Белгородский государственный технологический. Водонасыщение асфальтобетона на что влияет

Изменение качества битума и асфальтобетона под влиянием адгезионной добавки

Современное строительство автомобильных дорог предъявляет повышенные требования к дорожно-строительным материалам, особенно к качеству асфальтобетона. улучшение этих качеств возможно путём разработки новых технологий приготовления смесей, повышения контроля качества выпускаемой асфальтобетонной смеси и исходных материалов, разработки более совершенных производственных комплексов. Одним из способов повышения качества битума и асфальтобетона является применение добавок поверхностно - активных веществ. От них зависит возможность получения асфальтобетона с заданными свойствами, и, прежде всего с такими важными физико-механическими характеристиками, как водо- и морозостойкость, коррозионная стойкость, прочность, пластичность и упругость.

Добавки ПАВ могут резко изменять условия образования и разрушения дисперсных систем [1] и в связи с этим коренным образом влиять на качество получаемой продукции. Поверхностно - активные вещества дают значительный положительный эффект в технологии обработки минеральных материалов битумами и при активации минеральных порошков в процессе помола, что имеет важное значение в достижении необходимого качества асфальтобетона и повышенной работоспособности черных дорожных покрытий[2,3]. ПАВ помогают равномерному перемешиванию самых мелких частиц, обеспечивают полное и быстрое физико - химическое взаимодействие их с окружающей средой, улучшают обрабатываемость минеральных материалов вяжущими, благодаря чему уменьшаются энергетические затраты на проведение процессов смешения.

Целью исследований является изучение влияние добавки ДАД на свойства битума и асфальтобетона. Установлено, что влияние добавки на свойства битума незначительно, за исключением изменения адгезии битума к каменному материалу.

При проведении лабораторных исследований, для выяснения влияния концентрации, добавку вводили в количестве 0.3%; 0,5%; 1%. Исследования показали, что введение ДАД в битум значительно улучшает сцепление с каменным материалом. В качестве каменного материала использовался гранит и кварцитопесчаник Лебединского ГОКа. На рисунке представлена диаграмма визуальной оценки сцепления битума с минеральным материалом.

Рисунок. Диаграмма визуальной оценки сцепления битума с минеральным материалом.

В качестве объекта исследования был выбран асфальтобетон типа Г в составе: битум БНД 60/90, отсев кварцитопесчаника, минеральный порошок из известняка, добавка ДАД. Изучалось влияние добавки на такие свойства асфальтобетона, как: прочность при 0˚С; 20˚С; 50˚С, водонасыщение, набухание, водостойкость. Изменение свойств асфальтобетона при введении ДАД представлено в таблице. Как видно из таблицы добавка ДАД увеличивает прочность при сжатии образцов. Улучшились показатели водонасыщения и набухания. Водонасыщение уменьшилось на 20%, набухание уменьшилось на 45%, прочность при сжатии при 200С увеличилась на 14%, прочность водонасыщенных образцов возросла на 23%, значительно увеличился коэффициент водостойкости. Следовательно, асфальтобетонное покрытие с применением исследуемой добавки будет более прочным, водостойким и теплоустойчивым, т. е. более долговечным.

Таблица. Изменение свойств асфальтобетона под влиянием добавки ДАД

Характеристики	Без добавки
Средняя плотность, ρm, г/см3	2,36	2,38
Водонасыщение, W, % по объему	2,20	1,82
Набухание, Н, % по объему

www.cs-alternativa.ru

Инженерный вестник Дона | Оценка влияния количества асфальтогранулята и технологии его подачи на свойства приготавливаемых асфальтобетонных смесей

Аннотация

Д.С. Черных, Д.А.Строев, Д.В.Задорожний, С.В. Горелов

Дата поступления статьи: 18.11.2013

В статье рассмотрено влияние количества добавки асфальтогранулята на свойства асфальтобетонных смесей и асфальтобетонов. Также рассмотрено влияние технологии подачи асфальтогранулята на физико-механические свойства асфальтобетонных смесей.

Ключевые слова: асфальтогранулят, асфальтобетон, вяжущее, физико-механические свойства, однородность.

05.23.17 - Строительная механика

08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)

В настоящее время в РФ актуален вопрос использования новых дорожно-строительных материалов, получаемых с использованием переработанного старого асфальтобетона (асфальтогранулята) для устройства покрытий и оснований дорожных одежд, что вызвано увеличением цен на битум и другие составляющие битумоминеральных смесей [1]. Мировая практика применения асфальтового лома старых покрытий показывает, что такие страны, как США, Англия, Германия и Франция, повторно используют весь переработанный материал (100%), Япония, Чехия и Словакия - 80%, Венгрия - 60% и Польша - 50%. Как показывают результаты многочисленных исследований, при переработке асфальтобетонного лома и его повторном использовании, содержащиеся в нем минеральные составляющие, сохранившие на своей поверхности пленку асфальтового вяжущего, обнаруживают свойства, характерные для активированных материалов [2]. Повторное применение старого асфальтобетона в дорожном строительстве позволяет уменьшить дефицит кондиционных минеральных и вяжущих материалов, сократить расходы на их перевозку, способствует решению проблем утилизации асфальтобетонного лома и охраны окружающей среды. В данной работе проведены исследование влияния количества АГ и технологии его подачи на свойства асфальтобетонов, на примере крупнозернистых пористых асфальтобетонных смесей и мелкозернистых плотных смесей типа «А», по специальной программе. Моделировался процесс приготовления асфальтобетонной смеси в смесительной установке АБЗ. С этой целью АГ вводили на каменный материал, нагретый до специально рассчитанной температуры, зависящей преимущественно от его влажности и количества (рис.1) [3,5,6], позволяющей до требуемой степени разогреть фрезерованный асфальтобетон и в то же время сохранить вяжущее, находящееся в нем не состарившимся и не пережженным. При данных температурах агломераты фрезерованного асфальтобетона распадаются на составные части и равномерно распределяются в общей массе смеси. Необходимо учитывать, что мелкодисперсный заполнитель уже обработан битумным вяжущим, это значительно облегчает процесс перемешивания смеси, а так же позволяет снизить водонасыщение материала [4,10]. Согласно результатам исследований Лукашевича В.Н., для предотвращения избирательной фильтрации легких углеводородных компонентов битумного вяжущего в поры минерального заполнителя, желательно применение двухстадийной технологии обработки минерального материала вяжущим. Это связано с тем, что при исследовании разреза щебенки из гранита, обработанного битумом, установлена адсорбция компонентов нефтяного битума. Таким образом, использование АГ в качестве элемента заполняющей части смеси позволяет предотвратить избирательную фильтрацию компонентов битума в поры минерального материала, т.к., по сути, является особым видом двухстадийной технологии обработки минерального материала вяжущим [9,10]. Проведенные исследования показали, что для обеспечения хорошего качества, а также стабильных и высоких физико-механических показателей необходимо ограничить количество добавляемого АГ – не более 20% от массы минерального материала при холодной подаче АГ на разогретый каменный материал и не более 30% при подаче предварительно нагретого АГ. Также необходимо следить за влажностью АГ, т.к. ее увеличение при подаче холодного АГ ведет к значительному повышению температуры нового минерального материала, и приводит к высоким энергетическим затратам.

Рис. - 1. - Значения температуры минеральных материалов в зависимости от количества асфальтогранулята в сухом состоянии

На рисунке 2 и в таблицах 1,2, показаны физико-механические свойства мелкозернистого плотного асфальтобетона типа А и крупнозернистого пористого асфальтобетона, с добавкой АГ, при его горячей и холодной подачах. Анализируя полученные результаты можно сделать следующие выводы: - снижение показателей водонасыщения и повышение коэффициента водостойкости можно объяснить тем, что в асфальтогрануляте уже содержатся, зерна обработанные вяжущим. Так же по данным А.С. Колбановской в процессе поликонденсации возрастает адсорбция битума, по мере старения асфальтобетона увеличивается, что способствует увеличению водостойкости. Следует отметить более интенсивное повышение водостойкости при предварительном прогреве АГ; - с увеличением количества асфальтогранулята наблюдается снижение показателей предела прочности при сжатии при 0 °С и трещиностойкости. Это связано с увеличением количества состарившегося вяжущего в составе асфальтобетона; - увеличение количества асфальтогранулята, ведет к падению коэффициента внутреннего трения, наблюдается повышение показателя коэффициента сцепления при сдвиге при температуре 50 °С, в результате повышения вязкости битума за счет объединения нового и старого вяжущего. Таблица № 1 Физико-механические показатели горячей крупнозернистой пористой асфальтобетонной смеси с добавлением 35% асфальтогранулята

Наименование показателей	Требования ГОСТ 9128-2009	Горячая подача	Холодная подача
Средняя плотность, г/см3	Не нормируется	2,390	2,383
Водонасыщение, % по объёму	От 4.0 до 10.0	4,1	5,2
Предел прочности при сжатии, МПА,
при 50 0С	Не менее 0,9	1,43	1,5
Коэффициент водостойкости	Не менее 0,7	0,96	0,94

Таблица № 2 Физико-механические показатели плотной асфальтобетонной смеси типа «А» с применением 35% асфальтогранулята

Наименование показателей	Требования ГОСТ 9128-2009 (III ДКЗ)	Горячая подача	Холодная подача
Средняя плотность, г/см3	Не нормируется	2,426	2,411
Водонасыщение, % по объёму	От 2,0 до 5,0	3,42	4,07
Предел прочности при сжатии, МПА,
при 0 0С	Не более 11,0	8,51	8,27
при 20 0С	Не менее 2,5	4,35	4,58
при 50 0С	Не менее 1,0	1,58	1,29
Коэффициент водостойкости	Не менее 0,85	0,90	0,81
Трещиностойкость по пределу прочности на растяжение при расколе при 0 0С, МПА	От 3,5 до 6,0	3,89	4,58
коэффициент внутреннего трения, не менее сцепление при сдвиге, не менее	0,87 0,25	0,83 0,32	0,82 0,28

- с увеличением количества асфальтогранулята, наблюдается возрастание показателя предела прочности при сжатии при температурах 20 и 50°С. Для асфальтобетонных смесей с горячей подачей асфальтогранулята характерны более высокие значения физико-механических показателей, что обусловлено лучшей обволакиваемостью и однородностью в процессе перемешивания;

а) б)

в)

Рис. 2. а) Водонасыщение; б) Предел прочности при 50 °С; в) коэффициент водостойкости асфальтобетона типа «А» с различным количеством АГ

Минеральные материалы, содержащиеся в АГ, обладающие меньшей собственной шероховатостью совокупно с высокопрочным вяжущим уменьшают угол внутреннего трения; С введением в состав заполняющей части АГ, в пределах до 20-30% масс, позволяет повысить теплостойкость смесей, сократить водонасыщение повысить прочность при сжатии при 200С и 500С. Использование асфальтогранулята для приготовления асфальтобетонных смесей эффективно и целесообразно, так как с одной стороны, позволяет получить значительную экономию дорожно-строительных материалов, с другой стороны обеспечивает высокую водо- и теплоустойчивость асфальтобетонных смесей, приготовленных на его основе.

Литература:

1.Костельов, М.П. Технология холодного ресайклинга способна быстрее, дешевле и больше ремонтировать покрытий на дорогах России. //Дорожная Техника. – 2004. - № 3. - с. 98-102. 2. Бахрах Г.С. Свойства асфальтогранулобетона (АГБ) – продукта холодной регенерации дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием / Г.С. Бахрах // Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. – М., 1999. – Вып. 12. – 32 с. 3. М VAG «Руководство по применению асфальтобетонной крошки» - FGSV Verlag, Кельн -2000г. 4. Epps, J. A., R. L. Terrel, D. N. Little, and R. J. Holmgreen. Guidelines for recycling asphalt pavements. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 49, 1980, pp. 144-176. 5. Symposium Recycling of Asphalt Pavement. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 49, 1997, pp. 685-802. 6. Kanhal, P.S., R.B. Mallick. Development of Rational and Practical Mix Design System for Full Depth Reclaimed (FDR) Mixes. University of New Hampshire. Final Report, 2002, pp.1-103. 7. СТБ 1705-2006 г. «Асфальтогранулят для транспортного строительства. Технические условия» - Минск, 2006г. 8. Wilson G., Williams G. Pavement bearing capacity computed by theory of layered systems // Proc. ASCE. - New York, 1950. - Vol. 76. -№ 16, pp. 85-98. 9. Сюньи Г.К. Регенерированный дорожный асфальтобетон./ Г.К. Сюньи, К.Х. Усманов, Э.С. Файнберг - М.: Транспорт, 1984. - 118 с. 10. Алиев A.M. Регенерация асфальтобетона./А.М.Алиев - Б.: Азернешр, 1985.- 275 с.164

www.ivdon.ru

Прочность асфальтобетона | Суровые будни начальника лаборатории

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Определение предела прочности образцов асфальтобетона при сжатии

Метод испытания асфальтобетона на прочность :

Образцы-цилиндры предварительно перед испытание на прочность асфальтобетона термостатируют при заданной температуре (+50±2) 0С, (+20±2) 0С, (0±2) 0С в течение 1ч. Затем по одному образцу вынимают из сосуда, где они термостатировались, протирают тканью и устанавливают по центру плиты пресса для определения прочности асфальтобетона . Опускают верхнюю плиту так, чтобы она была выше поверхности образца на 1,5-2мм. Включают двигатель и нагружают образец асфальтобетона до предельной нагрузки P. Перед испытанием на прочность асфальтобетона устанавливают скорость движения плиты пресса, которая должна быть 3.0±0.3мм/мин Автоматический электромеханический пресс на 50 кН Формула для расчета прочности асфальтобетона R = P/F, (3.13) где: P - разрушающее усилие, 10-1 Н; (кгс) F - площадь поперечного сечения образца, см2; R - предел прочности при сжатии, 10-1 Мпа (кгс/см2 Таблица 3.13 Результаты испытаний асфальтобетона на прочность

Наименование показателей	№ опыта			Среднее значение пределов прочности, (кгс/см2)/Мпа
Наименование показателей	1	2	3	Среднее значение пределов прочности, (кгс/см2)/Мпа
Площадь сечения, F, см2	40	40	40	-
Разрушающее усилие (P)При 200С, 10-1 Н (кгс) При 500С, 10-1Н (кгс) При 00С, 10-1 Н (кгс)	1400420 3290	1440380 3220	1420400 3190	– -
Предел прочности, R,10-1 Мпа, при сжатии При 200С, 10-1 Мпа (кгс/см2) При 500С, 10-1 Мпа (кгс/см2) При 00С, 10-1 Мпа (кгс/см2)	35,0 10,5 82,3	36,0 9,5 80,5	35,5 10,0 79,8	R20 =35,5 / R20 =3,55R50 =10,0 / R50 =1,0 R 0 =80,7 / R 0 =8,07

9) Определение предела прочности при сжатии водонасыщенных образцов асфальтобетона

Метод испытания: Для испытаний на прочность асфальтобетона используют образцы ранее испытанные на водонасыщение. Их до самого испытания выдерживают в воде при tводы=+20±20С. Затем вынимают по одному и испытывают на механическом прессе так же, как и в предыдущем разделе.

формула для расчета прочности водонасыщенных образцов асфальтобетона :

RH = PH/F; (3.14)

где: PH – разрушающая нагрузка, 10-1 Н; (кгс)

F – площадь поперечного сечения, см2; (кгс/ см2)

RH – предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов асфальтобетона, 10-1 Мпа.

Таблица 3.14

Результаты испытаний на прочность водонасыщенных образцов асфальтобетона

Наименование показателей	№ опыта
Наименование показателей	1	2	3
Разрушающая нагрузка, 10-1 Н, PH	1280	1340	1320
Площадь сечения, см2, F	40	40	40
Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов, 10-1 Мпа, RH	3,2	3,35	3,30
Среднее значение предела прочности при сжатии, 10-1 Мпа	3,28

prochnost-asfaltobetona

http://vk.com/club23595476 . контакты http://vk.com/club23595476 .

xn--90afcnmwva.xn--p1ai