Смесь асфальтобетонная состав – Состав асфальтобетонной смеси: пропорции материалов

11. Классификация и области применения литых асфальтобетонных смесей. Состав щебеночно-мастичного асфальтобетона.

Представляет собой спец. Запроектированную смесь щебня, песка, минерального порошка и вязкого битума, приготовленную и уложенную в горячем состоянии без дополнительного уплотнения.

От горячего а.б, литой отличается большим содержанием минерального порошка и вязкого битума ( БНД 40/60). Температура размягчение > 52С, температура хрупкости < -12C.

К положительным св-вам относятся:

-долговечность

-небольшие затраты работы по уплотнению

-водонепроницаемость

Классификация литых а.б:

I –максимальный размер щебня 15мм, массовая доля зерен более 5 мм – 45-55%, массовая доля асфальтового вяжущего 25-30%, битум/минер. Порошок – 0.35-0.45. Назначение смеси – новое строительство, капитальный ремонт.

II - максимальный размер щебня 20мм, массовая доля зерен более 5 мм – 35-50%, массовая доля асфальтового вяжущего 20-25%, битум/минер. Порошок – 0,4-0,55. Назначение смеси – новое строительство, капитальный ремонт.

III- максимальный размер щебня 40мм, массовая доля зерен более 5 мм – 45-65%, массовая доля асфальтового вяжущего 15-20%, битум/минер. Порошок – 0,5-0,55. Назначение смеси – новое строительство, капитальный ремонт.

IV- максимальный размер щебня 5мм, массовая доля зерен более 5 мм – 0%, массовая доля асфальтового вяжущего 17-23%, битум/минер. Порошок – 0,4-0,65. Назначение смеси – покрытие тротуаров.

V- максимальный размер щебня 20мм, массовая доля зерен более 5 мм – 35-50%, массовая доля асфальтового вяжущего 22-28%, битум/минер. Порошок – 0,55-0,75. Назначение смеси – ямочный ремонт.

Состав щебеночно-мастичного асфальтобетона.

Идея создание ЩМА заключается в том, чтобы в слое создать прочный щебеночный каркас, способный самоуплотняться. В слое из ЩМА зерна образуют каркас, а мелкие зерна песка, совместно с битумом образуют мастику, заполняющую пустое пространство в щебеночном скелете.

Преимущества: -снижается количество трещин( через 30м), края трещин не разрушаются -коэффициент сцепления увеличивается на 10-15% по сравнению с а.б типа А.

-повышается сдвигоустойчивость.

В состав ЩМА, в зависимости от проектируемого состава смеси входят: ЩМА10, ЩМА15,ЩМА20: 1)Щебень от 60 до 70%. Щебень должен быть кубовидной формы, содержать лещатки <10%, мытый. Прочность щебня -120МПА.

2) Песок – дробленый, мытый. 1 и 2 = 95% смеси

3) Битум – вязкий БНД 40/60. Расход битума до 7,5%.

Чтобы предотвратить стекание битума с минеральных частиц и расслаивание смеси при приготовлении ЩМА, вводят волокнистые материалы в виде гранул или рыхлых волокон( Виатор, TechnoCel)

Расход 0.3% от вяжущего, его добавляют в битум. Для лучшего уплотнения температура смеси должна быть 180-190С. Для обеспечения длительной водостойкости нужно вводить в ЩМА катионы.

12. Требования, предъявляемые к материалам, используемым для приготовления асфальтобетонных смесей.

Щебень и гравий. Для приготовления щебня используют прочные морозостойкие изверженные, метаморфические и осадочные горные породы, а также прочные и морозостойкие медленноохлажденные металлургические шлаки. Прочность при сжатии горных пород должна быть не менее 100…120 МПа, а осадочных карбонатных пород и металлургических шлаков – не менее 80…100 МПа. Показатель прочности при износе в полочном барабане для щебня из горных пород устанавливается не более 25…35%. Щебень для асфальтобетонных смесей должен быть чистым, не допускается содержание глинистых и пылеватых частиц свыше 2%. Форма зерен щебня должна приближаться к тетраэдной и кубовидной, а поверхность – к шероховатой, что повышает внутреннее трение и прилипание вяжущего. Щебень для а.бетонных смесей должен выдерживать без разрушения не менее 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, Для приготовления горячих асфальтобетонных смесейIIмарки типа В, холодных типов Бх, Вх, а такжеIIIмарки типов Б и В можно использовать щебень из гравия или гравий.

Песок. Для приготовления асфальтобетонных смесей можно применять природные и дробленые пески.Допускается использовать отсевки продуктов дробления горных пород и гравия, соответствующие требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в соответствующем порядке. Песок должен быть чистым и содержать глинистых частиц не более 1% по массе, а органических примесей – менее 0,5%. Чтобы обеспечить однородный состав асфальтобетонной смеси необходимо использовать песок с постоянным зерновым составом. С этой целью в ряде стран песок делят на 2…3 фракции и в асфальтосмеситель подают по фракциям.

Минеральный порошок. Для а.б. смесей минер. порошок получают размолом известняков, доломитов (прочностью не менее 20 МПа), доменных шлаков, а также битуминозных известняков.

Физико-химическое воздействие битума с минеральным порошком приближенно определяют коэффициентом гидрофильности частиц порошка размером менее 1,25 мм. Коэффициентом гидрофильности называют отношение набухания минерального порошка в воде (полярная среда) к набуханию в обезвоженном керосине (неполярная среда). В ряде случаев в качестве минеральных порошков применяют местные материалы – порошкообразные отходы промышленности (пыль уноса цементных заводов, золы, дефекационные отходы сахарных заводов, отходы асбоцементного производства). Качество этих порошков различное, поэтому в каждом случае проверяют свойства порошков и приготовленных смесей.

Минеральный порошок повышает прочность асфальтобетона, но вместе с тем, увеличивает его хрупкость, поэтому в смеси содержание минерального порошка должно быть оптимальным, достаточным лишь для придания асфальтобетону нормативной прочности и плотности. Избыток минерального порошка понижает трещиностойкость, сдвигоустойчивость; при увеличенном содержании битума повышает жирность асфальтобетонных смесей.

Битум. Марку вязкого битума, а также класс и марку жидкого битума выбирают в зависимости от вида а.б., климатич. условий района строительства и категории дороги, а для холодного асфальтобетона – с учетом условий и сроков хранения смеси на складе.

Для приготовления горячих смесей следует применять вязкие нефтяные дорожные битумы марок: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300, БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 по ГОСТ 22245, а также жидкие битумы марок: СГ 130/200, МГ 130/200, ГОСТ 11955.Для приготовления холодных смесей следует применять жидкие нефтяные дорожные битумы марок СГ 70/130, МГ 70/130.

studfiles.net

Подбор составов асфальтобетонных смесей

3.4. Состав асфальтобетонной смеси подбирают по заданию, составленному на основании проекта автомобильной дороги. В задании указываются тип, вид и марка асфальтобетонной смеси, а также конструктивный слой дорожной одежды, для которого она предназначена.

Подбор состава асфальтобетонной смеси включает испытание и по его результатам выбор составляющих материалов, а затем установление рационального соотношения между ними, обеспечивающего получение асфальтобетона со свойствами, отвечающими требованиям стандарта.

Минеральные материалы и битум испытывают в соответствии с действующими стандартами, а после проведения всего комплекса испытаний устанавливают пригодность материалов для асфальтобетонной смеси заданного типа и марки, руководствуясь положениями ГОСТ 9128-84и рекомендациямиразд. 2настоящего Пособия.

Выбор рационального соотношения между составляющими материалами начинают с расчета зернового состава.

Минеральную часть крупно- и мелкозернистых асфальтобетонных смесей при наличии крупного или среднего песка, а также отсевов дробления рекомендуется подбирать по непрерывным зерновым составам, при наличии мелкого природного песка - по прерывистым составам, где остов из щебня или гравия заполняется смесью, практически не содержащей зерен размером 5-0,63 мм.

Минеральную часть горячих и теплых песчаных и всех видов холодных асфальтобетонных смесей подбирают только по непрерывным зерновым составам.

Для удобства проведения расчетов целесообразно пользоваться кривыми предельных значений зерновых составов, построенными в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-84(рис. 2-7).

Смесь щебня (гравия), песка и минерального порошка подбирают таким образом, чтобы кривая зернового состава располагалась в зоне, ограниченной предельными кривыми, и была по возможности плавной.

При подборе зернового состава смесей на дробленых песках и дробленом гравии, а также на материалах из отсевов дробления горных пород, для которых характерно высокое содержание тонкодисперсных зерен (мельче 0,071 мм), необходимо учитывать количество последних в общем содержании минерального порошка.

При использовании материалов из отсевов дробления изверженных горных пород полная замена минерального порошка их тонкодисперсной частью допускается в смесях для плотных горячих асфальтобетонов марки III,aтакже в смесях для пористых и высокопористых асфальтобетонов марокIиII. В смесях для горячих, теплых и холодных асфальтобетонов марокIиII допускается только частичная замена минерального порошка; при этом в массе зерен мельче 0,071 мм, входящих в состав смеси, должно содержаться не менее 50% известнякового минерального порошка, отвечающего требованиям

ГОСТ 16557-78.

При применении материалов из отсевов дробления карбонатных горных пород в состав горячих и теплых смесей для плотных асфальтобетонов марок II и III, а также холодных смесей марокIи II и смесей для пористых и высокопористых асфальтобетонов марокIи II минеральный порошок можно не вводить, если содержание зерен мельче 0,071 мм в отсевах обеспечивает соответствие зерновых составов требованиямГОСТ 9128-84, а свойства зерен мельче 0,315 мм в отсевах отвечают требованиямГОСТ 16557-78, предъявляемым к минеральному порошку.

Рис. 2. Непрерывные зерновые составы минеральной части горячих и теплых мелкозернистых (а) и песчаных (б) смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях покрытий.

Рис. 3. Прерывистые зерновые составы минеральной части горячих и теплых мелкозернистых асфальтобетонных смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях покрытий

Рис. 4. Непрерывные (а) и прерывистые (б) зерновые составы минеральной части горячих и теплых крупнозернистых смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях покрытия и слоях оснований.

При использовании в асфальтобетоне продуктов дробления полиминерального гравия в IV-Vдорожно-климатических зонах также допускается не вводить в асфальтобетонные смеси марки II минеральный порошок, если в массе зерен мельче 0,071 мм содержится не менее 40% карбонатов кальция и магния (СаСО3+МgСО3).

При подборе зернового состава смесей для высокопористого асфальтобетона необходимо учитывать, что содержание зерен мельче 0,071 мм должно быть не менее 4% массы, поэтому в состав этих смесей необходимо вводить минеральный порошок. В смесях для пористого асфальтобетона допускается снижение содержания зерен мельче 0,071 мм до 2%, и минеральный порошок в них можно не вводить.

В результате подбора зернового состава устанавливается процентное соотношение по массе между минеральными составляющими асфальтобетона: щебнем (гравием), песком и минеральным порошком.

Содержание битума в смеси выбирают предварительно в соответствии с рекомендациями прил.1 ГОСТ 9128-84и с учетом требований стандарта к величине остаточной пористости асфальтобетона для конкретного климатического региона. Так вIV-Vдорожно-климатических зонах допускается применение асфальтобетонов с более высокой остаточной пористостью, чем вI-II, поэтому содержание битума в асфальтобетонах для этих зон назначают ближе к нижним рекомендуемым пределам, а в I-II- к верхним.

Рис. 5. Непрерывные (а) и прерывистые (б) зерновые составы минеральной части горячих и теплых крупно- и мелкозернистых смесей для пористых и высокопористых асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях покрытий и слоях оснований.

Рис. 6. Зерновые составы минеральной части песчаных асфальтобетонных смесей для высокопористых асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях покрытий и основаниях.

Рис. 7. Зерновые составы минеральной части холодных асфальтобетонных смесей, применяемых в верхних слоях покрытий.

3.5. В лаборатории готовят три образца из асфальтобетонной смеси с предварительно выбранным количеством битума и определяют: среднюю плотность асфальтобетона, среднюю и истинную плотность минеральной части, пористость минеральной части и остаточную пористость асфальтобетона поГОСТ 12801-84. Если остаточная пористость не соответствует выбранной, то из полученных характеристик рассчитывают требуемое содержание битума Б (%) по формуле

Б

где V°пop- пористость минеральной части, % объема;

Vпор- выбранная остаточная пористость, % объема, принимается в соответствии сГОСТ 9128-84для данной дорожно-климатической зоны;

rб -истинная плотность битума, г/см3;rб= 1 г/см3;

m- средняя плотность минеральной части, г/см3.

Рассчитав требуемое количество битума, вновь готовят смесь, формуют из нее три образца и определяют остаточную пористость асфальтобетона.

Если остаточная пористость совпадает с выбранной, то рассчитанное количество битума принимается.

3.6. Асфальтобетонную смесь подобранного состава готовят в лаборатории: крупнозернистую - 24-30 кг, мелкозернистую - 8-10 кг и песчаную смесь - 3-4 кг. Из смеси изготавливают образцы и определяют соответствие их физико-механических свойств ГОСТ 9128-84.

Если асфальтобетон подобранного состава не отвечает требованиям стандарта по некоторым показателям, например по прочности при 50°С, то рекомендуется увеличить (в допустимых пределах) содержание минерального порошка или применить более вязкий битум; при неудовлетворительных значениях прочности при 0°С следует снизить содержание минерального порошка, уменьшить вязкость битума или ввести добавку полимера,

При недостаточной водостойкости асфальтобетона целесообразно увеличить содержание либо минерального порошка, либо битума; при этом остаточная пористость и пористость минерального остова должны оставаться в пределах, предусмотренных вышеупомянутым стандартом.

Для повышения водостойкости наиболее эффективны поверхностно-активные вещества и активированные минеральные порошки.

При назначении содержания битума для холодных асфальтобетонных смесей дополнительно следует предусмотреть меры, чтобы смесь не слеживалась при хранении. Для этого после определения требуемого количества битума готовят образцы для испытания на слеживаемость. Если показатель слеживаемости превышает требования ГОСТ 9128-84, то содержание битума снижают на 0,5% и испытание повторяют. Уменьшать количество битума следует до получения удовлетворительных результатов по слеживаемости, однако при этом необходимо следить, чтобы величина остаточной пористости холодного асфальтобетона не превышала требованийГОСТ 9128-84.

3.7. После корректировки состава асфальтобетонной смеси следует вновь испытать подобранную смесь.

Подбор состава асфальтобетонной смеси можно считать законченным, если все показатели свойств асфальтобетонных образцов отвечают требованиям вышеупомянутого ГОСТа.

studfiles.net

Состав асфальтобетонной смеси и её существующие виды

Состав асфальтобетонной смеси

Содержание статьи

Асфальтобетонная смесь изготавливается на асфальтобетонных заводах. Как правило, их местоположение географически должно быть вблизи от места производства основных работ по укладке асфальта.

В виду специфики подобного строительного материала, дальность возки смеси должна быть минимальной, в противном случае смесь остынет и станет не пригодной к устройству асфальтобетонного покрытия.

Виды асфальтобетонной смеси

Различают два вида асфальтобетонной смеси: крупнозернистая и мелкозернистая. Минеральный остов мелкозернистой смеси состоит из трех основных заполнителей: крупный, средний и мелкий.

В качестве крупного заполнителя используют щебень с диаметром отдельных зёрен в интервале от 5 мм до 20 мм. Именно подобный материал является основным и определяет прочностные качества готовой асфальтобетонной смеси.

Отсев от дробления фракции 5-10 мм используется в качестве среднего заполнителя. Отсев позволяет понизить пористость смеси и служит промежуточным звеном между крупным и мелким заполнителем.


Тем самым, данный материал позволяет повысить не только прочностные характеристики асфальта, но и способствует максимальному уплотнению смеси в процессе производства работ по устройству нового слоя дорожного покрытия.

Для предотвращения попадания в микропоры готового уплотнённого асфальта влаги, при изготовлении смеси, в её состав добавляют мелкий заполнитель фракции от 0 до 5 мм. Как правило, это обыкновенный песок либо продукты дробления скальных пород.

Использование песка позволяет в разы снизить водонасыщение материала, а, следовательно, повысить морозостойкость и увеличить сроки эксплуатации «дорожной одежды».

Состав асфальтобетонной смеси

Чтобы предотвратить попадание в микропоры асфальта влаги рекомендуется дополнительно включать в его состав минеральный порошок. Процентное содержание этого материала в составе асфальтобетонной смеси не велико и составляет не более 6% от общей массы.

Минеральный порошок является продуктом дробления известняковых пород и отпускается с завода изготовителя, как навалом, так и в мешках малой массы, в зависимости от объёма выпускаемой на АБЗ продукции.


Немаловажным компонентом любой смеси является вяжущее вещество. При производстве асфальта таким веществом является битум нефтяной дорожный марки 90/130. Битум позволяет склеить все компоненты асфальта в единое целое и получить на выходе готовую к укладке смесь соответствующего качества.

Для повышения прочностных качеств, в состав асфальтобетонной смеси вводят различного рода химические добавки. Благодаря таким веществам готовое покрытие прослужит гораздо дольше, срок эксплуатации «асфальтобетонной одежды» увеличится в разы.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

samastroyka.ru

Разработка состава высокопрочного, качественного асфальтобетона

Постоянно приходится слышать, что дороги во многом определяют имидж территории, в том числе и инвестиционную привлекательность. Именно они негласно демонстрируют отношение к делу в регионе: либо оно делается по безответственному принципу «лишь бы сделать», либо со всей ответственностью — качественно и основательно.

В условиях современного движения, особенно городах, сочетающих интенсивное потоки легковых автомобилей и тяжелого грузового транспорта, используемый при массовом жилищном строительстве, реконструкции и ремонте улиц и дорог асфальтобетон как материал конструктивных слоев должен обладать высокими прочностью, плотностью, водо- и морозостойкостью, необходимым коэффициента сцепления.

Для достижения этих качеств возможно за счет: использования качественных исходных материалов, обеспечивающие требуемые свойства асфальтобетона, в том числе поставок минеральных порошков, поставок битумов, соответствующих стандарту и рекомендациям для условий Узбекистана.

Асфальтобетонные покрытия представляют собой верхнюю часть дорожной конструкции, состоящую из одного или нескольких слоев, укладываемых на подготовленное дорожное основание в соответствии со КМК.

В процессе эксплуатации дорожной конструкции под воздействием разрушающих факторов происходит постепенное уменьшение ее прочности, связанное с внутренними необратимыми изменениями в отдельных конструктивных элементах и в том числе — дорожном покрытии. Наиболее часто встречаются разрушения, обусловленные недоуплотнением горячего асфальтобетонного покрытия, связанным с ограниченными температурными режимами укладки и как следствие — повышенной пористостью и высокими значениями водонасыщения. Высокая пористость асфальтобетона приводит к более быстрому его термоокислительному старению, разрушению адгезионных связей при действии атмосферных осадков, преждевременному выкрашиванию, шелушению, выбоинам, ослаблению прочности в целом и повышению температуры растрескивания асфальтобетона. В связи с этими на покрытиях начинаются проявлять разные трещины, которые дальнейшему приводящий к снижению транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог.

Трещины — главный вирус для дорожной одежды, а значит, и для дороги в целом. С появлением их начинается разрушение автомобильных трасс. Образуются они, главным образом, по объективным причинам: к примеру, температурные трещины возникают при недостаточной прочности асфальтобетона на растяжение и низкой его деформации при пониженных температурах, силовые — из-за недостаточной несущей способности основания дорожных одежд, а отраженные — из-за различных характеристик материалов, используемых в основании дорожных одежд. Также влияют и субъективные причины: например, причиной образования технологических трещин является нарушение технологии производства работ при устройстве сопряжений существующих покрытий с укладываемым асфальтобетоном. В результате влага от дождей и снега проникает в основание дороги, вымывая материалы из дорожной одежды, а колеса автотранспорта, в свою очередь, разрушают кромки трещин, расширяя их.

Эффективный методом улучшения качества автодорожных покрытий является использование в их составе минеральных порошков. За счет дефицита этого материала по всей республике при приготовлении асфальтобетонных смесей не применяется минеральный порошок. Из-за этого пригатавляемая смесь ухудшается и не отвечает требованиям ГОСТ 9128–2009.

Минеральный порошок — важный структурообразующий компонент, оказывающий вместе с органическим вяжущим существенное влияние на физико-механические и технологические свойства асфальтобетона. Отечественный и зарубежный опыт показал, что в качестве исходного сырья для получения минерального порошка с минимальным содержанием глинистый примесей и прочностью менее 40 МПа, особенно для асфальтобетонных смесей, используемых в верхних слоях дорожных покрытий.

Привзаимодействие битума с минеральными частицами менее 0,071 мм в процессе получения асфальтобетонных смесей формируется микроструктура асфальтобетонной смеси и в дальнейшем асфальтобетона.

В основной период, когда асфальтобетонная смесь приготавливается, хранится в накопительном бункере, а затем транспортируется к месту укладки и уплотнения, происходит формирование микроструктурных связей. Завершающий период технологического процесса включает операции укладки и уплотнения асфальтобетонного слоя, в течения которых имеет место дальнейшее формирование микроструктурных связей, а вследствие сближения минеральных зерен образуется микроструктура материала.

В лаборатории Джизакском Политехническом Институте проводилась научно — исследовательская работа по применению сланца для приготовления асфальтобетонной смеси.

Решения о целесообразности использования асфальтобетонных смесей на основе сланца принималось на основе анализа эффективности по техническим, технологическим.

Техническая эффективность определялась тем, в какой степени подобранный состав асфальтобетонной смеси обеспечивает реальное улучшения свойств и достижения необходимых показателей качества, несколько предлагаемое решения соответствует реальным возможностям производства без введения дополнительных технологических операций и использования специального технологического оборудования.

Общеизвестно, что асфальтобетонная покрытия особенно интенсивно разрушается в период длительного увлажнения, а также во время оттепелей, которым предшествовало значительное количество знакопеременных колебаний температуры. Обычно разрушение проявляется в виде усиленного выкрашивания минеральных частиц, приводящего к большому износу покрытия и к образованию значительного количество отдельных разрушенных участков. Подобные разрушения, наблюдаемые обычно в весеннее время, связаны с недостаточной водо- и морозоустойчивостью асфальтобетона.

Минеральный порошок, предоставляющий собой полидисперсный материал, является важнейшим структурообразующим компонентом асфальтобетона. В места с битумом образует структурированную дисперсную систему, выполняющую роль вяжущего материала в асфальтобетона.

Учитывая вышеизложенное и на основании имеющейся информации о свойствах сланца, одним из возможных направлений применения в дорожном строительстве было выбрано использование его в качестве минерального порошка для приготовления асфальтобетонных смесей.

Для строительства автомобильных дорог I-III технических категорий нормативные документы рекомендуют использовать мелкозернистый асфальтобетон, по этому были проведены исследования асфальтобетонных смесей типа «Б» с целью применения сланца в качестве активированный минерального порошка для асфальтобетона.

Гранулометрический состав минеральной части асфальтобетона с минеральным порошком из сланца удовлетворяет требованиям плотных смесей типа «Б» по ГОСТ 9128–2009.

Для изучения влияния минерального порошка на свойства асфальтобетона провели несколько испытаний. Во время приведения испытаний использовали битум марки БНД 90/130 от 3 до 6 % сверх 100 % минеральной части с интервалом 1 %, и 5 % минерального порошка из сланца. Результаты исследование приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Свойства асфальтобетонной смеси без минерального порошка

Номера образца (количество битума)

Водонасыщения

Прочность при сжатия, 500С

Прочность при сжатия, 200С

Коэффициент водостойкости

по ГОСТ 9128

образец

по ГОСТ 9128

образец

по ГОСТ 9128

образец

по ГОСТ 9128

образец

№ 1(3 %)

1,5–4,0

4,36

1,1

0,85

2,5

2,3

Не менее 0,85

0,96

№ 2(4 %)

3,78

1,10

2,4

0,98

№ 3(5 %)

1,52

1,14

3,3

1,40

№ 4(6 %)

1,20

1,14

3,2

0,99

 

Таблица 2

Свойства асфальтобетонной смеси с минеральным порошком

Номера образца (количество битума)

Водонасыщения

Прочность при сжатия, 500С

Прочность при сжатия, 200С

Коэффициент водостойкости

по ГОСТ 9128

образец

по ГОСТ 9128

образец

по ГОСТ 9128

образец

по ГОСТ 9128

образец

№ 1(3 %)

1,5–4,0

3,85

1,1

1,1

2,5

2,9

Не менее 0,85

1,35

№ 2(4 %)

2,51

1,53

4,2

1,23

№ 3(5 %)

1,98

1,58

4,6

1,08

№ 4(6 %)

1,86

1,56

4,2

1,10

 

Из табл.1 и 2 видно, что образцы с минеральным порошком имеет лучшее показатели водостойкости и водонасыщением по сравнению без минеральных порошков. Наличие минерального порошка из сланца также влияло на прочности сжатия при 20 и 500С.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что оптимальное содержания битума в исследуемое смеси с использованием минерального порошка из сланца можно принять в приделе 4–5 %, так как при этом содержании битума асфальтобетонная смесь отвечает всем требованиям ГОСТ 9128–2009. Это приводит к экономию расходуемого битума до 20 %.

Введение в составе асфальтобетонных смесей минерального порошка из сланца, позволяет повышать транспортно — эксплуатационные качеств дорожных одежд, в том числе прочность, ровность, сцепные качества. Кроме того, прочность на сжатии асфальтобетонных смесей увеличивается при 200С на 35 %, при 500С на 40 %, а водостойкость на 30 %.

 

Литература:

 

1.                  ГОСТ 9128–2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон» Технические условия.

2.                  ГОСТ 12801–98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства» Методы испытаний.

3.                  ГОСТ 16557–2005 «Порошок минеральный для асфальтобетонных

4.                  и органоминеральных смесей» Технические условия.

5.                  Л. Б. Гезенцвея. «Дорожный асфальтобетон» Москва «Транспорт». 1976.

6.                  «Испытания дорожно-строительных материалов лабораторный практикум» Москва «Транспорт». 1985.

7.                  П. Н. Попов. Лабораторный практикум по предмету «Строительные материалы и детали» Москва. «Стройиздат» 1988.

8.                  И. М. Грушко и другие. «Дорожно-строительные материалы» Москва, «Транспорт» 1991.

 

moluch.ru

Современные технологии производства асфальтобетонных смесей

Асфальт (от греч. α’σφαλτος – горная смола) – смесь битумов (60…75% в природном и 13…60% в искусственном) с минеральными веществами: известняком, песчаником и др. Может применяться вместе с песком, гравием, щебнем для устройства дорожных и других покрытий.

Асфальт бывает как природного, так и искусственного происхождения. Природный асфальт образуется из тяжелых фракций нефти или их остатков в результате испарения ее легких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Искусственный асфальт (асфальтобетонная смесь, АБС) – это строительный материал, получаемый после уплотнения смеси щебня, песка, минерального порошка и битума.

Исторически дороги мостили камнем, но с середины XIX в. во Франции, Швейцарии, Соединенных Штатах и ряде других стран для дорожных покрытий начинают применять битумно-минеральные смеси. Как показал опыт эксплуатации, асфальт оказался наиболее подходящим материалом для устройства дорожных покрытий. Основные его преимущества – это высокая скорость строительства, более низкая себестоимость и отличная ровность получаемых покрытий. Асфальтобетонные покрытия и сегодня остаются самыми распространенными при строительстве дорог, мостов, тоннелей и других сооружений.

Асфальтобетонные  смеси делают из компонентов в заданной пропорции и степени гомогенности в асфальтосмесительных установках (АСУ). Для получения смеси высокого качества необходимо правильно выбрать ингредиенты, их физические свойства и интенсивность их перемешивания, точно определить пропорцию. При соблюдении всех требований получается гомогенная АБС со свойствами, отвечающими ГОСТу.

Существуют различные по принципу действия АСУ. В настоящее время наиболее известны циклическая (порционная) система смешивания и непрерывная (барабанная). Циклическая технология шире применяется в Европе, тогда как в США, Австралии, Канаде и Латинской Америке более популярны АСУ непрерывного действия. Такое разделение произошло из-за различной протяженности дорог в Европе и Америке. Согласно статистике в 2006 г. объем производства асфальтобетонных смесей в США превысил 500 млн. т, тогда как в Германии выпущено порядка 56 млн. т, во всей же Европе – около 350 млн. т. Сразу становится понятен разрыв в уровне между европейскими странами и США. На заре эры асфальтовых покрытий и в Штатах применяли заводы циклического действия, но в период дорожного бума и резкого роста потребности в асфальте встал вопрос снижения себестоимости его производства и увеличения производительности АСУ. Решением стало внедрение непрерывной технологии производства смесей, что и позволило значительно сократить себестоимость производства и повысить объемы выпуска смеси одной установкой.

Рассмотрим принципы, на которых построены эти технологии, и их преимущества.

Основным  компонентом классического циклического асфальтобетонного завода (АБЗ) является система подачи инертных, предварительно дозирующая холодные инертные материалы, такие как щебень и песок, которые по наклонному конвейеру подаются в сушильный барабан, где нагреваются до заданной температуры потоками газа. Нагретые инертные подаются на элеватор горячих инертных и далее на вибрационный грохот, который рассеивает поток материала на разные фракции согласно количеству и размеру ячеек сит. В АБЗ некоторых производителей, например LINTEC GmbH & Co. KG, применяются не вибрационные грохоты, а барабанные, что позволяет снизить стоимость установки. Такие грохоты применяли когда-то и в отечественных АБЗ, но современные АСУ комплектуют именно вибрационными грохотами, так как они обеспечивают более точное разделение фракций. В барабанных грохотах возможно перераспределение мелких фракций в более крупные при максимальных нагрузках и при повышенной лещадности щебня, который может застревать в ситах и блокировать проход мелких фракций, что подтверждено опытом эксплуатации АСУ такого типа в России. Под грохотом расположены бункера горячих инертных, и в каждом хранится своя фракция. Согласно составу смеси, заданному в программе управления, из каждого бункера с отдельной фракцией в весовой хоппер дозируется по очереди требуемое количество материала. Отдельно установлен весовой хоппер для битума и хоппер для минерального порошка и пыли. Битум дозируется из битумохранилища, а минеральный порошок и пыль – из соответствующих силосов. Дозирование осуществляется с помощью динамического взвешивания всех компонентов смеси. Дозированные компоненты подаются в смесительную камеру, где перемешиваются. Средняя продолжительность общего цикла дозирования и перемешивания составляет 45 с, т. е. 80 циклов в час. Именно так определяется паспортная производительность циклических АБЗ – полезный объем смесительной камеры умножают на 80 циклов. Например, при смесителе в 2 т х 80 циклов получаем 160 т/ч.

АБЗ с горизонтальным скипом – по сути тележка, перемещающаяся по направляющим рельсовым опорам, которая доставляет смесь от смесителя к нужному бункеру хранения смеси и приводится в действие лебедочным механизмом с приводом. Хранилище асфальта разделено на разные отсеки – бункера, где можно хранить смеси с разной рецептурой. Очистка отходящих горячих газов из сушильного барабана происходит в рукавном фильтре, где осаждается пыль с помощью тканевых мешков (рукавов). Осажденная пыль обычно либо вывозится с АБЗ, либо подается в силос пыли, из которого дозируется в хоппер для минерального порошка в нужной пропорции с минеральным порошком. Битум хранится в цистернах, которые могут быть горизонтального, вертикального или мобильного исполнения. Процесс дозирования, смешивания и отгрузки смеси в самосвалы контролируется операторами из пункта управления. В большинстве современных АБЗ установлена  микропроцессорная система управления, что облегчает работу, но в то же время средства ручного управления зачастую отсутствуют, и это не позволяет продолжать работу в случае сбоя компьютерной системы.

Многие узлы АБЗ непрерывного типа аналогичны узлам АБЗ циклического типа. Также дозирование холодных инертных осуществляется из холодных дозаторов, отличие которых в том, что они выполняют роль дозаторов, а не предварительных дозаторов, как в циклических АБЗ. В циклических АБЗ дозирование компонентов идет из бункеров горячих инертных в весовой хоппер, а из преддозаторов – только предварительная подача материала. Погрешность дозирования преддозаторов может достигать 10% и более, что несущественно для данного типа АБЗ, так как есть весовой контроль. В то же время в непрерывных АБЗ холодные дозаторы являются именно дозирующим устройством и обеспечивают высокую точность дозирования с погрешностью ±0,1%. Это достигается благодаря современному микропроцессорному управлению, приводам с частотным управлением, тахометрам на приводных валах с обратной связью и весовому мосту, установленному в наклонном конвейере. Холодные инертные точно дозируются из бункеров и подаются на наклонный конвейер, оснащенный грохотом негабарита, отсеивающим негабаритный щебень. Поток материала после грохота попадает на весовой мост, который динамически взвешивает суммарный объем инертных и корректирует работу дозаторов через систему обратной связи с программой управления. Взвешенный материал попадает в сушильно-смесительный барабан, где он, как и в циклическом АБЗ, сушится потоком нагретого газа от пламени горелки. После сушки нагретый материал смешивается в этом же агрегате с минеральным порошком, собственной пылью, битумом и другими компонентами. Полученная смесь выгружается из сушильно-смесительного барабана. Традиционно для хранения смеси применяют силосы круглого сечения со скребковым конвейером. Системы такого типа могут обеспечивать хранение 9 шт. х  300 т = 2700 т и более.

Также в составе непрерывного АБЗ есть битумное хранилище, силосы минерального порошка и собственной пыли. Есть рукавный фильтр с такими же тканевыми рукавами и системой эвакуации пыли или в силос, или назад в барабан, или в самосвал для вывоза.

Развитие конструкций АБЗ непрерывного типа можно разделить на три этапа – это барабанные смесители прямоточного типа, когда поток материала и горячего газа шел в одном направлении, что было не так эффективно, как в барабанах второго поколения – противоточных. Третьим этапом развития непрерывных АБЗ стала разработка барабанно-смесительных установок со встроенной горелкой и барабана Double Barrel («двойной барабан») компанией Astec Inc.

В прямоточных барабанах поток горячего газа идет параллельно инертным материалам. При таком нагреве газ может проходить через прорехи в завесе материала и не передавать тепло инертным. Температура выходящих газов высокая, что приводит к преждевременному износу тканевых фильтров. Материал попадает в зону горения пламени, из-за чего не полностью сгорает топливо и спекаются влажные инертные. Минеральный порошок и битум уносятся потоком газа в рукавный фильтр, и в результате фильтры загрязняются. Характерно низкое качество перемешивания смеси.

В противоточных барабанах материал подается с противоположной стороны барабана и движется навстречу горячему газу. Устранена проблема спекания и уноса инертных и битума. Время смешивания увеличено, и качество смесей повысилось. Также стало возможно добавление до 50% регенерированного асфальтового покрытия (РАП) с малым выбросом углеводородов, так как РАП подается после пламени горелки. Повысилась эффективность работы – расход топлива снизился, а производительность возросла. Модификацией этого типа является двухбарабанная система, когда один барабан сушит материал в противотоке, а нагретые инертные подаются во второй барабан, предназначенный только для смешивания. Такие АБЗ обеспечивают еще большее время смешивания и лучшее качество смеси.

Противоточные сушильно-смесительные барабаны и сегодня самый распространенный тип агрегатов для сушки и смешивания в АБЗ непрерывного типа. Смешивание в этих АБЗ происходит под воздействием гравитации – барабан, вращаясь, поднимает смесь лопатками, которая падает в определенный момент. При падении происходит смешивание. Такой тип смешивания часто называют гравитационным.

Принципиально новая система сушки и смешивания разработана и запатентована гениальным инженером Доном Броком. Д. Брок создал свою компанию Astec Inc. и начал производство АБЗ с запатентованной системой Double Barrel. За короткий период Astec Inc. выросла до уровня абсолютного лидера среди производителей АБЗ. Гениальность конструкции Double Barrel в том, что удалось совместить преимущества непрерывной технологии и циклической – низкая себестоимость производства смеси и качественное принудительное перемешивание, как в циклическом АБЗ.

Смесь подается в барабан Double Barrel и в противотоке нагревается. В конце сушильного барабана нагретая смесь через окна выгружается в смесительный барабан, одетый поверх сушильного. На вращающемся сушильном барабане наварены смесительные лопатки, которые перемешивают ингредиенты, находящиеся в статике, как и в циклическом АБЗ. Время смешивания составляет 90 с и рассчитано на производство ЩМА без снижения производительности и с возможностью добавления РАП до 50%. Основные преимущества Double Barrel – это самое низкое потребление топлива в индустрии, качественно промешанные, гомогенные смеси, простота эксплуатации и низкие расходы, высокая производительность при производстве смесей всех типов.

Теперь рассмотрим принципиальные различия между циклическим и непрерывным АБЗ и целесообразность их применения в тех или иных условиях.

Основное отличие этих технологий в системе дозирования и смешивания. В непрерывном АБЗ нет башни и дозирование сразу идет из холодных дозаторов, смесь идет непрерывным потоком. В циклическом АБЗ идет разгрохотка материала на фракции и весовое, порционное дозирование компонентов, а смесь выпускается порциями.

Циклические АБЗ позволяют проще и быстрее менять рецептуру смеси, в теории каждый замес может иметь другую рецептуру. Такие АБЗ наиболее востребованы при производстве асфальта в городах и мегаполисах, когда асфальт производят для нескольких укладочных комплексов. В то же время циклические АБЗ менее мобильны из-за башни. Башня имеет большие размеры, и для их снижения уменьшают размеры бункеров горячих инертных. В результате мобильный циклический АБЗ работает в режиме грохочения – горячие инертные бункера часто или переполнены одной фракцией, или пусты, что приводит либо к нарушению рецептуры, либо простоям и сбросу избытка нагретых фракций, в основном более крупных. Владелец АБЗ теряет объем выпуска асфальта и деньги на бесполезный нагрев сброшенного щебня. При выпуске ЩМА производительность может упасть на 40% от паспортной из-за добавления цикла сухого перемешивания и увеличения времени цикла.

Преимущество  непрерывных АБЗ – в простоте конструкции. Они проще в транспортировке, возведении на новом месте и обслуживании. Такой АБЗ может быть запущен в работу в течение 3 дней и дать асфальт. Стоимость ниже, чем у циклического такой же производительности, а реальный выпуск асфальта в смену выше. Особенностью является то, что в реалиях России фракционный состав закупаемого щебня на карьерах может не соответствовать ГОСТу, а так как в этом типе АБЗ нет грохота, разделяющего на фракции инертный материал, иногда происходят нарушения в рецептуре смеси и состав инертных может меняться. Простым решением такой проблемы является установка отдельного грохота для предварительной подготовки инертных, благо на рынке предлагается огромное количество как стационарных, так и мобильных решений. Установка грохота позволяет контролировать состав инертных до их нагрева, а не когда деньги на нагревание уже потрачены. Тем более что даже с дополнительной комплектацией грохотом непрерывный АБЗ конкурентен по цене. При работе в городах и необходимости выпуска в течение одной смены асфальтобетонных смесей разных рецептур АБЗ комплектуют силосами длительного хранения, позволяющими хранить смесь до 4 суток. Например, один из производителей асфальта в США, имеющий в комплекте с АБЗ 6 силосов, менял рецептуру 50 раз в смену. Это делается просто – задается новая рецептура и по прошествии 40…60 с смесь подается в другой силос, где и накапливается новая смесь. При наличии опыта эксплуатации переход происходит просто и быстро. Точность дозирования инертных, минерального наполнителя, битума и других ингредиентов соответствует стандарту, что подтверждено опытом эксплуатации во всем мире и в России в том числе. Качество получаемых смесей, в том числе и ЩМА, на высоком уровне.

Каждая из технологий имеет свои особенности и преимущества. При выборе АБЗ еще раз взвесьте все «за» и «против» исходя из того, как вы планируете работать. Реалии современной России еще раз подтвердили, что при наличии мобильного АБЗ вы получаете возможность быстро реагировать на ситуацию и участвовать в подрядах не только в своем регионе.

os1.ru