Проектирование асфальтобетонной смеси. 2 Проектирование асфальтобетона. Проектирование состава асфальтобетона

• Название: Проектирование состава асфальтобетона
• Анкор: Проектирование асфальтобетонной смеси
• Дата: 29.09.2022
• Размер: 2.37 Mb.
• Имя файла: 2 Проектирование асфальтобетона.doc
• Тип: Контрольная работа; #704659
• страница: 2 из 4

3.2 Песок
Минералогический состав – карьерный песок: кварц (68%), гранит (13,5%), полевой шпат (7,2%), известняк (7,9%), доломит (2,8%), кварцит (0,4%), слюда (0,2%).

Модуль крупности – 2,28

Плотность истинная– 2620 кг/м³

Плотность насыпная – 1590 кг/м³

Содержание пылеватых и глинистых частиц – 0,1%

Таблица 3.2.1

Зерновой состав песка

Остатки	Содержание, % частиц на ситах с размером отверстий, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	0,05
Частные, г	51	141	114	478	161	50
Частные, %	5,1	14,1	11,4	47,8	16,1	5,0
Полные, %	5,1	19,2	30,6	78,4	94,5	99,5

ВЫВОД: Принятый песок соответствует требованиям ГОСТ 8736-2014 и ГОСТ 9128-2013, поэтому пригоден для приготовления асфальтобетона необходимого типа и марки.
3.3 Минеральный порошок
Вид порошка – МП – 1 неактивированный

Пористость – 28%

Плотность – 2,78 г/см³

Показатель битумоемкости – 57,1 г

Влажность – 0,1 %
Таблица 3.3.1

Зерновой состав минерального порошка

Остатки	Содержание, % частиц на ситах с размером отверстий, мм
	1,25	0,63	0,315	0,14	0,071	Менее 0,071
Частные, г	0	-	2,02	-	11,83	36,15
Частные, %	0	-	4,03	-	23,67	72,30
Плотные, %	0	-	4,03	-	27,70	100
ГОСТ, Ai	0	-	≤20	-	≤30	-

ВЫВОД: Принятый минеральный порошок соответствует требованиям ГОСТ 52129-2003 и ГОСТ 9128-2013, поэтому пригоден для приготовления асфальтобетона необходимого типа и марки.


3.4 Битум нефтяной дорожный
Марка битума – БНД 90/130

Свойства битума:

Глубина проникания иглы при 25°С – 130 мм

при 0°С – 29 мм

Растяжимость при 25°С – 92 см

при 0°С – 4,8 см

Температура размягчения – 4,5 °С

Температура вспышки – 260 °С
4 Расчет зернового состава минеральной части асфальтобетона
Рекомендуемый зерновой состав минеральной части асфальтобетонной смеси для выбранного вида и типа находим в соответствующей таблице ГОСТ 9128-2013 и заносим в таблицу 4.1.1.

Таблица 4.1.1

Рекомендуемый зерновой состав асфальтобетонной смеси

Остатки, проходы	Содержание частиц размером, мм % мас
	20	15	10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	0,071	Менее 0,071
Полные проходы (Пi)	90 - 100	80 - 100	70 - 100	50 - 60	38 - 48	28 - 37	20 - 28	14 - 22	10 - 16	6 - 12
Полные остатки (Аi)	0 - 10	0 - 20	0 - 30	40 - 50	52 - 62	63 - 72	78 - 80	78 - 84	84 - 90	88 - 94

Расчет заключается в определении соотношения между щебнем различных фракций, природным и искусственным песком и минеральным порошком, обеспечивающего получение плотной минеральной смеси, полные остатки которой находятся между рекомендуемыми пределами для данного типа смеси по ГОСТ 9128-2013.

1. 
   Расчет объемной доли щебня.
   

Рекомендуемый ГОСТом фактический полный остаток на сите 5 мм (разность между 100 и полным проходом на сите 5 мм) и есть объемная доля щебня). Для расчета фактический полный остаток на сите 5 мм (А⁵_ф) назначается посередине между пределами полных остатков на данном сите. Объемная доля щебня Д_о^щ5 определяется по формуле:

Д0щ5=	Аф5	=	46,5	*100=51%
	А5зад		90,5

Д_о^щ5 – объемная доля щебня в смеси %

А_ф⁵ – фактический полный остаток на сите 5, % (из таблицы 4.1.1 )

А⁵_зад – полный остаток на сите 5 мм в исходном щебне, % (из таблицы

3.1.1).

2. 
   Расчет объемной доли минерального порошка.
   

Минерального порошка должно быть столько, чтобы обеспечить необходимую степень структурирования битума в асфальтобетоне и, таким образом, показатели прочности последнего.

Для этого используют показатель полного прохода через сито с отверстием 0,071 мм (П^0,071). Фактический полный проход принимают по минимальному рекомендуемому значению (из таблицы 4.1.1).

Расчет производят с помощью формулы

Д0м.п.0,071=	Пф0,071	*100	=	9,2	*100=12,7%
	Пзад0,071			72,30

Д₀^м.п. – доля минерального порошка %

П_ф^0,071 – фактический полный проход М.П. через сито 0,071 в принятом составесмеси (из таблицы 4.1.1)

П_зад^0,071 – полный проход через сито 0,071 в исходном минеральном порошке (из таблицы 3.3.1)

3. 
   Расчет доли песка.
   

Так как сумма всех минеральных компонентов составляет 100%, то долю песка определяют по формуле:
Д₀^п = 100 – (Д₀^щ + Д₀^м.п.) = 100 – (51 + 12,7) = 36,3%
Если плотности минеральных составляющих асфальтобетона различаются больше, чем на 200 кг/м³, в принятое объемное соотношение их необходимо вносить поправки. Поправочный коэффициент

Рх=ρх / ρэ

где Р_х – поправочный коэффициент

ρ_х – плотность материала, кг/м³

ρ_э – плотность эталонного материала, кг/м³.
Р_хп = 1 Д₀^п = 32,4%

Р_хм.п. = 1,06 Д₀^м.п. = 12,1%

Р_хщ = 1,22 Д₀^щ = 55,5%
Зная объемные доли щебня, минерального порошка и песка и частные остатки для фракций щебня, песка и минерального порошка в исходных материалах рассчитывают окончательное процентное содержание всех фракций минеральной части асфальтобетонной смеси.

1. 
   щебень (гравий):
   

ai’=	aiЩ	=55,6%
	100

где a_i^/ - пересчитанный частный остаток на i-том сите, %;

а _i-частные остатки наi-тых ситах исходного щебня, % (из таблицы 3.1);

Щ – процентное содержание щебня (гравия) в смеси

2. 
   песок:
   

ai’=	aiП	=32,3%
	100

где а _i - частные остатки соответствующих фракций песка (таблица 3.2.1);

П– процентное содержание песка в смеси.

3. 
   минеральный порошок: песок:
   

ai’=	aiМП	=12,1%
	100

где а _i - частные остатки соответствующих фракций песка (таблица 3.3.1);

МП– процентное содержание минерального порошка в смеси.
Таблица 4.1.2

Ориентировочный зерновой состав минеральной части асфальтобетонной смеси

Материал	Массовая доля зерен, % размером
	20	15	10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	0,071	<0,071
Щебень	1,6	0	28,6	25,3
Песок					1,7	4,6	3,7	15,5	5,2	1,6
Минеральный порошок								0,5	2,86	8,7
∑ частных остатков	1,6	0	31,4	17,3	1,7	4,6	3,7	16,0	8,06	10,3
Полные остатки в смеси	1,1	0	25,4	46,5	58,6	70,4	77,6	81,1	85,4	90,8
Рекомендуемые пределы остатков	0-10	0-20	0-30	40-50	52-62	63-72	78-80	78-84	84-90	88-94

5 Определение оптимального содержания битума
Оптимальное содержание битума можно определить двумя способами:

• 
  I способ. По битумоемкости минеральных зерен (метод ХАДИ)
  
• 
  II способ. По фактической пористости минерального остова стандартных образцов асфальтобетона.
  

Применим II способ (является экспериментальным). Оптимальное содержание битума в асфальтобетоне вычисляют с учетом фактической пористости минерального остова стандартных образцов асфальтобетона, приготовленных в лаборатории по рассчитанному составу минеральной части и заданной остаточной пористости проектируемого асфальтобетона по ГОСТ 9128-2013, с учетом климатических условий района строительства.

В соответствии с экспериментально-расчетным методом изготавливают смесь рассчитанного минерального состава с содержанием битума на 0,3…0,5% меньше нижнего предела по рекомендациям стандарта, формуют из нее три образца и определяют среднюю плотность асфальтобетона по формуле:

ρmA=	m0ρв	1000
	m1-m2

где ρ^А_m – средняя плотность асфальтобетона, кг/м³;

m_о – масса образца, взвешенного на воздухе, кг;

m₁ – масса образца, взвешенного на воздухе после выдерживания в ней в течение 30 мин, кг;

ρ_в – плотность воды, ρ_в=1000 кг/м³

Требуемое содержание битума:

Б=	(VMпор – VАпор)·ρб
	ρmM

где V ^М _пор - пористость минерального остова асфальтобетона, % объема;

V ^А _пор – заданная остаточная пористость асфальтобетона при 20°С, % объема;

ρ_б – истинная плотность битума при 20^оС, кг/м³;

ρ^М_m-средняя плотность минерального остова,кг/м^3..Последняяопределяется по формуле

ρ^М_m = (ρ^А_m·q_m)(q_м+q_б)
где q_м – массовая доля минеральной части в асфальтобетоне, % (принимается 100%);

q_Б – массовая доля битума в асфальтобетоне, % (сверх 100% минеральной части).

Пористость минерального остова

VMпор=(1-	ρmM	)·100
	ρM

где ρ^M – средневзвешенная плотность минерального остова асфальтобетона, кг/м³. Расчёт ведут по формуле

ρM=	100
	q1 ρ1+ q2 ρ2+ q3 ρ3+…+ qn ρn

где q₁, q₂, q₃… q_n – содержание отдельных минеральных составляющих асфальтобетонной смеси, % по массе минеральной части;

ρ_1, ρ₂, ρ₃….ρ_n – истинные плотности отдельных минеральных составляющих асфальтобетонной смеси, кг/м³.

Вычислив оптимальное количество битума в асфальтобетонной смеси, приготовляют смесь, формуют из нее три образца и находят остаточную пористость полученного асфальтобетона. При ее соответствии ГОСТ 9128-2013 готовят смесь того же состава и образцы из нее в количестве, необходимом, чтобы установить все нормируемые показатели физико-механических свойств.