ГЛАВА 2 «ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ»

 

2.1 Крупный заполнитель(щебень):

 

Для приготовления щебня используют прочные морозостойкие магматические, метаморфические и осадочные горные породы, а также прочные и морозостойкие медленноохлаждённые металлургические шлаки.

Прочность при сжатии горных пород должна быть не менее 100…120 МПа, а осадочных карбонатных пород металлургических шлаков - не менее 80…100 МПа.

Показатель прочности при износе в полочном барабане для щебня из горных пород не более25…35%, а для шлаков - не более 35%. Марки по износу бывают: И 1, И2, И3, И4.

Щебень для асфальтобетонных смесей должен быть чистым, (по ГОСТ 8267 п.4.71 таблица 9) не допускается содержание глинистых и пылеватых частиц свыше 1%.(т.к в соответствии с ГОСТ 25100 щебень гранитный является магматической породой ) Форма зёрен щебня должна быть приближена к тетраэдальной и кубовидной, а поверхность к - шероховатой, что повышает внутреннее трение и прилипание вяжущего. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне и гравии должно быть, % по массе, не более:

15 - для смесей типа А и высокоплотных;

25 - для смесей типов Б, Бх;

35 - для смесей типов В, Вх.

 Щебень для а/б смесей должен выдерживать без разрушения не менее 50 циклов переменного замораживания и оттаивания, а для нижнего слоя покрытия - не менее 25 циклов. Отсюда марки морозостойкости: F20, F25, F50.

Исходные данные:

· Щебень гранитный

- плотность - 2,7г/см³

- марка по прочности при раздавливании в цилиндре - 1000

- марка по износу в полочном барабане – ИII

- марка по морозостойкости –F100

- зерновой состав:

 

Таблица 2

Наименование показателя	Диаметры отверстий сит, мм
	20	15	10	5	<5
Полный остаток,%	6	9	57	98	100
Полный просев,%	94	91	43	2	0

 

- содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы, %

фр. 5 - 10 мм – 16%

фр. 10 - 20 мм – 14%

 

Содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы = (16*41+14*51)/(41+51)=14,89%(<25%)

Вывод: по всем указанным выше показателям щебень известняковый можно применить для проектирования горячей асфальтобетонной смеси типа Б, марки II.

 

2.2 Мелкий заполнитель (песок):

 

Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют природные и дроблёные пески, и отсевы продуктов дробления горных пород и гравия. Песок должен быть чистым и содержать пылевато-глинистых частиц не более 3% по массе.

Природный песок - неорганический сыпучий материал с крупностью до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования специального обогатительного оборудования.

Дроблёный песок получают дроблением скальных пород или кристаллических металлургических шлаков. В зависимости от прочности исходной горной породы дроблёный песок делят на две марки: 800 и 400. Для первой из них применяют горные породы с прочностью при сжатии не ниже 80 МПа, а второй - не ниже 40 МПа.

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

Наименование показателя	Диаметры отверстий сит, мм
	5	2.5	1.25	0.63	0.315	0.16	<0.16
Полные остатки,%	0	20	40	60	85	98	100
Полные просевы,%	100	80	60	64	28	8	0

 

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.

 

2.3 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

Наименование показателя	Диаметры отверстий сит, мм
	1.25	0.63	0.315	0.16	0.071	<0.071
Полные остатки,%	0	4	7	19	25	100
Полный просев,%	100	96	93	81	75	0

 

Таблица 5

Наименование показателя	Результаты испытаний	Требования ГОСТ Р 52129-2003 для марки МП-1
Пористость, %  Плотность, г/см3  Влажность, %  Зерновой состав:  мельче 1,25 мм  -//- 0,315 мм  -//- 0,071 мм	25 2,6 0,8   100 93 75	35 -  Не более 1,0    Не менее 100  Не менее 90  От 70 до 80

 

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

 

2.4 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 - молекулярная масса 1000 – 5000 а. е., r > 1, содержание в битуме 10-25%.

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.

 

 Вывод: В соответствии с выбранным видом асфальтобетона (горячий плотный а/б марки II, типа Б), II дорожно-климатической зоной, III категорией дороги, пользуясь таблицей «Рекомендуемая область применения различных асфальтобетонов для верхнего слоя дорожного покрытия с учетом категории дороги и климатических условий» был выбран вязкий битум марки БНД 90/130.