Асфальтобетон. Курсовая асфальтобетон (2). 1 Технологическая часть 1 Вид бетона и его классификация
 Скачать 178.87 Kb.
|
|
Описание оборудования для приготовления асфальтобетонных смесей. Асфальтобетонные смеси готовят на специальных заводах (АБЗ), которые могут быть стационарными и временными. Обычно стационарные асфальтобетонные заводы устраивают для обеспечения нужд городского дорожного строительства, а для строительства загородных дорог общего пользования сооружают временные заводы, действующие 1...5 лет. Асфальтобетонные заводы, как правило, размещают вблизи железнодорожных путей или около строящейся дороги, чтобы сократить объем погрузочно-разгрузочных и транспортных работ. С одного АБЗ обслуживают строящиеся дороги в радиусе 60...70 км. В последние годы как в Казахстане, так и за рубежом созданы высокопроизводительные передвижные и легкоперебазируемые АБЗ с радиусом действия 5... 10 км. Установки представляют собой комплекты агрегатов, которые принимают из транспортных средств материалы, дозируют их, производят сушку и нагрев, готовят и выдают смесь в транспортные средства. Все агрегаты смонтированы на прицепах на пневмоходу и переводятся из транспортного положения в рабочее благодаря наличию грузоподъемных средств. Как правило, склады и битумохранилище перебазируются при значительном удалении передвижного АБЗ. Асфальтобетонные заводы оснащены оборудованием, которое позволяет механизировать и автоматизировать все технологические процессы приготовления асфальтобетонных смесей. В дорожном строительстве применяются АБЗ с оборудованием производительностью 25...200 т/ч. В ближайшие годы намечается выпуск асфальтосмесительных машин ДС-129-5 производительностью до 400 т/ч. Основными агрегатами на АБЗ являются асфальтосмесители, которые подразделяются на три группы: смесители периодического действия со свободным перемешиванием типа Д-138 и Г-1м; смесители периодического действия с принудительным перемешиванием; смесители непрерывного действия. Смесители первой группы широко использовались 10...15 лет назад. Они просты по конструкции и обслуживанию. В настоящее время их используют в основном для приготовления крупнозернистых смесей. Производительность их невысокая — 10...15 т/ч, масса одного замеса — З...3,5 т. В настоящее время для приготовления асфальтобетонных смесей используют смесители периодического действия с принудительным перемешиванием: Д-508-2А производительностью 25 т/ч, ДС-117-2Е —25 т/ч, Д-617-2—50 т/ч, Д-645-2—100 т/ч, дС-84-2—200 т/ч. К смесителям непрерывного действия относится Д-645-3 с мешалкой Д-647 производительностью 100 т/ч. Б состав асфальтобетонного завода входят: склады каменных материалов с оборудованием для их дополнительной переработки; склад минерального порошка; цех по приготовлению минерального порошка; битумное хозяйство, включающее битумохранилище, битумные расходные котлы, битумопроводы и битумные насосы; оборудование и механизмы перемещения и подачи каменных материалов; оборудование для сушки и нагрева до требуемой температуры минеральных материалов; оборудование для дозирования и перемешивания всех компонентов. Кроме того, в состав АБЗ входят: оборудование для энерго-, водо-, воздухо- и пароснабжения, а также лаборатория контроля качества используемых материалов и готовой смеси, склад мелких деталей и инструмента, служебные и бытовые помещения. Щебень, гравий, песок и другие каменные материалы хранят в штабелях высотой 8...10 м на открытых площадках. При этом следят за тем, чтобы эти материалы не смешивались. Каменные материалы желательно хранить под навесами во избежание излишнего их увлажнения. К сушильным установкам каменные материалы в зависимости от принятой технологии приготовления асфальтобетонной смеси подаются ленточными транспортерами, механическими погрузчиками и т. д. Минеральный порошок па заводы поступает в готовом виде, а также может готовиться на АБЗ. Просушенный известняк или доломит размалывают в шаровых или трубных мельницах до требуемой тонкости. В процессе помола можно вводить активирующие добавки и получать активированные минеральные порошки хранят минеральный порошок в закрытых помещениях или силосах, исключающих попадание влаги. В дозаторы и смесители минеральный порошок подают ленточными или шнековыми транспортерами, а также пневматическим транспортом. Битумохранилище обычно располагают у железнодорожных подъездных путей, а при наличии водного пути — у пристани. Битумоплавильные котлы стараются разместить ближе к битумохранилищу, но в этом случае они могут оказаться далеко от смесителей, что приводит к необходимости установки отдельных расходных котлов у смесительных агрегатов. Разогрев битума может осуществляться: паровыми змеевиками, жаровыми трубами и электронагревательными элементами. Электронагрев наиболее гигиеничен и прогрессивен, так как дает возможность автоматически регулировать и поддерживать заданную температуру. Подача битума к смесителям осуществляется битумными насосами по обогреваемым трубопроводам [4]. 1.4 Свойства асфальтобетона К основным свойствам асфальтобетона относят: предел прочности при сжатии и растяжении, водостойкости, химическую стойкость, удобообрабатываемость. Прочность при сжатии определяют на гидравлических прессах при температуре 50, 20 и 0°С. С повышением температуры прочность асфальтобетона понижается. С увеличение вязкости битума в пределах рекомендуемых марок дорожных битумов прочность асфальтобетона увеличивается. Кроме испытания на сжатие, цилиндрические образцы испытывают на сжатие по образующей – «бразильский метод», создавая давление на боковую поверхность образца. Такое испытание отражает предельное сопротивление материала растягивающим напряжениям. Прочность асфальтобетона при растяжении в 6-8 раз меньше, чем прочность при сжатии. Предел прочности асфальтобетона при сжатии и растяжении во многом зависит от сцепления и внутреннего трения минеральных зерен между собой. Внутреннее трение зависит от величины поверхностного соприкосновения зерен в единице объема, а сцепление – от силы прилипания вяжущего к поверхности минеральных частиц и толщины битумной пленки. Применение щебня, искусственного песка (вместо гравия и природного песка) повышает величину трения, а следовательно, и прочность асфальтобетона. Независимо от состава и качества исходных материалов на прочность асфальтобетона оказывает существенное влияние степень уплотнения смеси непосредственно в покрытиях. Водостойкость. При взаимодействие асфальтобетона с водной средой изменяются его структурно-механические свойства – прочность, пластичность и др. Асфальтобетоны, приготовленные с использованием основных горных пород и шлаков, имеют большую водоустойчивость, чем приготовленные с использованием кислых пород. На качество асфальтобетона значительное влияние оказывает влажность свежеприготовленной смеси: чем она выше, тем качество асфальтобетона хуже. Применение сухих и чистых материалов повышает водостойкость асфальтобетона. Минеральные материалы, обработанные активатором (известь, поверхностно-активные добавки, малые дозы дегтя), также способствуют повышению водостойкости асфальтобетона. Химическая стойкость – способность асфальтобетона сохранять постоянный групповой состав вяжущего материала. Химическая стойкость отражает способность асфальтобетона и, в частности, его вяжущей части сопротивляться процессам старения. Процессы старения, изменение группового состава битума возникает под влиянием окисления, свата, нагревания, испарения легких фракций и др. Старение вяжущего материала снижает эксплуатационные качества асфальтобетонного покрытия, делая его более хрупким, а поэтому новее стойким к ударным нагрузкам и пониженным температурам окружающего воздуха. Старение асфальтобетона и его вяжущего компонента проверяется методами тепловой обработки или длительного прогрева, испытанием образцов на погодоустойчивость в натурных и искусственных условиях. При проектировании следует строго учитывать условия, в которых будет работать асфальтобетон, так, например, присутствие минеральных солей в воде (сульфат магния, натрия) даже в малых количествах, например до 1%, может сравнительно быстро разрушить структуру асфальтобетона. Удобоукладываемость. Свойства асфальтобетона во многом зависят от качества приготовленной и уплотненной смеси. Смесь, предназначенная к укладке в горячем состоянии, должна иметь хорошую удобоукладываемость. Существенное влияние на подвижность смеси оказывает вязкость битума. Чем больше вязкость битума, тем менее подвижна будет смесь и тем больше потребуется механических усилий для ее оптимального уплотнения. Подвижность и рыхлость асфальтобетонной смеси зависят от ее структуры, количества битума и качества минерального порошка. Смесь, обладающая хорошей удобоукладываемостью, равномерным слоем распределяется асфальтоукладчиком, быстро формируется при уплотнении [5]. 1.5 Область применения асфальтобетона Асфальтобетонные смеси получили широкое распространение благодаря следующим достоинствам: Марочная прочность набирается в сжатые сроки. Большое количество доступных модификаций. Простая укладка. Технологичность высокого уровня, что подтверждает ГОСТ 9128-2013, асфальтобетон технические условия позволяет сохранить идеальными. Смеси применяются, когда ремонтируются или строятся: Взлётно-посадочные полосы на аэродромах. Напольные основания на территории коммерческих и складских, промышленных объектов. Площади и площадки, автомобильные парковки. Главное – правильно выполнить расчёт асфальтобетона. Дороги общественного пользования. Автотранспортные магистрали, с серьёзными эксплуатационными нагрузками. Это далеко не полный перечень сфер, где материал может применяться. Транспортно-экономические показатели смеси так же приятно удивляют владельцев. Как и коэффициент уплотнения. По сравнению с другими материалами, асфальтобетон медленнее подвергается износу уже после того, как наберёт необходимую прочность. Он успешно сопротивляется воздействию окружающей среды, даже агрессивному. Этому способствует и правильный отбор кернов ГОСТ. 2 Особенности подбора состава асфальтобетона Необходимо подобрать состав мелкозернистой горячей асфальтобетонной смеси типа Б марки II для плотного асфальтобетона, предназначенного для устройства верхнего слоя покрытия в III дорожно-климатической зоне. Имеются следующие материалы: щебень гранитный фракции 5-20 мм; щебень известняковый фракции 5-20 мм; песок речной; материал из отсевов дробления гранита; материал из отсевов дробления известняка; минеральный порошок неактивированный; битум нефтяной марки БНД 90/130 (по паспорту). Таблица 16 Исходные и расчетные данные для подбора состава асфальтобетона
Щебень известняковый и материал из отсевов дробления известняка не отвечают требованиям таблице 10 и 11 ГОСТ 9128-84 по показателям прочности. Зерновые составы отобранных минеральных материалов приведены в таблице 16. Расчет состава минеральной части асфальтобетонной смеси начинают с определения такого соотношения масс щебня, песка и минерального порошка, при котором зерновой состав смеси этих материалов удовлетворяет требованиям таблице 6 ГОСТ 9128-84. Расчет количества щебня. В соответствии с ГОСТ 9128-84,а содержание частиц щебня крупнее 5 мм в асфальтобетонной смеси типа Б составляет 35-50%. Для данного случая принимаем содержание щебня Щ=48%. Поскольку зерен крупнее 5 мм в щебне содержится 95%, то щебня потребуется  Щ = (1) Полученное значение заносят в таблицу 16 и рассчитывают содержание в смеси щебня каждой фракции (берут 50% количества каждой фракции щебня). Расчет количества минерального порошка. В соответствии с ГОСТ 9128-84 ,а содержание частиц, мельче 0,071 мм в минеральной части асфальтобетонной смеси типа Б должно быть в пределах 6-12%. Для расчета принимаем содержание частиц, например, ближе к нижнему пределу требований, т. е. 7%. Если количество этих частиц в минеральном порошке составляет 74%, то содержание минерального порошка в смеси  МП = (2) Однако для наших условий следует принять 8% минерального порошка, так как в песке и материале из отсевов дробления гранита уже имеется небольшое количество частиц мельче 0,071 мм. Полученные данные заносят в таблицу 16 и рассчитывают содержание минерального порошка каждой фракции (берут 8%). Расчет количества песка. Количество песка П в смеси составит: П =100 - (Щ + МП) = 100 - (50 + 8) = 42% (3) Так как в данном примере использованы два вида песка (речной и материалы из отсевов дробления гранита), необходимо определить количество каждого из них в отдельности. Соотношение между речным песком Пр и материалом из отсева дробления гранита можно установить по содержанию в них зерен мельче 1,25 мм, которых согласно ГОСТ 9128-84, а в асфальтобетонной смеси типа Б должно быть 28-39%. Мы принимаем 34%; из них 8%, как рассчитано выше, приходится на долю минерального порошка. Тогда на долю песка остается 34-8=26% зерен мельче 1,25 мм. Учитывая, что массовая доля таких зерен в речном песке - 73%, а в материале из отсевов дробления гранита - 49%, составляем пропорцию для определения массовой доля речного песка в минеральной части асфальтобетонной смеси:  (4) (5)Для расчета принимаем Пр = 22%; тогда количество материала из отсева дробления гранита составит 42 - 22 = 20%. Рассчитав аналогично щебню и минеральному порошку количество каждой фракции в песке и материале, из отсевов дробления гранита, записываем полученные данные в таблицу 16. Суммируя в каждой вертикальной графе количество частиц мельче данного размера, получаем общий зерновой состав смеси минеральных материалов. Сравнение полученного состава с требованиями ГОСТ 9128-84 показывает, что он удовлетворяет им. Аналогично рассчитываем минеральную часть асфальтобетонной смеси прерывистого зернового состава. Определение содержания битума. Щебень, песок, материал из отсевов дробления гранита и минеральный порошок смешивают с 6% битума. Такое количество битума является средним значением из рекомендуемых в прил. 1. ГОСТ 9128-84 для всех дорожно-климатических зон. Из полученной смеси приготавливают три образца диаметром и высотой 71,4 мм. Поскольку щебня в асфальтобетонной смеси содержится 50%, смесь уплотняют комбинированным методом: вибрированием на виброплощадке в течение 3 мин под нагрузкой 0,03 МПа (0,3 кгс/см2) и доуплотнением на прессе в течение 3 мин под нагрузкой 20 МПа (200 кгс/см2). Через 12 - 48 ч определяют среднюю плотность (объемную массу) асфальтобетона (образцов)  , истинную плотность минеральной части асфальтобетона r° и на основании этих данных вычисляют среднюю плотность  и пористость  минеральной части образцов.Зная истинную плотность всех материалов и выбрав по ГОСТ 9128-84 остаточную пористость асфальтобетона Vпор = 4%, рассчитывают ориентировочное количество битума. Средняя плотность пробных асфальтобетонных образцов при содержании битума 6,0% (сверх 100% минеральной части) равна 2,35 г/см3. В этом случае  (6) (7) (8) (9)Из контрольной смеси с 6,2% битума изготавливают три образца и определяют остаточную пористость. Если она будет в пределах 4,0 ± 0,5% (как было принято для мелкозернистого асфальтобетона из смесей типа Б), то готовят новую смесь с таким же количеством битума, формуют 15 образцов и испытывают их в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-84 (по три образца на каждый вид испытания). Если показатели свойств образцов, приготовленных из подобранной смеси, имеют отклонения от требований ГОСТа, то необходимо провести корректировку состава смеси (см. п. 3.5) и вновь ее испытать. Таблица 17 Результаты расчета начального состава бетона
3 Новое в технологии асфальтобетона | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||