ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИГОТОВЛЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
Расчет состава асфальтобетонной смеси, укладываемой в горячем состоянии.
Расчет состава смеси заключается в определении рационального соотношения между составляющими его материалами,обеспечивающего определенные заданные технологические иэксплуатационные свойства.
В задании на проектирование должно быть указано: характеристика исходных материалов, вид асфальтобетона, маркаасфальтобетонной смеси и ее тип, а также плотность, назначение и конструктивный слой, крупность. Запроектированный состав должен быть экономичным с использованием местных дорожно-строительных материалов.
Порядок подбора состава асфальтобетонной смеси, применяемой в горячем состоянии по методу предельных кривыхплотных смесей, заключается в следующем: определяют зерновойсостав минеральных материалов (щебня, песка, минеральногопорошка) — все материалы должны удовлетворять требованиямГОСТ 9128—84; определяют соотношение между составляющими минеральными материалами; полученный зерновой составсравнивают с пределами зернового состава согласно выбранному типу асфальтобетона. Если подобранный состав будет в пределах, указанных в табл. 11 для данного типа смеси, то расчетминеральных материалов считают правильным. В противномслучае изменяют соотношение между составляющими материалами и делают перерасчет по фракциям.
Выбрав соотношение между минеральными материалами, готовят пробные образцы с различным количеством вяжущего и подвергают их испытанию. Из нескольких вариантов выбирают тот, который показал лучшие результаты. Затем из смеси подобранного состава готовят контрольные образцы, подвергая их всем испытаниям согласно ГОСТ12801—84. Показатели физико-механических свойств должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 12.
|
|
Пример расчета.Подобрать мелкозернистую асфальтобетонную смесь I марки типа А, уплотняемую в горячем состоянии из следующих материалов: щебня гранитного (Rсж=120 МПа), песка природного с Мкр = 3,1, минерального порошка из известняка-ракушечника и нефтяного битума марки БНД 60/90.
Определяем зерновой состав минеральных материалов и результаты записываем в табл. 13.
Из табл. 11 выписываем рекомендуемый состав минеральных материалов для мелкозернистого асфальтобетона типа А и записываем в табл. 14.
Необходимое содержание щебня, песка и минерального порошка определяем в предположении, что частицы крупнее 5 мм содержатся только в щебне, а мельче 0,071 мм — только в минеральном порошке. По табл. 11 находим, что щебня крупнее 5 (5—10) мм должно быть в смеси 50—65% (так как через сито с отверстиями 5 мм должно проходить 35—50% материала). Примем требуемое содержание щебня крупностью 5 мм — 54%.
|
|
Поскольку зерен крупнее 5 мм в щебне (см. табл. 13) содержится 90,1% {48,1 + 42,0), то щебня требуется:
Количество минерального порошка
где а — требуемое содержание в минеральной части асфальтобетона частиц мельче 0,071 мм (из табл. 11 видно, что таких частиц должно быть 4— 10%). Для расчета примем а=7%; b -содержание частиц мельче 0,071 мм в исходном минеральном порошке, %; (из табл. 13) b = 73,4%;
Необходимое содержание песка:
Найденное количество щебня, песка и минерального порошка распределяем по фракциям пропорционально заданному зерновому составу (см. табл. 13) и записываем в табл. 15, строка 1:
На сите 15 мм 0 %;
На сите 10 мм 28,6 %;
На сите 5 мм 24,8 %;
На сите 2,5 мм 5,8 %;
Итого 59,2%
По такому же принципу определяют количество каждой фракции в принятом количестве песка (31,1%) и минерального порошка (9,7%), строки 2 и 3 табл. 15.
Частные остатки в щебне, песке, минеральном порошке на одинаковых ситах суммируют и записывают в строку 4 табл. 15.
Например, па сите 10 мм частный остаток 28,6%, а так как таких частиц в других материалах нет, то и суммарное количество равно 28,6%, а на сите 2,5 мм - 9,1% (5,8% в щебне и 3,3% в песке) и т.д.
|
|
Затем определяют полный остаток на каждом сите. Для этого суммируют частный остаток на данном сите со всеми частными остатками на предыдущих ситах (строка 5, табл. 15). Полный остаток на сите с отверстием 10 мм составляет 28,6%; 5 мм - 53,4% (28,6+24,8); 2,5 мм— 62,5% (53,4+ +9,1) и т. д. Строку 6 «прошло через сито» подсчитывают как разность между 100% и полным остатком на данном сите.
Например, полный остаток на сите с отверстиями 20 мм равен 0, поэтому через сито прошло 100%, на сите с отверстиями 10 мм прошло 71,4% (100— —28,6), через сито 5 мм прошло 46,6% (100—53,4) и т. д.
Сравнивая эти результаты с пределом проходящих частиц (см. табл. 11) видим, что количество частиц, прошедших через сито, будет в пределах рекомендуемых, значит подобранное соотношение минеральных материалов удовлетворительное.
Для более точного подбора соотношений минеральных материалов между собой следует подобранный состав (строка 6 табл. 15) нанести на кривые оптимального зернового состава.
Таблица 11
Наименование и тип смеси | Массовая доля зерен минерального материала. %, мельче данного размера, мм | |||||||||||||
40 | 20 | 15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,071 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |||
1. Зерновые составы минеральной части горячих и теплых смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях покрытия
| ||||||||||||||
Непрерывные зерновые составы | ||||||||||||||
Мелкозернистые типов | А | - | 95-100 | 78-100 | 60-100 | 35-50 | 24-38 | 17-28 | 12-20 | 9-15 | 6-11 | 4-10 | ||
Б | - | 95-100 | 85-100 | 70-100 | 50-65 | 38-52 | 28-39 | 20-29 | 14-22 | 9-16 | 6-12 | |||
В | - | 95-100 | 88-100 | 80-100 | 65-80 | 52-66 | 39-53 | 29-40 | 20-28 | 12-20 | 8-14 | |||
Песчаные типов | Г | - | - | - | - | 95-100 | 68-83 | 45-67 | 28-50 | 18-35 | 11-24 | 8-16 | ||
Д | - | - | - | - | 95-100 | 74-93 | 53-86 | 37-75 | 27-55 | 17-33 | 10-13 | |||
Прерывистые зерновые составы | ||||||||||||||
Мелкозернистые типов | А | - | 95-100 | 78-100 | 60-100 | 35-50 | 28-50 | 22-50 | 18-50 | 14-28 | 8-15 | 4-10 | ||
Б | - | 95-100 | 85-100 | 70-100 | 50-65 | 40-65 | 34-65 | 27-65 | 20-40 | 14-23 | 6-12 | |||
2. Зерновые составы минеральной части горячих и теплых смесей для плотных и пористых асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях оснований | ||||||||||||||
Непрерывные зерновые составы | ||||||||||||||
Плотные крупнозер- нистые типов | А | 95-100 | 65-80 | 55-70 | 45-62 | 35-50 | 24-38 | 17-28 | 12-20 | 9-15 | 6-11 | 4-10 | ||
Б | 95-100 | 78-86 | 70-80 | 62-74 | 50-65 | 38-52 | 28-39 | 20-29 | 14-22 | 9-16 | 6-12 | |||
Прерывистые зерновые составы | ||||||||||||||
Плотные крупнозер- нистые типов | А | 95-100 | 65-80 | 55-70 | 45-62 | 35-50 | 28-51 | 22-50 | 18-50 | 14-28 | 8-15 | 4-10 | ||
Б | 95-100 | 78-86 | 70-80 | 62-74 | 50-65 | 40-65 | 34-65 | 27-65 | 20-40 | 14-23 | 6-12 | |||
Непрерывные зерновые составы | ||||||||||||||
Пористые и высокопо-ристые крупно- и мелко зернистые | 95-100 | 70-100 | 57-100 | 45-76 | 27-65 | 18-50 | 10-38 | 7-28 | 4-22 | 3-15 | 2-8 | |||
Высокопористые песчаные | - | - | - | - | 95-100 | 68-100 | 45-100 | 28-88 | 18-73 | 10-45 | 4-10 | |||
Прерывистые зерновые составы | ||||||||||||||
Пористые и высокопо-ристые крупно- и мелко зернистые | 95-100 | 65-100 | 54-100 | 42-88 | 30-65 | 25-65 | 18-65 | 12-65 | 8-40 | 5-22 | 2-8 | |||
3. Зерновые составы холодных смесей применяемых в верхних слоях покрытия | ||||||||||||||
Мелкозернистые типов | Бх | - | 95-100 | 85-100 | 70-100 | 50-65 | 33-50 | 21-39 | 14-29 | 10-22 | 9-16 | 8-12 | ||
Вх | - | 95-100 | 88-100 | 80-100 | 65-80 | 50-60 | 39-49 | 29-38 | 22-31 | 16-22 | 12-17 | |||
Песчаные типов | Гх | - | - | - | - | 95-100 | 66-82 | 46-68 | 26-54 | 18-43 | 14-30 | 12-20 | ||
Дх | - | - | - | - | 95-100 | 66-82 | 46-68 | 26-54 | 18-43 | 14-30 | 12-20 |
Таблица 12
Показатели
| Нормы из асфальтобетонов из смесей марок | ||||||||||||
I | II | III | |||||||||||
I | II ; III | IV ; V | I | II ; III | IV ; V | I | II ; III | IV ; V | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||||
Предел прочности при сжатии, МПа, при температуре | 20ºС, не менее, для асфальтобетонов всех типов | 2,5/2,2 | 2,5/2,2 | 2,5/1,9 | 2,2/2,0 | 2,2/1,8 | 2,2/1,8 | 2,0/1,6 | 2,0/1,6 | 2,0/1,6 | |||
50ºС, не менее, для асфальтобетонов типов: | А | 0,9/- | 0,9/- | 0,9/- | 0,8/- | 0,8/- | 0,8/- | - | - | - | |||
Б | 0,9/0,9 | 1,1/0,9 | 1,3/1,0 | 0,8/0,8 | 1,0/0,8 | 1,2/0,9 | 0,8/0,7 | 0,9/0,7 | 1,1/0,8 | ||||
В | 0,9/0,9 | 1,1/0,9 | 1,3/1,0 | 0,8/0,8 | 1,0/0,8 | 1,2/0,9 | 0,8/0,7 | 0,9/0,7 | 1,1/0,8 | ||||
Г | 1,0/1,0 | 1,3/1,0 | 1,6/1,2 | 0,9/0,9 | 1,2/1,0 | 1,4/1,1 | 0,8/0,8 | 1,1/0,9 | 1,3/1,0 | ||||
Д | - | - | - | 1,0/0,8 | 1,2/0,9 | 1,2/1,0 | 0,8/0,6 | 0,9/0,7 | 1,0/0,8 | ||||
0ºС, не менее, для асфальтобетонов всех типов | 9,0/7,0 | 11,0/7,0 | 13,0/8,0 | 10,0/7,5 | 12,0/7,5 | 13,0/8,5 | 10,0/8,0 | 12,0/8,0 | 13,0/9,0 | ||||
Коэффициент водостойкости, не менее
| 0,95/0,9 | 0,9/0,8 | 0,85/0,75 | 0,9/0,85 | 0,85/0,75 | 0,8/0,7 | 0,85/0,8 | 0,75/0,7 | 0,7/0,6 | ||||
Коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении, не менее | 0,9/0,85 | 0,85/0,75 | 0,75/0,7 | 0,85/0,8 | 0,75/0,65 | 0,7/0,6 | 0,75/0,7 | 0,65/0,6 | 0,6/0,5 | ||||
Набухание, % по объему | 0,5/0,5 | 0,5/0,7 | 0,5/0,7 | 1,0/1,0 | 1,0/1,5 | 1,5/1,7 | 1,0/1,0 | 1,0/1,5 | 1,5/1,7 | ||||
Таблица 13
Материал | Количество частиц, %, мельче данного размера, мм | |||||||||
15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,071 | <0,071 | |
Щебень | - | 48,1 | 42,0 | 9,9 | - | - | - | - | - | - |
Песок | - | - | - | 10,7 | 35,3 | 23,4 | 14,4 | 13,0 | 3,2 | - |
Минеральный порошок | - | - | - | - | - | - | - | - | 26,6 | 73,4 |
Таблица 14
Размер отверстий сит, мм | Проходит через сито, % | Среднее значение | |
Частиц мельче данного размера, % | Остатков, % | ||
20 | 95-100 | 97,5 | 2,5 |
15 | 78-100 | 89,0 | 8,5 |
10 | 60-100 | 80,0 | 9,0 |
5 | 35-50 | 42,5 | 37,5 |
2,5 | 14-38 | 31,0 | 11,5 |
1,25 | 17-28 | 22,5 | 8,5 |
0,63 | 12-20 | 16,0 | 6,5 |
0,315 | 9-15 | 12,0 | 4,0 |
0,14 | 6-11 | 8,5 | 3,5 |
0,071 | 4-10 | 7,0 | 1,5 |
<0,071 | - | - | 7 |
Таблица 15
Наименование | Количество, % | Количество частиц, %, мельче данного размера. Мм | ||||||||||
20 | 15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | 0,071 | <0,071 | ||
Щебень | 59,2 | - | - | 28,6 | 24,8 | 5,8 | - | - | - | - | - | - |
Песок | 31,1 | - | - | - | - | 3,3 | 11,0 | 7,3 | 4,5 | 4,0 | 1,0 | - |
Минеральный порошок | 9,7 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 2,6 | 7,1 |
Суммарное количество, % | 100 | - | - | 28,6 | 24,8 | 9,1 | 11,0 | 7,3 | 4,5 | 4,0 | 3,6 | 7,1 |
Полные остатки, % | - | - | 28,6 | 53,4 | 62,5 | 73,5 | 80,8 | 85,3 | 89,3 | 92,9 | 100 | |
Прошло через сито, % | 100 | 100 | 71,4 | 46,6 | 37,5 | 26,5 | 19,2 | 14,7 | 10,7 | 7,1 | 0 | |
Рекомендуемые полные проходы, % | 95-100 | 78-100 | 60-100 | 35-50 | 24-38 | 17-28 | 12-20 | 9-15 | 6-11 | 4-10 | 0 |
График строят в системе прямоугольных координат (рис. 17).
На оси абсцисс откладывают размеры сит в логарифмическом масштабе по формуле:
где D —наибольший размер сита, мм; d — наименьший размер сита т.е. размер предыдущего сита, мм.
Например, расстояние между ситами с отверстиями 15 и 10 мм определяют так:
Расстояние между ситами с отверстиями 10 и 5 мм:
Полученные значения в масштабе откладывают на оси абсцисс. На оси ординат откладывают количество частиц мельче данного размера. Наносят на график предельные кривые, согласно ГОСТ 9128—84 (строка 7 табл. 15). Через сито 20 мм должно проходить 95—100% материала, поэтому на оси ординат над ситом с отверстиями 20 мм отмечают две точки 95 и 100%. Через сито с отверстиями 10 мм должно проходить 60—100%, поэтому проводят через эти точки на оси ординат две прямые, параллельные оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным к оси абсцисс с координатой 10 мм. Аналогично на графике откладывают пределы и для других сит. Нанесенные точки соединяют и получают две предельные кривые (верхнюю и нижнюю). Затем наносят кривую подбора данного примера (строка 6 табл. 15) аналогично предыдущим кривым. Если кривая подбора плавно проходит между двумя предельными кривыми, то минеральные составляющие подобраны верно, а если кривая подбора выходит над каким-нибудь ситом или над несколькими ситами, то следует изменить соотношение между минеральными материалами, снопа пересчитать частные, полные остатки, проход через сито и нанести вторую кривую.
Вычисления повторяют для того, чтобы кривая подбора плавно проходила между предельными кривыми.
В данном примере кривая подбора 1 проходит между предельными кривыми достаточно плавно, поэтому оставляют результат подбора следующим: щебня 59,2%, песка 31,2%, минерального порошка 9,7%, итого 100%.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1880; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!