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.
ГЛАВА 3. « 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.
3.1 Расчёт по кривым плотных смесей
Расчет 1:
Таблица 6
| Минеральный материал | Содержание минерального материала,%, мельче данного размера,мм | |||||||||
| 20 | 15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0.63 | 0,315 | 0,16 | 0,071 | |
| Исходные минеральные материалы | ||||||||||
| Щебень | 94 | 91 | 43 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый | 100 | 100 | 100 | 100 | 80 | 60 | 40 | 15 | 2 | 0 |
| Минер.порошок | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 96 | 93 | 81 | 75 |
| Расчётные данные | ||||||||||
| Щебень 46% | 43.2 | 41.9 | 19.8 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый 46% | 46 | 46 | 46 | 46 | 36.8 | 27.6 | 18.4 | 6.9 | 0.9 | 0 |
| Минеральный порошок 8% | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 7,7 | 7.4 | 6.5 | 6 |
| Итого | 97.2 | 95.9 | 73,8 | 54,9 | 44.8 | 35.6 | 26.1 | 14.3 | 7.4 | 6 |
| Требования ГОСТ 9128-97, тип Б, непрерыв. | 90-100 | 75-100 | 62-100 | 50-60 | 38-48 | 28-37 | 20-28 | 14-22 | 10-16 | 6-12 |
Так как, содержание минерального материала на ситах с размером ячеек 0,16мм не соответствует требованиям ГОСТ 9128-97 для типа Б непрерывной гранулометрии необходимо увеличить содержание песка за счет уменьшения щебня.
Расчет 2:
Таблица 7
| Минеральный материал | Содержание минерального материала,%, мельче данного размера,мм | |||||||||
| 20 | 15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0.63 | 0,315 | 0,16 | 0,071 | |
| Исходные минеральные материалы | ||||||||||
| Щебень | 94 | 91 | 43 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый | 100 | 100 | 100 | 100 | 80 | 60 | 40 | 15 | 2 | 0 |
| Минер.порошок | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 96 | 93 | 81 | 75 |
| Расчётные данные | ||||||||||
| Щебень 39% | 52,6 | 51 | 24,1 | 1,1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый 52% | 39 | 39 | 39 | 39 | 31,2 | 23,4 | 15,6 | 5,9 | 0,8 | 0 |
| Минеральный порошок9% | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 8 | 7,7 | 7.4 | 6.5 | 6 |
| Итого | 97.2 | 95.9 | 73,8 | 54,9 | 44.8 | 35.6 | 26.1 | 14.3 | 7.4 | 6 |
| Требования ГОСТ 9128-97, тип Б, непрерыв. | 90-100 | 75-100 | 62-100 | 50-60 | 38-48 | 28-37 | 20-28 | 14-22 | 10-16 | 6-12 |
Для непрерывной грануметрии данные составы минеральных материалов не соответствуют требованиям ГОСТ 9128-97 тип Б, поэтому принимаем первый расчет для прерывистого зернового состава минеральной части.
Расчет 3:
Таблица 8
| Минеральный материал | Содержание минерального материала,%, мельче данного размера,мм | |||||||||
| 20 | 15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0.63 | 0,315 | 0,16 | 0,071 | |
| Исходные минеральные материалы | ||||||||||
| Щебень | 94 | 91 | 43 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый | 100 | 100 | 100 | 100 | 80 | 60 | 40 | 15 | 2 | 0 |
| Минер.порошок | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 96 | 93 | 81 | 75 |
| Расчётные данные | ||||||||||
| Щебень 46% | 43.2 | 41.9 | 19.8 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый 46% | 46 | 46 | 46 | 46 | 36.8 | 27.6 | 18.4 | 6.9 | 0.9 | 0 |
| Минеральный порошок 8% | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 7,7 | 7.4 | 6.5 | 6 |
| Итого | 97.2 | 95.9 | 73,8 | 54,9 | 44.8 | 35.6 | 26.1 | 14.3 | 7.4 | 6 |
| Требования ГОСТ 9128-97, тип Б, прерыв. | 90-100 | 80-100 | 70-77 | 50-60 | 38-60 | 28-60 | 20-60 | 14-34 | 10-20 | 6-12 |
Так как, содержание минерального материала на ситах с размером ячеек 0,16мм не соответствует требованиям ГОСТ 9128-97 для типа Б прерывной гранулометрии необходимо увеличить содержания минерального порошка за счет уменьшения щебня.
Расчет 4:
Таблица 9
| Минеральный материал | Содержание минерального материала,%, мельче данного размера,мм | |||||||||
| 20 | 15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0.63 | 0,315 | 0,16 | 0,071 | |
| Исходные минеральные материалы | ||||||||||
| Щебень | 94 | 91 | 43 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый | 100 | 100 | 100 | 100 | 80 | 60 | 40 | 15 | 2 | 0 |
| Минер.порошок | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 96 | 93 | 81 | 75 |
| Расчётные данные | ||||||||||
| Щебень 43% | 40 | 39 | 18 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Песок кварцевый 46% | 46 | 46 | 46 | 46 | 37 | 28 | 18 | 7 | 1 | 0 |
| Минеральный порошок 11% | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 10 | 9 | 8 |
| Итого | 97 | 96 | 75 | 58 | 48 | 39 | 29 | 17 | 10 | 8 |
| Требования ГОСТ 9128-97, тип Б, прерыв. | 90-100 | 80-100 | 70-77 | 50-60 | 38-60 | 28-60 | 20-60 | 14-34 | 10-20 | 6-12 |
В соответствии с требованиями ГОСТ 9128-97 для плотных асфальтобетонов типа Б щебня должно быть в смеси 40-50 %. Среднее значение этого диапазона