МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ
ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ
АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
НА ОСНОВЕ МЕЛКИХ ПЕСКОВ
ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕЙ АЗИИ
Одобрены Минтрансстроем
Москва 1978
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ МЕЛКИХ ПЕСКОВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕЙ АЗИИ. Союздорнии. М., 1978.
Даны рекомендации по технологии приготовления асфальтобетонных смесей в стационарных и полустационарных смесительных установках, их укладке и уплотнению. Приведены конструктивные требования по применению этих смесей в различных слоях дорожной одежды. Изложены требования к технологическому контролю.
Табл. 3, рис. 2.
Предисловие
В Среднеазиатском филиале Союздорнии в 1975 - 1976 гг. были проведены лабораторные и опытно-экспериментальные исследования с целью расширить область применения барханных песков для получения горячих асфальтобетонных смесей при устройстве верхних слоев дорожных покрытий, повысить физико-механические свойства получаемых дорожно-строительных материалов и совершенствовать технологию их приготовления в стационарных смесительных установках.
Проведенные исследования позволили разработать настоящие «Методические рекомендации по приготовлению асфальтобетонных смесей на основе мелких песков для устройства дорожных одежд в условиях Средней Азии».
В «Методических рекомендациях» приведены составы асфальтобетонных смесей на основе барханных песков с применением вязких битумов и минерального порошка. В качестве минерального порошка предлагается использовать молотый барханный песок, золу уноса и цементную пыль. Для приготовления асфальтобетонной смеси рекомендуется применять местные поверхностно-активные вещества и полимеры.
"Методические рекомендации" составили кандидаты технических наук З.Э. Рацен, Ю.В. Бутлицкий, Г.А. Попандопуло, инженеры Л.А. Шульженко, Э.А. Стадникова.
Общие положения
1. Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для руководства при строительстве новых и реконструкции существующих дорожных одежд в южных районах V дорожно-климатической зоны.
2. Асфальтобетон, полученный из смеси на основе барханных песков, в соответствии с ГОСТ 9128-76 следует относить к IV марке типа Д.
3. Барханные пески относятся к мелким и содержат 60 - 70 % фракции 0,25 - 0,15 мм, 25 - 30 % фракции 0,15 - 0,071 мм, 5 % фракции мельче 0,071 мм. Они характеризуются модулем крупности меньше 1, удельной поверхностью до 500 см2/г.
4. Целесообразность применения барханных песков или привозных каменных материалов для приготовления асфальтобетонных смесей устанавливается на основе сравнения технико-экономических показателей этих вариантов и в зависимости от категории дороги.
Конструктивные требования к слоям дорожной одежды (на основе барханных песков)
5. Горячие асфальтобетонные смеси на основе барханных песков применяются для устройства следующих покрытий:
на дорогах III - IV категорий при использовании минеральных порошков из активированных молотых барханных песков, золы уноса и цементной пыли, а также верхних слоев оснований под другие типы покрытий, имеющих модуль упругости слоя выше, чем у указанных материалов;
на дорогах V категории при использовании молотых барханных песков, поверхностно-активных веществ (ПАВ) и полимерных материалов, а также верхних слоев оснований под облегченные покрытия и нижних - под все типы покрытий.
6. Толщина конструктивных слоев дорожной одежды, приготовленных с применением горячих асфальтобетонных смесей на основе барханных песков, назначается в соответствии с «Инструкцией» ВСН 46-72 Минтрансстроя. Минимальная толщина слоя покрытия с учетом технологичности его укладки на дорогах всех категорий должна быть не менее 10 см.
7. Нижние слои оснований дорожной одежды должны укладываться непосредственно на защитные слои. Расчетные параметры горячих асфальтобетонных смесей приведены в таблице приложения 1, а аналогичные данные для барханных песков, укрепленных другими вяжущими материалами, применяемыми в слоях оснований или покрытий, назначаются в соответствии с «Методическими рекомендациями» по расширению применения мелких песков и малопрочных каменных материалов в конструкциях дорожных одежд во II и V дорожно-климатических зонах» (Союздорнии, М., 1975).
8. Помимо обязательного расчета дорожной одежды по трем критериям предельного состояния необходимо определить сдвигоустойчивость асфальтобетонных смесей из барханных песков в соответствии с приложением 1 настоящих «Методических рекомендаций».
9. В целях повышения шероховатости дорожных покрытий, приготовленных из горячих асфальтобетонных смесей на основе барханных песков, на них устраивается поверхностная обработка.
10. Минеральная часть смесей включает:
барханный песок и 5 - 10 % порошкообразных добавок;
50 % барханного песка и 20 - 50 % молотого барханного песка;
70 % барханного песка и 30 % активированного молотого барханного песка.
Примерный расход вязкого битума составляет 6,5 %.
При использовании ПАВ серии «Э» или водорастворимого полимера ВРП-1 в количестве 0,05 % от массы минеральных материалов расход битума снижается до 5,5 %
Требования к материалам и подбор состава смесей
11. Для приготовления горячих асфальтобетонных смесей применяются мелкие барханные пески песчаных пустынь Средней Азии.
Содержание легкорастворимых солей должно быть не выше 1 %, в том числе Na2SO4 и MgSO4 - менее 0,25 %, Na2CO3 и NaHCO3 - менее 0,1 %.
12. Битумы нефтяные дорожные вязкие должны отвечать требованиям ГОСТ 22245-76.
Для повышения долговечности асфальтобетонных покрытий и снижения расхода битума в смеси рекомендуется применять различные ПАВ и полимерные добавки, характеристика которых приведена в приложении 2 настоящих «Методических рекомендаций».
13. Минеральный порошок для асфальтобетонных смесей должен соответствовать требованиям ГОСТ 16557-71 и ГОСТ 9128-76. Применяют минеральный порошок, исходя из наличия местных ресурсов и экономической целесообразности.
В качестве минерального порошка можно использовать цементную пыль уноса среднеазиатских цементных заводов (Ахангаранского, Бекабадского, Кувасайского, Ангренского, Безмеинского и Душанбинского), золу уноса сухого улавливания, а также молотые барханные пески.
Молотый барханный песок должен иметь следующий зерновой состав (% массы):
мельче 1,25 мм............................................................................................................. 100
мельче 0,315 мм............................................................................................................. 90
мельче 0,071 мм............................................................................................................. 70
пористость (% объема)................................................................................. Не более 35
Таблица 1
|
Физико-механические свойства образцов из асфальтобетонной смеси |
При устройстве покрытий на дорогах III - IV категорий |
При устройстве верхних слоев оснований |
|
Водонасыщение, % объема, не более |
10 |
Не нормируется |
|
Набухание, % объема, не более |
3 |
То же |
|
Предел прочности при сжатии при температуре +20 °С (R20), кгс/см2, не менее |
16 |
“ |
|
То же при +50 °С (R50), не менее |
10 |
“ |
|
Коэффициент водостойкости, не менее |
0,8 |
0,8 |
|
Коэффициент длительной водостойкости после 15-суточного насыщения в воде, не менее |
0,7 |
Не нормируется |
|
Коэффициент морозостойкости после 10 циклов замораживания (t = -5 °С) и оттаивания, не менее |
0,7 |
0,6 |
|
Коэффициент теплостойкости после 196 час прогрева при температуре +50 °С, не более |
2,5 |
Не нормируется |
Таблица 2
|
Физико-механические свойства образцов из асфальтобетонной смеси |
При устройстве покрытий на дорогах V категорий |
При устройстве верхних слоев оснований |
|
Водонасыщение, % объема, не более |
10 |
Не нормируется |
|
Набухание, % объема, не более |
3 |
То же |
|
Предел прочности при сжатии при температуре +20 °С (R20), кгс/см2, не менее |
9 |
“ |
|
То же при +50 °С (R50), не менее |
5 |
“ |
|
Коэффициент водостойкости, не менее |
0,7 |
0,7 |
|
Коэффициент длительной водостойкости после 15-суточного насыщения в воде, не менее |
0,6 |
Не нормируется |
|
Коэффициент морозостойкости после 10 циклов замораживания (t = -5 °С) и оттаивания, не менее |
0,7 |
0,6 |
|
Коэффициент теплостойкости после 196 час прогрева при температуре +50 °С, не более |
2,5 |
Не нормируется |
Молотый барханный песок активированный должен иметь следующий зерновой состав (% массы):
мельче 1,25 мм............................................................................................................. 100
мельче 0,315 мм............................................................................................................. 95
мельче 0,071 мм............................................................................................................. 80
пористость (% объема)................................................................................. Не более 30
14. Оптимальный расход битума определяют в лаборатории на нескольких смесях. Для этого формуют образцы d = h = 50 мм при температуре 120 - 140 °С под нагрузкой 400 кгс/см2 в горячих формах. На следующий день после подготовки образцов определяют R20, R50; водонасыщение, набухание и Rвод определяют после суточного насыщения образцов в спокойной воде.
15. В процессе испытаний определяют также коэффициент длительной
теплостойкости Кт.дл образцов после 196 час прогрева при
температуре 50 °С как отношение 
и коэффициент
морозостойкости Кмрз при температуре -5 °С после 10 циклов замораживания как отношение 
.
16. ПАВ и полимеры вводят на поверхность минерального материала в виде водного раствора.
17. Образцы из горячих асфальтобетонных смесей, применяемых для устройства покрытий на дорогах III - IV категорий и верхних слоев оснований, должны отвечать требованиям табл. 1; для покрытий на дорогах V категории, верхних слоев оснований под облегченные покрытия и нижних слоев под все типы покрытий - требованиям табл. 2.
Технология приготовления асфальтобетонных смесей
18. Асфальтобетонные смеси на основе барханных песков приготавливают в стационарных смесительных установках на АБЗ либо в передвижных установках в притрассовых карьерах. При этом применяют битумы марок БНД 60/90 и БНД 40/60.
19. При выпуске смесей на стационарных АБЗ используют смесители любого типа (Д-508-2, Д-617-2, Д-645-3 и др.), а при выпуске смесей на передвижных установках - грунтосмесительные машины (ДС-50).
20. Технология приготовления смесей с применением барханного песка с местными заполнителями (молотые пески, зола уноса, цементная пыль) в асфальтосмесителях не отличается от технологии производства обычных асфальтобетонных смесей.
21. Барханный песок сушильного барабана после высушивания и нагрева горячим элеватором подают в бункер смесителя, сюда же в соответствующий отсек подают отдельным элеватором минеральный порошок. Из отсеков бункера песок и минеральный порошок после дозирования в весовых дозаторах попадают в мешалку для смешения с битумом.
22. При введении в смесь в качестве минерального порошка тонкомолотого барханного песка в технологическую схему включают шаровую мельницу. В процессе приготовления минерального порошка рекомендуется вводить на его поверхность поверхностно-активные добавки или активирующую смесь (смесь битума с ПАВ в соотношении 1:1), поэтому шаровую мельницу дополнительно снабжают рабочим узлом для подачи и дозирования ПАВ.
Добавку или ее смесь с битумом вводят в шаровую мельницу вместе с просушенным минеральным материалом.
Технологическая схема приготовления асфальтобетонной смеси на АБЗ приведена на рис. 1.
23. Для приготовления асфальтобетонных смесей в установке ДС-50 ее необходимо снабдить сушильными барабанами соответствующей производительности; обогреваемым элеватором для подачи песка от сушильного барабана в бункер смесительной установки; накопительным бункером и скиповыми подъемниками или же обогреваемым элеватором.
Кроме того, установке придается автобитумовоз и автоцементовоз. Технологическая схема приготовления асфальтобетонной смеси в карьерной установке ДС-50 приведена на рис. 2.
24. При изготовлении асфальтобетонной смеси песок из карьера подается в бункер, из которого по транспортеру поступает в сушильный барабан, а затем через дозатор подается в смеситель. При необходимости в этот бункер подается также минеральный порошок. Затем материалы попадают в двухвальную лопастную мешалку непрерывного действия производительностью 100 т/час. Битум и ПАВ подают в мешалку из расходных емкостей. Готовую смесь складируют в бункере, из которого загружаются транспортные средства.
25. В качестве ПАВ для активации барханного песка следует применять госсиполовую смолу с Кокандского масло-жирового комбината, а для улучшения свойств смеси в нее добавляют катионные ПАВ Э-1 Э-4 и полимер ВРП-1, характеристика которых приводится в приложении 2.
26. Температура смесей при выходе из смесителя без добавок ПАВ должна быть 140 - 160 °С, с добавкой ПАВ - 120 - 140 °С, а при укладке в конструктивный слой без добавки ПАВ - не ниже 120 °С, с добавкой ПАВ - не ниже 100 °С.
,
;
,
;