Asfaltbetonio mišinio sudėties parinkimas. Asfaltbetonio mišinio sudėties parinkimo pavyzdys. Bitumo ir mineralinių komponentų santykis

3.8. Būtina parinkti smulkiagrūdžio karšto asfalto mišinio B tipo II laipsnio tankiajam asfaltbetoniui, skirto viršutiniam dangos sluoksniui III kelio-klimatinėje zonoje, sudėtį.

Galimos šios medžiagos:

smulkinto granito frakcija 5-20 mm;

skaldos kalkakmenio frakcija 5-20 mm;

upės smėlis;

medžiaga, gauta iš granito smulkinimo filtrų;

medžiaga iš kalkakmenio smulkinimo filtrų;

mineralinė pudra neaktyvinta;

bituminės alyvos klasė BND 90/130 (pagal pasą).

Toliau pateikiamos išbandytų medžiagų charakteristikos.

Granito skalda: gniuždymo stiprumo balione klasė - 1000, dilimo klasė - I-I, atsparumo šalčiui klasė - Mrz25, tikrasis tankis - 2,70 g / cm 3;

susmulkinta kalkakmenis: gniuždymo stiprumo balione klasė - 400, dilimo klasė - I-IV, atsparumo šalčiui klasė - Mrz15, tikrasis tankis - 2,76 g / cm 3;

upės smėlis: dulkių ir molio dalelių kiekis - 1,8%, molis - 0,2% masės, tikrasis tankis - 2,68 g / cm 3;

1000 prekės ženklo granito smulkinimo medžiaga iš tinklelių:

400 klasės kalkakmenio smulkinimo sietelių medžiaga: dulkių ir molio dalelių kiekis - 12%, molis - 0,5% masės, tikrasis tankis - 2,76 g/cm 3 ;

neaktyvuoti mineraliniai milteliai: poringumas – 33 % tūrio, mėginių išbrinkimas iš miltelių mišinio su bitumu – 2 % tūrio, tikrasis tankis – 2,74 g/cm 3, bitumo talpos indeksas – 59 g, drėgnumas – 0,3 % masė;

bitumas: adatos įsiskverbimo gylis prie 25°С - 94×0,1 mm, esant 0°С - 31 × 0,1 mm, minkštėjimo temperatūra - 45°С, tamprumas prie 25°С - 80 cm, esant 0°С - 6 cm, Fraas trapumo temperatūra – minus 18°C, pliūpsnio temperatūra – 240°C, sukibimas su mineraline asfaltbetonio mišinio dalimi atlaiko, prasiskverbimo indeksas – minus 1.

Remiantis bandymų rezultatais, granito skalda, upių smėlis, granito smulkinimo sijojimo medžiaga, mineraliniai milteliai ir bitumas BND 90/130 gali būti laikomi tinkamais B tipo II laipsnio mišiniams ruošti.

7 lentelė

Susmulkinta kalkakmenis ir medžiaga iš kalkakmenio smulkinimo tinklelių neatitinka lentelės reikalavimų. 10 ir 11 GOST 9128-84 jėgos atžvilgiu.

Pateikiamos pasirinktų mineralinių medžiagų grūdų kompozicijos skirtuką. 7.

Asfaltbetonio mišinio mineralinės dalies sudėties skaičiavimas pradedamas nuo tokio skaldos, smėlio ir mineralinių miltelių masės santykio nustatymo, kuriame šių medžiagų mišinio grūdėtoji sudėtis atitinka lentelės reikalavimus. 6 GOST 9128-84.

Skaičiavimas susideda iš racionalaus asfaltbetonio mišinį sudarančių medžiagų santykio parinkimo.

Skaičiavimo iš tankių mišinių kreivių metodas tapo plačiai paplitęs. Didžiausias asfaltbetonio stiprumas pasiekiamas esant maksimaliam mineralinės šerdies tankiui, optimaliam bitumo ir mineralinių miltelių kiekiui.

Yra tiesioginis ryšys tarp mineralinės medžiagos grūdelių sudėties ir tankio. Kompozicijos, kuriose yra grūdų, bus optimalios skirtingo dydžio kurių skersmenys perpus mažesni.

Kur d 1 - didžiausias skersmuo grūdai, nustatyti priklausomai nuo mišinio tipo;

d 2 - mažiausias skersmuo grūdeliai, atitinkantys dumblinę frakciją, ir mineraliniai milteliai (0,004 ... 0,005 mm).

Grūdelių dydžiai, pagal ankstesnį lygį

(6.6.2)

Dydžių skaičius nustatomas pagal formulę

(6.6.3)

Trupmenų skaičius P vienu mažiau nei matmenų skaičius T

(6.6.4)

Gretimų frakcijų masės santykis

(6.6.5)

Kur KAM- pabėgimo faktorius.

Reikšmė, rodanti, kiek kartų kitos trupmenos kiekis yra mažesnis už ankstesnę, vadinama nuotėkio koeficientu. Tankiausias mišinys gaunamas, kai nuotėkio koeficientas yra 0,8, tačiau tokį mišinį sunku parinkti, todėl N.N. Ivanovas, pabėgimo koeficientas KAM paimta nuo 0,7 iki 0,9.

Tai labai priklauso nuo mišinio sudedamųjų dalių savybių ir jų santykio.

Yra keletas asfaltbetonio tipų, kurių sudėtis labai skiriasi. Kai kuriais atvejais pirminių ingredientų sudėtis ir kokybė yra susiję su gamybos būdu.

• Taigi, 1-3 klimato zona tankūs ir didelio tankio AB yra pagaminti iš skaldos, kurios atsparumo šalčiui klasė yra F50. Porėtas ir labai poringas – iš akmens klasės F 15 ir F25.
• 4 ir 5 zonose gaminamas tik didelio tankio karštas asfaltas iš skaldos klasės F 50

Toliau kalbėsime apie smėlio vaidmenį asfaltbetonio sudėtyje.

Smėlis

Jis dedamas į bet kokias AB rūšis, tačiau kai kuriuose - smėlio asfaltbetonio, jis veikia kaip vienintelė mineralinė dalis. naudojami tiek natūralūs – iš karjerų, tiek gaunami sijoti smulkinimo metu. Medžiagų reikalavimus diktuoja GOST 8736.

• Taigi tankiam ir didelio tankio smėliui tinka 800 ir 1000 stiprumo klasė. Akytam sumažėja iki 400.
• Molio dalelių skaičius - mažesnis nei 0,16 mm skersmens, taip pat reguliuojamas: tankioms - 0,5%. Akytoms – 1 proc.
• padidina AB gebėjimą išsipūsti ir mažina atsparumą šalčiui, todėl šis veiksnys yra ypač stebimas.

mineralinė pudra

Ši dalis kartu su bitumu sudaro rišiklį. Taip pat pudra užpildo poras tarp didelių akmens dalelių, o tai sumažina vidinę trintį. Grūdelių dydžiai itin maži – 0,074 mm. Gaukite juos iš dulkių surinkėjų sistemos.

Tiesą sakant, mineraliniai milteliai gaminami iš cemento ir metalurgijos įmonių atliekų - tai yra cemento dulkės, pelenų ir šlako mišiniai, metalurgijos šlakų perdirbimo atliekos. Grūdų sudėtį, vandenyje tirpių junginių kiekį, atsparumą vandeniui ir kt. reglamentuoja GOST 16557.

Papildomi komponentai

Norėdami pagerinti kompoziciją arba duoti šiek tiek tam tikros savybėsį pradinį mišinį dedami įvairūs priedai. Jie skirstomi į 2 pagrindines grupes:

• komponentai, sukurti ir pagaminti specialiai savybėms pagerinti – plastifikatoriai, stabilizatoriai, senėjimą stabdančios medžiagos ir kt.;
• atliekos arba antrinės žaliavos – siera, granuliuota guma ir pan. Tokių priedų kaina, žinoma, yra daug mažesnė.

Toliau aptariamas kelių ir aerodromų asfaltbetonio kompozicijos pasirinkimas ir projektavimas.

Toliau pateiktame vaizdo įraše bus pasakojama apie mėginių ėmimą, siekiant įvertinti asfaltbetonio sudėtį ir kokybę:

Dizainas

Asfaltbetonio dangos įrenginio sudėtis parenkama pagal paskirtį: gatvei mažame mieste, greitkeliui ir dviračių takui reikalingas kitoks asfaltas. Gauti geriausia aprėptis, bet nepersistenkite medžiagų, vadovaukitės šiais atrankos principais.

Pagrindiniai principai

• Mineralinės sudedamosios dalies grūdėtumas, ty akmuo, smėlis ir milteliai, yra pagrindas užtikrinti dangos tankį ir šiurkštumą. Dažniausiai naudojamas nepertraukiamos granulometrijos principas, o tik nesant stambaus smėlio – protarpinės granulometrijos metodas. Grūdų sudėtis – dalelių skersmenys ir teisingas jų santykis turi visiškai atitikti specifikacijas.

Mišinys parenkamas taip, kad kreivė būtų tarp ribinių verčių ir neapimtų lūžių: pastarasis reiškia, kad yra kokios nors frakcijos perteklius arba trūkumas.

• Įvairių tipų asfaltas gali sudaryti mineralinio komponento karkasą ir berėmę struktūrą. Pirmuoju atveju pakanka skaldos, kad akmenys susiliestų vienas su kitu ir suformuotų aiškiai apibrėžtą asfaltbetonio struktūrą gatavame gaminyje. Antruoju atveju akmenys ir stambaus smėlio grūdeliai neliečia. Šiek tiek sąlyginė riba tarp dviejų konstrukcijų yra skaldos kiekis 40–45%. Renkantis reikia atsižvelgti į šį niuansą.
• Kuboidinis arba tetraedrinis skalda garantuoja maksimalų tvirtumą. Šis akmuo yra patvariausias.
• Paviršiaus šiurkštumas nurodo 50–60% skaldos iš sunkiai poliruojamų uolienų arba smėlio iš jų. Toks akmuo išlaiko natūralaus skilimo šiurkštumą, o tai svarbu siekiant užtikrinti asfalto atsparumą šlyčiai.
• Apskritai smulkintas smėlio asfaltas yra atsparesnis kirpimui nei karjerų smėlio asfaltas dėl to lygus paviršius Paskutinis. Dėl tų pačių priežasčių žvyro medžiagos, ypač jūrinės, ilgaamžiškumas ir atsparumas yra mažesnis.
• Per didelis mineralinių miltelių šlifavimas padidina poringumą, taigi ir bitumo sunaudojimą. O šioje nuosavybėje daugiausiai pramoninių atliekų. Norint sumažinti parametrą, mineraliniai milteliai aktyvuojami – apdorojami paviršinio aktyvumo medžiagomis ir bitumu. Ši modifikacija ne tik sumažina bitumo kiekį, bet ir padidina atsparumą vandeniui bei šalčiui.
• Renkantis bitumą reikia vadovautis ne tik absoliučiu jo klampumu – kuo jis didesnis, tuo didesnis asfalto tankis, bet ir oro sąlygomis. Taigi, sausringuose regionuose parenkama kompozicija, užtikrinanti mažiausią įmanomą poringumą. Priešingai, šaltuose mišiniuose bitumo tūris sumažinamas 10–15%, kad sumažėtų sulipimo lygis.

Rikiuotės pasirinkimas

Atrankos procesas, skirtas bendras vaizdas tas pats:

• mineralinių ingredientų ir bitumo savybių įvertinimas. Tai reiškia ne tik absoliučius rodiklius, bet ir jų atitiktį galutiniam tikslui;
• apskaičiuokite tokį akmens, smėlio ir miltelių santykį, kad ši asfalto dalis įgytų didžiausią įmanomą tankį;
• galiausiai apskaičiuojamas bitumo kiekis: pakankamas, kad, remiantis pasirinktomis medžiagomis, būtų galima gauti reikiamą kiekį technines savybes Galutinis produktas.

Pirmiausia atliekami teoriniai skaičiavimai, o po to – laboratoriniai tyrimai. Pirmiausia patikrinamas liekamasis poringumas, o vėliau visų kitų charakteristikų atitiktis laukiamoms. Skaičiavimai ir bandymai atliekami tol, kol gaunamas mišinys, visiškai atitinkantis šias užduotis.

Kaip ir bet koks kompleksas statybinė medžiaga AB neturi vienareikšmių savybių – tankio, savitojo svorio, stiprumo ir pan. Jo parametrai lemia sudėtį ir paruošimo būdą.

Kaip veikia dizainas asfaltbetonio sudėtis JAV, šis informacinis vaizdo įrašas parodys:

Rusijoje labiausiai paplito asfaltbetonio mišinių mineralinės dalies kompozicijų parinkimas pagal ribines grūdėtumo sudėties kreives. Skaldos, smėlio ir mineralinių miltelių mišinys parenkamas taip, kad grūdelių sudėties kreivė atsidurtų ribinių kreivių apribotoje zonoje ir būtų kuo lygesnė. Mineralinio mišinio frakcinė sudėtis apskaičiuojama priklausomai nuo pasirinktų komponentų kiekio ir jų grūdų sudėties pagal šį ryšį:

j - komponento numeris;

n – komponentų skaičius mišinyje;

Parenkant asfaltbetonio mišinio grūdelių sudėtį, ypač naudojant smėlį iš smulkinimo sijojimo, būtina atsižvelgti į mineralinėje medžiagoje esančius mažesnius nei 0,071 mm grūdelius, kurie, kaitinant džiovinimo būgne, išpučiami. ir nusėda į dulkių surinkimo sistemą.

Šias smulkias daleles galima pašalinti iš mišinio arba supilti į maišymo įrenginį kartu su mineraliniais milteliais. Dulkių surinkimo naudojimo tvarka nurodyta asfaltbetonio mišinių ruošimo technologiniuose nuostatuose, atsižvelgiant į medžiagos kokybę ir asfalto maišymo įrenginio charakteristikas.

Toliau pagal GOST 12801-98 nustatomas vidutinis ir tikrasis asfaltbetonio ir mineralinės dalies tankis, o pagal jų vertes apskaičiuojamas mineralinės dalies liekamasis poringumas ir poringumas. Jei liekamasis poringumas neatitinka normalizuotos vertės, apskaičiuokite naują bitumo B kiekį (% masės) pagal šį ryšį:

Su apskaičiuotu bitumo kiekiu vėl paruošiamas mišinys, iš jo formuojami mėginiai ir vėl nustatomas liekamasis asfaltbetonio poringumas. Jei jis atitinka reikiamą, tada imamas apskaičiuotas bitumo kiekis. Kitu atveju kartojama bitumo kiekio parinkimo procedūra, pagrįsta sutankintame asfaltbetonio normalizuoto porų tūrio aproksimavimu.

Iš asfaltbetonio mišinio su tam tikru bitumo kiekiu, naudojant standartinį tankinimo metodą, sudaroma mėginių serija ir nustatomas visas fizinių ir mechaninių savybių rodiklių diapazonas, numatytas GOST 9128-97. Jei asfaltbetonis neatitinka standarto reikalavimų kai kuriems rodikliams, mišinio sudėtis keičiama.

Esant nepakankamai vidinės trinties koeficiento vertei, smėlėtoje mišinio dalyje turėtų būti padidintas didelių skaldos frakcijų ar susmulkintų grūdų kiekis.

Esant mažam šlyties sukibimui ir gniuždymo stipriui esant 50°C, mineralinių miltelių kiekis turėtų būti padidintas (per priimtinas ribas) arba naudoti klampesnį bitumą. Esant didelėms stiprumo vertėms 0°C temperatūroje, rekomenduojama sumažinti mineralinių miltelių kiekį, sumažinti bitumo klampumą, naudoti polimerinį-bituminį rišiklį arba plastifikuojančius priedus.

Esant nepakankamam asfaltbetonio atsparumui vandeniui, patartina padidinti mineralinių miltelių ar bitumo kiekį, tačiau neviršijant reikiamų mineralinės dalies likutinio poringumo ir poringumo verčių. Siekiant padidinti atsparumą vandeniui, efektyvu naudoti paviršinio aktyvumo medžiagas (paviršinio aktyvumo medžiagas), aktyvatorius ir aktyvuotus mineralinius miltelius. Asfaltbetonio mišinio sudėties parinkimas laikomas baigtu, jei visi asfaltbetonio mėginių tyrimo metu gauti fizikinių ir mechaninių savybių rodikliai atitinka standarto reikalavimus. Tačiau, laikantis standartinių asfaltbetonio reikalavimų, rekomenduojama optimizuoti mišinio sudėtį, siekiant pagerinti montuojamos dangos konstrukcinio sluoksnio eksploatacines savybes ir ilgaamžiškumą.

Dar visai neseniai mišinio, skirto viršutinių kelių dangų sluoksnių statybai, sudėties optimizavimas buvo siejamas su asfaltbetonio tankio padidėjimu. Šiuo atžvilgiu kelių tiesimo srityje suformuoti trys metodai, kurie naudojami renkantis tankių mišinių grūdų sudėtį. Iš pradžių jie buvo pavadinti taip:

• - eksperimentinis (vokiškas) tankių mišinių atrankos metodas, kurį sudaro laipsniškas vienos medžiagos užpildymas kita;
• - kreivių metodas, pagrįstas grūdų sudėties parinkimu, artėjant prie iš anksto nustatytų matematiškai „idealių“ tankių mišinių kreivių;
• - amerikietiškas standartinių mišinių metodas, pagrįstas patikrintomis mišinių iš konkrečių medžiagų kompozicijomis.

Šie metodai buvo pasiūlyti maždaug prieš 100 metų ir buvo toliau tobulinami.

Eksperimentinio tankių mišinių parinkimo metodo esmė – laipsniškas vienos medžiagos porų užpildymas stambesniais grūdeliais kita smulkesne mineraline medžiaga. Praktiškai mišinio parinkimas atliekamas tokia tvarka.

Į 100 svorio dalių pirmosios medžiagos, 10, 20, 30 ir tt, iš eilės pridedamos antrosios masės dalys, sumaišius ir sutankinus nustatomas vidutinis tankis ir mišinys su minimaliu tuštumų skaičiumi sutankintoje būsenoje. yra pasirinktas.

Jei reikia daryti trijų komponentų mišinį, tai į tankų dviejų medžiagų mišinį palaipsniui didėjančiomis dalimis dedama trečia medžiaga ir taip pat pasirenkamas tankiausias mišinys. Nors toks tankios mineralinės šerdies pasirinkimas yra daug pastangų reikalaujantis ir neatsižvelgiama į skystosios fazės kiekio bei bitumo savybių įtaką mišinio tankinimui, vis dėlto jis vis dar naudojamas eksperimentiniuose tyrimuose.

Be to, eksperimentinis tankių mišinių parinkimo metodas buvo naudojamas kaip tankių betono mišinių paruošimo iš įvairaus dydžio birių medžiagų skaičiavimo metodų pagrindas ir buvo toliau plėtojamas eksperimento planavimo metoduose. Kelių asfaltbetonio optimalių kompozicijų, kuriose naudojama skalda, žvyras ir bet kokios granuliometrijos smėlis, projektavimo metodikoje naudojamas nuoseklaus tuštumų užpildymo principas.

Pasak darbo autorių, siūloma skaičiavimo-eksperimentinė technika leidžia optimaliai kontroliuoti asfaltbetonio struktūrą, sudėtį, savybes ir kainą. Kintamiems struktūriniams ir valdymo parametrams naudojami:

• - skaldos, žvyro ir smėlio grūdelių atskyrimo koeficientai;
• - mineralinių miltelių tūrinė koncentracija asfalto rišiklyje;
• - sudėties optimalumo kriterijus, išreikštas minimaliomis bendromis komponentų sąnaudomis vienam produkcijos vienetui.

Remiantis nuoseklaus skaldos, smėlio ir mineralinių miltelių tuštumų užpildymo principu, buvo apskaičiuota apytikslė mišinio, skirto didelio tankio asfaltbetonio skysto bitumo pagrindu, sudėtis.

Komponentų kiekis mišinyje buvo apskaičiuotas remiantis iš anksto nustatytų tikrojo ir tūrinio tankio verčių rezultatais. mineralinės medžiagos. Galutinė kompozicija buvo patikslinta eksperimentiniu būdu, kartu keičiant visų mišinio komponentų turinį matematinio eksperimento planavimo metodu. Mišinio sudėtis, užtikrinanti minimalų asfaltbetonio mineralinės šerdies poringumą, buvo laikoma optimalia.

Antrasis asfaltbetonio grūdėtumo parinkimo būdas pagrįstas tankių mineralinių mišinių parinkimu, kurių grūdelių sudėtis artėja prie idealių Fullerio, Grafo, Hermano, Bolomey, Talbot-Richard, Kitt-Peff ir kitų autorių kreivių. Šias kreives daugeliu atvejų atspindi reikiamo grūdų kiekio mišinyje priklausomybės nuo jų smulkumo pagal galios dėsnį. Pavyzdžiui, tankaus mišinio Fullerio dalelių dydžio pasiskirstymo kreivė pateikiama pagal šią lygtį:

D – didžiausias mišinio grūdelių dydis, mm.

Norint normalizuoti asfaltbetonio mišinio grūdėtumą pagal šiuolaikinį American Superpave projektavimo metodą, taip pat priimamos granulometrinės didžiausio tankio kreivės, atitinkančios galios dėsnį, kurio eksponentas yra 0,45.

Be to, be kontrolinių taškų, ribojančių grūdų kiekio diapazoną, taip pat yra vidinė ribojimo zona, kuri yra išilgai didžiausio tankio granulometrinės kreivės intervale tarp 2,36–0,3 mm dydžio grūdų. Manoma, kad mišiniai, kurių dalelių dydžio pasiskirstymas praeina per ribinę zoną, gali turėti problemų dėl tankinimo ir šlyties stabilumo, nes jie yra jautresni bitumo kiekiui ir tampa plastiški, jei netyčia perdozuojama organinės rišiklio.

Reikėtų pažymėti, kad GOST 9128-76 taip pat numatė tankių mišinių grūdų sudėties kreives ribojančią zoną, esančią tarp ribinių ištisinės ir nenutrūkstamos granulometrijos kreivių. Ant pav. 1 ši zona užtamsinta.

Ryžiai. 1. - Smulkaus grūdo mineralinės dalies grūdų sudėtis:

Tačiau 1986 m., kai standartas buvo išleistas iš naujo, šis apribojimas buvo panaikintas kaip nereikšmingas. Be to, Sojuzdornijos (A.O. Sal) Leningrado filialo darbuose buvo įrodyta, kad vadinamieji „pusiau nenutrūkstami“ mišiniai, einantys per šešėlinę zoną, kai kuriais atvejais yra geresni nei ištisiniai dėl mažesnio mineralo poringumo. dalis asfaltbetonio, o nepertraukiama – dėl didesnio atsparumo delaminacijai.

Žinomi V.V. tyrimai. Okhotin, kuriame buvo parodyta, kad tankiausią mišinį galima gauti, jei medžiagą sudarančių dalelių skersmuo sumažėja santykiu 1:16, o jų masės kiekis - 1:0,43. Tačiau, atsižvelgiant į mišinių, sudarytų tokiu stambių ir smulkių frakcijų santykiu, segregacijos tendenciją, buvo pasiūlyta pridėti tarpinių frakcijų. Tuo pačiu metu 16 kartų mažesnio skersmens frakcijos masės kiekis visiškai nepasikeis, jei tuštumos bus užpildytos ne tik šiomis frakcijomis, bet, pavyzdžiui, frakcijomis, kurių grūdelių skersmuo yra 4 kartus mažesnis.

Jei pilant 16 kartų mažesnio skersmens frakcijomis jų masė buvo 0,43, tai užpildant frakcijomis, kurių grūdelių skersmuo 4 kartus mažesnis, jų kiekis turėtų būti lygus k = 0,67. Jei įvesime dar vieną tarpinę frakciją, kurios skersmuo mažėja 2 kartus, tada frakcijų santykis turėtų būti k = 0,81. Taigi trupmenų, kurios visą laiką mažės tuo pačiu dydžiu, svoris gali būti išreikštas matematiškai kaip geometrinės progresijos seka:

Y1 yra pirmosios trupmenos kiekis;

k - nuotėkio koeficientas;

n yra mišinio frakcijų skaičius.

Iš gautos progresijos gaunama pirmosios trupmenos kiekybinė vertė:

Taigi, nuotėkio koeficientas paprastai vadinamas frakcijų, kurių dalelių dydžiai yra 1:2, svorio santykiu, t. y. kaip artimiausių ląstelių dydžių santykis standartiniame sietų rinkinyje.

Nors teoriškai tankiausi mišiniai skaičiuojami naudojant nuotėkio koeficientą 0,81, tačiau praktikoje mišiniai su nepertraukiama grūdų sudėtimi pasirodė esantys tankesni.

Tai paaiškinama tuo, kad pateiktuose tankių mišinių paruošimo pagal nuotėkio koeficientą teoriniuose skaičiavimuose neatsižvelgiama į stambių medžiagų grūdelių atsiskyrimą mažesniais grūdeliais. Atsižvelgiant į tai, P. V. Sacharovas pažymėjo, kad teigiami rezultatai didinant mišinio tankį gaunami tik laipsniškai (nutrūkstamai) atrinkus frakcijas.

Jei mišrių frakcijų dydžių santykis yra mažesnis nei 1:2 arba 1:3, tai mažos dalelės neužpildo tarpo tarp didelių grūdų, o juos išstumia.

Asfaltbetonio mineralinės dalies dalelių dydžio pasiskirstymo kreivės su įvairūs koeficientai pabėgimas parodytas fig. 2.

Ryžiai. 2. - Asfalto mišinių mineralinės dalies granulometrinė sudėtis su skirtingais nuotėkio koeficientais:

Vėliau buvo tikslinamas gretimų frakcijų dalelių skersmenų santykis, neįtraukiant stambių grūdelių atskyrimo kelių frakcijų mineralų mišinyje. Pasak P.I. Boženovo nuomone, siekiant išvengti didelių grūdų atsiskyrimo nuo mažų, smulkiosios frakcijos skersmens ir stambiosios frakcijos skersmens santykis turi būti ne didesnis kaip 0,225 (t. y. 1:4,44). Atsižvelgiant į praktiškai išbandytas mineralinių mišinių sudėtis, N.N. Atrenkant mišinius Ivanovas pasiūlė naudoti dalelių dydžio pasiskirstymo kreives, kurių nuotėkio koeficientas svyruoja nuo 0,65 iki 0,90.

Tankiųjų asfaltbetonio mišinių granuliometrinės kompozicijos, orientuotos į darbingumą, SSRS buvo normalizuotos 1932–1967 m. Pagal šiuos standartus asfaltbetonio mišiniuose buvo ribotas skaldos kiekis (26-45%) ir padidintas mineralinių miltelių kiekis (8-23%). Tokių mišinių naudojimo patirtis parodė, kad dangose, ypač intensyvaus ir intensyvaus eismo keliuose, susidaro bangos, kirpimai ir kitos plastinės deformacijos. Tuo pačiu metu dangų paviršiaus šiurkštumas taip pat buvo nepakankamas, kad būtų užtikrintas didelis sukibimas su automobilių ratais, atsižvelgiant į eismo saugumo sąlygas.

1967 m. buvo padaryti esminiai asfaltbetonio mišinių standarto pakeitimai. GOST 9128-67 įtrauktos naujos mišinių, skirtų karkasiniam asfaltbetoniui su dideliu skaldos kiekiu (iki 65%), kompozicijos, kurios buvo pradėtos įtraukti į kelių projektus su didelis eismo intensyvumas. Asfalto mišiniuose taip pat buvo sumažintas mineralinių miltelių ir bitumo kiekis, o tai buvo pagrįsta būtinybe pereiti nuo plastiko prie standesnių mišinių.

Daugelio skaldos mišinių mineralinės dalies sudėtis apskaičiuota kubinės parabolės lygtimi, susieta su keturiais kontroliniais grūdelių dydžiais: 20; 5; 1,25 ir 0,071 mm.

Tiriant ir diegiant karkasinį asfaltbetonią, didelė reikšmė buvo teikiama dangų šiurkštumo didinimui. Įrenginio metodai asfaltbetonio danga su grubiu paviršiumi atsispindėjo praėjusio amžiaus 60-ųjų pradžioje parengtose rekomendacijose ir iš pradžių įgyvendintose SSRS transporto ministerijos Glavdorstroy patalpose. Anot kūrėjų, prieš sukuriant šiurkštumą turėjo būti suformuotas erdvinis asfaltbetonio karkasas. Praktiškai tai buvo pasiekta sumažinus mineralinių miltelių kiekį mišinyje, padidinus stambių susmulkintų grūdelių kiekį, visiškai sutankinus mišinį, kuriame skaldos ir stambaus smėlio frakcijų grūdeliai liečiasi tarpusavyje. Asfaltbetonio su karkasine konstrukcija ir grubiu paviršiumi gamyba buvo numatyta 50-65 % masės didesnių nei 5 (3) mm grūdelių. smulkiagrūdžiuose A tipo mišiniuose ir 33-55 % didesnių nei 1,25 mm grūdelių. V smėlio mišiniai G tipo su ribotu mineralinių miltelių kiekiu (4-8% smulkiagrūdžiuose mišiniuose ir 8-14% smėlio mišiniuose).

Rekomendacijos, kaip užtikrinti asfaltbetonio dangų atsparumą šlyčiai dėl karkasinio asfaltbetonio panaudojimo didinant mineralinės šerdies vidinę trintį, pateikiamos ir užsienio leidiniuose.

Pavyzdžiui, JK kelių bendrovės, statydamos asfaltbetonio dangas atogrąžų ir subtropikų šalyse, specialiai naudoja grūdėtąsias kompozicijas, parinktas pagal kubinės parabolės lygtį.

Tokių mišinių dangų stabilumas užtikrinamas daugiausia dėl mechaninio kampinių dalelių, kurios turi būti stiprios skaldos arba žvyro, fiksavimo. Tokiuose mišiniuose negalima naudoti nesmulkinto žvyro.

Dangų atsparumą šlyties deformacijoms galima padidinti didinant skaldos dydį. JAV standartas ASTM D 3515-96 numato asfalto mišinius, suskirstytus į devynias klases, priklausomai nuo maksimalaus grūdelių dydžio nuo 1,18 iki 50 mm.

Kuo aukštesnė klasė, tuo didesnis skalda ir tuo mažesnis mineralinių miltelių kiekis mišinyje. Grūdų kompozicijų kreivės, pastatytos ant kubinės parabolės, dangos tankinimo metu sudaro standų stambių grūdelių rėmą, kuris užtikrina pagrindinį atsparumą transportavimo apkrovoms.

Daugeliu atvejų mineralinė asfalto mišinio dalis parenkama iš stambiagrūdžių, vidutinių ir smulkiagrūdžių komponentų. Jei tikrasis sudedamųjų mineralinių medžiagų tankis labai skiriasi viena nuo kitos, rekomenduojama jų kiekį mišinyje skaičiuoti pagal tūrį.

Praktiškai pasitvirtinusios asfaltbetonio mišinių mineralinės dalies grūdėtosios kompozicijos yra standartizuotos visose techniškai išsivysčiusiose šalyse, atsižvelgiant į jų taikymo sritį. Šios kompozicijos, kaip taisyklė, dera viena su kita.

Apskritai manoma, kad labiausiai išplėtotas asfaltbetonio sudėties projektavimo elementas yra mineralinės dalies granulometrinės sudėties parinkimas arba pagal optimalaus tankio kreives, arba pagal nuoseklaus porų užpildymo principą. Situacija sudėtingesnė pasirenkant reikiamos kokybės bituminį rišiklį ir pagrindžiant optimalų jo kiekį mišinyje. Iki šiol nėra vieningos nuomonės dėl bitumo kiekio asfalto mišinyje priskyrimo skaičiavimo metodų patikimumo.

Šiuo metu taikomi eksperimentiniai rišiklio kiekio parinkimo metodai apima skirtingus asfaltbetonio mėginių gamybos ir bandymo būdus laboratorijoje ir, svarbiausia, neleidžia pakankamai patikimai prognozuoti kelio dangų patvarumo ir eksploatacinės būklės priklausomai nuo eksploatavimo sąlygų.

P.V. Sacharovas pasiūlė projektuoti asfaltbetonio sudėtį pagal iš anksto pasirinktą asfalto rišiklio sudėtį. Kiekybinis bitumo ir mineralinių miltelių santykis asfalto rišiklyje buvo parinktas eksperimentiniu būdu, atsižvelgiant į plastinės deformacijos indeksą (atsparumo vandeniui metodu) ir į aštuonių bandinių atsparumą tempimui. Lyginant stiprumo rodiklius 30, 15 ir 0°C temperatūroje, buvo atsižvelgta ir į asfalto rišiklio šiluminį stabilumą. Remiantis eksperimentiniais duomenimis, buvo rekomenduota laikytis bitumo ir mineralinių miltelių masės santykio (B/MP) intervale nuo 0,5 iki 0,2.

Dėl to asfaltbetonio kompozicijos pasižymėjo padidėjusiu mineralinių miltelių kiekiu. Tolesniuose tyrimuose I.A. Rybievo, buvo parodyta, kad racionalios B/MP reikšmės gali būti lygios 0,8 ir net didesnės. Remiantis optimalių konstrukcijų stiprumo dėsniu (išlygiavimo taisykle), buvo rekomenduotas asfaltbetonio sudėties projektavimo metodas tam tikromis eksploatavimo sąlygomis. šaligatvis. Konstatuota, kad optimali asfaltbetonio struktūra pasiekiama pernešant bitumą į plėvelės būseną.

Kartu buvo įrodyta, kad optimalus bitumo kiekis mišinyje priklauso ne tik nuo kiekybinio ir kokybinio komponentų santykio, bet ir nuo technologinių faktorių bei tankinimo režimų.

Todėl moksliškai pagrįsti reikiamus asfaltbetonio eksploatacinius rodiklius ir racionalius būdus jiems pasiekti ir toliau išlieka pagrindinė užduotis, susijusi su kelių dangų patvarumo didinimu.

Yra keli skaičiavimo būdai bitumo kiekiui asfaltbetonio mišinyje priskirti tiek pagal bitumo plėvelės storį mineralinių grūdelių paviršiuje, tiek pagal tuštumų skaičių sutankintame mineraliniame mišinyje.

Pirmieji bandymai juos panaudoti projektuojant asfalto mišinius dažnai baigdavosi nesėkmingai, todėl reikėjo tobulinti bitumo kiekio mišinyje nustatymo metodus. N.N. Ivanovas pasiūlė atsižvelgti į geriausią karšto asfaltbetonio mišinio tankinamumą ir tam tikrą bitumo šiluminio plėtimosi ribą, jei bitumo kiekis skaičiuojamas pagal sutankinto mineralinio mišinio poringumą:

B - bitumo kiekis, %;

Р - sutankinto mineralinio mišinio poringumas, %;

c6 - tikrasis bitumo tankis, g/cm. kubas;

Su - vidutinis tankis sutankintas sausas mišinys, g/cm kubas;

0,85 - bitumo sumažinimo koeficientas dėl geresnio mišinio sutankinimo bitumu ir bitumo plėtimosi koeficientas, kuris imamas lygus 0,0017.

Pažymėtina, kad sutankintame asfaltbetonyje esančių komponentų tūrio skaičiavimai, įskaitant oro porų tūrį arba liekamąjį poringumą, atliekami bet kuriuo projektavimo metodu fazinio tūrio normalizavimo forma. Pavyzdžiui, pav. 3 parodyta A tipo asfaltbetonio tūrinė sudėtis skritulinės diagramos pavidalu.

Ryžiai. 3. - Asfaltbetonio fazių tūrio normalizavimas:

Pagal šią diagramą bitumo kiekis (% tūrio) yra lygus skirtumui tarp mineralinio pagrindo poringumo ir sutankinto asfaltbetonio liekamojo poringumo. Taigi M. Durieu rekomendavo bitumo kiekio karštame asfalto mišinyje apskaičiavimo pagal soties modulį metodą. Asfaltbetonio prisotinimo rišikliu modulis nustatytas pagal eksperimentinius ir gamybinius duomenis ir apibūdina rišiklio procentą mineraliniame mišinyje, kurio savitasis paviršiaus plotas 1 kv.m/kg.

Ši metodika pritaikyta minimaliam bituminio rišiklio kiekiui, priklausomai nuo mineralinės dalies grūdėtumo, nustatyti LCPC asfalto mišinio projektavimo metodu. sukūrė Prancūzijos centrinė tiltų ir kelių laboratorija. Bitumo masės kiekis pagal šį metodą nustatomas pagal formulę:

k – asfaltbetonio prisotinimo rišikliu modulis.

• S - dalinis likutis ant sieto su 0,315 mm dydžio skylutėmis, %;
• s - dalinis likutis ant sieto su 0,08 mm skylutėmis, %;

Bitumo kiekio apskaičiavimo pagal bitumo plėvelės storį metodą žymiai patobulino I.V. Koroliovas. Remdamasis eksperimentiniais duomenimis, jis išskyrė standartinių frakcijų grūdelių specifinį paviršių priklausomai nuo uolienų pobūdžio. Akmens medžiagos prigimties, grūdelių dydžio ir bitumo klampumo įtaka optimalus storis bituminė plėvelė asfalto mišinyje.

Kitas žingsnis – mažesnių nei 0,071 mm mineralinių dalelių bitumo talpos diferencijuotas įvertinimas. Statistiškai numatant mineralinių miltelių grūdelių sudėtį ir bitumo kiekį frakcijose, kurių dydis svyruoja nuo 1 iki 71 mikrono MADI (GTU), buvo sukurta technika, leidžianti gauti apskaičiuotus duomenis, kurie patenkinamai sutampa su eksperimentiniais duomenimis. bitumo kiekis asfaltbetonio mišinyje.

Kitas būdas nustatyti bitumo kiekį asfaltbetonyje yra pagrįstas ryšiu tarp mineralinio pagrindo poringumo ir mineralinės dalies grūdėtumo. Remdamiesi įvairių dydžių dalelių eksperimentinių mišinių tyrimu, Japonijos ekspertai pasiūlė matematinis modelis mineralinio pagrindo poringumas (VMA). Nustatytos koreliacinės priklausomybės koeficientų reikšmės buvo nustatytos skaldytam asfaltbetoniui, kuris buvo sutankintas sukamuoju tankintuvu (giratoriumi) esant 300 formos apsisukimų. Darbe buvo pasiūlytas bitumo kiekio skaičiavimo algoritmas, pagrįstas asfaltbetonio porų charakteristikų koreliacija su mišinio grūdėtumu. Remiantis tankaus asfaltbetonio bandymų metu gautų duomenų masyvo apdorojimo rezultatais įvairių tipų, optimaliam bitumo kiekiui apskaičiuoti nustatomos šios koreliacijos:

K yra granulometrijos parametras.

Dcr - minimalus dydis stambios frakcijos grūdeliai, mažesni už kuriuos sudaro 69,1 % mišinio masės, mm .;

D0 - vidurinės frakcijos grūdelių dydis, smulkesnis už kurį mišinio yra 38,1 % masės, mm;

D smulkus – maksimalus smulkiosios frakcijos grūdelių dydis, smulkesnis už kurį mišinio masės sudaro 19,1 %, mm.

Tačiau bet kuriuo atveju apskaičiuotos bitumo dozės turėtų būti koreguojamos ruošiant kontrolines partijas, atsižvelgiant į suformuotų asfaltbetonio mėginių tyrimo rezultatus.

Renkantis asfaltbetonio mišinių kompozicijas, toks prof. N.N. Ivanova: „Bitumo reikia paimti ne daugiau, nei nustatyta gaunant pakankamai stiprų ir stabilų mišinį, tačiau bitumo reikia vartoti kuo daugiau ir jokiu būdu ne kuo mažiau. Eksperimentiniai asfaltbetonio mišinių parinkimo metodai paprastai apima standartinių mėginių paruošimą nurodytais tankinimo metodais ir jų bandymą laboratorijoje. Kiekvienam metodui buvo sukurti atitinkami kriterijai, kurie vienu ar kitu laipsniu nustato ryšį tarp sutankintų mėginių laboratorinių tyrimų rezultatų ir asfaltbetonio eksploatacinių charakteristikų eksploatacinėmis sąlygomis.

Daugeliu atvejų šie kriterijai yra apibrėžti ir standartizuoti nacionaliniais asfaltbetonio standartais.

Įprastos šios asfaltbetonio pavyzdžių mechaninio bandymo schemos, parodytos fig. 4.

Ryžiai. 4. - Cilindrinių bandinių bandymo projektuojant asfaltbetonio sudėtį schemos:

a - pagal Duryezą;

b - pagal Maršalą;

c - pagal Khvim;

d – pagal Hubbardą-Fieldą.

Įvairių eksperimentinių asfaltbetonio kompozicijų projektavimo metodų analizė rodo receptūros skyrimo metodų panašumą ir skirtumą tiek mėginių tyrimo metoduose, tiek vertinamų savybių kriterijais.

Asfaltbetonio mišinio projektavimo metodų panašumas grindžiamas tokio komponentų tūrinio santykio parinkimu, kuris suteikia nurodytas liekamojo poringumo vertes ir normalizuotus asfaltbetonio mechaninių savybių rodiklius.

Rusijoje, projektuojant asfaltbetonį, standartiniai cilindriniai pavyzdžiai yra tikrinami vienaašiam suspaudimui (pagal Duriez schemą), kurie laboratorijoje formuojami pagal GOST 12801-98, atsižvelgiant į skaldos kiekį mišinyje, arba su statinė apkrova 40 MPa, arba vibruojant, po to papildomai sutankinama 20 MPa apkrova. Užsienio praktikoje plačiausiai naudojamas Maršalo asfaltbetonio mišinių projektavimo metodas.

Dar visai neseniai JAV buvo naudojami asfalto mišinių projektavimo metodai pagal Marshall, Hubbard-Field ir Khvim. tačiau pastaruoju metu nemažai valstybių diegia „Superpave“ projektavimo sistemą.

Kuriant naujus asfaltbetonio mišinių projektavimo metodus užsienyje, daug dėmesio buvo skirta bandinių tankinimo metodų tobulinimui. Šiuo metu, projektuojant mišinius pagal Maršalą, numatyti trys mėginio sutankinimo lygiai: atitinkamai 35, 50 ir 75 smūgiai iš abiejų pusių. plaučių būklės, vidutinio ir sunkaus eismo transporto priemonės. Inžinerijos būriai Jungtinės Valstijos, atlikusios išsamius tyrimus, patobulino Maršalo bandymus ir išplėtė juos į aerodromų dangų mišinių projektavimą.

Asfalto mišinio projektavimas pagal Maršalo metodą daro prielaidą, kad:

• - preliminariai nustatyta pradinių mineralinių medžiagų ir bitumo atitiktis techninių sąlygų reikalavimams;
• - mineralinių medžiagų mišinio granulometrinė sudėtis parinkta taip, kad atitiktų projektavimo reikalavimus;
• - klampaus bitumo ir mineralinių medžiagų tikrojo tankio vertės nustatomos atitinkamais bandymo metodais;
• - pakankamas kiekis akmens medžiagos išdžiovinamas ir suskirstomas į frakcijas, kad būtų galima paruošti laboratorines įvairaus rišiklio kiekio mišinių partijas.

Maršalo bandymams atlikti standartiniai cilindriniai 6,35 cm aukščio ir 10,2 cm skersmens bandiniai sutankinami krintančio svorio smūgiais. Mišiniai ruošiami su skirtingu bitumo kiekiu, dažniausiai vienas nuo kito skiriasi 0,5%. Rekomenduojama paruošti ne mažiau kaip du mišinius, kurių bitumo kiekis viršija „optimalią“ vertę, ir du mišinius, kurių bitumo kiekis mažesnis už „optimalią“ vertę.

Norint tiksliau priskirti bitumo kiekį laboratoriniams tyrimams, pirmiausia rekomenduojama nustatyti apytikslį „optimalų“ bitumo kiekį.

„Optimalus“ reiškia bitumo kiekį mišinyje, užtikrinantį maksimalų suformuotų mėginių Maršalo stabilumą. Maždaug pasirinkimui reikia turėti 22 pietų akmens medžiagas ir apie 4 litrus. bitumo.

Asfaltbetonio bandymo pagal Maršalo metodą rezultatai parodyti fig. 5.

Remiantis asfaltbetonio mėginių tyrimo Maršalo metodu rezultatais, paprastai daromos šios išvados:

• - Stabilumo reikšmė didėja padidėjus rišiklio kiekiui iki tam tikro maksimumo, po kurio stabilumo vertė mažėja;
• - Asfaltbetonio sąlyginio plastiškumo vertė didėja didėjant rišiklio kiekiui;
• - Tankio ir bitumo kiekio kreivė yra panaši į stabilumo kreivę, tačiau jai maksimumas dažniau pastebimas esant šiek tiek didesniam bitumo kiekiui;
• - Asfaltbetonio liekamasis poringumas mažėja didėjant bitumo kiekiui, asimptotiškai artėjant prie minimalios vertės;
• - Porų užpildymo bitumu procentas didėja didėjant bitumo kiekiui.

Ryžiai. 5. - Asfaltbetonio bandymų pagal Maršalo metodą rezultatai (a, b, c, d):

Optimalų bitumo kiekį rekomenduojama nustatyti kaip keturių verčių, nustatytų pagal atitinkamų projektavimo reikalavimų grafikus, vidurkį. Asfalto mišinys su optimaliu bitumo kiekiu turi atitikti visus techninių specifikacijų reikalavimus. Galutinai pasirenkant asfaltbetonio mišinio sudėtį, taip pat galima atsižvelgti į techninius ir ekonominius rodiklius. Paprastai rekomenduojama rinktis tokį mišinį, kuris pasižymi didžiausiu Maršalo stabilumu.

Tačiau reikia turėti omenyje, kad mišiniai, kurių Maršalo stabilumo ir mažo lankstumo vertės yra pernelyg didelės, yra nepageidaujami, nes tokių mišinių dangos bus pernelyg standžios ir gali įtrūkti važiuojant sunkiasvorėmis transporto priemonėmis, ypač su trapiais pagrindais ir didelėmis deformacijomis. danga. Dažnai į Vakarų Europa o JAV Maršalo asfalto mišinio projektavimo metodas buvo kritikuojamas. Pažymima, kad bandinių Maršalo smūginis sutankinimas nemodeliuoja mišinio sutankinimo dangoje, o Maršalo stabilumas neleidžia patenkinamai įvertinti asfaltbetonio šlyties stiprio.

Taip pat kritikuojamas „Khvim“ metodas, kurio trūkumai – gana stambi ir brangi testavimo įranga.

Be to, kai kurie svarbūs asfaltbetonio tūriniai rodikliai, susiję su jo patvarumu, šiuo metodu nėra tinkamai atskleisti. Pasak amerikiečių inžinierių, Khvim bitumo kiekio parinkimo metodas yra subjektyvus ir gali lemti trumpą asfaltbetonio tarnavimo laiką, nes mišinyje priskiriamas mažas rišiklio kiekis.

LCPC metodas (Prancūzija) pagrįstas tuo, kad karšto asfalto mišinys turi būti suprojektuotas ir sutankintas statybos proceso metu iki maksimalaus tankio.

Todėl buvo atlikti specialūs tankinimo projektavimo darbai, kurie buvo apibrėžti kaip 16 važiavimų volu su pneumatinėmis padangomis, kai ašies apkrova yra 3 tf, esant 6 barų slėgiui. Pilnos apimties laboratoriniame stende, tankinant karšto mišinio asfaltą, buvo pagrįstas standartinis sluoksnio storis, lygus 5 maksimaliems mineralinių grūdelių dydžiams. Norint tinkamai sutankinti laboratorinius mėginius, buvo standartizuotas laboratorinio tankintuvo (giratoriaus) sukimosi kampas, lygus 1°, ir vertikalus slėgis sutankintam mišiniui 600 kPa. Šiuo atveju standartinis giratoriaus apsisukimų skaičius turi būti lygus sutankinto mišinio sluoksnio storiui, išreikštam milimetrais.

Taikant amerikietišką Superpave projektavimo sistemos metodą, asfaltbetonio pavyzdžius įprasta sutankinti ir giratoriuje, bet su 1,25° sukimosi kampu. Asfaltbetonio bandinių tankinimo darbai normalizuojami priklausomai nuo skaičiuojamos bendros transporto apkrovos ant dangos, kurios įrenginiui suprojektuotas mišinys, vertės. Mėginių sutankinimo iš asfaltbetonio mišinio rotaciniame tankinimo įrenginyje schema parodyta fig. 6.

Ryžiai. 6. - Mėginių sutankinimo iš asfaltbetonio mišinio rotaciniame tankinimo įrenginyje schema:

MTQ (Kvebeko transporto ministerija, Kanada) asfalto mišinio projektavimo metodas naudoja Superpave rotacinį tankintuvą, o ne LCPC giratorių. Apskaičiuotas apsisukimų skaičius tankinimo metu imamas mišiniams, kurių grūdelių dydis ne didesnis kaip 10 mm. lygus 80, o mišiniams, kurių dalelių dydis yra 14 mm. - 100 apsisukimų. Apskaičiuotas oro angų kiekis mėginyje turėtų būti nuo 4 iki 7%. Nominalus porų tūris paprastai yra 5%. Efektyvus bitumo tūris nustatomas kiekvienam mišinio tipui, kaip ir LCPC metodu.

Pastebėtina, kad projektuojant asfalto mišinius iš tų pačių medžiagų Maršalo metodu, LCPC metodu (Prancūzija), Superpave projektavimo sistemos metodu (JAV) ir MTQ metodu (Kanada), gauti maždaug tokie patys rezultatai.

Nors kiekvienas iš keturių numatytų būdų įvairios sąlygos antspaudų pavyzdžiai:

• - Maršalas - 75 smūgiai iš abiejų pusių;
• - "Superpave" - ​​100 apsisukimų giratoriuje 1,25° kampu;
• - MTQ - 80 apsisukimų giratoriuje 1,25° kampu;
• - LCPC - 60 efektyvaus tankintuvo apsisukimų 1°C kampu gauti gana palyginami rezultatai pagal optimalų bitumo kiekį.

Todėl darbo autoriai priėjo prie išvados, kad svarbu ne tik „teisingas“ laboratorinių mėginių sutankinimo būdas, bet ir sutankinimo jėgos poveikio asfaltbetonio struktūrai mėginyje ir sistema. dėl jo veikimo dangoje.

Pažymėtina, kad sukamieji asfaltbetonio mėginių tankinimo būdai taip pat nėra be trūkumų. Sutankinant karštą asfaltbetonio mišinį giratoriuje, nustatytas pastebimas akmens medžiagos dilimas.

Todėl, naudojant akmens medžiagas, kurioms būdingas daugiau nei 30% Los Andželo būgno susidėvėjimas, normalizuotas mišinio tankintuvo apsisukimų skaičius, kai gaunami skaldos-mastikos asfaltbetonio pavyzdžiai, yra 75, o ne 100.

Asfaltbetonio mišinys yra statybinė medžiaga, gaunama dirbtiniu būdu. Pagal gamybos technologiją atliekamas racionalus pagrindinių komponentų parinkimas, o vėliau medžiaga sutankinama vibratoriais. Asfaltbetonio sudėties charakteristikų reikalavimai yra įtraukti į GOST 9128.

Kokie ingredientai naudojami mišinyje?

Asfalto skiedinyje yra šie ingredientai:

• mineralinės kilmės komponentai, tokie kaip natūralus arba smulkintas smėlis, žvyras (žvyras), smulkūs miltelių priemaišos (pagal poreikį);
• organinės kilmės sutraukiančios medžiagos, tokios kaip bitumas.

Iš pradžių vietoj bitumo buvo naudojama derva. Tačiau jo buvo atsisakyta dėl žalingas poveikisžmonių sveikatai ir aplinkai. Komponentams maišyti asfalto mišinys kaitinamas. Asfaltbetonio paskyrimas - aerodromų ir greitkelių kelio klojimas, pramoninių grindų išdėstymas. Pagal mūro principą asfaltbetonis yra:

• sutankintas;
• liejamas, pasižymi dideliu takumu ir dideliu rišiklio kiekiu, todėl leidžia mūryti be tankinimo.

Asfaltbetonio sudėtis yra tokia:

• skalda;
• žvyras;
• smėlio.

Bitumo klampumas ir maksimali mūro temperatūra lemia šiuos mišinių tipus:

• karštas, klojamas 120 °C temperatūroje su rišikliais klampaus-skysto kelių bitumo pavidalu;
• šaltas, paklotas iki 5 °C, kur skystos naftos kilmės bituminės medžiagos veikia kaip rišiklis;
• šiltas mūrui iki 70 ° C klampaus-skysto bitumo pagrindu.

Tačiau pastarasis tipas, kaip atskira rūšis, nebuvo rastas nuo 1999 m. Karšto asfaltbetonio tipai pagal liekamąjį poringumą procentais:

• didelio tankio - 1-2,5%;
• labai porėtas - 10-18%;
• tankus - 2,5-5%;
• akytas - 5-10%.

Šaltuose tirpaluose ši vertė yra 6-10%. Pagal maksimalų naudojamo mineralinio komponento dalelių dydį asfaltbetonio danga gali būti:

• stambiagrūdis, kurio dalelių dydis iki 4 cm;
• smulkiagrūdis su dalelėmis iki 2 cm;
• smėlio, kurio dydis iki 5 cm.

• A tipas, kuriame mineralinio akmens sudėtis yra 50–60%;
• B tipo, kurio akmens kiekis yra 40-50%;
• B tipo, įskaitant 30-40 % nerūdinių medžiagų.

Kokie yra asfaltbetonio komponentų sudėties projektavimo algoritmai?

Asfaltbetonio tirpalo sudėčiai parinkti pasirenkamas racionalus komponentų santykis. Gautos kompozicijos turi tam tikrą tankį ir technines savybes. Yra keturi projektavimo algoritmai:

1. Profesoriaus Sacharovo P.V. metodas.
2. Modulinio prisotinimo metodas, pateiktas prof. Durier M.
3. Reikalingų dangos eksploatavimo sąlygų projektavimo algoritmas, gautas atlikus profesoriaus Rybievo I.A.
4. Atranka pagal tankio kreives, sukurta profesoriaus N.I. Ivanovo, padedant SoyuzDorNII.

Optimalaus asfalto mišinio ingredientų pasirinkimo pavyzdys

Kaip asfaltbetonio komponentų pavyzdį siūloma apsvarstyti problemą: norint sukurti tankų viršutinį kelio rutulį trečioje klimato zonoje, reikalingas antros klasės B tipo smulkiagrūdis karštas mišinys. Galimi šie ingredientai:

• granito ir kalkakmenio žvyras, kurio grūdelių dydis 0,5-2 cm;
• upės smėlis;
• atranka po šlifavimo granito drožlės;
• sijojimas po kalkakmenio smulkinimo;
• neaktyvuota mažoji milteliai;
• bituminė medžiaga BND 90/130.

Pirmajame etape atliekamas pirmiau pateiktų ingredientų savybių bandymas ir palyginimas. Pagal mėginių tyrimo rezultatus su skirtingas santykis komponentų, padaryta išvada, kad upės smėlis, granito dulkės, mineraliniai milteliai, bituminė medžiaga tinka B tipo ir antros rūšies asfaltbetonio mišiniams gauti.

Kalkakmenis ir smulkinto kalkakmenio komponento dulkės neatitiko GOST standartų stiprumo parametrams. Antrame etape apskaičiuojama skalda. Jo kiekis, kai dalelės yra didesnės nei 0,5 cm, yra 35–50%. Optimalus kiekis mišiniuose yra 48%. Medžiagoje yra 95% nurodyto dydžio dalelių, todėl formulė atrodo taip:

Tokiu būdu apskaičiuojamas žvyro kiekis mišinyje frakcinei kompozicijai.

Trečiajame etape nustatoma mineralinių miltelių sudėtis. Skaičiavimai prasideda nuo žvyro, smėlio ir mineralinių miltelių masės proporcijų išvedimo su trupmenine sudėtimi pagal GOST. Todėl grūdelių, kurių dydis mažesnis nei 0,0071 cm, kiekis minimalioje asfaltbetonio medžiagoje turėtų būti 6–12%. Skaičiavimams imamas 7 proc. Kai milteliniame minerale yra elementų, kurių dalelių dydis yra 0,0071 cm 74%, skaičiavimo formulė atrodo taip:

Kadangi mišinyje yra mažiau nei 0,0071 cm3 dalelių iš granito sijojimo, mineralinių miltelių frakcija yra lygi 8%. Ketvirtajame etape apskaičiuojamas smėlio kiekis. Bendras jo turinys yra toks:

Smėlis \u003d 100 - (smulkinto akmens smulkus milteliai) \u003d 100 - (50 8) \u003d 42%.

Pavyzdyje naudojamas upės ir granito smėlio sijymas. Todėl kiekvienos proporcijos nustatomos atskirai. Upės komponento ir granito sijojimo procentas nustatomas pagal jų frakciją, kurios dalelių dydis mažesnis nei 0,125 cm. Asfaltbetonio mišinyje grūdelių turėtų būti 28–39%. Vidutiniškai imama 34 %, iš kurių 8 % skaičiuojama kaip minpelės dalis. Todėl smulkesnėms nei 0,125 cm dalelėms smėlio reikia 34-8=26%.

Gautą reikšmę suapvaliname iki 22%, todėl granito drožlių atskyrimo kiekis yra 42 - 22 = 20%. Panašus skaičiavimas atliekamas kiekvienai smėlio frakcijai ir atrankoms. Duomenys apibendrinami lentelėje ir apibendrinami mažesniais dydžiais, nei nurodyta kiekvienam atskiram ingredientui, tada lyginami su GOST reikalavimais.

Penktajame etape apskaičiuojamas bituminio komponento kiekis. Pagal sąlygas skalda, smėlis, smulkinto granito sijojimas, mineraliniai milteliai sumaišomi su 6% rišiklio, kas atitinka normatyviniame dokumente reikalaujamą vidutinę vertę. Paruoškite tris 7,14 cm aukščio ir atitinkamo skersmens mišinio pavyzdžius. Be to, tankinimas atliekamas kombinuotu metodu:

• tris minutes ant vibracijos platformos esant 0,03 MPa slėgiui;
• trijų minučių tankinimas vibropresu, esant 20 MPa slėgiui.

Po dviejų dienų nustatomas vidutinis tankis, tai yra masė, išreikšta asfaltbetonio tūriu, faktinis mišinio mineralinio komponento tankis r°. Pagal gautus duomenis, be tankio, apskaičiuojamas tirtų mėginių mineralinio komponento poringumas.

Apytikslis bituminio rišiklio kiekis nustatomas pagal faktinį visų ingredientų tankį, atsižvelgiant į liekamąjį asfaltbetonio poringumą Vpore = 4%. Tuo pačiu metu vidutinis asfaltbetonio, kuriame bitumo kiekis yra 6% 100% mineralų, mėginių tankis yra 2,35 g/cm3. Todėl skaičiavimo formulės atrodo taip:

Toliau ruošiami dar trys asfaltbetonio, kuriame yra 6,2 % bitumo, pavyzdžiai liekamajam poringumui nustatyti. Jei jo vertė yra 4,0 ± 0,5%, papildomai paruošiama 15 tokio mišinio mėginių ir išbandoma pagal GOST 9128-84.

Neatitikus reikalavimų norminis dokumentas, mišinys sureguliuojamas ir atliekami tolesni jo bandymai, kaip nurodyta aukščiau.