Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Кафедра «Строительные материалы»Стр 1 из 6Следующая ⇒
Кафедра «Строительные материалы»
ПРОЕКТИРОВНИЕ СОСТАВА ГОРЯЧЕГО АСФАЛЬТОБЕТОНА
Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Дорожно-строительные материалы»
Тюмень 2001 Подборнова Н.И. Проектирование состава горячего асфальтобетона Шабанова Т.Н.
Тюменская государственная архитектурно-строительная академия
Рецензент: ст. преп. Корпусова Н.С.
Методические указания утверждены на заседании кафедры,
протокол №___ от «___»____________ 2000 г.
Ротопринт ТюмГАСА Подписано к печати _____________ Тираж_________
Содержание
Введение 4
1. Общие сведения об асфальтобетоне 5 1.1. Классификация дорожных и асфальтобетонов 5 1.2. Марки асфальтобетонов 6 1.3. Виды структур асфальтового бетона 7 1.4. Области применения асфальтобетонов 7 1.5. Сущность метода СоюзДорНИИ 8 1.6. Основные этапы проектирования 9 1.7. Задание на проектирование состава асфальтобетона 10
2. Проектирование состава горячего асфальтобетона 10 2.1. Выбор вида, типа, марки и структуры асфальтобетона 10 2.2. Выбор и проверка качества исходных материалов и их назначение в асфальтобетоне 11 2.3. Расчет непрерывного зернового состава минеральной части асфальтобетона 13 2.4. Расчет оптимального количества битума 16
3. Приготовление асфальтобетонной смеси и формование образцов 18 3.1. Определение расхода материалов на лабораторный замес 18 3.2. Приготовление асфальтобетонной смеси 19 3.3. Формование образцов 20
4. Определение физико-механических свойств асфальтобетона 21 4.1. Определение средней плотности асфальтобетона 21 4.2. Определение водонасыщения асфальтобетона 22 4.3. Определение предела прочности асфальтобетона при сжатии 23 4.4. Определение коэффициента водостойкости асфальтобетона 24
5. Сопоставление свойств контрольных образцов с требованиями стандарта 24
Заключение 25 Приложение 1 26 Приложение 2 28 Приложение 3 29 Приложение 4 30 Приложение 5 31 Приложение 6 32 Литература 33
Введение Общий порядок подготовки и выполнения курсовой работы
Целью настоящей работы является закрепление студентами знаний о свойствах асфальтобетонной смеси и асфальтобетона, о методах определения их свойств и факторах, влияющих на эти свойства. Главная задача курсовой работы - освоение студентами методики проектирования состава асфальтобетона с требуемыми физико-механическими показателями на основе конкретных исходных материалов. В результате студенты приобретают практические навыки в области методов проектирования и лабораторных испытаний дорожных асфальтобетонов. Проектирование состава асфальтобетона студентами производится по индивидуальным заданиям. Для успешного выполнения работы студентам необходимо ознакомиться с предлагаемой методической разработкой, а также с соответствующими ГОСТами и СН. При выполнении лабораторных испытаний асфальтобетона студенты обязаны подготовить структурный конспект методики испытания с лабораторным журналом и расчетной частью. Выполненная курсовая работа завершается ее защитой в день, назначенный преподавателем.
I.Общие сведения об асфальтобетоне Асфальтобетон – это дорожно-строительный материал, полученный в результате уплотнения рационально подобранной смеси крупного заполнителя (щебня или гравия), песка, минерального порошка и битума, в необходимых случаях добавок (поверхностно-активных веществ и активаторов).
Марки асфальтовых бетонов
Смеси и асфальтобетоны в зависимости от показателей физико-механических свойств асфальтобетона и качества применяемых материалов подразделяются на марки: горячие: высокоплотные – I плотные: тип А – I и II; типы Б, Г - I, II и III; тип В, Д – II и III; пористые и высокопористые – I и II. холодные: тип Бх, Вх, Гх – I и II; тип Дх – II. Каждая марка требует применения заполнителей определенного качества: I марка – щебень с маркой по прочности более 1200, минеральный порошок из прочных и чистых известняков, преимущественно активированных; II марка – щебень с маркой по прочности более 1000, минеральный порошок из известняка или золы-уноса ТЭС. III марка – щебень с маркой по прочности более 600, минеральный порошок, наряду с вышеупомянутыми, порошкообразные отходы промышленности (молотые шлаки, цементная клинкерная пыль и т.п.)
Сущность метода СоюзДорНИИ
Метод расчета состава асфальтобетона, предложенный профессором Н.Н.Ивановым, называется методом расчета по предельным кривым плотных смесей. Получение плотных минеральных смесей возможно на основе определения оптимального соотношения между минеральными составляющими. Плотные смеси могут быть рассчитаны по допустимым пределам полных остатков или полных проходах на ситах. Полный остаток на данном сите представляет собой сумму частных остатков на данном сите и всех более крупных ситах, т.е. характеризует суммарное количество материала, размер зерен которого больше размера отверстий данного сита. Полный проход характеризуется количеством материала, размер зерен которого меньше размера отверстий данного сита. В процентном выражении сумма полных проходов и полных остатков равна 100 %. Между плотностью и гранулометрическим составом смеси имеется определенная зависимость. Оптимальными будут составы минеральных смесей, содержащие зерна различного размера, диаметр которых изменяется в 2 раза: d1/d2=…..=dn-1/dn=2 (1) где d1 – максимальный размер зерен, обусловленный крупностью смеси, dn- минимальный размер, обусловленный размером пылеватых частиц (0,071-0,005 мм). Размеры зерен согласно этой зависимости равны d2=d1/2; d3=d1/22; dm=d1/2m-1 откуда m = [(lg d1-lg dm) / lg 2] +1 (2) число фракций n на единицу меньше числа размеров зерен m n=(lg d1-lg dm) / lg 2 (3) Массовое соотношение соседних фракций должно быть равно у2/у1=у3/у2=…уn/уn-1=0,8 (4) Величина, показывающая во сколько раз количество последующей фракции меньше предыдущей, называется коэффициентом сбега (к). При коэффициенте сбега 0,8 смесь, получается с наибольшей плотностью. Однако подобрать соотношение минеральных материалов так, чтобы действительная гранулометрическая кривая совпадала с теоретической, практически невозможно. Экспериментальными исследованиями проф. Н.Н.Иванова показано, что достаточно плотные смеси можно получить при коэффициенте сбега от 0,7 до 0,9. Зная размеры фракций, их количество и принятый коэффициент сбега (к=0,7), составляется уравнение такого вида: фракции массовое количество d1 у1 d2 у2=у1∙к d3 у3=у2∙к=у1∙к2 (5) d4 у4=у3∙к=у1∙к3 .…. .………………. dn уn=уn-1∙к= у1∙кn-1 Сумма массового количества всех фракций равна 100 %, т.е. у1+у1∙к+ у1∙к2+…..+ у1∙кn-1=100 % (6) или у1(1+к+к2+…..+кn-1)=100 % (7) Из этого уравнения определяют количество первой фракции по формуле: у1=(1-к)/(1-кn)∙100 (8) Зная количество первой фракции у1, легко определить у2, у3 и т.д. Аналогично определяют процентное содержание каждой фракции при коэффициенте сбега равном 0,9 (к = 0,9). На основании полученных данных строят кривые, соответствующие выбранным коэффициентам сбега. В ГОСТе приведены рекомендуемые составы минеральной части асфальтобетонных смесей, рассчитанные по описанной методике, и ориентировочное содержание в них битума в процентах по массе [5].
Задание на проектирование состава асфальтобетона
Запроектировать состав асфальтобетонной смеси для устройства______________ слоя покрытия, уплотняемого в ______________ состоянии, автомобильной дороги, аэродрома в районе строительства__________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Дорожно-климатическая зона______________________________________________________ Категория нормативной нагрузки___________________________________________________ Техническая категория дороги______________________________________________________ Характеристика участка дороги_____________________________________________________ (перегон, регулярное изменение режима движения, остановка) Время устройства покрытия (месяц)_________________________________________________
В асфальтовом бетоне.
Выбранный асфальтовый бетон, его вид, тип, марка и структура определяют требования к физико-механическим свойствам и гранулометрии каменных материалов, и также к марке битума. Поэтому в данном разделе дается характеристика выбранных исходных материалов, сопоставляются их свойства с требованиями ГОСТов, дается определение каждому материалу и объясняется его роль в асфальтобетоне.
2.2.1. Щебень (гравий) Вид горной породы_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Марка щебня по прочности, МПа___________________________________________________ Марка щебня по износу___________________________________________________________ Морозостойкость_________________________________________________________________ Твердость исходной горной породы_________________________________________________ Плотность истинная, кг/м3_________________________________________________________ Плотность средняя, кг/м3__________________________________________________________ Содержание пылеватых и глинистых частиц, %_______________________________________ Содержание пластинчатых и игловатых зерен, % _____________________________________ Применяемые фракции щебня (гравия) и их количество заносятся в табл. 2.2.1. Таблица 2.2.1 Зерновой состав щебня
ВЫВОД: о соответствии качества щебня требованиям ГОСТ (требования ГОСТ к щебню приведены в приложении 1, 4).
2.2.2. Песок Минералогический состав_________________________________________________________ Модуль крупности________________________________________________________________ Плотность истинная, кг/м3_________________________________________________________ Плотность насыпная, кг/м3_________________________________________________________ Содержание пылеватых и глинистых частиц, %_______________________________________ Применяемые фракции песка и их количество заносятся в табл. 2.2.3.
Таблица 2.2.3 Зерновой состав песка
ВЫВОД: о соответствии качества песка требованиям ГОСТ (требования ГОСТ к песку приведены в прил.2).
2.2.3. Минеральный порошок Вид порошка____________________________________________________________________ Пористость, % по объему__________________________________________________________ Показатель битумоемкости, г/100 см3 абсолютного объема______________________________ Влажность, %____________________________________________________________________ Зерновой состав минерального порошка заносится в табл. 2.2.3. Таблица 2.2.3 Зерновой состав минерального порошка
ВЫВОД: о соответствии качества минерального порошка требованиям ГОСТ (требования ГОСТ к минеральному порошку приведены в прил.3). 2.2.4. Битум нефтяной дорожный Марка битума______________________________________________________________ Обоснование выбора марки битума____________________________________________ ________________________________________________________________________________ Свойства битума: Глубина проникания иглы, усл. град.__________________________________________ Растяжимость, см___________________________________________________________ Температура размягчения, 0С_________________________________________________ Температура вспышки, 0С____________________________________________________
Формование образцов
Образцы асфальтобетона получают уплотнением смеси в цилиндрических пресс-формах с вкладышами (ГОСТ 12801-98).
Порядок изготовления образцов: 1.Внутреннюю поверхность форм и вкладыши протереть тканью, смоченной маслом, установить на подставку, внутрь поместить вкладыш. 2.Взвесить необходимое для одного образца количество горячей асфальтобетонной смеси, заполнить форму, проштыковать горячим ножом. Установить верхний вкладыш и слегка прижать. 3.Установить форму со смесью на нижнюю плиту пресса и постепенно довести нагрузку до 400 кгс/см2. Давление выдержать в течении 3 мин., затем снять нагрузку и при помощи специального приспособления извлечь из формы образец асфальтобетона. Испытание проводят не ранее, чем через 1 сутки после изготовления.
Заключение
Рекомендуемый производству состав: Щебень % Песок % Минер. Порошок % Битум %
Приложение 1 Технические требования к щебню (ГОСТ 8267-93). 1. Щебень и гравий выпускают в виде следующих основных фракций: от 5(3) до 10 мм; св. 10 до 20 мм; св. 20 до 40 мм; св. 40 до 80(70) мм и смеси фракций от 5(3) до 20 мм. 2. Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гравия должны соответствовать указанным в таблице 1, где d и D – наименьшие и наибольшие номинальные размеры зерен. Таблица 1.
3. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) формы в щебне и гравии, в % по массе, должно быть не более (ГОСТ 9128-97): для смесей типа А и высокоплотных – 15 для смесей типов Б, БХ - 25; для смесей типов В, ВХ - 35. 4. Прочность щебня и гравия характеризуют маркой, определяемой по дробимости щебня (гравия) при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Щебень и гравий, предназначенный для строительства автомобильных дорог, характеризуют маркой по истираемости в полочном барабане. 5. Марки по дробимости щебня из осадочных и метаморфических пород должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 2, а марки по дробимости щебня из изверженных пород – в таблице 3. Таблица 2
Таблица 3
6. Марки по истираемости щебня и гравия должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 4. Таблица 4
7. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне и гравии в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости должно соответствовать указанному в табл. 5. Таблица 5
Приложение 2 Технические требования к песку (ГОСТ 8736-93). 1. В зависимости от зернового состава песок подразделяют на группы по крупности. Каждую группу песка характеризуют значением модуля крупности и полным остатком на сите №063, значения которых указаны в табл. 1. Таблица 1
2. Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц, а также глины в комках не должно превышать значений, указанных в табл. 2. Таблица 2
Приложение 3 Технические требования к минеральному порошку. 1. Показатели свойств, характеризующих качество минерального порошка, приведены в табл. 1 (ГОСТ 16557-78). Таблица 1
2. Показатели свойств техногенных отходов промышленного производства приведены в табл. 2 (ГОСТ 9128-97).
Приложение 4 Показатели прочности и морозостойкости щебня и гравия (ГОСТ 9128-97)
Приложение 5 Зерновые составы минеральной части смесей и асфальтобетонов для верхних слоев покрытий (ГОСТ 9128-97)
Примечание: В скобках указаны требования к зерновым составам минеральной части асфальтобетонных смесей при ограничении проектной документацией крупности применяемого щебня.
Приложение 6 Показатели физико-механических свойств плотных и высокоплотных асфальтобетонов из горячих смесей (ГОСТ 9128-97)
Литература
1. Дорожно-строительные материалы: учеб. Для вузов./Грушко И.М., Королев И.В., Борщ И.М., Мищенко Г.М..-М.: Транспорт, 1991 – 357 с. 2. Материалы и изделия для строительства дорог./Под ред. Горелышева М.В.-М.: Транспорт, 1986 – 148 с. 3. Дорожный асфальтобетон./Под ред. Гезенцвея Л.Б. – М.: Транспорт, 1986 –336 с. 4. Испытания дорожно-строительных материалов. Лабораторный практикум. / Леонович И.И. 5. ГОСТ 9228-97. Смеси асфальтобетонные, дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. 6. ГОСТ 12801-98. Смеси асфальтобетонные, дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Методы испытаний. 7. ГОСТ 12784-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний. 8. ГОСТ 11501-78, 11503-74, 11504-73, 11505-75, 11506-73, 11507-78, 11510-65. Битумы нефтяные вязкие. Методы испытаний. 9. ГОСТ 22245-76. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия. 10. ГОСТ 11955-82. Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия.
Кафедра «Строительные материалы»
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-31; Просмотров: 256; Нарушение авторского права страницы