Изготовление холодного асфальтобетона
Міністерство
освіти і науки України
Національний
транспортний університет
Кафедра
дорожньо-будівельних матеріалів і хімії
Курсовий
проект
З дисципліни:
”фізико-хімічна механіка будівельних матеріалів ”
На тему:
“Виготовлення холодного асфальтобетону”
Виконав: студент групи ТК-IV-1
Оверченко О.Ю.
Перевірив: викладач
Пархоменко Н.Г.
Київ - 2012
Вступление
Эффективность социально-экономического развития страны во многом
определяется качеством автомобильных дорог. Состояние с их недоремонтом, а
также включение наших дорог в Европейскую транспортную систему придают вопросу
реабилитации автомобильных дорог особую значимость. Вхождение в систему
Европейских грузоперевозок в ближайшее время невозможно ввиду наличия
автомагистралей с сильно изношенным покрытием, ограниченными условиями
безопасности движения и дорожного сервиса при недостаточных финансовых
возможностях. Решить задачи по сохранению и восстановлению работоспособности
автомобильных дорог в сложившихся условиях можно при внедрении технологий
регенерации асфальтобетонных покрытий, которые начали активно внедряться в
конце XX века в западноевропейских странах в условиях резкого роста цен на
энергоресурсы.
. Общие сведенья
Асфальтобетон
- распространённый строительный материал. Применяется для устройства
автомобильно-дорожных и аэродромных покрытий, эксплуатируемых плоских кровель,
в гидротехническом строительстве. Получается в результате затвердевания
уплотнённой асфальтобетонной смеси. Асфальтобетон изготавливают на
асфальтобетонном заводе.
Асфальтобетонная
смесь
Смесь
асфальтобетонная состоит из оптимально подобранных:
· минеральных
материалов: щебня
<#"578643.files/image001.jpg">
Рисунок.8.1. Изоповерхности водонасыщения модифицированной холодной а/б
смеси
Рисунок 8.3 Изоповерхности предела прочности при сжатии при 20 0С
образцов после длительного водонасыщения модифицированной холодной а/б смеси
Рисунок8.4 Изоповерхности предела прочности при сжатии при 50 °С
модифицированной холодной а/б смеси
Рисунок 8.5 Изоповерхности показателя слеживаемости модифицированной
холодной а/б смеси
Уменьшению водонасыщения сформованных образцов способствуют все три
фактора, то есть вяжущее, каучуко-полиолефиновая добавка и адгезионная присадка
КАДЭМ-ВТ. Из данных рисунка 8.1 следует, что в большей степени на уменьшение
водонасыщения влияет увеличение процентного содержания полимерного модификатора
и вяжущего.
На рисунке 8.2 представлены изоповерхности
экспериментально-статистической модели предела прочности при сжатии при
температуре 20 ºС для исследуемой холодной асфальтобетонной смеси.
Анализ этих изоповерхностей показал, что все три параметра оказывают
положительный эффект на повышение прочностных характеристик смеси. Однако,
наибольшее влияние оказывает второй фактор Х2 (каучуко-полиолефиновая добавка)
при оптимальном значении параметра Х1 (вяжущее). Значительный прирост прочности
происходит при количестве каучуко-полиолефиновой добавки в пределах 2-4 % и
вяжущего 4,75 %. При выдерживании всех этих параметров в пределах границы
варьирования наблюдался рост прочностных характеристик с улучшением других
физико-механических показателей.
Изоповерхности предела прочности при сжатии образцов после длительного
водонасыщения (рис. 8.3) во многом зависят от адгезионных свойств вяжущего.
Анализ изоповерхностей на рисунке 8.3 показал, что сочетание факторов Х2 и Х3
позволяют повысить прочность образцов после воздействия воды, что улучшает
водостойкость смеси.
Прочность при сжатии при 50 0С (рис. 8.4) - это функция отклика,
определяющая работоспособность модифицированных холодных асфальтобетонных
смесей при повышенных температурах, то есть его теплостойкость и
сдвигоустойчивость. Анализ изоповерхностей на рисунке 8.4 показывает, что на
показатель прочности при сжатии при температуре 50 0С исследуемые факторы
влияют следующим образом:
увеличение процентного содержания вяжущего в составе смеси до
определенного предела повышает прочность при 50 0С, а при дальнейшем увеличении
понижает;
увеличение содержания каучуко-полиолефиновой добавки в наибольшей степени
повышает прочность;
изменение процентного содержания адгезионной присадки КАДЭМ-ВТ в сторону
ее увеличения незначительно сказывается на прочности при 50 0С
Наибольший эффект достигается при соблюдении всех факторов в следующих
границах варьирования: вяжущего в пределах 4,5-4,75 %, каучуко-полиолефиновой
добавки более 2 % и адгезионной присадки КАДЭМ-ВТ более 0,4 %.
На рисунке 8.5 представлены изоповерхности экспериментально-статической
модели показателя слеживаемости. Под слеживаемостью холодных асфальтобетонных
смесей понимается их способность к самопроизвольному образованию сравнительно
прочных связей между частицами или их агрегатами в процессе хранения и
транспортирования. Таким образом, соблюдение этого параметра является
практически определяющим при приготовлении холодных смесей. Оптимальное
содержание трех факторов (вяжущего, каучуко-полиолефиновой добавки и
адгезионной присадки) позволяют получать модифицированные холодные смеси,
обладающие повышенными физико-механическими свойствами. При более детальном
рассмотрении изоповерхностей показателя слеживаемости (рис. 8.5) видно, что
наибольшее влияние на увеличение этого параметра оказывает содержание вяжущего
и каучуко-полиолефиновой добавки. При увеличении процентного содержания
вяжущего (более 4,875 %) и полимерного модификатора (более 2 %) происходит
резкое возрастание слеживаемости. Для правильного приготовления модифицированной
холодной асфальтобетонной смеси необходимо ограничить вяжущее 4,875 %,
каучуко-полиолефиновую добавку 2 %, при содержании поверхностно-активной
присадки КАДЭМ-ВТ 0,4-0,8 %.
На основании полученных данных можно с большой достоверностью и точностью
прогнозировать воздействие исследованных факторов на свойства модифицированных
холодных асфальтобетонных смесей. Исходя из приведенных исследований, можно
сформировать следующие основные принципы подбора компонентного состава холодных
смесей и регулирования их свойств:
· изменяя количество вяжущего можно регулировать водонасыщение,
остаточную пористость, в некоторой степени прочность и водостойкость;
· варьированием количества каучуко-полиолефиновой добавки можно
регулировать структуру вяжущего, его прочность, а так же прочность его пленок в
структуре смеси. Это происходит за счет улучшения адгезионной и когезионной
прочности битумного вяжущего. Данный аспект положительно отражается на всех
прочностных показателях;
· адгезионная присадка повышает водостойкость модифицированной
асфальтобетонной смеси.
По результатам анализа изоповерхностей экспериментально- статистической
модели основных физико-механических показателей можно сделать вывод, что
оптимальным содержанием всех трех компонентов является: вяжущего 4,75 %,
каучука - 2,6 - 3,0 % от массы вяжущего и количество адгезионной присадки
КАДЭМ-ВТ около 0,4 %.
. Защитные
слои для дорожного покрытия из холодного асфальтобетона
Если на ремонтируемом покрытии образовалась колея, то рекомендуется
устраивать защитные слои из холодного асфальтобетона.
Холодная асфальтобетонная смесь приготавливается в специальных машинах,
которые производят и укладку асфальтобетона. Эти машины снабжены контейнерами
для минеральной части, битумной эмульсии, воды и добавок (цемента).
Дозирование заполнителей осуществляется по объему. Процесс приготовления
смеси непрерывный. Из смесителя холодный асфальтобетон подается в
распределительный отсек, в котором перемешивается и разравнивается по
ремонтируемому покрытию на нужную толщину слоя. После распада и схватывания
битумной эмульсии отремонтированное покрытие готово к эксплуатации.
В технологической цепочке по устройству покрытия из холодного
асфальтобетона используются три машины:
) поливомоечная машина для очистки основания;
) специальная машина для приготовления и укладки холодного асфальтобетона;
) погрузчик для загрузки каменных материалов.
Отдельная операция по уплотнению слоя холодного асфальтобетона, как
правило, не производится, доуплотнение слоя происходит от транспортной
нагрузки. Для приготовления холодного асфальтобетона используются минеральные
материалы фракции 0-3 мм или 0-11 мм. Применение каменного материала такого
размера позволяет устраивать защитные слои от 5 до 20 мм.
Доля битумной эмульсии в холодном асфальтобетоне составляет 7-8%. Для
регулирования времени схватывания эмульсии рекомендуется добавлять до 2%
цемента.
. Хранение
Хранить холодный асфальт можно в мешках из полиэтилена в течение года.
Возможно хранение и без тары, в этом случае происходит твердение верхнего слоя
под которым холодный асфальтобетон сохраняет все свои свойства и удалив
образовавшуюся корку его можно использовать в полной мере.
Рис. 10. Упаковки для хранения холодных асфальтобетонных смесей.
Холодная складируемая асфальтобетонная смесь при хранении на складе
проходит активный процесс «вызревания», обеспечивающий повышение ее
структурно-механических свойств. Для ускорения этого процесса она должна
находиться на складе в штабелях высотой не более 2 м. При этом допускается
образование на поверхности штабеля корки повышенной прочности, которая легко
разрушается при работе погрузочных средств. Смесь, подлежащая затариванию в
герметичную тару, должна пройти на складе период «вызревания» в течение 7 - 8
сут.
Литература
1.
Мардиросова И.В., Чернов С.А. Комплексное модифицированное вяжущее для холодных
асфальтобетонных смесей / И.В.Мардиросова, С.А.Чернов // научно-технический
сборник «Дороги и мосты», выпуск 23/1.- Москва, 2010. - С. 228-237.
. Калгин Ю.
И. Дорожные битумоминеральные материалы на основе модифицированных битумов:
монография / Ю.И. Калгин; Воронеж. гос. архит. -строит. ун-т.- Воронеж: Изд-во
Воронеж. гос. ун-та, 2006. - 272 с.
.
Вознесенский В.А., Выровой В.Н. и др. Современные методы оптимизации
композиционных материалов. / Под ред. В.А. Вознесенского.- Киев: Будiвельник,
1983г. - 144 с.
. ГОСТ 9128 -
09 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические
условия. - М.: Стандартинформ, 2010. - 18 с.
. ГОСТ 12801
- 98 (с изм. 1. 2002) Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и
аэродромного строительства. Методы испытаний. - М.: Издательство стандартов,
2003. - 32 с.