Проектирование состава асфальтобетона (стр. 4 из 5)
Щ=(40+50) / 2=45 %
Поскольку зерен крупнее 5 мм в щебне содержится 98 %, а в других компонентах (песке) фракции крупнее 5 мм нет, то щебня требуется
Щ =(45 / 98)100=46 %
Полученное значение записываем в таблицу и рассчитываем содержание в смеси каждой фракции щебня (берем 46 % от значения каждой фракции щебня).
Расчет количества минерального порошка
На основании требований ГОСТ 9128-97 определяем, что частиц мельче 0,071 мм в минеральной части асфальтобетона должно быть в пределах 6-12 % . Для расчета можно принять 6 %. Если в минеральном порошке содержится 75% частиц мельче 0,071 мм, то минерального порошка в смеси должно быть
МП=(6 / 75)*100=8 %
Полученное значение вносим в таблицу и рассчитываем содержание в смеси каждой фракции минерального порошка, беря 8 % от значения каждой фракции.
Расчет количества песка
Количество песка в смеси составит
П=100 - (Щ+МП)=100 - (46+8)=46 %
Вывод: в результате метода по кривым плотных смесей получили содержание
щебня в смеси 43%, песка 46%, минерального порошка 11%.
3.2 Графический метод
Графический метод позволяет определять состав асфальтобетонной смеси точнее, чем методом кривых смесей, но его основным недостатком является то, что в результате построений образуется большая зона неправильной формы, что не позволяет точно определить её центр, а значит и со сто процентной точностью состав асфальтобетонной смеси.
Вывод: в результате графического метода получили содержание щебня в смеси 43 %, песка 46 %, минерального порошка 11 %.
ГЛАВА 4. «ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ БИТУМА»
Оптимальным называется такое количество битума в смеси, при котором прочность асфальтобетона максимальна, а пористость и водонасыщение выходят за пределы норм, регламентируемых требованиями ГОСТ 9128 - 97. Избыток битума в смеси снижает прочность, сдвигоустойчивость, пластичность асфальтобетона, что приводит к образованию сдвигов покрытия в жаркую погоду. Асфальтобетон с избытком битума характеризуется малой величиной водонасыщения. Недостаток битума снижает прочность, морозостойкость (коррозионную стойкость) асфальтобетона. Оптимальное количество битума в асфальтобетонной смеси можно определить двумя методами:
- испытывая пробные составы смесей с разным количеством битума, в такое его содержание, которое обеспечивает наибольшую прочность асфальтобетона и остаточную пористость, нормированную стандартом;
- найти расчётом и опытными пробами такое количество битума в смеси, при котором будет получена остаточная пористость, назначенная проектировщиком.
По первому методу для определения оптимального количества битума асфальтобетонной смеси из минеральных материалов, взятых в расчётных соотношениях, готовят не менее трёх смесей с разным количеством битума. Интервал изменения содержания битума в смеси принимается обычно 0,5%
Рекомендуемое содержание битума в горячих, высокоплотных асфальтобетонных смесях для типа Б - 5¸ 6.5 %. Выбираем 6%.
По результатам графического метода получаем точное содержание
- щебня – 43 %
песка – 46 %
минерального порошка – 11 %
Для выполнения опыта мне дано:
Таблица 10
| g ,г | g1,г | g2,г | g3,г | R20,МПа | R50,МПа | Rв,МПа |
| 661 | 380 | 662 | 667 | 2,8 | 1,9 | 2,6 |
g - масса образца, взвешенного на воздухе(mобр)
g1 –масса того же образца, но взвешенного в воде
g2 – масса образца, выдержанного в воде в течение 30 мин, а затем взвешенного на воздухе
g3 - масса насыщенного водой образца, взвешенного на воздухе
Размеры образца:
d = 71,4 мм
h = 71,4 ± 1 мм
F = 40 см²
Для определения оптимального содержания битума в асфальтобетоне мы готовим три замеса битума с разным его количеством.
Температура нагрева:
- битума 130 - 150ºС
- щебня и песка 150 – 170ºС
смеси 140 - 160ºС.
формы 90 - 100ºС
Уплотнение смеси происходит на прессе при давлении 40 МПа (16-ти тоннах).
Коэффициент водостойкости асфальтобетона
Коэффициент водостойкости показывает, на сколько уменьшится прочность асфальтобетона после водонасыщения. Он характеризует сопротивление асфальтобетона разрушающему воздействию воды, то есть выкрашиванию и образованию выбоин в покрытии.
Определяем по формуле:
где
- предел прочности водонасыщенного образца, 
- предел прочности при сжатии при температуре 20ºС.Квод=2,6/2,8=0,93
Определение пористости минеральной части
Определяем по формуле
где
- средняя плотность минеральной части асфальтобетона [г/см³] 
- истинная плотность минеральной части асфальтобетона
где
- средняя плотность асфальтобетона, 
- массовая доля битума в смеси, %rm = g/(g2 – g1)
pm=661/662-380=2,34
pom=2,34/(1+0,01*6)=2,21
где
- соответственно массовые доли щебня, песка, минерального порошка, 
- соответственно плотности щебня , песка, минерального порошкаpo=100/(43/2,7+46/2,62+11/2,6)=2,65
Voмч==(1-2,21/2,65)*100%=16,6038
(в соответствии с ГОСТ 9128-97 пористость минеральной части для типа Б не превышает нормы (не более 19%))
Водонасыщение по объёму
Водонасыщение характеризует структуру асфальтобетона, его плотность, объем открытых пор, в которые может проникнуть вода во всех ее фазовых состояниях (парообразное, жидкое, твердое).
W={(667-661)/(662-380)}*100=2,13
(в соотвествии с ГОСТ водонасыщение должно составлять от 1,5-4,0%)
Остаточная пористость
Остаточная пористость определяется расчетом на основании предварительно установленных истинной ρ и средней ρm плотностей асфальтобетона.
где
– истинная плотность асфальтобетона 
(в соотвествии с ГОСТ 9128-97
остаточная пористость должна составлять от 2,5 до 5,0%)
Таблица 11
| Показатели | Результаты испытаний | Требования ГОСТ9128 - 97 для типа Б, марки II |
| 1. Предел прочности при сжатии | ||
| При 50ºС | 1,9 | Не менее 1,0 |
| При 20ºС | 2,8 | Не менее 2,2 |
| При 20ºС (Вод) | 2,6 | Не нормируется |
| 2. Коэффициент водостойкости | 0,93 | Не менее 0.85 |
| 3. Пористость минерального состава, % | 16,6 | Не более 19 |
| 4.Остаточная пористость | 3,31 | 2,5 - 5,0 |
| 5.Водонасыщение | 2,13 | 1,5 - 4% |
Вывод: на основании результатов испытаний и требований ГОСТ 9128 - 97 получил, что водонасыщение по объёму 2,13 соответствует требуемому значению ГОСТ (для типа Б - W = 1,5 - 4%).
ГЛАВА 5 «ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА»
Асфальтобетонные смеси (горячие и холодные) изготавливают на стационарных или передвижных асфальтобетонных заводах (АБЗ). Стационарные строятся там, где имеется постоянная потребность в асфальтобетонных смесях - в городах, у крупных транспортных узлов. Передвижные АБЗ создают при строительстве или реконструкции магистральных автомобильных дорог.
Удалённость завода от места укладки горячей или тёплой смеси определяют продолжительностью её транспортирования, которая не должна превышать 1,5 часа. Целесообразный радиус обслуживания строящихся автомобильных дорог с одного АБЗ составляет 60 … 80 км. Расстояние транспортирования холодной асфальтобетонной смеси не имеет ограничения и определяется технико-экономическими расчётами.
Выбор площадки для АБЗ определяется из условий наименьшего расстояния транспортирования готовой смеси и исходных материалов, наличия железнодорожных и водных путей и других условий. Наилучшее место для размещения АБЗ выбирают на основе технико-экономических изысканий. Современный уровень развития техники позволяет полностью механизировать производство асфальтобетонных смесей на АБЗ.
Поступающие на завод минеральные материалы выгружают на специальные площадки, которые должны иметь твёрдое покрытие. Рекомендуется устраивать крытые склады или навесы для хранения 10…15 - дневного запаса щебня мельче 20 мм и песка. Каменный материал для производства минерального порошка после просушки во вращающемся барабане размалывают в шаровых или трубных мельницах. Хранят минеральный порошок в закрытых помещениях бункерного типа или в силосах. Для механизации складских операций обычно применяют автопогрузчики, ленточные конвейеры, транспортные эстакады и другие машины и механизмы.