Курсовая работа: Проектирование состава асфальтобетона

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

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

где А2,5, А1,25, 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

Таблица 5

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.

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

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5