Основы технологии асфальтобетона и растворов

      Песок из отсевов дробления - неорганический сыпучий материал с крупностью до 5 мм, получаемый из отсевов дробления горных пород при производстве щебня и из отходов обогащения руд черных и цветных металлов и металлических ископаемых и других отраслях промышленности.

      Гранулометрический  состав песка должен обеспечивать получение  смеси с другими минеральными материалами с наибольшей плотностью. Из этих соображений для приготовления асфальтобетона применяют крупно и среднезернистые пески.

      Исходные  данные:

· Песок кварцевый

- плотность - 2,62 г/см³

- содержание загрязняющих примесей – 1,5 %

- зерновой состав:

   Таблица 3

 

модуль  крупности песка (М_к) без зерен размером крупнее 5 мм по формуле

        

где А_2,5, А_1,25, А₀₆₃, А₀₃₁₅, А₀₁₆ - полные остатки на сите с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и на ситах с сетками № 1,25; 063; 0315, 016,%.

      Мк=(20+40+60+85+98)/100=3,0

      Вывод: группа песка по модулю крупности - песок крупный II класса(в соответствие с ГОСТ 8736-93 Песок для строительных дорог. ТУ). В этом случае когда иметься крупный или средний песок минеральный остов асфальтобетонной смеси подбирают по принципу непрерывной гранулометрии. По содержанию пылеватых и глинистых частиц песок соответствует требованиям ГОСТ и пригоден для приготовления асфальтобетона.

       5.3 Минеральный порошок:

    Минеральный порошок получают помолом известняков, доломитов и других карбонатных пород с прочностью не менее 20МПа и содержанием загрязняющих и глинистых примесей не более 5%.

      В ряде случаев, в качестве минерального порошка применяют порошкообразные  отходы промышленности – пыль уноса  цементных заводов, золы ТЭЦ.

      Минеральный порошок повышает прочность асфальтобетона, но увеличивает его хрупкость, поэтому содержание минерального порошка в смеси должно быть минимальным, достаточным лишь для придания а/б нормативной прочности и плотности.

      Функции минерального порошка:

• заполняет пустоты песчано-щебёночного каркаса и повышает плотность минеральной части;
• превращает нефтяной битум в асфальтовое вяжущее.

      Для минеральных порошков существует ГОСТ 52129 – 2003 «Порошки», по которому классифицируют минеральные порошки:

      МП  – 1 – порошки из карбонатных  пород не активированные и активизированные, и из битуменозных пород;

      МП  – 2 – порошки из некарбонатных  пород, твёрдых и порошкообразных  пород промышленного производства.

      Технические требования:

       · Тонкость помола должна быть такой, чтобы при мокром рассеве проходила через сито 1,25 – 100%;

      0,315 – 90 ¸ 95%;

      0,071 – 70¸80%;

      · Пористость не более 35%;

      · Набухание образцов из смеси порошка с битумом не более 2,5%;

      · Влажность не более 1%.

      Эти требования только для МП – 1.

      Исходные  данные:

      · Минеральный порошок известняковый

• пористость – 25%
• плотность – 2.6 г/см³
• влажность – 0,5 %
• зерновой состав:

 

     Таблица 4

 
 
 
 
 
 

      Таблица 5

       

      Вывод: минеральный порошок по показателям физико-механических свойств соответствует ГОСТ Р 52129-2003 и пригоден для приготовления асфальтобетона.

         5.4 Битум:

       Битумы – это органические вяжущие вещества, состоящие из высоко молекулярных углеводородов: нафтенового, метанового и ароматического, а так же кислородных, сернистых и азотистых производных.

      Групповой состав битума:

1. Масла  –молекулярная масса 300–500 а. е., r < 1, содержание в битуме 40 – 60%.

2. Смолы  –молекулярная масса 500–1000 а. е., r » 1, содержание в битуме 20-40%.

3.Асфальтены-молекулярнаямасса1000–5000а.е.,r>1,содержание в битуме10-25%.

4. Карбены,  карбоиды не растворимые в  бензоле.

5 .Асфальтогеновые кислоты - r > 1, их содержание определяет интенсивность прилипания вяжущих к каменным материалам,

6 . Парафины  – ухудшают свойства битума, придавая  ему хрупкость.

      Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют нефтяные дорожные вязкие и нефтяные дорожные жидкие битумы. Для горячих и теплых асфальтобетонных смесей I и II марок следует применять только битумы марок БНД, а для горячих и теплых асфальтобетонных смесей III и IV марок, а также для асфальтобетонных смесей, предназначенных для устройства оснований и нижних слоев покрытий, наряду с битумами марок БНД допускается также применение марок БН соответствующей вязкости.

      Битумы  марок БНД характеризуются более  широким температурным интервалом пластичности и более высокой  теплостойкостью по сравнению с битумами марок БН, обладают лучшими низкотемпературными свойствами и сцеплением с поверхностью минеральных материалов, но менее устойчивы к старению.

      Марку вязкого битума, а также марку  жидкого битума выбирают в зависимости  от вида асфальтобетона, климатических условий района строительства и категории дороги, а для холодного асфальтобетона – с учетом условий и сроков хранения смеси на складе. Марку определяют по следующим показателям:

        - глубина проникания иглы (при 0⁰ С, при 25⁰ С);

        - температура размягчения по кольцу и шару, ⁰С;

        - растяжимость , см. (при 0⁰ С, при 25⁰ С);

        - температура хрупкости, ⁰С;

        - температура вспышки, ⁰С;

        - индекс пенетрации;

        - содержание водорастворимых соединений, %;

        - изменение температуры размягчения после прогрева, ⁰С. 

                           6. Расчёт состава минеральной части.

        Одним из важнейших факторов определяющих требуемое качество асфальтобетона, является правильный выбор рационального соотношения между минеральными компонентами смеси (щебнем, песком и минеральным порошком), обеспечивающего оптимальную плотность (пористость) его минерального состава.

      Расчёт  состава минеральной части асфальтобетона может осуществляться несколькими  методами: по кривым плотных смесей (табличный или аналитический), графическим, графоаналитическим с использованием ЭВМ. Независимо от выбранного способа расчёта состава асфальтобетонных смесей, основным показателем правильности расчёта минеральной части является получение смеси с минимумом пустот.

      Достоинства метода: он более точен, позволяет наглядно убедится в правильном подборе минеральной части по графическому изображению плавной кривой, лежащей в границах ГОСТа.

      Недостатки  метода: зачастую приходится несколько  раз выполнять расчет, потому что  процентное соотношение, проходящее по требованиям для мелких фракций, не проходит для более крупных.  

      6.1 Расчёт по кривым плотных смесей

      Расчет 1:

          Таблица 6