Современные асфальтобетоны подбор состава

В нашей стране в области подбора состава минеральной части смеси асфальтобетона чаще всего принято использовать метод предельных кривых зернового состава. Так работает и строительная лаборатория нашего Центра независимых строительных экспертиз. Сам процесс заключается в особенном выборе такой комбинации элементов, чтобы расположить кривую зернового  состава в зоне, которая ограничена предельными кривыми. При этом важно, чтобы кривая по возможности была плавной.

По фракциям рассчитывают состав минеральной смеси в зависимости от содержания выбранных элементов, их зерновых составов, где учтены по формуле процентное содержание фракций в смеси, компоненты, их количество, процентное содержание фракций в компонентах.

Лабораторные испытания, нацеленные на подбор зернового состава асфальтобетона (особенно при использовании песка из отсевов дробления), должны учитывать содержание зерен в минеральных веществах (менее 0,071 мм). Последние в процессе нагревания в сушильном агрегате выдуваются и оседают в пылеулавливателе. Данные пылевидные частицы либо удаляют из смеси, либо  в определенной дозировке поступают в установку для смешивания вместе с минеральным порошком.

Процедура использования пылеулавливания оговаривается в техническом регламенте по изготовлению смеси асфальтобетона. При этом учитывается качество материала, и особенности установки для приготовления асфальтобетонной смеси. Количество битума в смеси предварительно определяется в зависимости от расчетов либо рекомендаций. После этого задействуется специальное лабораторное оборудование по изготовлению смеси асфальтобетона.

Обычно получают на выходе несколько образцов. После этого, согласно действующему стандарту, определяется истинная и средняя плотность полученного материала. Полученные значения используют для расчета остаточной пористости и пористости минеральной составляющей. Если полученные данные не соответствуют положенным показателям, то производят новое вычисление  содержания битума (процентное в массе).

Для этого существует специальная формула, где учтена процентная пористость минеральных  элементов, требуемая остаточная пористость асфальтобетона в процентах, истинная битумная плотность, а также средняя плотность минерального состава (измеряется в граммах на кубический см).

После того, как рассчитано необходимое количество битума, смесь делают снова. Точно также формируют 2-3 образца и  находят остаточную пористость полученного материала. Процедуру следует повторять до тех пор, пока  нужный объем не будет найден. Когда будет найдено значение, соответствующее стандарту, именно это количество битума становится основой смеси асфальтобетона.

Асфальтобетонную смесь, в которой содержится заданное количество битума, используют уже для приготовления целой серии образцов, посредством стандартного метода уплотнения. Далее определяется полный спектр данных о физико-механических свойствах, которые предусмотрены ГОСТом. В том случае, если какой-то из показателей не будет отвечать нормативам, состав смеси необходимо будет менять. 

Если коэффициент внутреннего трения недостаточен, то нужно увеличить содержание крупных фрагментов щебня или дробленых зерен в песчаной части смеси. Когда показатели сцепления при сдвиге и прочности при сжатии при 50 градусах низкие, необходимо в допустимых пределах увеличить содержание минерального порошка, уменьшить вязкость битума, либо использовать менее вязкий.

Если при прочности 0 С значения высокие, согласно рекомендациям нужно уменьшить вязкость битума и применить полимерно-битумно вяжущее вещество, либо использовать пластифицирующие добавки.

Бывает, что асфальтобетон получается недостаточно устойчивым к влиянию влаги, тогда строительная лаборатория увеличивает объем битума или минерального порошка. При этом обязательно действовать в пределах, призванных обеспечить требуемые значения остаточной пористости, в том числе и минерального содержимого.

В целях повышения влагостойкости применяют активаторы, ПАВ, активированные минеральные порошки.

Завершенным подбор состава смеси асфальтобетона считается в том случае, если лабораторные испытания по всем физико-механическим показателям  отвечают требованиям ГОСТ. Только следует учесть, что в рамках данных условий к смеси асфальтобетона лучше провести оптимизацию в области повышения свойств эксплуатации и долгого срока службы полученного слоя. Еще недавно процедура оптимизации означала увеличение плотности.

Это явилось причиной формирования в дорожном строительстве ряда методов, используемых при подборе зерновых составов плотных смесей. Предложены они были очень давно, и заключались в следующем:
подбор плотных смесей, в результате которого один материал постепенно заполнялся другим - немецкий (экспериментальный метод);
метод кривых, в основе которого лежал подбор зернового состава, приближенного к заранее известным «идеальным» с математической точки зрения кривым для смесей плотной консистенции;
метод стандартных смесей по-американски, в основе которого лежат апробированные составы смесей их конкретных элементов.

Во время экспериментального метода поры одного крупного минерального материала постепенно заполняются материалом более мелким.  После перемешивания и уплотнения находят средние показатели плотности, выбирая тот состав, где после уплотнения меньше всего наблюдается пустот.

Когда нужно для приготовления смеси взять три компонента, к плотному составу из двух составляющих добавляют третью, увеличивая ее дозированность постепенно. Это трудоемкая процедура, которая не учитывает влияния содержимого жидкой фазы и особенностей битума относительно влияния на плотность смеси. Однако лабораторные испытания по сей день включают данную методику в комплекс экспериментально-исследовательских работ.

Помимо этого, экспериментальный метод лежит в основе расчета состава плотности смесей бетона из сыпучих материалов разных фракций и  наша строительная лаборатория широко его использует.

Принцип последовательного заполнения пустот является частью методики проектирования оптимального состава асфальтобетона для дорожных покрытий, в состав которого входят гравий, песок (с частицами любых размеров) и щебень.

Что касается показателей плотности смеси, то наилучший состав получается в том случае, если диаметр частиц в материале уменьшается в пропорции 1:16, а весовые показатели - 1:0,43. Только ввиду склонности к сегрегации смесей имеет смысл добавлять промежуточные фракции. Весовое количество фракций диаметром меньше в 16 раз при этом останется неизменным.

Стандарты на асфальтобетонные смеси  периодически изменялись, предлагались улучшенные проекты по составам асфальтобетона, проводились многочисленные исследования в этой области. Точно также развивалась практика   расчетных методик, предлагались разные варианты. В нашем Центре специалисты используют только передовые и эффективные технологии, поэтому мы можем гарантировать качество работ.