Справочная энциклопедия дорожника (том III) Дорожно-строительные материалы. Под редакцией Быстрова Н.В

Подождите немного. Документ загружается.

дорожной одежды из асфальтобетона усталостному разрушению от

растяжения при изгибе. При этом методика испытаний не приводится

и отсутствует ссылка на ГОСТ 12801. Поэтому изложение метода

определения R

изг

по ГОСТ 12801 применительно к асфальтобетону

носит справочный характер.

Сдвигоустойчивость определяется по разделу 18 ГОСТ 12801

с учетом изменения №2 к ГОСТ 9128 (таблица 6.7).

Сущность метода определения характеристик

сдвигоустойчивости заключается в определении максимальных

нагрузок и соответствующих предельных деформаций стандартных

цилиндрических образцов при двух напряженно-деформированных

состояниях: при одноосном сжатии (рис. 6.7) и при сжатии

специальным обжимным устройством по схеме Маршалла (рис.6.8).

Рис. 6.7 Схема испытания образцов на сдвигоустойчивость при

одноосном сжатии.

Рис. 6.8 Схема испытания образцов на сдвигоустойчивость при

сжатии специальным обжимным устройством по схеме Маршалла.

Указанный метод дан для апробации и накопления данных по

нормированию показателей сдвигоустойчивости материалов в

зависимости от категории дороги и дорожно-климатической зоны.

Для реализации этого метода используется специальное

обжимное устройство в виде двух одинаковых частей толстостенной

761

цилиндрической обоймы с внутренним радиусом, равным половине

диаметра образца (рис.6.9).

Рис. 6.9 Обжимное устройство (1 – шарнир, 2 – цилиндрические

обоймы, 3 – образец, 4 – нижняя плита пресса).

Для испытания асфальтобетона на сдвигоустойчивость готовят

четное число цилиндрических образцов диаметром 71,4 мм (см. выше)

в количестве не менее шести штук.

Перед испытанием образцы выдерживают в воде в течение

одного часа при заданной температуре (50±2)

С. Половина образцов

предназначается для испытания по первой схеме нагружения

(одноосное сжатие), другая половина – по второй схеме (по схеме

Маршалла).

Скорость деформирования образцов для обеих схем

нагружения принимается одинаковой и равной (50,0±1,0) мм/мин.

Максимальные (разрушающие) нагрузки и соответствующие

предельные деформации образцов также определяют для двух схем

нагружения.

Образец извлекают из термостатирующего устройства,

устанавливают в центре нижней плиты пресса (при одноосном сжатии)

или в нижнюю часть обжимного устройства (при сжатии по схеме

Маршалла). Если обжимное устройство и шарниры изготовлены из

металла, не подверженного водной коррозии, то перед проведением

испытания в целях снижения теплопотерь их также целесообразно

термостатировать при заданной температуре.

Верхняя плита пресса должна находиться на расстоянии 5-10

мм от верха образца или от верхней части обжимного устройства.

После этого начинают нагружать образец.

В процессе испытания образца фиксируют максимальное

показание силоизмерителя, которое принимают за разрушающую

нагрузку. Одновременно с помощью индикатора перемещений

762

замеряют предельную деформацию, соответствующую разрушающей

нагрузке, и время нагружения образца по секундомеру. Допускается

определять предельную деформацию по произведению постоянной

скорости деформирования на время нагружения образца.

Для каждого образца, испытанного на одноосное сжатие и на

сжатие по схеме Маршалла, вычисляют работу А, Дж, затраченную на

разрушение, по формуле:

А=

, (6.21)

где Р – разрушающая нагрузка, кН;

l – предельная деформация, мм.

Среднюю работу деформирования образцов при одноосном

сжатии и при сжатии по схеме Маршалла вычисляют с точностью до

второго десятичного знака как среднеарифметическое значение

результатов испытаний не менее трех образцов.

Коэффициент внутреннего трения асфальтобетона tgφ

вычисляют по формуле:

tgφ=

)(3



, (6.22)

где А

, А

- средняя работа деформирования образцов из

асфальтобетона при испытании соответственно по схеме Маршалла и

при одноосном сжатии, Дж.

Лабораторный показатель сцепления при сдвиге С

, МПа,

вычисляют по формуле:

(3-2tg



, (6.23)

где R

– предел прочности при одноосном сжатии (6.9).

6.4 Требования к материалам для приготовления

асфальтобетонных смесей

Требования к щебню (гравию)

По п. 5.15.1 ГОСТ 9128 (с учетом изменения №2) щебень из

плотных горных пород и гравий, щебень из шлаков, входящие в состав

смесей должны соответствовать требованиям ГОСТ 8267 и ГОСТ 3344.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в

щебне и гравии приведено в таблице 6.24

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой

формы в щебне и гравии

Таблица 6.24

Тип смеси Содержание зерен пластинчатой

(лещадной) и игловатой формы

763

в щебне и гравии,

% по массе, не более

Высокоплотные и А 15

Б и Б

В и В

Гравийно-песчаные смеси по зерновому составу должны отвечать

требованиям ГОСТ 23735, а гравий и песок, входящие в состав этих

смесей, - ГОСТ 8267 и ГОСТ 8736 соответственно.

Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют щебень

и гравий фракций от 5 до 10 мм, свыше 10 до 20 (15) мм, свыше 20 (15)

до 40 мм, а также смеси указанных фракций.

Прочность и морозостойкость щебня и гравия для смесей и

асфальтобетонов конкретных марок и типов должны соответствовать

указанным в таблице 6.25

Прочность и морозостойкость щебня и гравия

для смесей и асфальтобетонов

Таблица 6.25

Наименование показателя

Значение для смеси марки

I II III

Горячих

типа

Холодных

типа

Пористых

и высоко-

пористых

Горячих

типа

Холодных

типа

Пористых

и высоко-

пористых

Горячих

типа

Высоко-

плотных

Б Б

А Б В Б

Б В

Марка, не ниже:

по дробимости:

а) щебня из изверженных и

метаморфических горных пород

б) щебня из осадочных горных

пород

в) щебня из металлургического

шлака

г) щебня из гравия

д) гравия

по истираемости:

а) щебня из изверженных и

метаморфических горных пород

б) щебня из осадочных горных

пород

в) щебня из гравия и гравия

по морозостойкости:

для всех видов щебня и гравия:

а) для дорожно-климатических зон

I,II,III

б) для дорожно-климатических зон

IV,V

1200

И1

F50

1200

1000

1200

1000

И1

И2

И1

F50

1000

800

1000

И2

И1

F50

F25

800

600

1000

800

И3

И2

F50

F25

800

600

800

600

Не норм.

F25

1000

1200

1000

И2

И1

F50

1000

800

1000

800

И2

F50

F25

800

600

800

600

И3

F25

F15

800

600

800

И3

И2

F25

F15

600

400

600

И4

И3

F25

F15

600

400

600

400

Не норм.

F15

800

600

800

600

И3

F25

F15

600

400

600

400

И4

F25

F15

Более подробно требования к щебню (гравию), а также методы

испытаний приведены в главе II «Каменные материалы».

Требования к песку.

По п. 5.15.2 ГОСТ 9128 песок природный и из отсевов

дробления горных пород должен соответствовать требованиям

ГОСТ 8736, при этом марка по прочности песка из отсевов

764

дробления и содержание глинистых частиц, определяемых

методом набухания, для смесей и асфальтобетонов конкретных

марок и типов должны соответствовать указанным в таблице 6.26, а

общее содержание зерен не менее 0,16 мм (в том числе

пылевидных и глинистых частиц) в песке из отсевов дробления не

нормируется.

Марка по прочности песка из отсевов дробления и

содержание глинистых частиц, определяемых методом

набухания, для смесей и асфальтобетонов конкретных марок и

типов

Таблица 6.26

Наименова

ние

показателя

Значение для смесей и асфальтобетонов марки

I II III

Горячих и

холодных типа

Порист

ых и

высоко

порист

ых

Горячих

холодн

ых типа

Порист

ых и

высоко

порист

ых

Горячи

типа

А, Б, Б

, В

высокоплот

ных

Г,

А,

Б,

В,

Г,

Д,

Б,

Г,

Марка по

прочности

песка из

отсевов

800 100

600 60

400 40

765

дробления

горных

пород и

гравия

Содержани

глинистых

частиц,

определяе

мое

методом

набухания,

% по

массе, не

более

0,5

0,5 0,5

1,0

Примечание – Для смесей типа Г марки I необходимо использовать

пески из отсевов дробления изверженных горных пород по ГОСТ

8736 с содержанием зерен менее 0,16 мм не более 5,0% по массе.

Более подробно требования к песку природному и из отсевов

дробления горных пород, а также методы испытаний приведены в

главе II «Каменные материалы».

Требования к минеральному порошку

Требования к минеральному порошку содержатся в двух

стандартах: ГОСТ 16557 и ГОСТ 9128.

Функции минерального порошка в составе асфальтобетона

определяются двумя задачами:

- заполнение пространства между частицами более крупного

минерального материала;

- перевод битума из объемного в пленочное состояние.

Ввиду большой величины удельной поверхности на долю

минерального порошка приходится до 90% поверхности всех

минеральных компонентов асфальтобетона. Распределение

битума по значительно большей поверхности приводит к

снижению толщины пленок вяжущего и значительному

изменению его свойств в сторону увеличения вязкости.

ГОСТ 16557 регламентирует свойства минерального порошка из

карбонатных горных пород (известняков, доломитов,

доломитизированных известняков и других карбонатных горных

пород).

Для улучшения качества при приготовлении минерального

порошка в горную породу перед измельчением вводят активирующую

766

смесь, состоящую из битума и поверхностно-активного вещества (ПАВ)

или продукта, содержащего ПАВ. Такие минеральные порошки

называются активированными.

Для активации минерального порошка применяются следующие

анионные ПАВ типа высших карбоновых кислот: госсиполовая смола

(хлопковый гудрон), жировой гудрон, синтетические жирные кислоты

С17-С20, кубовый остаток синтетических жирных кислот, окисленный

петролатум, нафтеновая кислота С13 и типа железных солей высших

карбоновых кислот, состав которых приведен в таблице 6.27

Состав продуктов типа железных солей

высших карбоновых кислот

Таблица 6.27

Анионактивный

продукт,

на основе которого

приготовлена соль

Сокраще

нное

обозначе

ние

железных

солей

Состав, %, по массе

Анионак-

тивный

продукт

Хлорное

железо

(1 и 11

сортов)

Пластифи

ка-

тор-мазут

нефтяной

(топливо

дизельно

е)

Вода

Окисленный

рисайкл

Кубовые остатки

синтетических

жирных кислот

Второй жировой

гудрон

Окисленный

петролатум

Госсиполопая

смола

ФР

ФКК

ФОП

ФЖГ

ФГС

80-90

40—70

55—70

70—80

50—70

10—20

10-20

10—20

10—25

10—20

20—40

15—35

—

15—30

—

5—10

0—10

В качестве неоногенного ПАВ в соответствии с ГОСТ 16557

применяется реагент “Азербайджан – 11”. Используются жидкие и

вязкие сланцевые битумы, гидрофобизирующая жидкость 136-41

(ГОСТ 10834), вязкие нефтяные дорожные битумы,

низкотемпературные каменноугольные смолы (дегти), технические

требования к которым приведены в таблице 6.28

Технические требования к низкотемпературным

каменноугольным смолам (дегтям)

Таблица 6.28

Наименование показателей

Нормы для марок

ДН-7 ДН-8

767

Плотность при 20°С, г/см3 не менее

Вязкость пo вискозиметру с

отверстием 10 мм при 50°С, с

Фракционный состав, %, не более,

перегоняется:

до 170°С

» 270°С

» 300°С

Температура размягчения остатка

после отбора фракции до 300°С

Нерастворимые в бензоле

соединения, % от массы, не более

1,03

5-50

0,5

35-55

1,03

50—120

0,5

35—55

Содержание воды, %, не более

Содержание водорастворимых

соединений, % от массы, не более

0,5

Составы активирующих смесей в зависимости от содержания

глинистых примесей в измельчаемой горной породе приведены в

таблице 6.29

Составы активирующих смесей

Таблица 6.29

Содержание

глинистых

примесей

(количество

полуторных

окислов

Al203+F2O3), %

по

массе

Наименование ПАВ

или продуктов,

содержащих ПАВ

Соотношение

ПАВ или

продуктов,

содержащих

ПАВ, и битума

(по массе) в

активирующе

смеси

Количество

активирующей

смеси, % от

массы

измельчаемого

минерального

материала

Не бoлee

7,5(2,5)

Анионные ПАВ типа

высших карбоновых

кислот

1:1-3:1

1,5—2,5

Неионогенное ПАВ

—

реагент

“Азербайджан - II”

1:1

Низкотемпературны

смолы (дегти)

твердые топлива

1:0 — 1:2

768

Железные соли

высших карбоновых

кислот

1 : 1

7,5-15,0(2,5-

5,0)

Госсиполовая

смола (хлоковый

гудрон)

1:1 — 3:1

Неионогенное ПАВ-

реагент

“Азербайджан-II”

1:1

Низкотемпературны

смолы (дегти)

твердых

топлив

1:0 — 1:2

Жидкость

гидрофоби-

зирующая 136-41

1:0 0,25-0,50

В настоящее время круг добавок, используемых в качестве ПАВ

и в составе активирующих смесей значительно расширилась. Перед

применением любой из них необходимо проводить предварительные

испытания с целью определения оптимальной концентрации при

использовании конкретных материалов.

Нефтяные дорожные вязкие битумы, применяемые для

приготовления активирующих смесей, должны соответствовать

требованиям ГОСТ 22245. Марку битума в зависимости от вида

асфальтобетона и области его применения следует назначать в

соответствии с таблицей 6.30

Марка битума в зависимости от вида асфальтобетона

и области его применения

Таблица 6.30

Вид

асфальтобетон

Дорожно-климатическая зона

I II,III IV, V

Горячий БНД 200/300

БНД 130/200

БНД 90/130

БНД 60/90

Холодный ______ БНД 60/90

БНД 40/60

769

Для активации минерального порошка допускается применять

другие материалы или их смесь с битумом при условии, что

активированные ими минеральные порошки будут соответствовать

требованиям ГОСТ 16557.

Для приготовления минеральных порошков, в исходной горной

породе допускается содержание глинистых примесей, но не более,

указанных в таблице 6.31

Содержание глинистых примесей (полуторных окислов AI2O3

+ Fe2O3) в исходной горной породе

Таблица 6.31

Вид

минерального

порошка

Содержание глинистых примесей (полуторных окислов

AI2O3 + Fe2O3), %, входящих в состав измельчаемой

Горной массы

(включая глинистые

грунты из прослоев

месторождения

горной породы)

Горной породы

Активированный

Неактивированный

Не более 15,0 (5,0)

Не более 5,0 (1,7)

Не более 20,0 (7,0)

Не более 5,0 (1,7)

Минеральный порошок должен соответствовать требованиям,

указанным в таблице 6.32

Требования, предъявляемые к минеральному порошку

Таблица 6.32

Наименование показателей

Нормы для

порошка

активирова

нного

неактивиров

анного

Зерновой состав,% по массе,не менее:

мельче 1,25 мм 100 100

» 0,315мм 95 90

» 0,071мм 80 70

Пористость, %но объему, не более 30 35

Набухание образцов из смеси порошка с битумом, %по

объему, не более:

при содержании глинистых примесей в порошке не более

5% (полуторных окис-

лов Al2О3+F2O3 не более 1,7% по массе) l,5 2,5

при содержании глинистых примесей в порошке не более

15% (полуторных окис-

лов Al2О3+F2О3 не более 5% по массе) 2,5 —

Показатель битумоемкости, г, не более:

при содержании глинистыx примесей в порошке не более

5% (полуторных окис-

лов Al203+F2O3 не более 1,7% по массе) 50 65

при содержании глинистых примесей в порошке не более

15% (полуторных окис-

770