Определение и подбор оптимального состава асфальтобетонной смеси и всех исходных материалов обеспечивает получение строительного дорожного полотна высокого качества. Для этого проводят испытания асфальтобетона, чтобы оценить его характеристики по сдвигоустойчивости, трещиностойкости, влагостойкости, износостойкости и устойчивости к старению.
Состав раствора: что включает?
Количественный, качественный и фракционный состав определяет ГОСТ 9128–2009. Асфальтобетонную смесь разделяют на несколько групп по количеству заполнителей:
- 1 — до 60%;
- 2 — около 50%;
- 3—40% и менее.
Посмотреть «ГОСТ 9128–2009» или cкачать в PDF (1.7 MB)
Основные ингредиенты для асфальтобетона:
- песок мелкозернистый речной либо очищенный, с добавлением гравия и примесей;
- органические вяжущие, такие как битум или деготь.
Посмотреть «ГОСТ 22245–90» или cкачать в PDF (194.2 KB)
Битум обеспечивает материалу вязкость только в разогретом состоянии, которым покрывают всю площадь заполнителей. Однако важно следить, чтобы этот компонент не стекал с них, обеспечить стойкость, пластичность и противостояние механическим и химическим влияниям. Когда при изготовлении асфальтобетонной смеси добиваются вязкого материала, тогда опираются на ГОСТ 22245, а если жидкого — на ГОСТ 11955. При этом основываясь как на марку битума, так и на класс получаемого асфальта и температуру смеси. Плотность асфальтобетона считают одной из главных характеристик этого материала.
Посмотреть «ГОСТ 11955» или cкачать в PDF (148.8 KB)
Проектирование структуры
Чтобы подобрать состав асфальтобетона, необходимо четко понимать для каких целей и, в каких условиях он будет эксплуатироваться, например, это пешеходная дорожка, автомагистраль с небольшим потоком транспорта или же максимально загруженная трасса. Все эти подвиды дорог несут разную нагрузку и, соответственно, для каждой необходимо правильно определить состав материала, чтобы не допустить деформаций со стороны полотна. Для испытаний разработана специальная компьютерная программа автодорожных исследований SHRP и ручные труды профессоров. Выведенными формулами и графиками удобно пользоваться при проектировании.
По модулю насыщения
Это значение для вяжущего вещества
асфальтобетона было определено научно-экспериментальным путем. Модуль отображает его содержание в минеральных компонентах с удельной поверхностью 1 м2/кг. Значения этого модуля равны m=3,0—5,0. Он определяет количество вяжущего вещества, которое крайне необходимо знать для получения прочного слоя.
По условиям эксплуатации
Этот метод проектирования подразумевает тесную связь структуры ингредиентов, входящих в состав, и получаемых свойств. Прочность материала зависит от структуры асфальтополотна и влияния на него (механического и температурного), в котором немаловажную роль играют показатели сцепления битума и остальных элементов, а также эластичность формы, реологические свойства, что изменяются в зависимости от температуры. Просчет слоя асфальтобетона путем подставления в выведенное уравнение проф. И.А.Рыбьевым исходных данных позволяет узнать до момента укладки, какую нагрузку будет нести полотно.
По предельным кривым
Суть этого метода заключается в сравнительной характеристике зернового состава, планируемого для использования. Он должен удовлетворять заявленным требованиям в нормативном документе относительно качества материалов. Проводят расчет гранулометрического состава и сравнивают с допустимыми показателями.
Если в таблице данные состава будут совпадать с разрешенными, в таком случае его считают правильным и переходят к следующему этапу строительства. Однако, если данные не отвечают нормативам, делают перерасчет минеральных заполнителей. Объемные доли (частные остатки) фракций переводят в полные, и строят графики предельных кривых плотных смесей. Гранулометрический состав плотной зернистой смеси задан уравнением, варианты которого соответствуют кривым, ограничивающим область допустимых зерновых составов.
Подбор состава и расчеты
Вычисление компонентного состава проводят по этапам:
- оценка качества исходных ингредиентов;
- проведение расчета минеральных составляющих;
- подсчет необходимого количества вяжущего вещества;
- распределение согласно полученным данным.
Если прочностные характеристики асфальтобетона не удовлетворяют требованиям нормативного документа, тогда разрешено повысить содержание минерального порошка или взять для основы битум более вязкой консистенции. Если же значения прочности меньше допустимого, в таком случае количество минеральных веществ значительно снижают, при этом следует понизить вязкость или даже добавить в смесь полимер.
Количество всех компонентов определяют в зависимости от всей массы по их процентному содержанию.
Водостойкость материала обеспечивают ПАВами. Не менее важное и главное условие, при котором смесь правильной пропорции должна верным образом храниться, исключая слеживаемость ингредиентов. Этот показатель для холодного плотного асфальтобетона отслеживается исходя из параметров остаточной пористости по ГОСТу. В итоге проектирование состава будет достигнуто, если пористость как минерального состава, так и остальные показатели отвечают необходимым требованиям государственного стандарта.
