Цупиков С.Г. (ред.) Справочник дорожного мастера

Подождите немного. Документ загружается.

А От 40 до 50 От 12 до 50 От 4 до 10

Б От 50 до 60 От 20 до 60 От 6 до 12

Пористые От 40 до 60 От 10 до 60 От 0 до 8

Высокопористые щебенистые От 40 до 60 От 10 до 60 От 4 до 8

Высокопористые песчаные От 90 до 100 От 25 до 85 От 4 до 10

Таблица 6.6.5

Зерновые составы минеральной части смесей и асфальтобетонов для верхних слоев

покрытий в процентах по массе

Вид и тип смесей и асфальтобетонов

Размеры зерен, мм. мельче

20 15 10 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071

Горячие

высокоплотные 90-100 70-100 56-100 35-50 24-50 18-50 13-50 12-50 11-28 10-16

плотные типов: Непрерывные зерновые составы

А 90-100 75-100 62-100 40-50 28-38 20-28 14-20 10-16 6-12 4-10

Б 90-100 80-100 70-100 50-60 38-48 28-37 20-28 14-22 10-16 6-12

В 90-100 85-100 75-100 60-70 48-60 37-50 28-40 20-30 13-20 8-14

Г - - - 80-100 65-82 45-65 30-50 20-36 15-25 8-16

Д - - - 80-100 60-93 45-85 30-75 20-55 25-33 10-16

Прерывистые зерновые составы

А 90-100 75-85 62-70 40-50 28-50 20-50 14-50 10-28 6-16 4-10

Б 90-100 80-90 70-77 50-60 38-60 28-60 20-60 14-34 10-20 6-12

Холодные типов:

90-100 85-100 70-100 50-60 33-46 21-38 15-30 10-22 9-16 8-12

90-100 85-100 75-100 60-70 48-60 38-50 30-40 23-32 17-24 12-17

и Д

- - - 80-100 62-82 40-68 25-55 18-43 14-30 12-20

Таблица 6.6.6

Технические требования к асфальтобетону

Наименование показателя

Значение для асфальтобетонов марки

I II III

для дорожно-климатических зон

I II, IIIIV, V I II, IIIIV, V I II, IIIIV, V

Предел прочности при сжатии, при температуре 50°С, МПа,

не менее для асфальтобетонов

высокоплотных 1,0 1,1 1,2 - - - - - -

плотных типов:

А 0,9 1,0 1,1 0,8 0,9 1,0 - - -

Б 1,0 1,2 13 0,9 1,0 1,2 0,8 0,9 1,1

В - - - 1,1 1,2 1,3 1,0 1,1 1,2

Г 1,1 1,3 1,6 1,0 1,2 1,4 0,9 1,0 1,1

Д - - - 1,1 1,3 1,5 1,0 1,1 1,2

Предел прочности при сжатии, при температуре 20°С для

асфальтобетонов всех типов, МПа, не менее

2,5 2,5 2,5 22 2,2 2,2 2,0 2,0 2,0

Предел прочности при сжатии, при температуре 0°С для

асфальтобетонов всех типов, МПа, не более

9,0 11,0 13,0 10,0 12,0 13,0 10,0 12,0 13,0

Водостойкость не менее:

плотных асфальтобетонов 0,95 0,90 0,85 0,90 0,85 0,80 0,85 0,75 0,70

высокоплотных асфальтобетонов 0,95 0,95 0,90 - - - - - -

плотных асфальтобетонов при длительном водонасыщении 0,90 0,85 0,75 0,85 0,75 0,70 0,75 0,65 0,60

высокоплотных асфальтобетонов при длительном

водонасыщении

0,95 0,90 0,85 - - - - - -

Пористость минеральной части асфальтобетонов из горячих смесей

должна быть, %, не более:

высокоплотных.................................................16;

плотных типов:

А и Б..................................................................19;

В, Г и Д..............................................................22;

пористых...........................................................23;

высокопористых щебенистых..........................24;

высокопористых песчаных...............................28.

Остаточная пористость является главным признаком правильно

назначенного зернового состава, оптимального содержания битума и

достаточного уплотнения. Остаточная пористость в нормативных пределах

необходима, и отклонение от нее означает нарушение оптимальной

структуры асфальтобетона.

Водонасыщение высокоплотных и плотных асфальтобетонов из горячих

смесей должно соответствовать указанному в табл. 6.6.7.

Таблица 6.6.7

Остаточная пористость и водонасыщение высокоплотных и плотных асфальтобетонов

Наименование

показателя

Значение для:

образцов, отформованных из смеси вырубок и кернов готового покрытия, не

более

Высокоплотные От 1,0 до 2,5 3,0

Плотные типов:

А От 2,0 до 5,0 5,0

Б, В и Г Oт 1,5 до 4,0 4,5

Д От 1,0 до 4,0 4,0

Показатели физико-механических свойств пористых и высокопористых

асфальтобетонов из горячих смесей, в зависимости от марок смесей, должны

соответствовать указанным в табл. 6.6.8.

Таблица 6.6.8

Показатели пористых и высокопористых асфальтобетонов из горячих смесей

Наименование показателя

Значение для марки

I II

1. Предел прочности при сжатии, при температуре 50С, МПа, не

менее

0,7 0,5

2. Водостойкость, не менее 0,7 0,6

3. Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее 0,6 0,5

4. Водонасыщение, % по объему, не более для:

Пористых асфальтобетонов Свыше 5,0 до 10,0 Свыше 5,0 до 10,0

Высокопористых асфальтобетонов Свыше 10,0 до 18,0Свыше 10,0 до 18,0

П р и м е ч а н и е . Для крупнозернистых асфальтобетонов предел прочности при сжатии при

температуре 50°С и водостойкость не нормируются.

Водонасыщение пористых асфальтобетонов не должно быть более 12 % по

объему, высокопористых - не более 18 %. Набухание пористых и

высокопористых асфальтобетонов из смесей I марки не должно быть 1,0 %

по объему, из смесей II марки - более 2 % по объему.

Водонасыщение ниже нормы указывает на чрезмерную жирность смесей, а

повышенное водонасыщение является признаком сухой смеси.

Набухание больше нормативного предела указывает на повышенную

гигроскопичность минерального порошка или битума, или того и другого

вместе. С повышенным набуханием обратной зависимостью связаны

водостойкость и морозостойкость.

Нормативная прочность на сжатие при 20°С и 50°С для бескаркасных

смесей характеризует сдвигоустойчивость асфальтобетона. Повышение

прочности достигается увеличением вязкости битума и увеличением

содержания минерального порошка. Однако то и другое приводит к

увеличению хрупкости и снижению трещиностойкости асфальтобетона в

покрытии.

В асфальтобетоне каркасной структуры признаком сдвигоустойчивости

является правильно подобранный зерновой состав. Прочность при сжатии

при 20°С и 50°С косвенно свидетельствует о когезии асфальтового вяжущего

и способности смеси противостоять разрушающему воздействию воды.

Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов из холодных

смесей в зависимости от марок смесей должны соответствовать указанным в

табл. 6.6.9.

Таблица 6.6.9

Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов из холодных смесей

Наименование показателя

Значение для марки и типа

I II

, В

, Д

Предел прочности при сжатии при температуре 20С, МПа,

не

менее до подогрева:

сухих 1,5 1,7 1,0 1,2

водонасыщенных 1,1 1,2 0,7 0,8

после длительного водонасыщения 0,8 0,9 0,5 0,6

после подогрева:

водонасыщенных 1,6 1,8 1,0 1,2

после длительного водонасыщения 1,3 1,8 0,8 0,9

В дорожных покрытиях резко изменяются свойства холодного

асфальтобетона вследствие повышения вяжущих свойств жидких битумов

под воздействием атмосферных факторов. Для оценки этих качественных

изменений холодного асфальтобетона пользуются показателями предела

прочности при сжатии в сухом и водонасыщенном состоянии (табл. 6.6.9).

Длительность прогрева смеси устанавливают в зависимости от скорости

загустевания битума.

Температура горячих и холодных смесей при отгрузке потребителю и на

склад в зависимости от показателей битумов должна соответствовать

указанным в табл. 6.6.10.

Таблица 6.6.10

Температура горячих и холодных смесей при отгрузке потребителю и на склад

Вид смеси

Температура смеси, С, в зависимости от показателя битума

глубины проникновения иглы при 25С, мм

условной вязкости по

вискозиметру с отверстием 5

ммZ при 60С, с

40-60 61-90 91-130 131-200 201-300 70-130 131-200

Горячая от 150 до

160

от 145 до

155

от 140 до

150

от 130 до

140

от 120 до

130

- от 110 до 120

Холодная - - - - - от 80 до 100 от 100 до 120

П р и м е ч а н и е . При использовании ПАВ или активированных минеральных порошков допускается

снижать температуру горячих смесей на 20°С.

Пористость минерального состава асфальтобетонов из холодных смесей

типа Б

не должна быть более 18 % по объему, типа В

- более 20 %, типов Г

и Д

- более 21 % по объему. Остаточная пористость асфальтобетонов из

холодных смесей должна быть 6...10 % по объему.

Водонасыщение асфальтобетонов из холодных смесей должно быть в

пределах от 5...9 % по объему, а слеживаемость не должна превышать 10 по

числу ударов. Смеси должны выдерживать испытание на сцепление битума с

минеральной частью. При недостаточном сцеплении следует применять

поверхностно-активные вещества (ПАВ).

6.6.4. Расчет состава асфальтобетонной смеси

Расчет заключается в подборе рационального соотношения между

составляющими асфальтобетонную смесь материалами.

Широкое распространение получил метод расчета по кривым плотных

смесей. Наибольшая прочность асфальтобетона достигается при

максимальной плотности минерального остова, оптимального количества

битума и минерального порошка.

Между зерновым составом минерального материала и плотностью

существует прямая зависимость. Оптимальными будут составы, содержащие

зерна различного размера, диаметры которых уменьшаются в два раза.

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.1)

где d

- наибольший диаметр зерна, устанавливаемый в зависимости от

типа смеси;

- наименьший диаметр зерна, соответствующий пылеватой фракции, и

минерального порошка (0,004...0,005 мм).

Размеры зерен, согласно предыдущему уровню

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.2)

Число размеров определяют по формуле

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.3)

Число фракций п на единицу меньше числа размеров т

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.4)

Соотношение соседних фракций по массе

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.5)

где К - коэффициент сбега.

Величина, показывающая, во сколько раз количество последующей

фракции меньше предыдущей, называется коэффициентом сбега. Наиболее

плотная смесь получается при коэффициенте сбега 0,8, но такую смесь

трудно подобрать, поэтому, по предложению Н.Н. Иванова, коэффициент

сбега К принят от 0,7 до 0,9.

Зная размеры фракций, их количество и принятый коэффициент сбега (например 0,7),

составляют уравнения такого вида:

Фракции Массовое количество

= у

к = у

= у

n-1

к = у

n-1

Сумма всех фракций (по массе) равна 100 %, то есть:

+ у

к + у

+ у

+...+ у

n-1

= 100 ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.6)

или

(1 + к + к

+ к

+... + к

n-1

) = 100ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.7)

В скобках указана сумма геометрической прогрессии и, следовательно,

количество первой фракции в смеси

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.8)

Аналогично определяем процентное содержание первой фракции у

, для

коэффициента сбега к = 0,9. Зная количество первой фракции у

, легко

определить у

, у

и так далее.

На основании полученных данных строят предельные кривые,

соответствующие принятым коэффициентам сбега. Составы, рассчитанные

по коэффициенту сбега 0,9, содержат повышенное количество минерального

порошка, а при к < 0,7 - уменьшенное количество минерального порошка.

Кривая зернового состава рассчитываемой смеси должна располагаться

между предельными кривыми (рис. 6.6.1).

Рис. 6.6.1. Зерновые составы:

А - мелкозернистой асфальтобетонной смеси с непрерывной гранулометрией

типов А, Б, В; Б - минеральной части песчаных смесей типов Г и Д

Высокие эксплуатационные показатели дают смеси с повышенным

содержанием щебня и уменьшенным содержанием минерального порошка.

Предпочтение следует отдавать смесям с коэффициентом сбега 0,70...0,80.

В случае невозможности расчета плотной минеральной смеси по

предельным кривым (отсутствие крупнозернистых песков и невозможности

их замены высевными) необходимая плотность может быть подобрана по

принципу прерывистой гранулометрии. Смеси с прерывистой

гранулометрией более сдвигоустойчивы за счет жесткого каркаса.

Для определения расхода битума формуют пробные образцы из смеси с

заведомо малым содержанием битума, затем определяют объем пустот в

минеральном остове

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.9)

где



- объемная масса асфальтобетонного образца;

пр

- содержание битума в пробной смеси, %;



- средняя плотность минерального материала:

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.10)

где у

, у

мп

- содержание щебня, песка, минерального порошка в % по

массе;



мп

- плотность щебня, песка, минерального порошка.

Расчетная формула для определения оптимального содержания битума

будет иметь вид

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.11)

где



- плотность битума;



- коэффициент заполнения пустот минеральной смеси битумом,

зависящий от заданной остаточной пористости

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (6.6.12)

где П

- пористость минерального остова асфальтобетона, % объема;

П - заданная остаточная пористость асфальтобетона при 20°С, % объема.

6.6.5. Холодный асфальтобетон

Состав холодного асфальтобетона можно рассчитать по типовым составам

или по методике, применяемой для расчета горячих смесей, с обязательной

проверкой физико-механических свойств в лаборатории. Количество

жидкого битума снижают на 10...15 % против оптимального, чтобы

уменьшить слеживаемость.

Характерной чертой холодного асфальтобетона, отличающей его от

горячего, является способность оставаться длительное время после

приготовления в рыхлом состоянии. Эта способность холодных

асфальтобетонных смесей объясняется наличием тонкой битумной пленки на

минеральных зернах, вследствие чего микроструктурные связи в смеси

настолько слабы, что небольшое усилие приводит к их разрушению. Поэтому

приготовленные смеси под действием собственной массы при хранении в

штабелях и транспортировке не слеживаются. Смеси в течение длительного

времени (до 12 месяцев) остаются в рыхлом состоянии. Их сравнительно

легко можно перегружать в транспортные средства и распределять тонким

слоем при устройстве дорожных покрытий.

Зерновые составы холодных асфальтобетонных смесей отличаются от

составов горячих смесей в сторону повышенного содержания минерального

порошка (до 20 %) - частиц мельче 0,071 мм и пониженного содержания

щебня (до 50 %). Повышенное количество минерального порошка вызвано

применением жидкого битума, требующего для структурообразования

большего количества порошка, а при содержании щебня более 50 %

ухудшаются условия формирования покрытия. Наибольший размер зерен в

холодном асфальтобетоне составляет 20 мм. Более крупный щебень

ухудшает условия формирования покрытия.

В качестве крупной составляющей для холодного асфальтобетона

используют щебень, получаемый дроблением скальных горных пород и

металлургических шлаков. Эти материалы должны обладать прочностью при

сжатии не менее 80 МПа, а для II марки асфальтобетона - не ниже 60 МПа.

Для приготовления холодного асфальтобетона применяют такой же

минеральный порошок и песок, что и для горячих смесей.

Жидкие битумы должны иметь вязкость в пределах Zчто

соответствует маркам СГ 70/130, МГ 70/130. Вязкость и класс битума

выбирают с учетом предполагаемого срока хранения смеси на складах,

температуры воздуха при хранении и применении, а также качества

минеральных материалов. Холодные асфальтобетонные смеси используют

для устройства дорожных покрытий при интенсивности движения до 2000

автомобилей в сутки.

6.6.6. Литой асфальтобетон

Литой асфальтобетон представляет собой специально запроектированную

смесь щебня, песка, минерального порошка и вязкого битума,

приготовленную и уложенную в горячем состоянии без дополнительного

уплотнения. От горячего асфальтобетона литой отличается большим

содержанием минерального порошка и битума, технологией приготовления и

методом укладки. Литой асфальтобетон применяют в качестве дорожного

покрытия на автомобильных дорогах, на проезжей части мостов, а также для

устройства полов в производственных зданиях. Ремонтные работы с

использованием литых смесей можно выполнять при температуре воздуха до

-10°С. Особенностью производства работ является необходимость

непрерывного перемешивания литой смеси при ее транспортировке к месту

укладки.

Для приготовления литого асфальтобетона применяют щебень

(крупностью до 40 мм), природный или дробленый песок. Щебень, высевки и

песок должны быть высокосортными, как и для обычного горячего

асфальтобетона. В качестве вяжущего применяют битумы БНД 40/60. В

соответствии с ТУ 400-24-158-89 литые смеси подразделяют на пять типов

(табл. 6.6.11).

Таблица 6.6.11

Классификация литых асфальтобетонных смесей

Основные классификационные особенности смеси

Назначение смеси

тип

смеси

максимальный

размер щебня, мм

массовая доля, %

битум, минеральный

порошок

зерен

более 5

мм

асфальтовяжущего

вещества

III

45...55

35...50

45...65

25...30

20...25

15...20

0,35...0,45

0,40...0,55

0,50...0,65

Новое строительство,

капитальный ремонт

проезжей части

IV 5 - 17...23 0,40...0,65 Покрытие тротуаров

V 20 35...50 22...28 0,55...0,75 Текущий ремонт

дорожных покрытий

К положительным свойствам литого асфальтобетона относят долговечность, небольшие

затраты работы на уплотнение, водонепроницаемость. При реконструкции дороги

существующее покрытие из литого асфальтобетона может быть снова использовано в

полном объеме и почти без добавления новых материалов.

6.6.7. Дегтебетон

Дегтебетон в зависимости от вязкости дегтя и температуры смесей при

укладке подразделяют на горячий и холодный. По физико-механическим

свойствам дегтебетон уступает асфальтобетону, так как обладает меньшей

прочностью и теплоустойчивостью.

Дегтебетон в зависимости от вида каменного материала подразделяют на

щебеночный, гравийный и песчаный. Для приготовления дегтебетона

применяют те же минеральные материалы, что и для асфальтобетона,

требования к ним аналогичные. В качестве вяжущего применяют дорожный

каменноугольный деготь: для горячего дегтебетона - Д-6, для холодного - Д-4

и Д-5. Дегти применяют как промышленного изготовления, так и

приготовленные непосредственно на асфальтобетонном заводе путем

окисления или смешения песка с разжижителем (антраценовым маслом,

каменноугольной смолой и др.).