1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ГОРЯЧЕЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ |
|
||||||||
СМЕСИ И ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ, |
|
||||||||
|
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ |
|
|
|
|||||
1.1. Физико-механические свойства асфальтобетона и полиме- |
|||||||||
расфальтобетона определяют на образцах, изготовленных по специ- |
|||||||||
альной методике [3, 4]. Технология изготовления образцов включает |
|||||||||
приготовление асфальтобетонной смеси или полимерасфальтобетон- |
|||||||||
ной смеси и уплотнение смесей в формах. |
|
|
|
|
|
||||
1.2. Формы для изготовления образцов представляют собой |
|||||||||
стальные полые цилиндры с вкладышами (рис. 1). Размеры форм при- |
|||||||||
ведены в табл. 1. Размеры образцов и ориентировочное количество |
|||||||||
смеси на один образец приведены в табл. 2. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Количество |
смеси |
||
|
|
|
|
|
для образцов зависит |
от |
|||
|
|
|
|
|
размеров и целей испыта- |
||||
|
|
|
1 |
|
ния. Учитывая |
трудоем- |
|||
|
|
|
h |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
кость и длительность ра- |
||||
|
|
|
|
|
бот по приготовлению ас- |
||||
|
d |
|
|
Д |
|
и поли- |
|||
Н |
|
|
δ |
|
фальтобетонной |
||||
|
|
|
|
мерасфальтобетонной |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
А |
|
|||||
|
|
|
смесей и образцов из них, |
||||||
|
|
б |
|
рекомендуется в |
течение |
||||
|
|
|
4-часовой |
лабораторной |
|||||
|
и |
2 |
|
работы приготовить горя- |
|||||
|
h |
|
|||||||
|
|
|
чую мелкозернистую |
ас- |
|||||
|
СРис. 1. Форма |
|
|
||||||
|
|
|
фальтобетонную |
смесь |
и |
||||
|
|
|
мелкозернистую |
полиме- |
|||||
|
|
|
расфальтобетонную смесь. |
||||||
|
для изготовления образцов |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица 1
Размеры форм для изготовления образцов
Наибольшая крупность |
|
Размеры форм, мм |
|
Площадь |
||
минеральных зерен, мм |
d |
H |
h1 |
h2 |
δ |
образца, см2 |
5 |
50,5 |
130 |
50 |
80 |
10 |
20 |
10, 15, 20 |
71,4 |
160 |
60 |
100 |
12 |
40 |
6
Таблица 2
Размеры образцов и ориентировочное количество смеси на один образец
Размеры образца, мм |
Ориентировочное количе- |
|
диаметр d |
высота h |
ство смеси на образец, г |
50,5 |
50,5 ± 1,0 |
220 – 240 |
71,4 |
71,4 |
640 – 670 |
1.3.Из каждой смеси требуется сформовать по 15 образцов с диаметром d и высотой h, равными 50,5 мм, и по 6 образцов с размерами d = h = 71,4 мм. Для сокращения времени нагрева минеральных материалов до рабочей температуры и облегчения условий переме-
шивания следует приготовить:
– две асфальтобетонные смеси одинаковогоИсостава для изготовления 15 и 6 образцов;
– две полимерасфальтобетонные смеси одинакового состава для изготовления 15 и 6 образцов. Д
1.4.Массу асфальтобетонной смеси М для изготовления n образцов рассчитывают по формулеА наПри подборе составабасфальтобетонной смеси минеральную
часть смеси прин мают за 100 %, а количество битума Б назначают |
||
С |
|
|
сверх 100 % минеральной части [5]. Следовательно, асфальтобетонная |
||
смесь составляет (100и+Б) % по массе. Массовые количества каждого |
||
компонента смеси Мк (щебень, песок, минеральный порошок, битум) |
||
определяют по формуле |
|
|
|
Мк =К М/(100+Б) , |
(2) |
где К – содержание компонента асфальтобетонной смеси, % по массе. 1.5. Асфальтобетонную смесь готовят следующим образом.
Предварительно высушенные минеральные материалы в рассчитанных количествах отвешивают в металлическую ёмкость и нагревают в сушильном шкафу, периодически перемешивая, до температуры, соответствующей глубине проникания иглы вязкого дорожного битума (табл. 3). К минеральным материалам добавляют требуемое количество битума, предварительно обезвоженного и нагретого в отдельной ёмкости до температуры, указанной в табл. 3.
7
Таблица 3
Температуры нагрева минеральных материалов, битума и асфальтобетонной смеси
Материалы |
Температура нагрева, °С, в зависимости от глубины |
||||
|
проникания иглы при 25 °С, 0,1 мм |
|
|||
|
40 – 60 |
60 – 90 |
90 – 130 |
130 – 200 |
200 – 300 |
Минеральные |
|
|
|
|
|
материалы |
170 – 180 |
165 – 175 |
160 – 170 |
150 – 160 |
140 – 150 |
Битум |
150 – 160 |
140 – 150 |
130 – 140 |
110 – 120 |
100 – 110 |
Смесь |
150 – 160 |
145 – 155 |
140 – 150 |
120 – 140 |
120 – 130 |
Примечание. При применении поверхностно-активных веществ или активированных минеральных порошков температуру нагрева минеральных материалов, битума и смеси снижают на 10 − 20 °С.
Смесь минеральных материалов перемешивают с битумом вручную до полного и равномерного объединения всех компонентов. Перемешивание считают законченным, если все зерна минерального
материала равномерно покрыты битумом и в готовой смеси нет его |
|
отдельных сгустков. |
И |
При использовании активированного минерального порошка его |
|
вводят холодным в смесь щебня и песка. |
|
|
Д |
1.6. Из готовой асфальто етонной смеси при температуре, ука- |
|
занной в табл. 3, формуют асфальтобетонные образцы. Асфальтобе- |
|
|
А |
б |
|
и |
|
тонные смеси, содержащ е до 50 % щебня по массе, уплотняют в формах методом прессован я под давлением (40 ± 5) МПа на гидравлических прессахС. При уплотнении должно быть обеспечено двухстороннее приложение нагрузки, что достигается передачей давления на уплотняемую смесь через два вкладыша, свободно передвигающихся в форме навстречу друг другу.
Формы и вкладыши нагревают в термостате до 90 − 100 °С, протирают формы тканью, слегка смоченной машинным маслом, и устанавливают их на специальную подставку, обеспечивающую выход нижнего вкладыша из полого цилиндра на 1,52 см. Взвешивают необходимое для одного образца количество нагретой смеси. Форму со вставленным нижним вкладышем наполняют смесью через металлическую воронку. Ориентировочное количество смеси на образец устанавливают в соответствии с табл. 2.
Смесь равномерно распределяют в форме штыкованием ножом или шпателем, вставляют верхний вкладыш и, прижимая им смесь, устанавливают форму на нижнюю плиту пресса для уплотнения. При
8
этом нижний вкладыш должен выступать из формы на 1,5 – 2 см. Верхнюю плиту пресса доводят до соприкосновения с верхним вкладышем и включают электродвигатель пресса. Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа в течение 5 – 10 с. Через (3 ± 0,1) мин нагрузку снимают, а образец извлекают из формы выжимным приспособлением и измеряют его высоту штангенциркулем с точностью
0,1 мм.
Если высота образца не соответствует приведенной в табл. 2, то требуемую массу смеси для формирования образца m рассчитывают
по формуле |
|
m =m0h/h0 , |
(3) |
где m0 – масса пробного образца, г; h − требуемая высота образца, мм; h0 – высота пробного образца, мм.
Образцы с дефектами кромок и непараллельностью верхнего и
нижнего оснований бракуют. |
Д |
Время, затрачиваемое на формование, может быть сокращено |
|
при одновременном уплотнении на прессе трех образцов с размерами |
||
d = h = 50,5 мм. |
А |
И |
Асфальтобетонные смеси с содержанием щебня более 50 % ре- |
||
|
б |
|
комендуется уплотнять комбинированным способом, заключающимся в вибрировании смеси на ви роплощадке с последующим доуплотнением на прессе [3, 4].
1.7. Приготовлен е пол мерасфальтобетонной смеси и формо-
вание образцов-ц л ндров з нее производят аналогично условиям
втором занятииСчерез 14 суток студенты испытывают образцы, определяя их физико-механические свойства.
приготовления смеси образцов из горячей асфальтобетонной смеси |
|
(см. пп. 1.4 – 1.6). |
и |
1.8. Образцы до испытания хранят в комнатных условиях. На |
|
Физические свойства асфальтобетона и полимерасфальтобетона (среднюю плотность и водонасыщение), пределы прочности на сжатие и на растяжение при расколе определяют на образцах с размерами d = h = 50,5 мм, показатели сдвигоустойчивости – на образцах, имеющих размеры d = h = 71,4 мм по методикам ГОСТ 12801-98.
Методики определения указанных физико-механических свойств асфальтобетона и полимерасфальтобетона одинаковы. Поэтому в разд. 2 и 3 приведены методики испытания асфальтобетонных образцов, которые справедливы для испытания полимерасфальтобетонных образцов.
9
Методы определения показателей трещиностойкости, глубины вдавливания штампа и усталостной прочности полимерасфальтобетонов изложены в разд. 4.
Среднюю плотность асфальтобетона определяют гидростатическим взвешиванием лабораторных образцов.
Три образца, изготовленные по стандартному методу, тщательно обтирают тканью и очищают от налипших частиц смеси. Образцы взвешивают с точностью 0,01 г на воздухе, затем погружают на 30 мин в сосуд с водой, имеющий температуру (20 ± 2) °С, после этого образцы взвешивают в воде, температура которой должна быть (20 ± 2) °С, вытирают и вторично взвешивают на воздухе.
Среднюю плотность |
образцов ρа |
вычисляют |
с точностью до |
||
0,01 г/см3 по формуле |
|
|
m |
И |
|
|
|
Д |
|
||
ρа |
|
|
(4) |
||
= mρВ / (m2 – m1), |
|||||
m |
|
А |
|
|
|
|
|
|
– масса образца, |
||
где m – масса образца, взвешенного на воздухе, г; m1 |
|||||
выдержанного в воде в течен е 30 мин и взвешенного в воде, г; m2 – |
|||||
б |
|
|
|
||
масса того же образца, втор |
чно взвешенного на воздухе, г. |
||||
За результат определения средней плотности принимают сред- |
|||||
и |
|
|
|
|
|
нее арифметическое значение результатов определения средней плот- |
|||||
ности трех образцовС. Если расхождение между наибольшим и наименьшим результатами параллельных определений превышает 0,03 г/см3, то проводят повторные испытания и вычисляют среднеарифметическое из шести значений [3].
Среднюю плотность минеральной части (остова) асфальтобетона в уплотненном состоянии определяют с учетом имеющихся пор расчетом на основании предварительно установленной средней плотности образцов асфальтобетона по подразд. 2.1 и соотношения мине-
10