Битумоминеральные материалы бескаркасной структуры

Битумоминеральные материалы, получаемые смешением в установке, отличаются от стандартизированного асфальтобетона пониженными требованиями к их физико-механическим свойствам, более широким ассортиментом минеральных материалов, главным образом местных.

Битумоминеральные материалы, получаемые смешением в установке, условно можно назвать асфальтобетоном четвертой марки.

По максимальному размеру минеральных зерен такие смеси делят на крупнозернистые (до 40 мм) и мелкозернистые (до 20 мм); по температуре смеси при укладке — на горячие, теплые и холодные; по плотности — на плотные и пористые.

Требования к качеству составляющих материалов для битумоминеральных смесей ниже, чем для асфальтобетона.

Щебень, чаще цельнодробленый без фракционирования, должен быть марки по дробимости не ниже 600 для изверженных пород и 300 — для осадочных.

В качестве минерального порошка допускается применение порошкообразных промышленных отходов — цементной пыли, золы-уноса, фильтр-прессных остатков и др.

Требования к битумам для этих смесей те же, что и для асфальтобетонных .

Кроме битумов, применяют дегти и битумные эмульсии (как самостоятельное вяжущее или в сочетании с цементом или известью).

Показатели физико-механических свойств плотных битумоминеральных смесей приведены в табл. 8.15, пористых — в табл. 8.16.

Режим приготовления, укладки и уплотнения битумоминеральных смесей тот же, что и у асфальтобетонных.

Показатели физико-механических свойств плотных битумоминеральных смесей

Таблица 8.15

Показатель

Нормы для смесей

с жидкими органическими вяжущими

с жидкими органическими совместно с минеральными вяжущими

с вязкими (в том числе и эмульгированными) органическими вяжущими

с эмульгированными органическими совместно с минеральными вяжущими

Предел прочности на сжатие, МПа, не менее, при температурах:

20 °С 50 °С

  • 1,2
  • 0,5
  • 1,5
  • 0,7
  • 1,6
  • 0,8
  • 1,8
  • 0,9

Коэффициент водостойкости, не менее

0,55

0,70

0,75

0,8

Водонасыщение, % по объему

4...9

4...9

2...6

2...6

Набухание, % по объему, не более

2,5

2

2

1,5

Таблица 8.16

Показатели физико-механических свойств пористых битумоминеральных смесей

Нормы для смесей

Показатель

с жидкими вяжущими

с жидкими совместно с минеральными, с вязкими (в том числе эмульгированными), с эмульгированными совместно с минеральными вяжущими

Предел прочности на сжатие, МПа, не менее, при температурах: 20 °С 50 °С

0,8

Не нормируется

  • 1,2
  • 0,5

Коэффициент водостойкости, не менее

0,5

0,6

Коэффициент водостойкости при длительном водонасыще- нии, не менее

0,4

0,5

Набухание

3

2

Гранулометрический состав битумоминеральных смесей отличается от асфальтобетонных содержанием щебня и минерального порошка. Например, в мелкозернистых битумоминеральных смесях содержание щебня 25...50 %, минерального порошка 8...20 %, тогда как в асфальтобетонных — 20...65 % и 6... 12 % соответственно.

Это означает, что в битумоминеральных материалах нет щебеночного каркаса и прочность обеспечивается большим количеством минерального порошка, т.е. повышенным внутренним сцеплением.

Приготовление битумоминеральных смесей способом смешения на дороге производится следующим образом. Минеральную смесь, выложенную на обочине длинным валиком, поливают жидким битумом, а затем смешивают все компоненты автогрейдером многократными проходами дорожной фрезы.

Невозможность точного дозирования компонентов и примитивный способ перемешивания не позволяют получать смесь требуемой однородности, однако ее физико-механические свойства всегда соответствуют нижним пределам норм (такие свойства обеспечиваются даже при очень больших изменениях гранулометрического состава).

Влажные органо минеральные смеси (ВОМС) (разработаны в Росдорнии) состоят из увлажненных минеральных материалов подобранного гранулометрического состава, активатора или ПАВ и жидкого органического вяжущего.

Они делятся на плотные (уплотняемые катками) с остаточной пористостью 2...5 % и пористые — плотностью 5...12 %, доуплотняемые транспортными средствами после открытия движения.

В качестве крупного заполнителя для ВОМС применяют природные или дробленые гравий, щебень, отходы промышленного производства, содержащие не более 40 % зерен размером 10...40 мм. Допускается применение пород, содержащих глинистые примеси, в которых комков не должно быть больше 5 %.

Песок может быть любой крупности, в том числе мелкий и дюнный. Минеральный порошок должен соответствовать требованиям ГОСТ 16557-78.

В качестве активатора применяют воздушную гашеную известь. В качестве вяжущих для приготовления ВОМС используют тяжелые нефти, гудрон, дорожный деготь, битумы жидкие и разжиженные. Вязкость вяжущих Cg0 должна быть в пределах 40... 120 с.

В составе минеральных смесей, предназначенных для устройства покрытий на дорогах с движением до 1000 авт./сут., нормируется только содержание минерального порошка —

  • 6.. .12 % зерен мельче 0,071 мм; сдвижением 1000...3000 авт./сут. дополнительно нормируется содержание щебня (до 40 %). Количество вяжущего в обоих случаях должно составлять
  • 3.. .5 % и 6...7 %. Количество воды определяется по разнице количества жидкой фазы.

Показатели физико-механических свойств материала из ВОМС должны соответствовать требованиям табл. 8.17.

Показатели физико-механических свойств ВОМС

Таблица 8.17

Свойство

Смесь, приготовленная

в лаборатории

на производстве

Остаточная пористость, % по объему, для смесей: плотных пористых

  • 2.0. ..4.9
  • 5.0. ..12.0
  • 2.0. ..4.9
  • 5.0. ..12.0

Водонасыщание под вакуумом, не более, % по объему, для смесей:

плотных

пористых

  • 5.0
  • 12.0
  • 3.0
  • 9.0

Набухание, % по объему, не более

0,5

0,5

Предел прочности при сжатии, не менее, при температурах, МПа (кгс/см2):

+20 °С +50 °С

0,6 (6,0) 0,3(3,0)

1,0(10,0) 0,5 (5,0)

Предел прочности при раскалывании по образующей при температуре 0 °С, в пределах, МПа (кгс/см2)

0,5...2,5 (5...25)

0,8...4,0 (8...40)

Коэффициент водостойкости (на 14-е сутки), не менее

0,7

0,8

Слеживаемость, не более, число ударов

5

5

Примечание. Слеживаемость определяют, если смесь готовят впрок.

ВОМС готовят в лопастных мешалках, укладывают асфальтоукладчиками или автогрейдером, уплотняют катками, преимущественно пневмоколесными.

Влажные органоминеральные или подобные смеси, уложенные и уплотненные в слое покрытия, приобретают прочность после высыхания.

Все эти смеси имеют ограниченное применение, однако при строительстве местных дорог их значение весьма существенно.

В число битумоминеральных материалов входят грунты, укрепленные органическими вяжущими (битумами, битумными эмульсиями, дегтями, синтетическими смолами). Указанные вяжущие применяют для укрепления следующих видов грунтов:

  • ? песчано-гравийных и песчано-щебеночных оптимального гранулометрического состава;
  • ? песков;
  • ? супесей;
  • ? суглинков легких или улучшенных гранулометрическими добавками.

Укрепленные органическими вяжущими грунты обладают упруго-вязкопластичными свойствами и достаточной водо- и морозостойкостью.

При укреплении грунтов органическими вяжущими формируется коагуляционная структура, возникающая при контакте агрегатов частиц между собой через тонкие прослойки вяжущего. Коагуляционные структуры отличаются от кристаллизационных (как у цементогрунтов) следующими свойствами:

  • ? относительно малой прочностью;
  • ? ярко выраженной пластичностью;
  • ? тиксотропностью.

При укреплении грунтов синтетическими смолами (например, карбамидной) в результате хемосорбционных связей формируется конденсационная структура. Эта структура отличается высокой прочностью, хрупкостью, упругостью. Она не способна к остаточным деформациям и характеризуется полным отсутствием тиксотропных свойств.

Расход жидкого битума, каменноугольного дегтя при укреплении различных грунтов колеблется от 3...5 до 6... 13 % от массы грунта.

Для получения более прочного укрепленного грунта по сравнению с грунтом, укрепленным жидкими битумами или дегтями, целесообразно использовать битумные эмульсии. Их применение позволяет использовать вязкие битумы, обрабатывать влажные грунты при температуре воздуха до 5 °С.

Такие укрепленные грунты дают возможность устраивать дорожные покрытия из грунтов на местных дорогах низших категорий (VI-a, VI-6).

Укрепление грунтов выполняется с использованием в качестве ведущей машины дорожной фрезы, однопроходной грунтосмесительной машины, стационарной или передвижной смесительной установки.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >