Asfalttibetoniseoksen koostumuksen valinta. Esimerkki asfalttibetoniseoksen koostumuksen valinnasta. Bitumin ja mineraalien ainesosien suhde

3.8. On tarpeen valita koostumus hienojakoista kuuma-asfalttibetoniseosta, tyyppi B, luokka II tiheälle asfalttibetonille, joka on tarkoitettu päällysteen päällyskerroksen muodostamiseen III tie-ilmastovyöhykkeellä.

Seuraavat materiaalit ovat saatavilla:

graniittimurska, fraktio 5-20 mm;

kalkkikivimurska, fraktio 5-20 mm;

joki hiekka;

materiaali graniitin murskaamisesta;

kalkkikiven murskausseulonta;

aktivoimaton mineraalijauhe;

bitumi öljyä BND 90/130 (passin mukaan).

Testattujen materiaalien ominaisuudet on esitetty alla.

Graniittimurska: luokka puristuslujuuteen sylinterissä - 1000, kulutusluokka - I -I, pakkasluokka - Мрз25, todellinen tiheys - 2,70 g / cm 3;

kalkkikivimurska: luokka puristuslujuuteen sylinterissä - 400, kulutusluokka - I -IV, pakkasluokka - Мрз15, todellinen tiheys - 2,76 g / cm 3;

jokihiekka: lietteen ja savipartikkeleiden pitoisuus - 1,8%, savi - 0,2% massasta, todellinen tiheys - 2,68 g / cm 3;

materiaali graniittiluokan 1000 murskausseulonnasta:

materiaali kalkkikiven 400 murskaamisesta

aktivoimaton mineraalijauhe: huokoisuus - 33 tilavuusprosenttia, näytteiden turpoaminen jauheen ja bitumin seoksesta - 2 tilavuusprosenttia, todellinen tiheys - 2,74 g / cm 3, bitumikapasiteetti -indeksi - 59 g, kosteus - 0,3% paino;

bitumi: neulan tunkeutumissyvyys 25 ° C - 94 × 0,1 mm, 0 ° C - 31 × 0,1 mm, pehmenemislämpötila - 45 ° C, venyvyys 25 ° C - 80 cm, 0 ° C - 6 cm , Fraasin hauras lämpötila - miinus 18 ° С, leimahduspiste - 240 ° С, tarttuvuus asfalttibetoniseoksen mineraaliosaan kestää, tunkeutumisindeksi - miinus 1.

Testitulosten mukaan graniittimurskaa, jokihiekkaa, graniittimurskausseulonta -aineita, mineraalijauhetta ja BND 90/130 -luokan bitumia voidaan pitää sopivina tyypin B luokan II seosten valmistukseen.

Taulukko 7

Kalkkikivimurska ja kalkkikivimurskausseulonta ei täytä taulukon vaatimuksia. 10 ja 11 GOST 9128-84 vahvuuden suhteen.

Valittujen mineraalimateriaalien raekokokoostumukset on esitetty välilehti. 7.

Asfalttibetoniseoksen mineraaliosan koostumuksen laskeminen alkaa määrittämällä sellainen murskatun kiven, hiekan ja mineraalijauheen massasuhde, jossa näiden materiaalien seoksen raekoko koostumus täyttää Pöytä. 6 GOST 9128-84.

Laskelma koostuu järkevän suhteen valitsemisesta asfalttibetoniseoksen materiaalien välillä.

Laskumenetelmä tiheiden seosten käyristä on yleistynyt. Asfalttibetonin suurin lujuus saavutetaan mineraalirungon suurimmalla tiheydellä, optimaalisella bitumin ja mineraalijauheen määrällä.

Mineraalimateriaalin raekokokoostumuksen ja tiheyden välillä on suora yhteys. Optimaalisia ovat koostumukset, jotka sisältävät erikokoisia jyviä, joiden halkaisijat puolitetaan.

missä d 1 - suurin viljan halkaisija, asetettu seoksen tyypin mukaan;

d 2 - pienin rakehalkaisija, joka vastaa pölyistä fraktiota ja mineraalijauhetta (0,004 ... 0,005 mm).

Viljan koot edellisen tason mukaan

(6.6.2)

Kokojen määrä määritetään kaavalla

(6.6.3)

Murtolukujen määrä NS yksi vähemmän kuin kokoja T

(6.6.4)

Vierekkäisten fraktioiden suhde painon mukaan

(6.6.5)

missä TO on poistumiskerroin.

Arvoa, joka osoittaa, kuinka monta kertaa seuraavan murtoluvun määrä on pienempi kuin edellinen, kutsutaan poistumiskerroimeksi. Tihein seos saadaan liukukerroimella 0,8, mutta tällaista seosta on vaikea valita, joten N.N. Ivanova, paeta kerroin TO hyväksytty 0,7-0,9.

Se riippuu suurelta osin seoksen ainesosien ominaisuuksista ja niiden suhteesta.

Asfalttibetonia on useita tyyppejä, joiden koostumus on selvästi erilainen. Joissakin tapauksissa alkuperäisten ainesosien koostumus ja laatu liittyvät valmistusmenetelmään.

• Joten 1-3 ilmastovyöhykkeelle tiheä ja tiheä AB on valmistettu murskatusta kivestä, jonka pakkasluokka on F50. Huokoinen ja erittäin huokoinen - kiviluokista F 15 ja F25.
• Vyöhykkeillä 4 ja 5 valmistetaan vain tiheä kuuma asfaltti luokan F 50 murskatun kiven perusteella

Puhumme hiekan roolista asfalttibetonissa alla.

Hiekka

Sitä lisätään kaikkiin AB -tyyppeihin, mutta joissakin se on hiekkaista asfalttibetonia, se toimii ainoana mineraaliosana. käytetään sekä luonnollisina - louhoksista että murskauksen aikana saaduista seulonnoista. Materiaalivaatimukset sanelee GOST 8736.

• Joten tiheä ja tiheä hiekka, jonka lujuusluokka on 800 ja 1000, sopii. Huokoiselle hiekalle se on 400.
• Myös savipartikkeleiden - halkaisijaltaan alle 0,16 mm - lukumäärä on säädettävissä: tiheille hiukkasille - 0,5%. Huokoisille - 1%.
• lisää AB: n kykyä turvota ja vähentää pakkaskestävyyttä, joten tätä tekijää seurataan erityisesti.

Mineraalijauhe

Tämä osa muodostaa sideaineen yhdessä bitumin kanssa. Jauhe täyttää myös huokoset suurten kivihiukkasten välillä, mikä vähentää sisäistä kitkaa. Raekoko on erittäin pieni - 0, 074 mm. Ne saadaan pölynkeräysjärjestelmästä.

Itse asiassa mineraalijauhetta tuotetaan sementtiyritysten ja metallurgisten yritysten jätteistä - tämä on sementin, tuhkan ja kuonaseosten pölyämistä, metallurgisten kuonien käsittelyjätettä. Viljan koostumusta, vesiliukoisten yhdisteiden määrää, vedenkestävyyttä jne. Säätelee GOST 16557.

Lisäkomponentit

Koostumuksen parantamiseksi tai tiettyjen ominaisuuksien antamiseksi alkuperäiseen seokseen lisätään erilaisia ​​lisäaineita. Ne on jaettu 2 pääryhmään:

• komponentit, jotka on suunniteltu ja valmistettu erityisesti ominaisuuksien parantamiseksi - pehmittimet, stabilointiaineet, ikääntymistä estävät aineet jne.
• jätteet tai toissijaiset raaka -aineet - rikki, rakeinen kumi ja niin edelleen. Tällaisten lisäravinteiden hinta on tietysti paljon pienempi.

Tie- ja kenttäasfalttibetonin koostumuksen valintaa ja suunnittelua käsitellään alla.

Alla oleva video kertoo näytteenotosta asfalttibetonin koostumuksen ja laadun arvioimiseksi:

Design

Asfalttibetonipäällysteen koostumus valitaan käyttötarkoituksen mukaan: pienen kaupungin katu, nopea moottoritie ja pyörätie edellyttävät erilaista asfalttia. Jotta saat parhaan peiton mutta älä kuluta materiaaleja liikaa, käytä seuraavia valintaperiaatteita.

Perusperiaatteet

• Mineraalisen ainesosan, eli kiven, hiekan ja jauheen rakeinen koostumus on pinnoitteen tiheyden ja karheuden perusta. Jatkuvan granulometrian periaatetta käytetään useimmiten, ja vain karkean hiekan puuttuessa - epäjatkuvan granulometrian menetelmä. Viljan koostumus - hiukkashalkaisijoiden ja niiden oikean suhteen on oltava täysin eritelmien mukainen.

Seos valitaan siten, että käyrä mahtuu raja -arvojen väliin eikä sisällä murtumia: jälkimmäinen tarkoittaa, että jossakin jakeessa on liikaa tai puutetta.

• Erilaiset asfalttityypit voivat muodostaa mineraalin ainesosan rungon ja kehyksen. Ensimmäisessä tapauksessa kivimurskaa on tarpeeksi, jotta kivet joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa ja lopputuotteessa muodostuu selkeä asfalttibetonirakenne. Toisessa tapauksessa karkean hiekan kivet ja jyvät eivät kosketa toisiaan. Hieman ehdollinen raja näiden kahden rakenteen välillä on murskatun kiven pitoisuus 40–45%. Valittaessa tämä vivahde on otettava huomioon.
• Suurin lujuus taataan kuutiomaisella tai tetraedrisella murskatulla kivellä. Tämä kivi on kestävin.
• Pinnan karheudesta ilmoittaa 50-60% vaikeasti kiillotettavien kivien murskattua kiveä tai niiden hiekkaa. Tällainen kivi säilyttää luonnollisen pilkkomisen karheuden, mikä on tärkeää asfaltin leikkauskestävyyden varmistamiseksi.
• Yleensä murskattuun hiekkaan perustuva asfaltti on leikkaamisenkestävämpi kuin avokaivospohjainen sileän pinnan vuoksi. Samoista syistä sorapohjaisten materiaalien, erityisesti merellisten, kestävyys ja kestävyys ovat vähemmän.
• Kaivosjauheen liiallinen jauhaminen lisää huokoisuutta ja siten bitumin kulutusta. Ja tämä on useimpien teollisuusjätteiden omaisuutta. Parametrin pienentämiseksi mineraalijauhe aktivoidaan - käsitellään pinta -aktiivisilla aineilla ja bitumilla. Tämä muutos ei ainoastaan ​​vähennä bitumipitoisuutta, vaan myös lisää veden- ja pakkaskestävyyttä.
• Bitumia valittaessa on otettava huomioon sen absoluuttinen viskositeetti - mitä suurempi se on, sitä suurempi on asfaltin tiheys, mutta myös sääolosuhteet. Joten kuivilla alueilla valitaan koostumus, joka tarjoaa mahdollisimman pienen huokoisuuden. Kylmissä seoksissa päinvastoin bitumin tilavuus pienenee 10-15% paakkuuntumisen vähentämiseksi.

Koostumuksen valinta

Valintamenettely on yleensä sama:

• mineraalisten ainesosien ja bitumin ominaisuuksien arviointi. Tämä ei tarkoita pelkästään absoluuttisia indikaattoreita, vaan niiden noudattamista lopullisessa tavoitteessa;
• laske tällainen kiven, hiekan ja jauheen suhde niin, että tämä asfaltin osa saa suurimman mahdollisen tiheyden;
• viimeiseksi bitumin määrä lasketaan: riittävä varmistamaan lopputuotteen vaaditut tekniset ominaisuudet valittujen materiaalien perusteella.

Ensin suoritetaan teoreettiset laskelmat ja sitten laboratoriokokeet. Ensin tarkistetaan jäännöshuokoisuus ja sitten kaikkien muiden ominaisuuksien vastaavuus odotettuihin. Laskelmia ja testejä suoritetaan, kunnes saadaan seos, joka täyttää tehtävän täysin.

Kuten kaikilla monimutkaisilla rakennusmateriaaleilla, AB: llä ei ole yksiselitteisiä ominaisuuksia - tiheys, ominaispaino, lujuus jne. Sen parametrit määrittävät koostumuksen ja valmistusmenetelmän.

Seuraava opetusvideo kertoo asfalttibetonikoostumuksen suunnittelusta Yhdysvalloissa:

Venäjällä laajin valikoima asfalttibetoniseosten mineraaliosan koostumuksia viljakoostumusten rajakäyrien mukaan. Murskatun kiven, hiekan ja mineraalijauheen seos valitaan siten, että raekokoonpanon käyrä sijaitsee rajakäyrien rajaamalla alueella ja on mahdollisimman sileä. Mineraaliseoksen murto -koostumus lasketaan valittujen komponenttien sisällön ja niiden raekoostumuksen mukaan seuraavan suhteen mukaisesti:

j - komponentin numero;

n on seoksen komponenttien lukumäärä;

Asfalttibetoniseoksen raekoostumusta valittaessa, erityisesti kun käytetään murskausseulojen hiekkaa, on otettava huomioon mineraalimateriaalissa olevat rakeet, jotka ovat hienompia kuin 0,071 mm ja jotka puhalletaan kuivausrummussa ja laskeutua pölyn keräysjärjestelmään.

Nämä pölyhiukkaset voidaan joko poistaa seoksesta tai annostella sekoituslaitokseen yhdessä mineraalijauheen kanssa. Pölynkeräysmenettelystä määrätään asfalttibetoniseosten valmistusta koskevissa teknisissä määräyksissä ottaen huomioon materiaalin laatu ja sekoituslaitoksen asfaltin ominaisuudet.

Lisäksi GOST 12801-98: n mukaisesti määritetään asfalttibetonin ja mineraaliosan keskimääräinen ja todellinen tiheys, ja mineraaliosan jäännöshuokoisuus ja huokoisuus lasketaan niiden arvoista. Jos jäännöshuokoisuus ei vastaa standardiarvoa, laske uusi bitum B -pitoisuus (painoprosentti) seuraavan suhteen mukaisesti:

Lasketulla bitumimäärällä seos valmistetaan uudelleen, näytteet muovattiin siitä ja asfalttibetonin jäännöshuokoisuus määritetään uudelleen. Jos se täyttää vaaditun, pohjaksi lasketaan bitumin määrä. Muussa tapauksessa menettely bitumipitoisuuden valitsemiseksi tiivistetyn asfalttibetonin normaalin huokostilavuuden lähestymisen perusteella toistetaan.

Näytesarja muodostetaan asfalttibetoniseoksesta, jolla on tietty bitumipitoisuus tavanomaisella tiivistysmenetelmällä, ja määritetään kaikki GOST 9128-97: n tarjoamat fyysisten ja mekaanisten ominaisuuksien indikaattorit. Jos asfalttibetoni ei täytä indikaattoreiden standardin vaatimuksia, seoksen koostumus muuttuu.

Jos sisäinen kitkakerroin on riittämätön, karkean murskatun kiven tai murskattujen jyvien pitoisuutta seoksen hiekkaisessa osassa on lisättävä.

Jos leikkausliima on alhainen ja puristuslujuus 50 ° C: ssa, lisää (hyväksyttävissä rajoissa) mineraalijauheen pitoisuutta tai käytä viskoosimpaa bitumia. Korkeilla lujuusarvoilla 0 ° C: ssa on suositeltavaa vähentää mineraalijauheen pitoisuutta, alentaa bitumin viskositeettia, käyttää polymeeri-bitumisidosainetta tai pehmentäviä lisäaineita.

Jos asfalttibetonin vedenkestävyys on riittämätön, on suositeltavaa lisätä mineraalijauheen tai bitumin pitoisuutta, mutta rajoissa, jotka tarjoavat vaaditut mineraaliosan huokoisuus- ja huokoisuusarvot. Vedenkestävyyden lisäämiseksi on tehokasta käyttää pinta -aktiivisia aineita (pinta -aktiivisia aineita), aktivaattoreita ja aktivoituja mineraalijauheita. Asfalttibetoniseoksen koostumuksen valinta katsotaan täydelliseksi, jos kaikki asfalttibetoninäytteiden testauksen aikana saadut fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien indikaattorit täyttävät standardin vaatimukset. Asfalttibetonia koskevien standardivaatimusten puitteissa suositellaan kuitenkin seoksen koostumuksen optimointia rakennetun päällystekerroksen toimintaominaisuuksien ja kestävyyden parantamisen suuntaan.

Viime aikoihin asti tienpinnan ylempien kerrosten rakentamiseen tarkoitetun seoksen koostumuksen optimointi liittyi asfalttibetonin tiheyden kasvuun. Tältä osin tienrakennuksessa on muodostettu kolme menetelmää, joita käytetään tiheiden seosten raekoostumusten valinnassa. Ne nimettiin alun perin seuraavasti:

• - kokeellinen (saksalainen) menetelmä tiheiden seosten valitsemiseksi, joka koostuu yhden materiaalin asteittaisesta täyttämisestä toisella;
• - käyrämenetelmä, joka perustuu viljakoostumuksen valintaan ja lähestyy tiheiden seosten ennalta määrättyjä matemaattisesti "ihanteellisia" käyrät;
• - Amerikkalainen standardiseosten menetelmä, joka perustuu tiettyjen materiaalien seosten todistettuihin koostumuksiin.

Näitä menetelmiä ehdotettiin noin 100 vuotta sitten, ja niitä on kehitetty edelleen.

Tiheiden seosten valinnan kokeellisen menetelmän ydin on yhden materiaalin huokosten asteittainen täyttäminen karkeammilla jyvillä toisella hienommalla mineraalimateriaalilla. Käytännössä seoksen valinta suoritetaan seuraavassa järjestyksessä.

Ensimmäisen materiaalin 100 paino -osaan lisätään peräkkäin 10, 20, 30 jne., Toisen paino -osaa, määritetään sekoituksen ja tiivistämisen jälkeen keskimääräinen tiheys ja valitaan seos, jossa on vähimmäismäärä tyhjiöitä tiivistetyssä tilassa.

Jos on tarpeen valmistaa kolmen komponentin seos, kolmas materiaali lisätään vähitellen kasvavina annoksina tiheään kahden materiaalin seokseen ja valitaan myös tihein seos. Vaikka tämä tiheän mineraalirungon valinta on työlästä eikä siinä oteta huomioon nestefaasipitoisuuden ja bitumin ominaisuuksien vaikutusta seoksen tiivistymiseen, sitä käytetään kuitenkin edelleen kokeellisessa tutkimustyössä.

Lisäksi kokeellista menetelmää tiheiden seosten valinnassa käytettiin perustana laskentamenetelmille tiheiden betoniseosten muodostamiseksi erikokoisista irtomateriaaleista, ja sitä kehitettiin edelleen kokeilun suunnittelumenetelmissä. Tilojen peräkkäisen täyttämisen periaatetta käytetään suunnittelumenetelmässä tieasfalttibetonin optimaalisten koostumusten suunnittelussa, jossa käytetään murskattua kiveä, soraa ja hiekkaa millä tahansa granulometrialla.

Työn tekijöiden mielestä ehdotettu laskenta- ja kokeilutekniikka mahdollistaa asfalttibetonin rakenteen, koostumuksen, ominaisuuksien ja kustannusten optimaalisen hallinnan. Muuttuvien rakenne- ja ohjausparametrien roolissa käytetään seuraavia:

• - murskatun, soran ja hiekan jyvien laajentumiskerroimet;
• - mineraalijauheen tilavuuspitoisuus asfaltin sideaineessa;
• - koostumuksen optimaalisuuden kriteeri, joka ilmaistaan ​​komponenttien vähimmäiskustannuksina tuotantoyksikköä kohti.

Murskatun kiven, hiekan ja mineraalijauheen onteloiden peräkkäisen täyttämisen periaatteen perusteella laskettiin nestemäiseen bitumiin perustuvan tiheän asfalttibetonin seoksen likimääräinen koostumus.

Seoksen komponenttien pitoisuus laskettiin mineraalimateriaalien todellisen ja irtotiheyden esiasetettujen arvojen tulosten perusteella. Lopullista koostumusta hiottiin kokeellisesti vaihtamalla yhdessä kaikkien seoksen komponenttien sisältöä yksisuuntaisen kokeen matemaattisen suunnittelun menetelmällä. Seoksen koostumusta, joka tarjoaa asfalttibetonin mineraalirungon vähimmäishuokoisuuden, pidettiin optimaalisena.

Toinen menetelmä asfalttibetonin raekoostumuksen valitsemiseksi perustuu tiheiden mineraaliseosten valintaan, joiden raekoostumus on lähellä Fullerin, Grafin, Hermannin, Bolomeyn, Talbot-Richardin, Kitt-Peffin ihanteellinen käyrää ja muut kirjoittajat. Useimmissa tapauksissa nämä käyrät esitetään seoksen tarvittavan jyvien pitoisuuden valtaoikeudellisista riippuvuuksista niiden koosta. Esimerkiksi tiheämmän seoksen Fuller -hiukkaskoon jakautumiskäyrä saadaan seuraavasta yhtälöstä:

D on seoksen suurin raekoko, mm.

Asfalttibetoniseoksen raekokokoostumuksen standardoimiseksi modernissa amerikkalaisessa suunnittelumenetelmässä "Superpave" hyväksytään myös suurimman tiheyden granulometriset käyrät, jotka vastaavat tehon riippuvuutta, jonka eksponentti on 0,45.

Lisäksi jyvien pitoisuusaluetta rajoittavien valvontapisteiden lisäksi on myös sisäinen rajoitusvyöhyke, joka sijaitsee suurimman tiheyden granulometristä käyrää pitkin 2,36 - 0,3 mm: n jyvien välisellä aikavälillä. Uskotaan, että seoksilla, joilla on hiukkaskokojakauma suljetulla vyöhykkeellä, saattaa olla ongelmia tiivistymisessä ja leikkausvakaudessa, koska ne ovat herkempiä bitumipitoisuudelle ja muuttuvat taipuisiksi, jos niitä vahingossa yliannostetaan orgaanisella sideaineella.

On huomattava, että GOST 9128-76 määräsi myös tiheiden seosten raekokokoostumuksen käyrille rajoitusvyöhykkeen, joka sijaitsee jatkuvan ja epäjatkuvan raekokojakauman rajakäyrien välissä. Kuviossa 1 1 tämä alue on varjostettu.

Riisi. yksi. - hienorakeisen mineraaliosan raekoostumus:

Kuitenkin vuonna 1986, kun standardi julkaistiin uudelleen, tämä rajoitus kumottiin merkityksettömäksi. Lisäksi Soyuzdorniyan Leningradin haaran (AOSal) teoksissa osoitettiin, että varjostetun vyöhykkeen läpi kulkevat ns. "Osittain epäjatkuvat" seoskoostumukset ovat joissakin tapauksissa parempia kuin jatkuvia, koska niiden huokoisuus on pienempi. asfalttibetonin mineraaliosa, ja ajoittaiset, koska ne kestävät paremmin delaminoitumista.

Kotimaisen menetelmän perusta tiheiden seosten granulometrisen koostumuksen käyrien muodostamiseksi oli V.V. Okhotin, jossa osoitettiin, että tihein seos voidaan saada edellyttäen, että materiaalia muodostavien hiukkasten halkaisija pienenee suhteessa 1:16 ja niiden painomäärät - 1: 0,43. Ottaen kuitenkin huomioon taipumuksen erottaa seokset, jotka on formuloitu tällaisella karkeiden ja hienojen fraktioiden suhteella, ehdotettiin välijakeiden lisäämistä. Tässä tapauksessa halkaisijaltaan 16 kertaa pienemmän fraktion painomäärä ei muutu ollenkaan, jos tyhjät tilat täytetään paitsi näillä fraktioilla, mutta esimerkiksi fraktioilla, joiden raekoko on 4 kertaa pienempi.

Jos täytettäessä halkaisijaltaan 16 kertaa pienempiä fraktioita niiden painopitoisuus oli 0,43, niin täytettäessä fraktioilla, joiden raekoko on 4 kertaa pienempi, niiden sisällön tulisi olla yhtä suuri kuin k = 0,67. Jos otamme käyttöön toisen välijakeen, jonka halkaisija pienenee kertoimella 2, fraktioiden suhteen tulee olla k = 0,81. Näin ollen murto -osien painomäärä, joka pienenee jatkuvasti samalla määrällä, voidaan ilmaista matemaattisesti geometrisen etenemisen sarjana:

Y1 - ensimmäisen jakeen määrä;

k on poistumiskerroin;

n on fraktioiden määrä seoksessa.

Saadusta etenemisestä päätetään ensimmäisen murto -osan määrällinen arvo:

Siten valumiskerrointa kutsutaan yleensä fraktioiden painosuhteeksi, joiden hiukkaskoot ovat 1: 2, ts. Lähimpien silmäkokojen suhteena standardiseulassarjassa.

Vaikka teoreettisesti tiheimmät seokset lasketaan valumissuhteella 0,81, käytännössä epäjatkuva sekoitus on osoittautunut tiheämmäksi.

Tämä johtuu siitä, että esitetyt teoreettiset laskelmat tiheiden seosten laskemiseksi valumakertoimen mukaan eivät ota huomioon materiaalin suurten jyvien leviämistä pienemmiksi rakeiksi. Tältä osin P.V. Saharov totesi, että positiivisia tuloksia seoksen tiheyden lisäämisessä saadaan vain vaiheittaisella (jaksottaisella) fraktioiden valinnalla.

Jos sekoitettujen fraktioiden koon suhde on pienempi kuin 1: 2 tai 1: 3, pienet hiukkaset eivät täytä karkeiden jyvien välistä rakoa, vaan siirtävät ne erilleen.

Asfalttibetonin mineraaliosan granulometrisen koostumuksen käyrät, joilla on erilaiset sag -kerroimet, on esitetty kuviossa. 2.

Riisi. 2. - Granulometrinen koostumus asfalttibetoniseosten mineraaliosasta, joilla on erilaiset valumiskerroimet:

Myöhemmin määriteltiin vierekkäisten fraktioiden hiukkashalkaisijoiden suhde, joka sulkee pois suurten jyvien leviämisen monijakeiseen mineraaliseokseen. P.I. Bozhenov, jotta voidaan välttää suurten jyvien leviäminen pienillä, hienojakeen halkaisijan ja karkean jakeen halkaisijan suhteen tulisi olla enintään 0,225 (eli 1: 4,44). Kun otetaan huomioon käytännössä testattujen mineraaliseosten koostumukset, N.N. Ivanov ehdotti seosten valinnassa käytettäväksi hiukkaskoon jakautumiskäyriä, joiden valumiskerroin on 0,65 - 0,90.

Tiheiden asfalttibetoniseosten hiukkaskokojakaumat, jotka on suunniteltu työstettävyyteen, standardoitiin Neuvostoliitossa vuosina 1932-1967. Näiden normien mukaisesti asfalttibetoniseokset sisälsivät rajoitetun määrän murskattua kiveä (26-45%) ja enemmän mineraalijauhetta (8-23%). Tällaisten seosten käytöstä saadut kokemukset ovat osoittaneet, että jalkakäytäviin muodostuu aaltoja, leikkauksia ja muita plastisia muodonmuutoksia erityisesti teillä, joilla on raskasta ja raskasta liikennettä. Samaan aikaan myös pinnoitteiden pinnan karheus oli riittämätön, jotta varmistettaisiin hyvä tartunta autojen pyöriin perusteella.

Perusmuutokset asfalttibetoniseosten standardiin otettiin käyttöön vuonna 1967. GOST 9128-67 sisälsi uusia seoksia runkoasfalttibetonille, jossa oli enemmän murskattua kiveä (jopa 65%), joita alettiin soveltaa teiden projekteihin korkea liikenteen intensiteetti. Asfalttibetoniseoksissa myös mineraalijauheen ja bitumin määrä väheni, mikä oli perusteltua tarpeen vaihtaa muovista jäykempiin seoksiin.

Monien murskattujen kiviseosten mineraaliosan koostumukset laskettiin käyttäen kuutiomaista parabooliyhtälöä, joka oli sidottu neljään kontrolliraekokoon: 20; 5; 1,25 ja 0,071 mm.

Runkoasfalttibetonia tutkittaessa ja esiteltäessä kiinnitettiin suurta huomiota päällysteiden karheuden lisäämiseen. Menetelmät karkean pinnan asfalttibetonipäällysteiden järjestämiseksi heijastuvat viime vuosisadan 60 -luvun alussa laadittuihin suosituksiin ja otettiin alun perin käyttöön Neuvostoliiton liikenneministeriön Glavdorstroyn tiloissa. Kehittäjien mukaan karheuden syntymistä olisi pitänyt edeltää asfalttibetoniin tilankehyksen muodostamisella. Käytännössä tämä saavutettiin vähentämällä mineraalijauheen määrää seoksessa, lisäämällä karkeiden murskattujen jyvien pitoisuutta ja tiivistämällä seos kokonaan, jolloin murskatun kiven ja karkean hiekan jakeet ovat kosketuksissa toisiinsa. Runkorakenteen ja karkean pinnan asfalttibetonin valmistus varmistettiin, kun pitoisuus oli 50-65 painoprosenttia yli 5 (3) mm. tyypin A hienorakeisissa seoksissa ja 33–55% yli 1,25 mm: n jyvistä. tyypin G hiekaseoksissa, joissa on rajallinen määrä mineraalijauhetta (4-8% hienorakeisissa seoksissa ja 8-14% hiekkaisissa).

Ulkomaisissa julkaisuissa on myös suosituksia asfalttibetonipäällysteiden leikkauskestävyyden varmistamiseksi runkoasfalttibetonin käytöstä lisäämällä mineraalikehyksen sisäistä kitkaa.

Esimerkiksi Ison -Britannian tieyritykset käyttävät asfalttibetonipäällysteiden rakentamisessa trooppisiin ja subtrooppisiin maihin erityisesti kuutioparabolayhtälön mukaan valittuja viljakoostumuksia.

Tällaisten seosten pinnoitteiden stabiilisuus saadaan pääasiassa johtuen kulmahiukkasten mekaanisesta tukkeutumisesta, joka on joko vahvaa murskattua kiveä tai murskattua soraa. Murskaamattoman soran käyttö tällaisissa seoksissa ei ole sallittua.

Pinnoitteiden vastustuskykyä leikkausmuodostumiin voidaan lisätä lisäämällä murskatun koon kokoa. Yhdysvaltain standardissa ASTM D 3515-96 toimitettiin asfalttisekoituksia, jotka oli jaettu yhdeksään laatuun riippuen raekokosta 1,18-50 mm.

Mitä korkeampi laatu, sitä suurempi murskattu kivi ja sitä pienempi mineraalijauheen pitoisuus seoksessa. Kuutioparabollan mukaan rakennetut viljakoostumusten käyrät tarjoavat jäykän kehyksen suurista jyvistä tiivistettäessä pinnoitetta, mikä tarjoaa pääasiallisen kestävyyden kuljetuskuormille.

Useimmissa tapauksissa asfalttibetoniseoksen mineraaliosa valitaan karkeista, keskijyväisistä ja hienorakeisista komponenteista. Jos mineraalimateriaalien todellinen tiheys vaihtelee merkittävästi keskenään, niiden pitoisuus seoksessa suositellaan laskettavaksi tilavuuden mukaan.

Käytännössä todistetut asfalttibetoniseosten mineraaliosan viljakoostumukset on standardoitu kaikissa teknisesti kehittyneissä maissa niiden käyttöalue huomioon ottaen. Nämä koostumukset ovat yleensä yhdenmukaisia ​​keskenään.

Yleensä on yleisesti hyväksytty, että kehittynein elementti asfalttibetonin koostumuksen suunnittelussa on mineraaliosan granulometrisen koostumuksen valinta joko optimaalisen tiheyden käyrien tai huokosten peräkkäisen täytön periaatteen mukaisesti. Tilanne on monimutkaisempi, kun valitaan vaaditun laatuinen bituminen sideaine ja perusteltiin sen optimaalinen pitoisuus seoksessa. Tähän asti ei ole päästy yksimielisyyteen asfalttibetoniseoksen bitumipitoisuuden laskentamenetelmien luotettavuudesta.

Nykyiset kokeelliset menetelmät sideaineen sisällön valitsemiseksi viittaavat erilaisiin asfalttibetoninäytteiden valmistus- ja testausmenetelmiin laboratoriossa, ja mikä tärkeintä, ne eivät mahdollista riittävän luotettavaa ennustamista tienpintojen kestävyydestä ja käyttötilasta käyttöolosuhteista riippuen.

P.V. Saharov ehdotti asfalttibetonin koostumuksen suunnittelemista ennalta valitun asfaltin sideaineen koostumuksen perusteella. Bitumin ja mineraalijauheen määrällinen suhde asfaltin sideaineessa valittiin kokeellisesti riippuen muovin muodonmuutosindeksistä (vedenkestävyysmenetelmällä) ja kahdeksan näytteen vetolujuudesta. Asfaltin sideaineen lämpövakaus otettiin myös huomioon vertaamalla lujuusindikaattoreita 30, 15 ja 0 ° C lämpötiloissa. Kokeellisten tietojen perusteella on suositeltavaa noudattaa bitumin ja mineraalijauheen painosuhteen (B / MP) arvoja välillä 0,5 - 0,2.

Tämän seurauksena asfalttibetonikoostumuksille oli ominaista lisääntynyt mineraalijauheen pitoisuus. Jatkotutkimuksissa I.A. Ryb'ev osoitti, että B / MP: n järkevät arvot voivat olla 0,8 ja jopa suurempia. Optimaalisten rakenteiden lujuuslain (linjaussääntö) perusteella suositeltiin menetelmää asfalttibetonin koostumuksen suunnitteluun tienpinnan käyttöolosuhteiden mukaan. Todettiin, että asfalttibetonin optimaalinen rakenne saavutetaan muuttamalla bitumi kalvotilaksi.

Samalla osoitettiin, että optimaalinen bitumipitoisuus seoksessa ei riipu pelkästään komponenttien määrällisestä ja laadullisesta suhteesta, vaan myös teknisistä tekijöistä ja tiivistysmuodoista.

Siksi tieteelliset perustelut asfalttibetonin vaadituille suorituskykyindikaattoreille ja järkevät keinot niiden saavuttamiseksi ovat edelleen päätehtävä, joka liittyy tienpintojen kestävyyden lisäämiseen.

Asfalttibetoniseoksen bitumipitoisuuden määrittämiseen on useita laskentamenetelmiä sekä mineraalijyvien pinnalla olevan bitumikalvon paksuuden että tiivistetyn mineraaliseoksen tyhjennysten määrän perusteella.

Ensimmäiset yritykset käyttää niitä asfaltti-betoniseosten suunnittelussa päättyivät usein epäonnistumiseen, mikä pakotti parantamaan laskentamenetelmiä bitumin pitoisuuden määrittämiseksi seoksessa. N.N. Ivanov ehdotti, että otetaan huomioon kuuman asfalttibetoniseoksen parempi tiivistyminen ja tietty marginaali bitumin lämpölaajenemiselle, jos bitumipitoisuuden laskenta perustuu tiivistetyn mineraaliseoksen huokoisuuteen:

B - bitumin määrä,%;

P on tiivistetyn mineraaliseoksen huokoisuus,%;

c6 - bitumin todellinen tiheys, g / cm. kuutio .;

с - tiivistetyn kuivaseoksen keskimääräinen tiheys, g / cm. kuutio .;

0,85 on kerroin bitumin määrän vähentämiseksi, koska seos tiivistyy paremmin bitumilla, ja bitumin laajenemiskerroin, joka on 0,0017.

On huomattava, että tiivistetyn asfalttibetonin komponenttien tilavuuspitoisuuden laskeminen, mukaan lukien ilmahuokosten tilavuus tai jäännöshuokoisuus, suoritetaan millä tahansa suunnittelumenetelmällä vaiheiden tilavuuden normalisoinnin muodossa. Esim. Kuvio 3 esittää A -tyypin asfalttibetonin tilavuuskoostumuksen ympyräkaavion muodossa.

Riisi. 3. - Asfalttibetonin vaiheiden tilavuuden normalisointi:

Tämän kaavion mukaan bitumipitoisuus (tilavuusprosentit) on yhtä suuri kuin mineraalisydämen huokoisuuden ja tiivistetyn asfalttibetonin jäännöshuokoisuuden ero. Niinpä M. Durier suositteli menetelmää bitumipitoisuuden laskemiseksi kuumassa asfalttibetoniseoksessa kyllästysmoduulin perusteella. Asfalttibetonin kyllästysmoduuli sideaineella määritettiin kokeellisten ja tuotantotietojen perusteella ja se kuvaa sideaineen prosenttiosuutta mineraaliseoksessa, jonka ominaispinta -ala on 1 neliömetriä / kg.

Tämä menetelmä hyväksytään määrittämään bitumin minimaalinen sideainepitoisuus riippuen mineraaliosan raekokokoostumuksesta LCPC -asfalttiseoksen suunnittelumenetelmässä. kehittänyt Ranskan siltojen ja teiden keskuslaboratorio. Tämän menetelmän mukainen bitumin painopitoisuus määritetään kaavalla:

k - asfalttibetonin kyllästysmoduuli sideaineella.

• S - osittainen jäännös seulalla, jonka reiät ovat kooltaan 0,315 mm,%;
• s - osittainen jäännös seulalla, jossa on 0,08 mm reikiä,%;

Menetelmää bitumipitoisuuden laskemiseksi bitumikalvon paksuudesta paransi merkittävästi I.V. Korolyov. Kokeellisten tietojen perusteella hän erotti standardifraktioiden jyvien ominaispinta -alan kallion luonteen mukaan. Näytettiin kivimateriaalin luonteen, raekoon ja bitumin viskositeetin vaikutus bitumikalvon optimaaliseen paksuuteen asfalttibetoniseoksessa.

Seuraava vaihe on eriytetty arviointi alle 0,071 mm mineraalihiukkasten bitumikapasiteetista. Mineraalijauheen raekoostumuksen ja 1-71 μm: n fraktioiden bitumikapasiteetin tilastollisen ennusteen tuloksena MADI: ssa (GTU) kehitettiin menetelmä, jonka avulla voidaan saada laskennallista tietoa, joka vastaa tyydyttävästi kokeellista sisältöä bitumia asfalttibetoniseoksessa.

Toinen lähestymistapa bitumipitoisuuden määrittämiseen asfalttibetoniin perustuu mineraalirungon huokoisuuden ja mineraaliosan raekoko -koostumuksen väliseen suhteeseen. Japanilaiset asiantuntijat ehdottivat erikokoisten hiukkasten kokeellisten seosten tutkimuksen perusteella matemaattista mallia mineraaliytimen (VMA) huokoisuudesta. Vahvistetun korrelaatiovarmuuden kertoimien arvot määritettiin murskatulle-mastiksiselle asfalttibetonille, joka tiivistettiin pyörivässä puristimessa (gyrator) 300 muotin kierroksella. Työssä ehdotettiin algoritmia bitumipitoisuuden laskemiseksi asfalttibetonin huokosominaisuuksien korrelaation ja seoksen raekoko koostumuksen perusteella. Erilaisten tiheiden asfalttibetonien testauksen aikana saatujen tietojen käsittelyn tulosten perusteella optimaalisen bitumipitoisuuden laskemiseksi määritettiin seuraavat korrelaatiovasteet:

K on granulometriaparametri.

Dcr - karkean jakeen pienin raekoko, hienompi kuin se sisältää 69,1 painoprosenttia seosta, mm;

D0 - keskijakeen rakeiden koko, hienompi kuin se sisältää 38,1 painoprosenttia seosta, mm;

Dfine - hienojakeen suurin raekoko, hienompi kuin se sisältää 19,1 painoprosenttia seosta, mm.

Kuitenkin joka tapauksessa bitumin laskettua annosta on säädettävä kontrolliseoksia valmistettaessa valettujen asfalttibetoninäytteiden testitulosten mukaan.

Kun valitaan asfalttibetoniseosten koostumuksia, seuraava prof. N.N. Ivanova: "Bitumia ei saa ottaa enempää kuin on ehdottomasti saatava riittävän vahvan ja vakaan seoksen saamiseksi, mutta bitumia on otettava mahdollisimman paljon eikä missään tapauksessa vähempää." Kokeelliset menetelmät asfalttibetoniseosten valinnassa sisältävät tavallisesti standardinäytteiden valmistuksen määrätyillä tiivistysmenetelmillä ja niiden testaamisen laboratorio -olosuhteissa. Jokaista menetelmää varten on kehitetty asianmukaiset kriteerit, jotka määrittävät jossain määrin tiivistettyjen näytteiden laboratoriokokeiden tulosten ja asfalttibetonin toimintaominaisuuksien välisen suhteen.

Useimmissa tapauksissa nämä kriteerit määritellään ja standardoidaan kansallisilla asfalttibetonistandardeilla.

Seuraavat asfalttibetoninäytteiden mekaanisten testien kaaviot ovat yleisiä, kuten kuviossa 1 on esitetty. 4.

Riisi. 4. - Kaaviot lieriömäisten näytteiden testaamiseksi asfalttibetonin koostumusta suunniteltaessa:

a - Duriezin mukaan;

b - Marshallin mukaan;

c - Khvimin mukaan;

d - Hubbard Fieldin mukaan.

Analyysi erilaisista kokeellisista menetelmistä asfalttibetonikoostumusten suunnittelussa osoittaa samankaltaisuuden lähestymistavoissa koostumuksen määräämiseksi ja eron sekä näytteiden testausmenetelmissä että arvioitujen ominaisuuksien kriteereissä.

Asfalttibetoniseoksen suunnittelumenetelmien samankaltaisuus perustuu sellaisen komponenttien tilavuussuhteen valintaan, joka antaa määritetyt jäännöshuokoisuuden arvot ja normalisoidut indikaattorit asfalttibetonin mekaanisista ominaisuuksista.

Venäjällä asfalttibetonia suunniteltaessa standardisylinterimäiset näytteet testataan yksiakselisen puristuksen suhteen (Duryezin kaavion mukaan), jotka valettiin laboratoriossa GOST 12801-98 mukaisesti riippuen seoksen murskatun kiven pitoisuudesta. staattisella kuormalla 40 MPa tai tärinällä, jota seuraa lisätiivistys 20 MPa: n kuormituksella. Ulkomaisessa käytännössä laajimmin käytetty menetelmä asfalttibetoniseosten suunnitteluun Marshallin mukaan.

Viime aikoihin asti Yhdysvalloissa on käytetty asfalttibetoniseosten suunnittelumenetelmiä Marshallin, Hubbard-Fieldin ja Khwimin mukaan. mutta viime aikoina monet valtiot ovat ottaneet käyttöön Superpave -suunnittelujärjestelmän.

Kun kehitettiin uusia menetelmiä asfalttibetoniseosten suunnitteluun ulkomailla, kiinnitettiin paljon huomiota näytteiden tiivistysmenetelmien parantamiseen. Tällä hetkellä, kun suunnitellaan seoksia Marshallin mukaan, näytteen tiivistymisessä on kolme tasoa: 35, 50 ja 75 iskua kummallakin puolella, kevyen, keskikokoisen ja raskaan ajoneuvoliikenteen olosuhteissa. Yhdysvaltain insinöörikorkeakoulu tarkensi laajan tutkimuksen avulla Marshall -testausta ja laajensi sen koskemaan lentokenttien jalkakäytäväsuunnittelua.

Marshallin asfalttisuunnittelussa oletetaan, että:

• - alustavasti todennut, että alkuperäiset mineraalimateriaalit ja bitumi ovat teknisten eritelmien vaatimusten mukaisia;
• - valittiin mineraalimateriaaliseoksen granulometrinen koostumus, joka täyttää suunnitteluvaatimukset;
• - viskoosisen bitumin ja mineraalimateriaalien todellisen tiheyden arvot on määritetty asianmukaisilla testimenetelmillä;
• - riittävä määrä kivimateriaalia kuivataan ja jaetaan fraktioihin erilaisten sideainepitoisuuksien omaavien seosten laboratorioseosten valmistamiseksi.

Marshall -menetelmällä tehtäviä testejä varten valmistetaan tavallisia lieriömäisiä näytteitä, joiden korkeus on 6,35 cm ja halkaisija 10,2 cm, kun ne putoavat putoavan painon vaikutuksesta. Seokset valmistetaan eri bitumipitoisuuksilla, jotka eroavat toisistaan ​​yleensä 0,5%. On suositeltavaa valmistaa vähintään kaksi seosta, joiden bitumipitoisuus ylittää "optimaalisen" arvon, ja kaksi seosta, joiden bitumipitoisuus on alle "optimaalisen" arvon.

Jotta bitumipitoisuus voidaan määrittää tarkemmin laboratoriokokeisiin, on suositeltavaa määrittää ensin likimääräinen "optimaalinen" bitumipitoisuus.

"Optimaalisella" tarkoitetaan seoksen bitumipitoisuutta, joka tarjoaa valettujen näytteiden maksimaalisen Marshall -vakauden. Noin valintaan tarvitaan 22 eteläkivimateriaalia ja noin 4 litraa. bitumi.

Asfalttibetonin testauksen tulokset Marshall -menetelmällä on esitetty kuvassa. viisi.

Asfalttibetonin Marshall -menetelmän mukaisten näytteiden testaustulosten perusteella tehdään yleensä seuraavat johtopäätökset:

• - Stabiilisuuden arvo kasvaa, kun sideainepitoisuus kasvaa tiettyyn maksimiin, minkä jälkeen stabiilisuuden arvo laskee;
• - Asfalttibetonin ehdollisen plastisuuden arvo kasvaa sideaineen lisääntyessä;
• - Tiheyden riippuvuuskäyrä bitumipitoisuudesta on samanlainen kuin vakauskäyrä, mutta sen maksimiarvo havaitaan useammin hieman korkeammalla bitumipitoisuudella;
• - Asfalttibetonin jäännöshuokoisuus vähenee bitumipitoisuuden kasvaessa ja lähestyy asymptoottisesti minimiarvoa;
• - Bitumilla täytettyjen huokosten prosenttiosuus kasvaa bitumipitoisuuden kasvaessa.

Riisi. viisi. - Marshal -menetelmän asfalttibetonitestien tulokset (a, b, c, d):

On suositeltavaa, että optimaalinen bitumipitoisuus määritetään neljän arvon keskiarvona, joka on piirretty vastaaville suunnitteluvaatimuksille. Asfalttiseoksen, jolla on optimaalinen bitumipitoisuus, on täytettävä kaikki teknisten eritelmien vaatimukset. Kun valitaan lopullinen asfalttibetoniseoksen koostumus, voidaan ottaa huomioon myös tekniset ja taloudelliset indikaattorit. Yleensä on suositeltavaa valita seos, jolla on suurin Marshall -stabiilisuus.

On kuitenkin pidettävä mielessä, että seokset, joilla on liian suuret Marshall -stabiilisuuden ja alhaisen plastisuuden arvot, eivät ole toivottavia, koska tällaisten seosten pinnoitteet ovat liian kovia ja voivat halkeilla raskailla ajoneuvoilla ajettaessa, etenkin haurailla alustoilla ja suurilla taipumilla. pinnoite. Marshallin asfaltin suunnittelumenetelmää arvostellaan usein Länsi -Euroopassa ja Yhdysvalloissa. On huomattava, että näytteiden iskutiivistys Marshallin mukaan ei simuloi seoksen tiivistymistä päällysteeseen, eikä Marshallin mukainen stabiilisuus salli tyydyttävää asfalttibetonin leikkauslujuuden arviointia.

Myös kritiikkiä on Hweem -menetelmä, jonka haittapuolia ovat melko hankalat ja kalliit testauslaitteet.

Lisäksi joitain tärkeitä asfalttibetonin tilavuusmittareita, jotka liittyvät sen kestävyyteen, ei esitetä asianmukaisesti tässä menetelmässä. Amerikkalaisten insinöörien mukaan menetelmä bitumipitoisuuden valitsemiseksi Khvimin mukaan on subjektiivinen ja voi johtaa asfalttibetonin haurauteen, koska seoksessa on alhainen sideaine.

LCPC -menetelmä (Ranska) perustuu siihen tosiasiaan, että kuuma asfaltti on suunniteltava ja tiivistettävä mahdollisimman tiheään rakentamisen aikana.

Tämän vuoksi suoritettiin erityistutkimuksia lasketusta tiivistystehokkuudesta, joka määritettiin 16 rullaputkena ilmarenkailla, akselikuormalla 3 tf rengaspaineella 6 bar. Täyden mittakaavan laboratoriopenkillä, kun tiivistettiin kuumaa asfalttibetoniseosta, vakiokerroksen paksuus, joka oli yhtä suuri kuin 5 mineraalijyvien maksimikokoa, oli perusteltua. Laboratorionäytteiden asianmukaista tiivistämistä varten laboratoriotiivistimen (gyraattorin) pyörimiskulma, joka on 1 °, ja 600 kPa: n tiivistetyn seoksen pystysuora paine. Tässä tapauksessa pyöristimen vakiokierrosten tulisi olla yhtä suuret kuin tiivistetyn seoksen kerroksen paksuus millimetreinä ilmaistuna.

Amerikkalaisessa Superpave -suunnittelujärjestelmässä on tapana tiivistää asfalttibetoninäytteet myös giraattorissa, mutta 1,25 °: n kiertokulmassa. Asfalttibetoninäytteiden tiivistämistyö on standardoitu riippuen päällysteen kokonaiskuljetuskuorman lasketusta arvosta, jolle seos on suunniteltu. Kaavio asfalttibetoniseoksen näytteiden tiivistämisestä pyörivässä tiivistyslaitteessa on esitetty kuviossa. 6.

Riisi. 6. - Kaavio näytteiden tiivistämisestä asfalttibetoniseoksesta pyörivässä tiivistyslaitteessa:

MTQ (Department of Transportation of Quebec, Kanada) asfaltin suunnittelumenetelmässä käytetään Superpave -pyörötiivistintä LCPC -gyraattorin sijasta. Tiivistyskierrosten laskettu määrä otetaan seoksille, joiden raekoko on enintään 10 mm. 80, ja seoksille, joiden hiukkaskoko on 14 mm. - 100 kierrosta. Näytteen ilma -aukkojen lasketun pitoisuuden tulisi olla 4-7%. Nimellinen huokostilavuus on yleensä 5%. Tehokas bitumin tilavuus asetetaan kullekin seostyypille, kuten LCPC -menetelmässä.

On huomionarvoista, että suunnittelemalla asfalttiseoksia samoista materiaaleista Marshall -menetelmällä, LCPC -menetelmällä (Ranska), Superpave -suunnittelujärjestelmämenetelmällä (USA) ja MTQ -menetelmällä (Kanada) saatiin suunnilleen samat tulokset.

Huolimatta siitä, että jokainen neljästä menetelmästä tarjosi erilaiset olosuhteet näytteiden tiivistämiseksi:

• - Marshall - 75 iskua molemmilta puolilta;
• - "Superpave" - ​​100 kierrosta kataraattorissa 1,25 ° kulmassa;
• - MTQ - 80 pyörintäkierrosta gyratorissa 1,25 ° kulmassa;
• - LCPC - 60 kierrosta tehokasta puristinta 1 ° C: n kulmassa, saatiin melko vertailukelpoiset tulokset optimaalisesta bitumipitoisuudesta.

Siksi työn tekijät tulivat siihen johtopäätökseen, että on tärkeää olla käyttämättä "oikeaa" laboratorionäytteiden tiivistysmenetelmää, vaan tiivistysvoiman vaikutusjärjestelmä näytteen asfalttibetonin rakenteeseen ja sen suorituskyky jalkakäytävällä.

On huomattava, että asfalttibetoninäytteiden tiivistysmenetelmät eivät myöskään ole ilman haittoja. Huomattavaa kivimateriaalin hankausta havaittiin kuuman asfalttibetoniseoksen tiivistämisen aikana.

Siksi, jos käytetään kivimateriaaleja, joille on tunnusomaista kuluminen Los Angelesin rummussa yli 30%, seoksen puristimen normalisoitu kierrosluku otettaessa näytteitä murskatusta-mastiksisesta asfalttibetonista asetetaan sen sijaan 75: ksi 100.

Asfalttibetoniseos on rakennusmateriaali, joka on saatu keinotekoisesti. Tuotantotekniikan mukaan pääkomponentit valitaan järkevästi ja materiaali tiivistetään tärytimillä. Asfalttibetonikoostumuksen ominaisuuksia koskevat vaatimukset sisältyvät standardiin GOST 9128.

Mitä ainesosia seoksessa käytetään?

Asfalttibetoniliuos sisältää seuraavat aineosat:

• mineraaliperäiset komponentit, kuten luonnollinen tai murskattu hiekka, murskattu kivi (sora), hienojakoiset epäpuhtaudet (tarvittaessa);
• orgaanisia supistavia ainesosia, kuten bitumia.

Alun perin bitumin sijasta käytettiin tervaa. Siitä kuitenkin luovuttiin ihmisten terveydelle ja ympäristölle aiheutuvien haitallisten vaikutusten vuoksi. Komponenttien sekoittamiseksi asfalttibetoniseos kuumennetaan. Asfalttibetonin tarkoitus on lentopaikkojen ja moottoriteiden asettaminen, teollisuuslattioiden järjestäminen. Muurausperiaatteen mukaan asfalttibetoni on:

• tiivistetty;
• valettu, sille on tunnusomaista korkea juoksevuus ja suuri sideainepitoisuus, joten se mahdollistaa asennuksen ilman tiivistymistä.

Koostumukseltaan asfalttibetoni on:

• murskattu kivi;
• sora;
• hiekkainen.

Bitumin viskositeetti ja muurauksen enimmäislämpötila määrittävät seuraavanlaiset seokset:

• kuuma, asetettu 120 ° C: een sideaineilla viskoosin ja nestemäisen tiebitumin muodossa;
• kylmä, laskettu 5 ° C: een asti, jossa öljystä peräisin olevat nestemäiset bitumimateriaalit toimivat sideaineena;
• lämmin muuraukseen jopa 70 ° C: een perustuen viskoosista nestemäisestä bitumista.

Jälkimmäistä tyyppiä ei kuitenkaan ole löydetty erillisenä lajina vuoden 1999 jälkeen. Kuuman asfalttibetonin tyypit jäännöshuokoisuuden mukaan:

• korkea tiheys-1-2,5%;
• erittäin huokoinen - 10-18%;
• tiheä - 2,5-5%;
• huokoinen - 5-10%.

Kylmissä liuoksissa tämä arvo on 6-10%. Käytetyn mineraalikomponentin suurimman hiukkaskoon mukaan asfalttibetonikerros voi olla:

• karkerakeinen, hiukkaskoko enintään 4 cm;
• hienorakeinen, enintään 2 cm: n hiukkasilla;
• hiekkainen jopa 5 cm.

• tyyppi A, jossa mineraalikiven koostumus on 50-60%;
• tyyppi B, jonka kivipitoisuus on 40-50%;
• tyyppi B, sisältää 30-40% täyteainetta.

Mitkä ovat asfalttibetonin koostumuksen suunnittelualgoritmit?

Asfalttibetoniliuoksen koostumuksen valitsemiseksi valitaan järkevä komponenttien suhde. Saaduilla koostumuksilla on tietty tiheys ja tekniset ominaisuudet. Suunnittelualgoritmeja on neljä:

1. Professori P. V. Saharovin menetelmä
2. Tyydytysmoduulimenetelmä, professori Durier M.
3. Suunnittelualgoritmi pinnoitteen vaadituille käyttöolosuhteille, saatu professorin I.A.
4. Asennus tiheyskäyrille, jonka on kehittänyt professori Ivanov N.I. SoyuzDorNII: n avustuksella.

Esimerkki asfalttiyhdistelmän ainesosien optimaalisesta valikoimasta

Esimerkkinä asfalttibetonikomponenteista ehdotetaan pohdittavaksi ongelmaa: toisen luokan tyypin B hienorakeista kuumaa seosta tarvitaan tiheän ylemmän pallon luomiseksi kolmannella ilmastovyöhykkeellä. Seuraavat ainesosat ovat saatavilla:

• graniitti- ja kalkkikivimurska, jonka raekoko on 0,5-2 cm;
• joki hiekka;
• seulonta graniittilastujen murskaamisen jälkeen;
• seulonta kalkkikiven murskaamisen jälkeen;
• aktivoimaton mineraalijauhe;
• bitumimateriaali BND 90/130.

Ensimmäisessä vaiheessa testataan ja vertaillaan edellä mainittujen ainesosien ominaisuuksia. Eri komponenttisuhteilla tehtyjen näytteiden testaustulosten perusteella pääteltiin, että jokihiekka, graniittipöly, mineraalijauhe, bitumimateriaali soveltuvat tyypin B ja toisen asteen asfalttibetoniseosten saamiseen.

Murskatun kalkkikomponentin kalkkikivi ja pöly eivät täyttäneet GOST -standardeja lujuusparametrien suhteen. Toisessa vaiheessa murskattu kivi lasketaan. Sen sisältö, jonka hiukkaskoko on yli 0,5 cm, on 35-50%. Optimaalinen pitoisuus seoksissa on 48%. Materiaali sisältää 95% ilmoitetun kokoisista hiukkasista, joten kaava näyttää tältä:

Tällä tavalla soran määrä seoksessa lasketaan murto -osakoostumukselle.

Kolmannessa vaiheessa määritetään mineraalijauheen koostumus. Laskelmat alkavat murskatun kiven, hiekan ja mineraalijauheen massaosuuksien johtamisesta murto -koostumuksella GOST: n mukaan. Siksi alle 0,0071 cm: n rakeiden pitoisuuden asfalttibetonimineraalissa tulisi olla 6-12%. Laskelmissa käytetään 7%. Kun 0,0071 cm: n hiukkaskokoisten elementtien pitoisuus on 74% jauhemaisessa mineraalissa, laskentakaava näyttää tältä:

Koska seoksessa on alle 0,0071 cm3: n hiukkasia graniittiseulonnasta, mineraalijauheen osuus lasketaan 8%: ksi. Neljännessä vaiheessa lasketaan hiekan määrä. Sen yleinen sisältö on:

Hiekka = 100 - (murskattu kivimineraalijauhe) = 100 - (50 8) = 42%.

Esimerkissä käytetään joki- ja graniittihiekan seulontaa. Siksi kunkin osuudet määritetään erikseen. Jokikomponentin ja graniittiseulan prosenttiosuus määritetään niiden osuudella, jonka hiukkaskoko on alle 0,125 cm. Asfalttibetoniseoksen osalta jyvien tulisi olla 28-39%. Keskimäärin 34% otetaan, joista 8% lasketaan kaivetun jauheen osuutena. Siksi hiekkaa tarvitaan 34-8 = 26%hiukkasille, joiden hiukkaskoko on alle 0,125 cm, koska näiden jyvien massaosuus jokihiekkamateriaalissa on 73%, graniittipöly 49%, asfalttibetoniseosten osuus tyyppi B on:

Pyöristämme saadun arvon korkeintaan 22%: iin, joten graniittilastujen seulonnan sisältö on 42 - 22 = 20%. Samanlainen laskelma suoritetaan kullekin hiekkafraktion ja seulonnan osalta. Tiedot on koottu taulukkoon ja arvot, joiden koot ovat pienempiä kuin kullekin yksittäiselle ainesosalle määritetyt, tiivistetään ja verrataan sitten GOST -vaatimuksiin.

Viidennessä vaiheessa lasketaan bitumikomponentin pitoisuus. Olosuhteiden mukaan murskattu kivi, hiekka, murskatun graniitin seulonta, mineraalijauhe sekoitetaan 6%: aan sideainetta, mikä vastaa sääntelyasiakirjassa vaadittua keskiarvoa. Valmistetaan kolme näytettä seoksesta, joiden korkeus on 7,14 cm ja halkaisija. Lisäksi tiivistys suoritetaan yhdistetyllä menetelmällä:

• kolme minuuttia tärisevällä alustalla 0,03 MPa: n paineessa;
• kolmen minuutin tiivistys vibropressillä 20 MPa paineessa.

Kahden päivän kuluttua määritetään keskimääräinen tiheys, toisin sanoen massa asfalttibetonin tilavuuden mukaan, seoksen mineraalikomponentin todellinen tiheys r °. Saatujen tietojen mukaan tiheyden lisäksi lasketaan testattujen näytteiden mineraalikomponentin huokoisuus.

Likimääräinen bitumisidoksen määrä määräytyy kaikkien ainesosien todellisen tiheyden mukaan ottaen huomioon asfalttibetonin V -huokosten jäännöshuokoisuus = 4%. Samaan aikaan asfalttibetoninäytteiden, joiden bitumipitoisuus on 6% / 100% mineraaleja, keskimääräinen tiheys on 2,35 g / cm3. Siksi laskentakaavat ovat:

Sitten valmistetaan vielä kolme asfalttibetoninäytettä, joiden bitumipitoisuus on 6,2%, jäännöshuokoisuuden määrittämiseksi. Jos sen arvo on 4,0 ± 0,5%, valmistetaan ja testataan vielä 15 näytettä tällaisesta seoksesta GOST 9128-84 -standardin mukaisesti.

Jos havaitaan ristiriita normatiivisen asiakirjan vaatimusten kanssa, seos säädetään ja sen myöhemmät testit, kuten edellä on esitetty.