Compre el programa para la elaboración de recetas para mezclas de hormigón asfáltico. Un ejemplo de la selección de la composición de la mezcla de hormigón asfáltico. La proporción de betún y minerales.

La composición de la mezcla de hormigón asfáltico se selecciona de acuerdo con la asignación elaborada sobre la base del diseño de la carretera. La asignación especifica el tipo, tipo y marca de mezcla de hormigón asfáltico, así como la capa estructural del pavimento para el que está destinada. La selección de la composición de la mezcla de hormigón asfáltico incluye pruebas y, de acuerdo con sus resultados, la selección de los materiales constituyentes, y luego el establecimiento de una relación racional entre ellos, lo que asegura la producción de hormigón asfáltico con propiedades que cumplan con los requisitos. del estándar. Los materiales minerales y el betún se prueban de acuerdo con los estándares actuales, y después de todo el conjunto de pruebas, se establece la idoneidad de los materiales para una mezcla de hormigón asfáltico de un tipo y grado determinados, guiados por las disposiciones de GOST. La relación entre los materiales constituyentes comienza con el cálculo de la composición granulométrica. Se recomienda seleccionar la parte mineral de las mezclas de hormigón asfáltico de grano grueso y fino en presencia de arena gruesa o media, así como las cribas trituradoras, de acuerdo con las composiciones de grano continuo, en presencia de arena natural fina, de acuerdo con las composiciones intermitentes , donde la estructura de piedra triturada o grava se rellena con una mezcla que prácticamente no contiene granos de tamaño 5-0,63 mm.

La parte mineral de arena caliente y cálida y todo tipo de mezclas de hormigón asfáltico frío se selecciona solo de acuerdo con las composiciones de grano continuo. Para la conveniencia de los cálculos, es aconsejable utilizar las curvas de los valores límite de la composición del grano, construidas de acuerdo con los requisitos de GOST (Fig). La mezcla de piedra triturada (grava), arena y polvo mineral se selecciona de tal manera que la curva de la composición granulométrica se ubique en la zona delimitada por las curvas limitantes y sea lo más suave posible. Al seleccionar la composición granulométrica de las mezclas sobre arenas trituradas y grava triturada, así como sobre materiales de trituración de cribas de rocas, que se caracterizan por un alto contenido de granos finos (más finos que 0.071 mm), es necesario tener en cuenta la cantidad de este último en el contenido total del polvo mineral. Cuando se utilizan materiales de cribados de trituración de rocas ígneas, se permite el reemplazo completo del polvo mineral con su parte finamente dispersa en mezclas para concreto asfáltico denso en caliente de grado III, así como en mezclas para concreto asfáltico poroso y altamente poroso de grado I y II. En mezclas para hormigón asfáltico caliente, templado y frío grados I y II, solo se permite la sustitución parcial del polvo mineral; Al mismo tiempo, la masa de granos más finos que 0.071 mm incluida en la mezcla debe contener al menos 50% de polvo mineral de piedra caliza que cumpla con los requisitos de GOST.

Cuando se utilizan materiales de cribado triturado de rocas carbonatadas en la composición de mezclas calientes y calientes para concreto asfáltico denso grados II y III, así como mezclas frías de grados I y II y mezclas para concreto asfáltico poroso y altamente poroso grados I y II, el polvo mineral se puede omitir si el contenido de granos más finos de 0.071 mm en las pantallas asegura que la composición del grano cumpla con los requisitos de GOST, y las propiedades de los granos más finos que 0.315 mm en las pantallas cumplan con los requisitos de GOST para polvo mineral. Arroz. Composiciones de tamaño de grano continuo de la parte mineral de mezclas de grano fino (a) y arenosas (b) calientes y cálidas para hormigón asfáltico denso utilizado en las capas superiores de pavimentos.

Cuando se utilizan productos de trituración de grava polimineral en concreto asfáltico en zonas climáticas de carreteras IV-V, también se permite no introducir polvo mineral en mezclas de concreto asfáltico de grado II, si la masa de granos más finos que 0.071 mm contiene al menos 40% de carbonatos de calcio y magnesio (CaCO3 + MgCO3). Como resultado de la selección de la composición del grano, se establece el porcentaje en peso entre los componentes minerales del hormigón asfáltico: piedra triturada (grava), arena y polvo mineral. El contenido de betún en la mezcla se selecciona de antemano de acuerdo con las recomendaciones del Apéndice 1 de GOST y teniendo en cuenta los requisitos de la norma para el valor de la porosidad residual del hormigón asfáltico para una región climática específica. Por lo tanto, en las zonas climáticas de carreteras IV-V, se permite el uso de hormigón asfáltico con una porosidad residual mayor que en I-II, por lo que el contenido de betún en el hormigón asfáltico para estas zonas se asigna más cerca de los límites inferiores recomendados, y en I -II - a los superiores.

El laboratorio prepara tres muestras de una mezcla de hormigón asfáltico con una cantidad preseleccionada de betún y determina: la densidad media del hormigón asfáltico, la densidad media y real de la parte mineral, la porosidad de la parte mineral y la porosidad residual del asfalto. hormigón según GOST Si la porosidad residual no corresponde a la seleccionada, entonces el contenido requerido se calcula a partir de las características obtenidas del betún B (%) de acuerdo con la fórmula: B donde V ° pop es la porosidad de la parte mineral,% del volumen; Vpore: la porosidad residual seleccionada,% del volumen, se toma de acuerdo con GOST para una zona climática de carreteras determinada; GB - densidad real del betún, g / cm 3; gb = 1 g / cm3; r ° m es la densidad media de la parte mineral, g / cm 3.

Habiendo calculado la cantidad requerida de betún, la mezcla se prepara nuevamente, se forman tres muestras a partir de ella y se determina la porosidad residual del concreto asfáltico. Si la porosidad residual coincide con la seleccionada, se acepta la cantidad calculada de betún. La mezcla de hormigón asfáltico de la composición seleccionada se prepara en el laboratorio: kg de grano grueso, kg de grano fino y kg de mezcla arenosa. Las muestras se hacen a partir de la mezcla y se determina el cumplimiento de sus propiedades físicas y mecánicas con GOST. Si el hormigón asfáltico de la composición seleccionada no cumple con los requisitos de la norma para algunos indicadores, por ejemplo, para resistencia a 50 ° C, entonces se recomienda aumentar (dentro de límites aceptables) el contenido de polvo mineral o aplicar betún más viscoso; si los valores de resistencia no son satisfactorios a 0 ° C, debe reducirse el contenido de polvo mineral, debe reducirse la viscosidad del betún o debe añadirse un aditivo polimérico.

En caso de resistencia al agua insuficiente del hormigón asfáltico, es aconsejable aumentar el contenido de polvo mineral o betún; mientras que la porosidad residual y la porosidad del entramado mineral deben permanecer dentro de los límites estipulados por la citada norma. Los tensioactivos y los polvos minerales activados son los más eficaces para aumentar la resistencia al agua. Al asignar el contenido de betún para mezclas de hormigón asfáltico frío, se deben tomar medidas adicionales para evitar que la mezcla se apelmace durante el almacenamiento. Para esto, después de determinar la cantidad requerida de betún, se preparan muestras para analizar el apelmazamiento. Si el índice de apelmazamiento excede los requisitos de GOST, entonces el contenido de betún se reduce en un 0.5% y se repite la prueba. La cantidad de betún debe reducirse hasta que se obtengan resultados de apelmazamiento satisfactorios, sin embargo, es necesario asegurarse de que la porosidad residual del concreto asfáltico frío no exceda los requisitos de GOST. Después de ajustar la composición de la mezcla de concreto asfáltico, la mezcla seleccionada debe probarse de nuevo. La selección de la composición de la mezcla de hormigón asfáltico se puede considerar completa si todos los indicadores de las propiedades de las muestras de hormigón asfáltico cumplen con los requisitos del GOST mencionado anteriormente.

Un ejemplo de la selección de la composición de la mezcla de hormigón asfáltico Es necesario seleccionar la composición de la mezcla de hormigón asfáltico caliente de grano fino de tipo B, grado II para hormigón asfáltico denso destinado a la construcción de la capa superior del pavimento en la III zona climática vial. Están disponibles los siguientes materiales: - granito triturado, fracción 5-20 mm; - piedra caliza triturada, fracción 5-20 mm; - arena de río; - material de cribados de trituración de granito; - material procedente de cribados de trituración de piedra caliza; - polvo mineral no activado; - betún de aceite de grado BND 90/130 (según pasaporte). Las características de los materiales probados se dan a continuación. Piedra triturada de granito: grado de resistencia al aplastamiento en un cilindro, grado de desgaste - I-I, grado de resistencia a las heladas - Mrz 25, densidad real - 2,70 g / cm 3; piedra triturada de piedra caliza: grado de resistencia al aplastamiento en el cilindro - 400, grado de desgaste - I-IV, grado de resistencia a las heladas - MRZ 15, densidad real - 2,76 g / cm 3; arena de río: contenido de partículas de limo y arcilla - 1,8%, arcilla - 0,2% en peso, densidad real - 2,68 g / cm 3; material procedente de cribados de trituración de granito grado 1000:

Contenido de partículas de limo y arcilla - 5%, arcilla - 0,4% en peso, densidad real - 2,70 g / cm 3; material de cribados de trituración de piedra caliza de grado 400: contenido de partículas de limo y arcilla - 12%, arcilla - 0,5% en peso, densidad verdadera - 2,76 g / cm 3; polvo mineral no activado: porosidad - 33% del volumen, hinchamiento de muestras de una mezcla de polvo con betún - 2% del volumen, densidad real - 2,74 g / cm 3, índice de capacidad de betún - 59 g, humedad - 0,3 % por peso; betún: profundidad de penetración de la aguja a 25 ° С - 94 × 0,1 mm, a 0 ° С - 31 × 0,1 mm, temperatura de ablandamiento - 45 ° С, extensibilidad a 25 ° С - 80 cm, a 0 ° С - 6 cm , Fraas temperatura frágil - menos 18 ° С, punto de inflamación - 240 ° С, la adherencia a la parte mineral de la mezcla de hormigón asfáltico resiste, índice de penetración - menos 1. De acuerdo con los resultados de la prueba, la piedra triturada de granito puede considerarse adecuada para la preparación mezclas de tipo B grado II, arena de río, material procedente de tamices de trituración de granito, polvo mineral y betún de la marca BND 90/130.

La piedra triturada de piedra caliza y el material de los tamices de trituración de piedra caliza no cumplen con los requisitos de la tabla. 10 y 11 GOST en términos de fuerza. Las composiciones de grano de los materiales minerales seleccionados se dan en la tabla. El cálculo de la composición de la parte mineral de la mezcla de hormigón asfáltico comienza con la determinación de dicha proporción de las masas de piedra triturada, arena y polvo mineral, en la que la composición del tamaño de grano de la mezcla de estos materiales cumple con los requisitos de Mesa. 6 Tabla GOST

Cálculo de la cantidad de piedra triturada de acuerdo con GOST y Fig. 2, y el contenido de partículas de piedra triturada de más de 5 mm en la mezcla de hormigón asfáltico de tipo B es del 35-50%. Para este caso, tomamos el contenido de piedra triturada Ш = 48%. Dado que los granos mayores de 5 mm en la piedra triturada contienen 95%, se requerirá piedra triturada Ш = El valor obtenido se ingresa en la tabla. 7 y calcule el contenido en la mezcla de piedra triturada de cada fracción (tome el 50% de la cantidad de cada fracción de piedra triturada). Cálculo de la cantidad de polvo mineral De acuerdo con GOST y Fig. 2, y el contenido de partículas más finas de 0.071 mm en la parte mineral de la mezcla de concreto asfáltico de tipo B debe estar dentro del 6-12%. Para el cálculo, tomamos el contenido de partículas, por ejemplo, más cerca del límite inferior de los requisitos, es decir, el 7%. Si la cantidad de estas partículas en el polvo mineral es del 74%, entonces el contenido del polvo mineral en la mezcla es MP =

Sin embargo, para nuestras condiciones, se debe tomar el 8% del polvo mineral, ya que ya hay una pequeña cantidad de partículas más finas de 0.071 mm en la arena y material de los tamices de trituración de granito. Los datos obtenidos se ingresan en la tabla 7 y se calcula el contenido de polvo mineral de cada fracción (tomar 8%). Cálculo de la cantidad de arena cada uno de ellos por separado. La relación entre la arena de río Pr y el material del cribado de la trituración de granito se puede establecer por el contenido de granos en ellos más finos de 1,25 mm, que, según GOST y la Fig. 2, y en la mezcla de hormigón asfáltico de tipo B debe ser de 28-39%. Aceptamos el 34%; del cual el 8%, calculado anteriormente, es la proporción de polvo mineral. Entonces, la proporción de arena sigue siendo 34-8 = 26% de los granos más finos que 1,25 mm. Teniendo en cuenta que la fracción de masa de dichos granos en la arena de río es del 73%, y en el material de las cribas de trituración de granito, el 49%, formamos la proporción para determinar la fracción de masa de arena de río en la parte mineral de la mezcla de hormigón asfáltico:

Para el cálculo tomamos Pr = 22%; entonces la cantidad de material procedente del cribado de trituración de granito será = 20%. Habiendo calculado, de manera similar a la piedra triturada y el polvo mineral, la cantidad de cada fracción en la arena y el material, a partir de las cribas de granito triturado, escribimos los datos obtenidos en la tabla. 7. Sumando el número de partículas más finas que un tamaño dado en cada columna vertical, obtenemos la composición del tamaño de grano total de la mezcla de materiales minerales. La comparación de la composición resultante con los requisitos de GOST muestra que los satisface. Asimismo, calculamos la parte mineral de la mezcla de hormigón asfáltico de composición de grano discontinuo. Determinación del contenido de betún Se mezclan piedra triturada, arena, tamices de trituración de granito y polvo mineral con un 6% de betún. Esta cantidad de betún es el valor medio de lo recomendado en la aplicación. 1. GOST para todas las zonas de carreteras y climáticas. Se preparan tres muestras con un diámetro y una altura de 71,4 mm a partir de la mezcla resultante.

Dado que la piedra triturada en la mezcla de hormigón asfáltico contiene 50%, la mezcla se compacta utilizando un método combinado: vibración en una plataforma vibratoria durante 3 minutos bajo una carga de 0.03 MPa (0.3 kgf / cm 2) y compactación adicional en una prensa para 3 minutos bajo una carga de 20 MPa (200 kgf / cm 2). Después de h, se determina la densidad media (masa volumétrica) del hormigón asfáltico (muestras), la densidad real de la parte mineral del hormigón asfáltico r °, y con base en estos datos se determina la densidad media y la porosidad de la parte mineral. de las muestras se calculan. Conociendo la densidad real de todos los materiales y eligiendo la porosidad residual del hormigón asfáltico Vpor = 4% según GOST, se calcula la cantidad aproximada de betún. La densidad media de las muestras de hormigón asfáltico de ensayo con un contenido de betún del 6,0% (superior al 100% de la parte mineral) es de 2,35 g / cm3. En este caso

G / cm 3; Se preparan tres muestras a partir de la mezcla de control con 6,2% de betún y se determina la porosidad residual. Si está dentro de 4.0 ± 0.5% (como era habitual para el concreto asfáltico de grano fino a partir de mezclas de tipo B), entonces se prepara una nueva mezcla con la misma cantidad de betún, se moldean y prueban 15 muestras de acuerdo con los requisitos de GOST (tres muestras para cada tipo de prueba). Si los indicadores de las propiedades de las muestras preparadas a partir de la mezcla seleccionada se desvían de los requisitos de GOST, entonces es necesario ajustar la composición de la mezcla y probarla nuevamente.

Las composiciones de grano de la parte mineral de las mezclas y el hormigón asfáltico deben corresponder a las indicadas en la tabla. Los índices de las propiedades físicas y mecánicas del hormigón asfáltico utilizado en determinadas zonas viales y climáticas deben corresponder a los indicados en la tabla.

Componentes, formulación y propiedades Una evaluación objetiva de la idoneidad de un polvo para su uso en hormigón asfáltico vertido solo es posible mediante los resultados de las pruebas de muestras de hormigón asfáltico realizadas sobre él. Teniendo en cuenta esta importante circunstancia, es posible utilizar en algunos tipos de hormigón asfáltico colado incluso a primera vista como polvos inadecuados, como loess, marga molida, yeso o yeso, residuos de prensa de filtro de la industria azucarera, residuos de sosa. plantas, escorias de ferrocromo, etc. La arena juega un papel tecnológico y económico importante en la producción de mezclas de hormigón asfáltico. Al elegir arena, se da preferencia a la arena natural. Cuanto más denso y grueso es el grano, más móvil y densa es la mezcla mineral y menos betún requiere. A diferencia del polvo mineral, la mayoría de las arenas de cuarzo naturales de mar, río y lago no reaccionan químicamente con el betún. Para la mayoría de las mezclas fundidas, podemos recomendar arenas que cumplan con los requisitos de la norma y la mesa.

Componentes, formulación y propiedades Para mezclas de los tipos I y II, no se recomienda utilizar tamices trituradores que contengan una mayor cantidad de partículas de polvo, para evitar el deterioro de la movilidad de las mezclas y un aumento en el consumo de betún. Es aconsejable utilizar arenas trituradas solo como aditivo a la arena redondeada natural en la fabricación de mezclas de los tipos I y II. en su forma pura, solo se pueden utilizar en mezclas de los tipos III, IV y V. Prácticamente todas las propiedades del concreto asfáltico fundido mejoran significativamente cuando se agrega una fracción de 3-5 mm de rocas difíciles de pulir a la mezcla de semillas. La proporción de fracción 3-5 mm y fracción 5-10 en la mezcla debe tomarse como 2: 1 o 1.5: 1. Piedras trituradas (grava) para mezclas de piedras trituradas (grava) moldeadas deben cumplir con los requisitos y la tabla. 3. No se recomienda utilizar piedra triturada obtenida por trituración de rocas débiles (grado de capacidad de trituración inferior a 600) y porosas. La piedra triturada porosa absorbe rápidamente el betún y, para garantizar la movilidad necesaria de la mezcla, se debe aumentar el contenido de betún.

Componentes, formulación y propiedades En mezclas para la capa superior, se requiere utilizar piedra triturada de rocas densas y difíciles de pulir, de forma cúbica con un tamaño máximo de hasta 15 (20) mm. Además, para mezclas de tipo I, se recomienda piedra triturada en fracciones 3-15 con una proporción de grano de 3-5, 5-10 y mm como 2.5: 1.5: 1.0. Para mezclas del tipo V, el tamaño máximo de grano puede ser de hasta 20 mm y para el tipo III - 40 mm. En este último caso, la resistencia de la roca original se puede reducir en un%.

Componentes, formulación y propiedades Sin daño especial al hormigón asfáltico de las mezclas de los tipos II, III y V, pero con un gran beneficio para la producción, se puede reducir el requisito de trituración de los granos de piedra triturada. La trituración de granos en estas mezclas asfálticas es poco probable, ya que la formación de la estructura en un monolito se produce bajo la influencia de la gravedad o la vibración y sin la participación de rodillos pesados. En mezclas fundidas de los tipos II, III y V, la grava se puede utilizar con éxito. Debido a la forma redondeada y la naturaleza ultraácida de la superficie del grano, la mezcla tiene una mayor movilidad con un menor consumo de betún. El betún determina la composición de las fases del ligante asfáltico en el hormigón asfáltico, está sujeto a los mayores cambios en comparación con otros componentes de la mezcla y afecta la estabilidad térmica del pavimento. Por lo tanto, se guían principalmente por grados viscosos que tienen las propiedades indicadas en la tabla. 4.

Componentes, formulación y propiedades Si el betún no tiene un complejo de las propiedades especificadas, se mejora agregando betún natural, rocas bituminosas, elastómeros, etc. Los aditivos muy eficaces incluyen el betún natural, que es muy compatible con el petróleo y fácil de usar. El betún natural se formó a partir del petróleo en las capas superiores de la corteza terrestre como resultado de la pérdida de fracciones ligeras y medias, el desasfaltado natural del petróleo, así como los procesos de interacción de sus componentes con oxígeno o azufre. En el territorio de nuestro país, los betunes naturales se encuentran en varias rocas bituminosas y rara vez se encuentran en forma pura. Componentes, formulación y propiedades Los depósitos de betún se presentan en forma de capas, lentes, venas y en la superficie. La mayor cantidad de betún se encuentra en depósitos estratales y lenticulares. Los depósitos de venas son raros en nuestro país. Se encuentra una cantidad significativa de betún natural en los depósitos superficiales. En cuanto a su composición química, estos betunes son similares a los del petróleo. Los betunes naturales son sólidos, viscosos y líquidos. Betunes duros (asfaltitas). Densidad de asfaltitas kg / m 3, temperatura de ablandamiento ° С. En promedio, la asfaltita contiene un 25% de aceites, un 20% de resinas y un 55% de asfaltenos. Las asfaltitas tienen propiedades adhesivas aumentadas debido al alto contenido de tensioactivos naturales en su composición: ácidos asfaltogénicos y sus anhídridos. Las asfaltitas son resistentes al envejecimiento cuando se exponen a la radiación solar y al oxígeno atmosférico.

Componentes, formulación y propiedades Se obtuvieron resultados positivos cuando se introdujo polietileno triturado en la mezcla colada, así como polvo de caucho finamente molido (TIRP) en una cantidad de 1,5% en peso de materiales minerales. Como aditivo que aumenta la resistencia al calor del hormigón asfáltico vertido, se recomienda utilizar azufre desgasificado en forma grumosa, granular (tamaño granular hasta 6 mm) o líquida. Se introduce azufre en el mezclador para materiales minerales calientes, es decir, E. antes de alimentar con betún. La cantidad de azufre se asigna en el rango de 0,25-0,65 del contenido de betún. En este caso, la cantidad de betún con azufre es 0,4-0,6 del contenido del polvo mineral.

Componentes, recetas y propiedades Resumiendo lo dicho, conviene tener en cuenta que la mayor parte del "know-how" enumerado requiere superar serios problemas técnicos y tecnológicos, así como costos financieros adicionales, que no pueden ser resueltos por todas las organizaciones. . Al aumentar el costo de producción, no siempre mejoran las propiedades tecnológicas de las mezclas y el rendimiento del recubrimiento, así como la salud humana y el medio ambiente. Se recomienda seleccionar la receta para mezclas utilizando un método especial. El cálculo del contenido de los componentes comienza después de determinar la composición granulométrica (granulométrica) de todos los materiales minerales y de construir una curva de tamizado. La curva debe ajustarse a los límites recomendados para un tipo específico de mezcla 53 Componentes, formulación y propiedades Si la curva de tamizado no se ajusta a los límites recomendados, ajuste el contenido de los granos individuales cambiando su cantidad en la mezcla mineral. Al calcular la cantidad de polvo mineral, es necesario hacer una corrección por el contenido de polvo de arena y piedra triturada en la mezcla mineral. Además, guiado por los valores numéricos de la composición de fase del aglutinante asfáltico (B / MP) y su cantidad (B + MP) para el tipo correspondiente de mezcla fundida, una dosis de betún (betún polimérico u otro aglutinante de betún) se introduce y se determinan los indicadores de propiedad. Los principales indicadores de las propiedades de las muestras de mezcla fundida y hormigón asfáltico, para los valores dados de los cuales se selecciona la composición, son para los tipos: I y V - movilidad, profundidad de indentación del sello y saturación de agua; II - movilidad, resistencia a la compresión a +50 ° C y profundidad de hendidura del sello; III - movilidad y saturación de agua; IV - saturación de agua y resistencia a la compresión a +50 ° С.

Componentes, formulación y propiedades Opcionalmente, la resistencia a la tracción por flexión y el módulo de elasticidad a 0 ° C, así como el coeficiente de tenacidad a la fractura, se determinan como una relación de los valores de los indicadores indicados. Con el pleno cumplimiento de las propiedades de la mezcla y el hormigón asfáltico con lo requerido (tabla), se considera que la selección se completó con éxito. Tabla - Propiedades físicas y mecánicas del hormigón asfáltico fundido

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Transcripción

1 Sistema de documentos reglamentarios en la construcción ESTÁNDAR DE LA EMPRESA Procedimiento de selección y aprobación de recetas para mezclas de hormigón asfáltico STP Dirección del fondo vial regional Kemerovo PREFACIO

2 1. DESARROLLADO por la Organización Autónoma No Comercial "Kuzbassdorcertification" (Candidato de Ciencias Técnicas, Profesor Asociado OP Afinogenov, ingeniero VB Sadkov). 2. INTRODUCIDO por la organización autónoma sin ánimo de lucro "Kuzbassdorcertification". 3. APROBADO y puesto en vigor por la institución estatal "Dirección de Kemerovo del Fondo Regional de Carreteras". 4. PRESENTADO POR PRIMERA VEZ. GU "Director de Kemerovo. puerta de la región fondo ", 2000 Norma empresarial El procedimiento para la selección y aprobación de recetas para mezclas de hormigón asfáltico Introducido por primera vez Aprobado y puesto en vigencia por orden del 13 de marzo de 2001, 31

3 1. ALCANCE Fecha de introducción Esta norma establece los requisitos básicos para el procedimiento de selección de recetas para mezclas de hormigón asfáltico, el procedimiento para su aprobación cuando se realizan obras viales bajo contratos con la Institución Estatal "Dirección de Kemerovo del Fondo Regional de Carreteras" (en adelante el cliente, GU "Kemerovo DODF"). 2. REFERENCIAS REGLAMENTARIAS Esta norma utiliza referencias a los siguientes documentos reglamentarios: SNiP Sistema de documentos reglamentarios en construcción. Disposiciones básicas; Carreteras automotrices SNiP; SNiP *. Organización de la producción de la construcción; Pruebas GOST y control de calidad del producto. Términos y definiciones básicos; GOST Mezcla de hormigón asfáltico para carreteras, aeródromos y hormigón asfáltico; GOST Materiales a base de aglutinantes orgánicos para la construcción de carreteras y aeródromos. Métodos de prueba; STP Preparación de betún vial modificado con polipropileno atáctico. Regulaciones estándar; Betún TU Road modificado con polipropileno atáctico. 3. DEFINICIONES 3.1. Este estándar utiliza términos y sus definiciones que corresponden al estado calentado GOST 9128, GOST 16504, SNiP, SNiP. El hormigón asfáltico es una mezcla de hormigón asfáltico compactado. La receta de mezcla de hormigón asfáltico es un documento que forma parte de la normativa tecnológica, que contiene información que caracteriza el alcance de la mezcla, su composición y propiedades físicas y mecánicas, consumo de material; aprobado y consensuado de acuerdo con el procedimiento establecido. 4. DISPOSICIONES GENERALES

4 4.1. El contratista no tiene derecho a realizar trabajos con mezclas de hormigón asfáltico en las instalaciones de la Institución Estatal de Kemerovo DODF sin recetas para su producción, acordadas de acuerdo con el procedimiento regulado por esta norma. La receta se elabora para la temporada de construcción para cada mezcla utilizada en esta instalación. Se permite elaborar una receta para varios objetos del mismo tipo.En caso de ajustar la receta en función de los resultados del control de producción, al reemplazar materiales, etc., la receta está sujeta a una nueva aprobación en la forma prescrita por la sección La receta debe cumplir con los requisitos de la documentación del proyecto, SNiP, GOST y otros documentos reglamentarios (VSN, OST, STP, etc.) La selección de la composición de la mezcla de concreto asfáltico debe ser realizada por una organización que haya un laboratorio competente y garantiza la confiabilidad de los resultados de las pruebas y la integridad de las características monitoreadas (características) de la mezcla de hormigón asfáltico.) un sistema de acreditación de laboratorios reconocidos en el orden establecido, o tener un certificado de evaluación oficial del estado de medidas según MI. nny propiedades La selección (diseño) de la mezcla consta de cinco etapas: 1) el establecimiento de requisitos para la mezcla; 2) selección de materiales y evaluación de su idoneidad; 3) determinación de la relación cuantitativa racional de los componentes de la mezcla; 4) control de calidad de la composición; 5) Evaluación económica de la calidad de la composición La asignación para el diseño de la mezcla de hormigón asfáltico es emitida por el ingeniero jefe de la organización contratante. La mezcla puede ser seleccionada por el laboratorio de construcción de carreteras del contratista o un laboratorio involucrado desde el exterior. La asignación para el diseño de la mezcla debe indicar: el tipo de mezcla de hormigón asfáltico (caliente, fría, de grano grueso, de grano fino, arenoso ); tipo de hormigón asfáltico (de alta densidad, denso, poroso, muy poroso); tipo de mezcla y marca de hormigón asfáltico; Materiales deseados El diseño de la mezcla de asfalto debe esforzarse por obtener la formulación más económica. 5. OBJETO DE LOS PARÁMETROS BÁSICOS DE LA MEZCLA 5.1. Los principales parámetros y el tipo de mezcla (hormigón asfáltico) se asignan de acuerdo con la documentación de diseño. Si al mismo tiempo se encuentran desviaciones de los requisitos de los documentos normativos vigentes en el momento de la selección de la mezcla, es necesario acordar los parámetros con el cliente. Las mezclas de hormigón asfáltico deben

5 para ser aplicado de acuerdo con SNiP, ap. Y GOST y cumplir con los requisitos de GOST El cliente tiene derecho a establecer indicadores de mezcla de hormigón asfáltico (hormigón asfáltico) más altos que los previstos por SNiP (con la compensación adecuada por los costos del contratista). De adhesión confiable a la capa superior) y alto resistencia al corte 6. SELECCIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA MEZCLA 6.1. Los materiales utilizados para la preparación de mezclas de hormigón asfáltico deben cumplir con los requisitos de GOST, se recomienda utilizar piedra triturada de rocas ígneas o metamórficas básicas y carbonatos que tengan mejor adherencia al betún de petróleo. La forma de la piedra triturada debe estar cerca del cubo y no tener granos planos y escamosos. La grava es un componente menos deseable, ya que tiene una superficie lisa, inclusiones de rocas débiles. Un aumento en la cantidad de piedra triturada aumenta la resistencia al agrietamiento y al cizallamiento de los revestimientos, se aconseja utilizar arena, compuesta por partículas de diferentes tamaños. La arena del mismo tamaño aumenta la porosidad de la parte mineral. La arena de las cribas trituradas contribuye a un aumento de la fricción interna de la parte mineral debido al contenido de granos de ángulo agudo en ella. No se recomienda utilizar arena de río Para las mezclas de hormigón asfáltico se deben utilizar polvos minerales obtenidos por trituración artificial de piedra caliza y dolomita. La presencia de partículas de arcilla muy finas en el polvo mineral aumenta el hinchamiento del hormigón asfáltico cuando se humedece y aumenta la capacidad bituminosa de la mezcla. Una gran cantidad de partículas mayores a 0.071 mm aumenta el consumo de polvo mineral y complica el proceso de preparación y colocación de la mezcla Las propiedades del ligante determinan en gran medida la calidad del hormigón asfáltico. La viscosidad excesiva del betún conduce al agrietamiento a bajas temperaturas y la baja viscosidad a la deformación plástica de los recubrimientos en climas cálidos. De acuerdo con los requisitos de SNiP en las condiciones de la región de Kemerovo, es necesario utilizar aglutinantes de polímero y betún (betún modificado). Para la modificación, se utiliza un aglutinante de polímero-betún de PBV, marcas "Caudest-D", aglutinante de betún y caucho de las marcas BKV, se permite el uso de polipropileno atáctico de grado APP-G / B en carreteras territoriales (el aglutinante debe cumplir con los requisitos de la preparación de betún TU,

6 modificado con polipropileno atáctico, realizado según STP Los aditivos poliméricos aumentan la elasticidad del betún, su estabilidad térmica en un amplio rango de temperatura, la resistencia y resistencia a la corrosión del hormigón asfáltico. Hay que tener en cuenta que con la falta o el exceso de betún, la resistencia mecánica del hormigón disminuye. Con un aumento en la cantidad de betún, la resistencia al agua del concreto asfáltico aumenta debido a una envoltura más completa de los materiales de piedra con una película de betún y el relleno de los poros, y la resistencia al calor disminuye. Con una disminución en la cantidad de betún, se observa el fenómeno opuesto: aumenta la saturación de agua, disminuye la resistencia al agua y aumenta la resistencia al calor, el concreto se vuelve más rígido y quebradizo. 7. CÁLCULO DE LA COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA 7.1. El diseño de la composición de la mezcla de hormigón asfáltico (hormigón asfáltico) se puede realizar de acuerdo con cualquier método conocido. Se recomienda utilizar el método SoyuzdorNII, en el que se centra GOST. El método se basa en el supuesto de que la resistencia del hormigón está determinada por su estructura y está asegurada por la creación de una mezcla mineral densa con una cantidad óptima de betún. .mi. usar mezclas de los tipos A y B El cálculo del hormigón asfáltico incluye dos etapas: cálculo de la composición granulométrica (tamaño de grano) de la parte mineral de la mezcla a partir de un conjunto dado de materiales de acuerdo con tablas de composición granulométrica (tablas 2 y 3 de GOST ); determinación experimental de los parámetros físicos y mecánicos del hormigón asfáltico, evaluación de su cumplimiento de los requisitos de GOST, así como selección de la cantidad óptima de betún probando muestras de prueba con la misma composición de materiales pétreos y diferente contenido de betún El criterio para determinar el La cantidad óptima de betún es la mejor combinación entre la saturación de agua y la resistencia mecánica a la compresión a una temperatura de 20 С y 50 С de probetas correspondientes a los requisitos de GOST EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA COMPOSICIÓN DE UNA MEZCLA FINA 8.1. Tarea: Calcular la composición del hormigón asfáltico caliente de grano fino tipo B, grado II. Materiales componentes: Piedra triturada de la cantera Mozzhukhinsky, fracción 5-20 mm; Arena de la combinación de materiales de construcción Yaya;

7 Polvo mineral de piedra caliza. Procedimiento de cálculo. Con base en los límites de las composiciones granulométricas requeridas (tabla 3 del GOST) y de acuerdo con los resultados del tamizado de los materiales minerales utilizados (tabla 1), determinamos el porcentaje aproximado de cada material (piedra triturada, arena, polvo mineral). Tabla 1 Nombre del material, fabricante o cantera Residuos particulares (número de granos,% en peso, menos que quedan en un tamiz con un tamaño de malla, mm), 5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071 menos Piedra triturada de la cantera de Mozzhukhinsky, fr mm Yaysky arena KSM Polvo mineral 5.3 33.7 30.2 23.6 3.7 3.5 1.0 18.5 17.0 7.5 12.4 24.6 8.8 4.2 6.0 1, 2 2.0 8.6 16.6 71.6 Contenido de piedra triturada X a 45 = 100 = 100 = 48.49% b 92.8 3 GOST; b Contenido de una fracción mayor de 5 mm en piedra triturada. El contenido de polvo mineral a1 6 Z = 100 = 100 = 8.4% b 71.6 1 donde a1 es el contenido mínimo permisible de la fracción "menor a 0.071 mm" en la composición de concreto asfáltico de tipo B (tabla 3 GOST); b1 contenido de fracción más fina de 0,071 mm en polvo mineral. Teniendo en cuenta la presencia en la arena de granos con un tamaño de partícula de más de 5 mm y más fino de 0.071 mm, reducimos los valores anteriores del contenido en la mezcla de piedra triturada y polvo mineral a los siguientes valores: triturado piedra 42,0%, polvo mineral 7,0%. Luego, el contenido de arena en la mezcla. Complete la tabla 2. Y = 100 (x + z); Y = 100 (42 + 7) = 51%

8 La comparación de los datos de la columna 10 con los datos de la columna 11 indica que la composición de la parte mineral diseñada de la mezcla de hormigón asfáltico corresponde a las composiciones requeridas de mezclas densas. Tabla 2 Tabla de cálculo para la determinación de los residuos totales de la mezcla mineral proyectada Tamaño de los orificios del tamiz en mm Composición granulométrica de los materiales constituyentes en% piedra triturada arena polvo mineral Composición granulométrica de los materiales de la mezcla proyectada en% piedra triturada arena mineral polvo Particular Residuos de la mezcla mineral proyectada en% Residuos totales de la mezcla mineral proyectada en% Pasadas completas Límites permisibles de pasadas completas según GOST, 3 2.2 2.2 2.2 97.7 14.2 14.2 16.4 83.2 1.0 12.6 0.5 13.1 29, 5 70.6 18.5 9.9 9.4 19.3 48.8 51.5 3.7 17.0 1.6 8.7 10.3 59.1 40.25 3.5 7.5 1 .5 3.8 5.3 64.4 36.63 12.4 1.2 6.3 0.1 6.4 70.8 29.315 24.6 2.0 12.5 0.1 12.6 83, 4 16.14 8.8 8.6 4.6 0.6 5.2 88.6 11.071 4.2 16.6 2.1 1.2 3.3 91.9 8, Menos de 6.0 71.6 3.1 5.0 8, Determine el porcentaje de betún de acuerdo con las recomendaciones del Apéndice G GOST, es 5.0-6.5%. En base a esto, preparamos tres mezclas de concreto asfáltico con la misma composición mineral y la cantidad estimada de betún (5.0-5.8-6.5%). Las muestras de prueba se preparan a partir de estas composiciones, que se prueban para la compresión a temperaturas de +20 y +50 C y para la saturación de agua. Se considera que la cantidad óptima de betún es el contenido en el que se logró el mejor rendimiento del hormigón asfáltico. Realizamos muestras de control de la composición diseñada con la cantidad óptima de betún y las sometemos a un ciclo completo de pruebas. Los resultados de las pruebas se ingresan en la tabla 3. Tabla 3 Indicadores de las propiedades del hormigón asfáltico

9 Nombre del indicador Requisitos GOST Indicadores reales Nombre del indicador Requisitos GOST Indicadores reales Densidad media, 2,38 Resistencia al agua a g / cm 3 de saturación de agua a largo plazo Porosidad de la parte mineral en volumen,% Porosidad residual,% 19 16,3 Adhesión del betún al mineral parte 2.5 5.0 3.4 Resistencia al cizallamiento del indicador Saturación de agua,% 1.5 4.0 2.8 Tenacidad a la fractura del indicador Resistencia a la compresión a temperatura, MPa Actividad efectiva específica total de radionucleidos naturales, Bq / kg 0.75 0.87 Soporta con 2, 2 2.6 50 С 1.0 1.1 0 С 12.0 10.0 Resistencia al agua 0,85 0,93 Los indicadores de resistencia al corte y resistencia al agrietamiento se determinan si están estandarizados por la documentación de diseño para la construcción de pavimento de hormigón asfáltico. Calculamos la composición de la mezcla de hormigón asfáltico para un lote de la mezcladora. Los datos iniciales son la masa del lote y las dimensiones de las pantallas de la pantalla de materiales calientes instaladas en la ABZ. Para ABZ DS, el peso del lote es de 600 kg, se instalan tamices con mallas de 5, 15, 35 mm en la pantalla. La masa del material que debe provenir de la tolva para el procesamiento por lotes es (F1 F2) 600 D i =, 100 B donde i es el número del búnker del que se recolecta el material para el procesamiento por lotes; F1 Residuo total en el tamiz subyacente en%, tomado de acuerdo con la tabla. 2; Residuo total F2 en el tamiz suprayacente en%, tomado de acuerdo con la tabla. 2; 600 peso del lote, kg; B porcentaje de betún en la mezcla;

10 (100 48,8) 600 D 0 5 = = 289,8 kg; 100 1,06 (48,8 16,4) 600 D 5 15 = = 183,4 kg 100 1,06 (16,4 0) 600 D = = 92,8 kg, 06; Dado que el polvo mineral se alimenta a través de una línea de alimentación separada, de la masa de material descargado de la tolva D0-5, es necesario restar la masa del polvo mineral "289, D0 5 = = 289,6 39,6 = 250 kg; 100 1.06 Los resultados del cálculo se ingresan en la tabla 4. La composición de la mezcla de hormigón asfáltico Aglutinante o fracciones de materiales pétreos de acuerdo con Dosificación para dosificación de 600 kg con recipientes calientes ABZ 1 Fracción mm 92.8 2 Fracción 5-15 mm 183.4 3 Fracción 0- 5 mm 250.0 4 Polvo mineral 39.6 5 Betún 34.2 Tabla 4 Calculamos el consumo de mezcla de concreto asfáltico por 1000 m2 de revestimiento y el consumo de materiales constituyentes por 100 toneladas de la mezcla, los resultados se ingresan en la Tabla 5. V = HSG = 0.38 = 95.2 toneladas, donde V es el consumo de mezcla de concreto asfáltico, t; H espesor de capa, m; S área de capa, igual a 1000 m2; G densidad promedio del concreto asfáltico, de la Tabla 3, t / m 3. Debe ser tenga en cuenta que en algunos casos el cliente se compromete a pagar al contratista las pérdidas irreparables, por regla general, este es el 3% del volumen de hormigón asfáltico. V "W 100 = P (100 + C),

11 donde V es "consumo de materiales pétreos inertes, m 3; W es el porcentaje de este material en la mezcla; P es la densidad aparente de los materiales pétreos; C es el porcentaje de betún en la mezcla". V 1 = = 28.5 m 1,39 () "V 2 = = 33,0 m 1,46 () Consumo de materiales 3 3 ;; Tabla 5 Por 100 toneladas de mezcla Por 1000 m 2 de revestimiento Nombre del material Densidad aparente, t / m 3 Contenido en la mezcla en% TM 3 Piedra triturada 1.5 Cantera de Mozzhukhinsky Arena de Yaya KSM 1, Polvo mineral 7 6.6 Betún 6 5.7 Mezcla de hormigón asfáltico (t), con un espesor de capa de 2 9. REGISTRO DE RECETAS DE MEZCLA 9.1. Del número de serie en el año dado y los dos últimos dígitos del año para el que se elaboró (por ejemplo, 14-00). Los números de serie deben corresponder a los números de registro según el "Diario para la determinación de las propiedades físicas y mecánicas de las mezclas de hormigón asfáltico durante la selección de composiciones y control periódico de calidad de la mezcla de hormigón asfáltico producida y "(Formulario D-7) Las recetas se elaboran en formularios estándar, de acuerdo con el formulario que figura en el apéndice. Todas las entradas deben ser claras y precisas, texto tachado, no se permiten borrones. Se permiten las siguientes opciones de diseño: usar una computadora personal; en papel con membrete a mano, en tinta negra o azul (pasta). La segunda y tercera copias de la receta pueden ser fotocopias. Para examen y aprobación se entregan 3 copias de la receta aprobada por el ingeniero jefe (director técnico) de la organización (indicando fecha de aprobación, apellido, iniciales del aprobador, nombre del contratista. La firma está sellada.

12 Está prohibido enviar fotocopias de recetas donde se copian la firma y el sello. La organización que realiza el examen, el cliente tiene derecho a no considerar recetas emitidas en violación de la prescripción. Y la marca de la mezcla (hormigón asfáltico), el objeto, por ejemplo: "... para el dispositivo de la capa superior del recubrimiento (caliente, tipo A, grado I) en la carretera" Novosibirsk - Irkutsk ", km 45-60" La receta debe contener: información sobre los materiales minerales aplicados, la composición del grano de la mezcla (con y sin división en materiales constituyentes), aglutinante; receta de producción; indicadores de las propiedades de la mezcla y el hormigón asfáltico; datos sobre el consumo de materiales. Deben indicarse las tasas de pérdidas difíciles de eliminar, tomadas en cuenta en la receta. Para instalaciones del tipo DS-117, DS-158, la tasa de pérdidas en el ABZ es de 1,5%, la tasa de pérdidas al colocar la mezcla es de 1,5%. La receta debe ser firmada por el jefe del laboratorio que realizó la selección. Si la selección es realizada por una organización de terceros, la receta está firmada por su gerente técnico, la firma está certificada con un sello. 10. APROBACIÓN Y APROBACIÓN DE LA RECETA La receta de la mezcla de hormigón asfáltico utilizada en las instalaciones de la Institución Estatal Kemerovo DODF debe ser aprobada por el ingeniero jefe (director técnico) del contratista y acordada por el ingeniero jefe del cliente (el Kemerovo DODF Institución del Estado). Si un contratista compra una mezcla de una organización de terceros, está obligado a asegurarse de que la mezcla se ajusta a la receta acordada por la institución estatal "Kemerovo DODF". Antes de aceptar la receta, el cliente debe someterse a un examen en Kuzbass Center for Road Research LLC. El examen debe realizarse en un plazo no superior a 5 días laborables. En el proceso de examen, se evalúa el cumplimiento de la receta con los requisitos de SNiP, GOST 9128, la exactitud de su diseño y el cálculo de la composición de la mezcla. El cumplimiento de los indicadores fisicomecánicos y otros de la mezcla especificados en la receta con los valores reales se controla durante la supervisión técnica del cliente El contratista es responsable de la exactitud de la información proporcionada en la receta y el cumplimiento de las mezclas utilizadas con las recetas. El cliente está obligado a considerar la receta enviada para su aprobación dentro de los 5 días. Si la receta ha pasado por el procedimiento de aprobación, una copia permanece con el cliente, una copia se envía al contratista y a la organización que ejerce el control independiente. En caso de negativa a aprobar, el cliente envía la receta al contratista. El rechazo debe estar motivado. Después del ajuste correspondiente, la prescripción pasa nuevamente por el procedimiento de aprobación estipulado por esta norma Motivos para negarse a aprobar la prescripción: - la prescripción no ha pasado el examen; - incumplimiento de los requisitos de los documentos reglamentarios y (o) el proyecto;

13 - incumplimiento de los requisitos de esta norma. 11. CONTROL DE INSPECCIÓN DEL CUMPLIMIENTO DE LAS RECETAS DE MEZCLAS El control de inspección del cumplimiento de las recetas de las mezclas de hormigón asfáltico se lleva a cabo por ingenieros del servicio de supervisión técnica del cliente, una organización competente independiente (en nombre del cliente), la administración de la organización que produce la mezcla o la usa. ACORDADO Ingeniero Jefe KDODF A.S. Belokobylsky 200 M.P. APROBADO Ingeniero Jefe 200 M.P. RECETA de mezcla de hormigón asfáltico para el dispositivo (tipo y tipo de marca) (superior / inferior / capa de revestimiento, base) en la carretera de PC (km) a PC (km) Nombre del material, 1. MATERIALES MINERALES APLICADOS Masa restante en un tamiz con tamaño de malla, mm)

14 fabricante o cantera Nombre del material, 5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071 menos 2. COMPOSICIÓN DE GRANOS DE LA MEZCLA DE HORMIGÓN ASFALTO 2.1. Con división en materiales constituyentes Contenido Residuos particulares (número de granos,% en peso, que permanecen en un tamiz con tamaño de malla, mm) en a / b, 5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071 menos que la mezcla, e% 2.2. Sin dividir en materiales constituyentes Residuos particulares,% Residuos completos,% Pasos,% Composición de grano de la parte mineral de la mezcla según GOST,% 3. AGLOMERANTE,% sobre 100% de la parte mineral 3.1. Contenido de betún (marca, fabricante) en el ligante,% 3.2. Contenido del modificador (nombre, marca) en el aglutinante,% 3.3. Contenido de solvente (nombre, marca) en el aglutinante,% de aglutinante o fracciones de materiales pétreos de acuerdo con los recipientes calientes de ABZ 4. COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA DE HORMIGÓN ASFALTO Dosificación por lotes por peso, kg Aglutinante o fracciones de materiales pétreos de acuerdo con contenedores calientes kg Nombre de los indicadores 5. INDICADORES DE PROPIEDADES DEL HORMIGÓN ASFALTO Según GOST En realidad Nombre de los indicadores Según GOST En realidad

15 1. Densidad media, g / cm 3 6. Resistencia al agua a saturación de agua a largo plazo 2. Porosidad de la parte mineral,% en volumen 3. Saturación de agua,% en volumen 4. Resistencia a la compresión (MPa) a: 20 C 50 C 0 C 5 Resistencia al agua 7. Adhesión del betún con la parte mineral de la mezcla asfáltica 8 *. Índice de estabilidad al cizallamiento 9 *. Índice de resistencia al agrietamiento 10. Actividad efectiva específica total de radionucleidos naturales Resistencia a la prueba * Estos indicadores se determinan si están estandarizados por la documentación de diseño para la construcción del pavimento 6. CONSUMO DE MATERIALES Densidad aparente, t / m 3 T Contenido Nombre del material en la mezcla,% M 3 Por 100 t de la mezcla Bq / kg Por 1000 m 2, revestimientos Mezcla de hormigón asfáltico (t), con un espesor de capa de 4 cm Al cambiar el espesor de capa en 0,5 cm, agregue la Tabla compilada teniendo en cuenta la tasa de pérdida% en el ABZ y% al colocar la mezcla. Responsable de la SL que realizó la selección Acordado por KuzCDI

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SOBRE. Grinevich DISEÑO DE LA COMPOSICIÓN DE HORMIGÓN DE ASFALTO DE CARRETERA Ekaterimburgo 2016 MINISTERIO DE SUCURSAL DE RUSIA FGBOU VPO "UNIVERSIDAD FORESTAL DEL ESTADO DE URAL" Departamento de Transporte y Construcción de Carreteras

Acordado por: Jefe de la Agencia de Carreteras de la República de Komi Apéndice a la orden del jefe de la GKU RK "UpravtodorKomi" de 0.0 a / d febrero 0 g Tarifas por servicios de prueba y control de calidad

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AGENCIA FEDERAL DE REGULACIÓN TÉCNICA Y METROLOGÍA edición) Vías automovilísticas en general

INFORME TÉCNICO sobre la aplicación del modificador de hormigón asfáltico "DORFLEX BA" en el objeto: "Carretera de circunvalación de San Petersburgo" San Petersburgo 2013 Contenido del informe 1. Motivos para

SISTEMA NACIONAL DE ACREDITACIÓN DE LA REPÚBLICA DE BIELORRUSIA REPUBLICAN UNITARY ENTERPRISE "CENTRO DE ACREDITACIÓN DEL ESTADO DE BELARUSIA" Apéndice 1 del certificado de acreditación BY / 112 02.2.0.2792 de fecha

ACT 2 del 18 de junio de 2013. Resultados de las pruebas para asfalto y hormigón de acuerdo con la asignación de prueba 2 con fecha del 11/06/13 Nombre del cliente LLC SKG Avtostrada Sitio de muestreo 1.

Sistema de documentos normativos en construcción EMPRESA ESTÁNDAR Supervisión técnica del cliente. Requisitos para los expertos que ejercen un control independiente STP 14-00 Dirección del fondo regional de carreteras

GOST 9128-2013 HORMIGÓN ASFALTO DE MEZCLA ESTÁNDAR INTERESTATAL, HORMIGÓN POLIMERASFALTO, HORMIGÓN ASFALTO, HORMIGÓN POLIMERASFALTO PARA CARRETERAS Y AERÓDROMOS Especificaciones Hormigón asfáltico

La mezcla de hormigón asfáltico es un material de construcción obtenido por medios artificiales. De acuerdo con la tecnología de producción, se lleva a cabo una selección racional de los componentes principales y luego el material se compacta con vibradores. Los requisitos para las características de la composición del hormigón asfáltico se incluyen en GOST 9128.

¿Qué ingredientes se utilizan en la mezcla?

Los siguientes ingredientes están presentes en la solución de hormigón asfáltico:

componentes de origen mineral, como arena natural o triturada, piedra triturada (grava), impurezas de polvo fino (si es necesario);
ingredientes astringentes orgánicos como el betún.

Inicialmente, se utilizó alquitrán en lugar de betún. Sin embargo, fue abandonado debido a los efectos nocivos sobre la salud humana y el medio ambiente. Para mezclar los componentes, se calienta la mezcla de hormigón asfáltico. El propósito del hormigón asfáltico es la colocación de aeródromos y carreteras, la disposición de pisos industriales. Según el principio de mampostería, el hormigón asfáltico es:

comprimido;
fundido, se caracteriza por una alta fluidez y un alto contenido de material aglutinante, por lo que permite la colocación sin compactación.

En términos de composición, el hormigón asfáltico es:

grava;
grava;
arenoso.

La viscosidad del betún y la temperatura máxima de la mampostería determinan los siguientes tipos de mezclas:

en caliente, colocado a 120 ° C con ligantes en forma de betún de carretera líquido viscoso;
en frío, depositado hasta 5 ° C, donde los materiales bituminosos líquidos de origen petrolero actúan como aglutinante;
templado para mampostería hasta 70 ° C a base de betún líquido viscoso.

Sin embargo, este último tipo, como especie separada, no se ha encontrado desde 1999. Tipos de hormigón asfáltico caliente según el valor del porcentaje de porosidad residual:

alta densidad - 1-2,5%;
altamente poroso - 10-18%;
denso - 2,5-5%;
poroso - 5-10%.

En soluciones frías, este valor es del 6 al 10%. Según el tamaño máximo de partícula del componente mineral utilizado, el lecho de hormigón asfáltico puede ser:

de grano grueso con un tamaño de partícula de hasta 4 cm;
de grano fino con partículas de hasta 2 cm;
arenoso hasta 5 cm.

tipo A, en el que la composición de la piedra mineral es 50-60%;
tipo B con un contenido de piedra del 40-50%;
tipo B, incluido 30-40% de relleno.

¿Cuáles son los algoritmos de diseño para la composición del hormigón asfáltico?

Para seleccionar la composición de la solución de hormigón asfáltico, se selecciona una proporción racional de componentes. Las composiciones resultantes tienen una densidad y propiedades técnicas determinadas. Hay cuatro algoritmos de diseño:

El método del profesor P. V. Sakharov
Método del módulo de saturación proporcionado por el profesor Durier M.
El algoritmo de diseño para las condiciones operativas requeridas del recubrimiento, obtenido por la investigación del profesor I.A.
Ajuste de curvas de densidad, desarrollado por el profesor Ivanov N.I. con la ayuda de SoyuzDorNII.

Un ejemplo de la selección óptima de ingredientes de mezclas asfálticas

Como ejemplo de componentes de hormigón asfáltico, se propone considerar el problema: se necesita una mezcla caliente de grano fino de tipo B de segundo grado para crear una bola superior densa de la carretera en la tercera zona climática. Están disponibles los siguientes ingredientes:

piedra triturada de granito y piedra caliza con un tamaño de grano de 0,5-2 cm;
arena de río;
cribado después de triturar astillas de granito;
cribado después de triturar piedra caliza;
polvo mineral no activado;
material bituminoso BND 90/130.

En la primera etapa, se realizan pruebas y comparaciones de las características de los ingredientes anteriores. Con base en los resultados de las pruebas de muestras con diferentes proporciones de componentes, se concluyó que la arena de río, el polvo de granito, el polvo mineral, el material bituminoso son adecuados para obtener mezclas de concreto asfáltico de tipo B y segundo grado.

La piedra caliza y el polvo del componente de piedra caliza triturada no cumplieron con los estándares GOST en términos de parámetros de resistencia. En la segunda etapa, se calcula la piedra triturada. Su contenido con un tamaño de partícula superior a 0,5 cm es del 35-50%. El contenido óptimo en mezclas es del 48%. El material contiene el 95% de las partículas del tamaño indicado, por lo que la fórmula se ve así:

De esta manera, la cantidad de piedra triturada en la mezcla se calcula para la composición fraccionada.

En la tercera etapa, se determina la composición del polvo mineral. Los cálculos comienzan con la derivación de las proporciones de masa de piedra triturada, arena y polvo mineral con una composición fraccionada, según GOST. Por lo tanto, el contenido de granos de menos de 0,0071 cm de tamaño en el mineral de hormigón asfáltico debe estar en el rango de 6-12%. Para los cálculos, se toma el 7%. Cuando el contenido de elementos con un tamaño de partícula de 0,0071 cm es del 74% en un mineral en polvo, la fórmula de cálculo se ve así:

Debido a la presencia en la mezcla de partículas inferiores a 0,0071 cm3 de tamices de granito, la fracción de polvo mineral se considera igual al 8%. En el cuarto paso, se calcula la cantidad de arena. Su contenido general es:

Arena = 100 - (polvo de piedra triturada minada) = 100 - (50 8) = 42%.

El ejemplo utiliza cribado de arena de río y granito. Por lo tanto, las proporciones de cada uno se determinan por separado. El porcentaje del componente de río y el tamiz de granito se establece por su fracción con un tamaño de partícula inferior a 0,125 cm. Para una mezcla de hormigón asfáltico, los granos deben estar en la cantidad de 28-39%. Se toma el promedio del 34%, el 8% del cual se calcula como la proporción de polvo extraído. Por lo tanto, se necesita arena 34-8 = 26% para partículas con un tamaño de partícula inferior a 0,125 cm. Dado que la fracción de masa de estos granos en el material de arena de río es del 73%, el polvo de granito es del 49%, la proporción para las mezclas de hormigón asfáltico de el tipo B es:

Redondeamos el valor obtenido al 22%, por lo tanto, el contenido de tamizado de virutas de granito es 42 - 22 = 20%. Se realiza un cálculo similar para cada fracción de arena y tamices. Los datos se resumen en una tabla y suman valores con tamaños menores que los especificados para cada ingrediente individual, luego se comparan con los requisitos de GOST.

En la quinta etapa, se calcula el contenido del componente bituminoso. Según las condiciones, piedra triturada, arena, cribado de granito triturado, polvo mineral se mezclan con el 6% del ingrediente aglutinante, que corresponde al valor promedio requerido en el documento reglamentario. Preparar tres muestras de la mezcla con una altura de 7,14 cm y el diámetro correspondiente. Además, la compactación se realiza utilizando el método combinado:

tres minutos en una plataforma vibratoria a una presión de 0.03 MPa;
compactación de tres minutos en una prensa vibratoria a una presión de 20 MPa.

Después de dos días, se determina la densidad promedio, es decir, la masa en términos de volumen de hormigón asfáltico, la densidad real del componente mineral de la mezcla r °. Según los datos obtenidos, además de la densidad, se calcula la porosidad del componente mineral de las muestras ensayadas.

La cantidad aproximada de ligante bituminoso se determina por la densidad real de todos los ingredientes, teniendo en cuenta la porosidad residual del hormigón asfáltico V poros = 4%. Al mismo tiempo, la densidad media de las muestras de hormigón asfáltico con un contenido de betún del 6% por 100% de minerales es de 2,35 g / cm3. Por tanto, las fórmulas de cálculo son:

Luego se preparan tres muestras más de concreto asfáltico con un contenido de betún de 6.2% para determinar la porosidad residual. Si su valor es 4.0 ± 0.5%, se preparan y prueban 15 muestras adicionales de dicha mezcla de acuerdo con GOST 9128-84.

Si se encuentra una discrepancia con los requisitos del documento reglamentario, la mezcla se ajusta y sus pruebas posteriores, como se indicó anteriormente.

3.8. Es necesario seleccionar la composición de una mezcla de concreto asfáltico caliente de grano fino de tipo B, grado II para concreto asfáltico denso destinado a la construcción de la capa superior del revestimiento en la zona climática de la carretera III.

Están disponibles los siguientes materiales:

piedra triturada de granito, fracción 5-20 mm;

piedra caliza triturada, fracción 5-20 mm;

arena de río;

material procedente de tamices de granito triturado;

material procedente de cribados de trituración de piedra caliza;

polvo mineral no activado;

betún de aceite de grado BND 90/130 (según el pasaporte).

Las características de los materiales probados se dan a continuación.

Piedra triturada de granito: grado de resistencia al aplastamiento en el cilindro - 1000, grado de desgaste - I-I, grado de resistencia a las heladas - Мрз25, densidad real - 2,70 g / cm 3;

piedra triturada de piedra caliza: grado de resistencia al aplastamiento en el cilindro - 400, grado de desgaste - I-IV, grado de resistencia a las heladas - Мрз15, densidad real - 2,76 g / cm 3;

arena de río: contenido de partículas de limo y arcilla - 1,8%, arcilla - 0,2% en peso, densidad real - 2,68 g / cm 3;

material procedente de cribados de trituración de granito grado 1000:

material de cribados de trituración de piedra caliza de grado 400: contenido de partículas de limo y arcilla - 12%, arcilla - 0,5% en peso, densidad verdadera - 2,76 g / cm 3;

polvo mineral no activado: porosidad - 33% del volumen, hinchamiento de muestras de una mezcla de polvo con betún - 2% del volumen, densidad real - 2,74 g / cm 3, índice de capacidad de betún - 59 g, humedad - 0,3 % por peso;

betún: profundidad de penetración de la aguja a 25 ° С - 94 × 0,1 mm, a 0 ° С - 31 × 0,1 mm, temperatura de ablandamiento - 45 ° С, extensibilidad a 25 ° С - 80 cm, a 0 ° С - 6 cm , Fraas temperatura frágil - menos 18 ° С, punto de inflamación - 240 ° С, la adhesión a la parte mineral de la mezcla de hormigón asfáltico soporta, índice de penetración - menos 1.

Según los resultados de la prueba, la piedra triturada de granito, la arena de río, el material de los tamices de trituración de granito, el polvo mineral y el betún de grado BND 90/130 pueden considerarse adecuados para la preparación de mezclas de tipo B, grado II.

Tabla 7

Material mineral	Fracción de masa,%, granos más finos que un tamaño dado, mm
Material mineral
Datos iniciales
Piedra triturada de granito
Arena de río
Materiales de cribados de trituración de granito
Polvo mineral
Datos estimados
Piedra triturada de granito (50%)
Arena de río (22%)
Materiales de cribados de granito triturado (20%)
Polvo mineral (8%)

Requisitos GOST 9128-84 para mezclas de tipo B

La piedra triturada de piedra caliza y el material de los tamices de trituración de piedra caliza no cumplen con los requisitos de la tabla. 10 y 11 GOST 9128-84 en términos de fuerza.

Las composiciones de granos de materiales minerales seleccionados se dan en pestaña. 7.

El cálculo de la composición de la parte mineral de la mezcla de hormigón asfáltico comienza con la determinación de dicha proporción de las masas de piedra triturada, arena y polvo mineral, en la que la composición del tamaño de grano de la mezcla de estos materiales cumple con los requisitos de Mesa. 6 GOST 9128-84.

En Rusia, la selección más extendida de las composiciones de la parte mineral de las mezclas de hormigón asfáltico de acuerdo con las curvas limitantes de las composiciones de granos. La mezcla de piedra triturada, arena y polvo mineral se selecciona de tal manera que la curva de la composición granulométrica se ubique en la zona delimitada por las curvas limitantes y sea lo más suave posible. La composición fraccional de la mezcla mineral se calcula en función del contenido de los componentes seleccionados y su composición de grano de acuerdo con la siguiente relación:

j - número de componente;

n es el número de componentes de la mezcla;

Al seleccionar la composición granulométrica de la mezcla de hormigón asfáltico, especialmente cuando se utiliza arena de trituración, es necesario tener en cuenta los granos contenidos en el material mineral más finos que 0.071 mm, que, cuando se calientan en un tambor de secado, se soplan y asentarse en el sistema de recolección de polvo.

Estas partículas de polvo pueden eliminarse de la mezcla o dosificarse en la planta mezcladora junto con el polvo mineral. El procedimiento para el uso de la recolección de polvo está estipulado en la normativa tecnológica para la preparación de mezclas de hormigón asfáltico, teniendo en cuenta la calidad del material y las características de la planta mezcladora de asfalto.

Además, de acuerdo con GOST 12801-98, se determina la densidad promedio y verdadera del concreto asfáltico y la parte mineral y la porosidad residual y la porosidad de la parte mineral se calculan a partir de sus valores. Si la porosidad residual no corresponde al valor estandarizado, entonces calcule el nuevo contenido de betún B (% en peso) de acuerdo con la siguiente relación:

Con la cantidad calculada de betún, la mezcla se prepara nuevamente, se moldean muestras a partir de ella y se determina nuevamente la porosidad residual del hormigón asfáltico. Si corresponde al requerido, entonces se toma como base la cantidad calculada de betún. De lo contrario, se repite el procedimiento para seleccionar el contenido de betún en función de la aproximación al volumen de poro normalizado en el hormigón asfáltico compactado.

Se forma una serie de muestras a partir de una mezcla de hormigón asfáltico con un contenido de betún determinado mediante un método de compactación estándar y se determina una gama completa de indicadores de propiedades físicas y mecánicas, proporcionados por GOST 9128-97. Si el hormigón asfáltico no cumple con los requisitos de la norma para ningún indicador, se cambia la composición de la mezcla.

Si el coeficiente de fricción interno es insuficiente, se debe aumentar el contenido de piedra triturada gruesa o granos triturados en la parte arenosa de la mezcla.

Con baja adherencia al cizallamiento y resistencia a la compresión a 50 ° C, el contenido de polvo mineral debe incrementarse (dentro de límites aceptables) o debe usarse un betún más viscoso. A valores de alta resistencia a 0 ° C, se recomienda reducir el contenido de polvo mineral, reducir la viscosidad del betún, usar un aglutinante de polímero-betún o usar aditivos plastificantes.

Con una resistencia al agua insuficiente del hormigón asfáltico, es recomendable aumentar el contenido de polvo mineral o betún, pero dentro de los límites que proporcionen los valores requeridos de porosidad residual y porosidad de la parte mineral. Para aumentar la resistencia al agua, es eficaz utilizar tensioactivos (tensioactivos), activadores y polvos minerales activados. La selección de la composición de la mezcla de hormigón asfáltico se considera completa si todos los indicadores de las propiedades físicas y mecánicas obtenidos al probar las muestras de hormigón asfáltico cumplen con los requisitos de la norma. Sin embargo, dentro del marco de los requisitos estándar para el hormigón asfáltico, se recomienda optimizar la composición de la mezcla en la dirección de aumentar las propiedades operativas y la durabilidad de la capa de pavimento estructural construida.

Hasta hace poco, la optimización de la composición de la mezcla destinada a la construcción de las capas superiores de las superficies de las carreteras se asociaba con un aumento de la densidad del hormigón asfáltico. En este sentido, se han formado tres métodos en la construcción de carreteras, que se utilizan en la selección de composiciones de granos de mezclas densas. Originalmente fueron nombrados como:

- un método experimental (alemán) para la selección de mezclas densas, que consiste en el llenado gradual de un material con otro;
- el método de curvas, basado en la selección de la composición granulométrica, acercándose a las curvas matemáticamente "ideales" predeterminadas de mezclas densas;
- Método americano de mezclas estándar, basado en mezclas probadas de materiales específicos.

Estos métodos se propusieron hace unos 100 años y se han desarrollado aún más.

La esencia del método experimental para la selección de mezclas densas es el llenado gradual de los poros de un material con granos más gruesos con otro material mineral más fino. En la práctica, la selección de la mezcla se realiza en el siguiente orden.

A 100 partes en peso del primer material, se añaden sucesivamente 10, 20, 30, etc., partes en peso del segundo, determinando, después de mezclar y compactar, la densidad media y elegir una mezcla con un número mínimo de huecos. en un estado compactado.

Si es necesario formar una mezcla de tres componentes, entonces se agrega un tercer material en porciones gradualmente crecientes a una mezcla densa de dos materiales, y también se selecciona la mezcla más densa. Aunque esta selección de un esqueleto mineral denso es laboriosa y no tiene en cuenta el efecto del contenido en fase líquida y las propiedades del betún sobre la compactación de la mezcla, no obstante se sigue utilizando en trabajos de investigación experimental.

Además, el método experimental para la selección de mezclas densas se utilizó como base para métodos computacionales para componer mezclas densas de hormigón a partir de materiales a granel de varios tamaños y se desarrolló aún más en métodos de planificación de experimentos. El principio de llenado secuencial de huecos se utiliza en el método de diseño para las composiciones óptimas de hormigón asfáltico para carreteras, en el que se utilizan piedra triturada, grava y arena con cualquier granulometría.

En opinión de los autores del trabajo, la técnica computacional y experimental propuesta permite controlar de manera óptima la estructura, composición, propiedades y costo del hormigón asfáltico. En el papel de parámetros variables estructurales y de control, se utilizan los siguientes:

- coeficientes de esparcimiento de granos de piedra triturada, grava y arena;
- concentración volumétrica de polvo mineral en aglutinante asfáltico;
- el criterio de la optimalidad de la composición, expresado por el coste total mínimo de los componentes por unidad de producción.

Con base en el principio de llenado secuencial de huecos en piedra triturada, arena y polvo mineral, se calculó la composición aproximada de la mezcla para concreto asfáltico de alta densidad a base de betún líquido.

El contenido de los componentes en la mezcla se calculó sobre la base de los resultados de los valores preestablecidos de la densidad aparente y real de los materiales minerales. La composición final se refinó experimentalmente variando conjuntamente el contenido de todos los componentes de la mezcla mediante el método de planificación matemática del experimento en un simplex. Se consideró óptima la composición de la mezcla que proporciona la mínima porosidad de la estructura mineral del hormigón asfáltico.

El segundo método para seleccionar la composición granulométrica del hormigón asfáltico se basa en la selección de mezclas minerales densas, cuya composición granular se aproxima a las curvas ideales de Fuller, Graf, Hermann, Bolomey, Talbot-Richard, Kitt-Peff y otros autores. En la mayoría de los casos, estas curvas están representadas por dependencias de ley de potencia del contenido requerido de granos en la mezcla en su tamaño. Por ejemplo, la siguiente ecuación proporciona una curva de distribución del tamaño de partícula más completa para una mezcla densa:

D es el tamaño de grano más grande de la mezcla, mm.

Para normalizar la composición granulométrica de la mezcla de hormigón asfáltico en el moderno método de diseño americano "Superpave", también se adoptan las curvas granulométricas de densidad máxima, correspondientes a una dependencia de potencia con un exponente de 0,45.

Además, además de los puntos de control que limitan el rango de contenido de granos, también se proporciona una zona de limitación interna, que se ubica a lo largo de la curva granulométrica de densidad máxima en el intervalo entre granos con un tamaño de 2,36 y 0,3 mm. Se cree que las mezclas con distribución de tamaño de partículas a lo largo de la zona confinada pueden tener problemas con la compactación y la estabilidad al cizallamiento, ya que son más sensibles al contenido de betún y se vuelven dúctiles cuando se sobredosifican accidentalmente con aglutinante orgánico.

Cabe señalar que GOST 9128-76 también prescribe para las curvas de composición granulométrica de mezclas densas una zona límite ubicada entre las curvas límite de distribución granulométrica continua y discontinua. En la Fig. 1 esta área está sombreada.

Arroz. 1. - Composición del grano de la parte mineral de grano fino:

Sin embargo, en 1986, cuando se volvió a emitir la norma, esta limitación se canceló por insignificante. Además, en las obras de la rama de Leningrado de Soyuzdorniya (AOSal), se demostró que las composiciones de mezclas llamadas "semi-discontinuas" que pasan por la zona sombreada son en algunos casos preferibles a las continuas debido a la menor porosidad de la parte mineral del hormigón asfáltico, y las intermitentes por mayor resistencia a la delaminación.

La base del método doméstico para construir curvas de la composición granulométrica de mezclas densas fue la conocida investigación de V.V. Okhotin, en el que se demostró que la mezcla más densa se puede obtener con la condición de que el diámetro de las partículas que componen el material disminuya en una proporción de 1:16, y sus cantidades en peso, como 1: 0,43. Sin embargo, dada la tendencia a la segregación de las mezclas formuladas con esta relación de fracciones gruesas y finas, se sugirió agregar fracciones intermedias. En este caso, la cantidad en peso de una fracción con un diámetro 16 veces menor no cambiará en absoluto si los huecos se llenan no solo con estas fracciones, sino, por ejemplo, con fracciones con un diámetro de grano 4 veces menor.

Si, al llenar con fracciones de diámetro 16 veces menor, su contenido de peso fue igual a 0,43, entonces al llenar con fracciones con un diámetro de grano 4 veces menor, su contenido debería ser igual a k = 0,67. Si introducimos otra fracción intermedia con un diámetro que disminuye 2 veces, entonces la relación de las fracciones debería ser k = 0,81. Por lo tanto, el número de peso de las fracciones, que disminuirá constantemente en la misma cantidad, se puede expresar matemáticamente como una serie de progresión geométrica:

Y1 - la cantidad de la primera fracción;

k - coeficiente de escape;

n es el número de fracciones de la mezcla.

De la progresión resultante, se deduce el valor cuantitativo de la primera fracción:

Por lo tanto, el coeficiente de escorrentía generalmente se denomina relación en peso de fracciones, cuyos tamaños de partículas son 1: 2, es decir, como la relación de los tamaños de malla más cercanos en un conjunto estándar de tamices.

Aunque teóricamente las mezclas más densas se calculan con un factor de escorrentía de 0,81, en la práctica, se ha encontrado que las mezclas con tamaño de grano intermitente son más densas.

Esto se debe al hecho de que los cálculos teóricos presentados para la compilación de mezclas densas según el coeficiente de escorrentía no tienen en cuenta la dispersión de granos grandes de material por granos más pequeños. Al respecto, P.V. Sajarov señaló que los resultados positivos en términos de aumento de la densidad de la mezcla se obtienen solo con una selección gradual (intermitente) de fracciones.

Si la proporción de los tamaños de las fracciones mixtas es inferior a 1: 2 o 1: 3, entonces las partículas pequeñas no llenan el espacio entre los granos gruesos, sino que los separan.

Las curvas de la composición granulométrica de la parte mineral del hormigón asfáltico con diferentes coeficientes de pandeo se muestran en la Fig. 2.

Arroz. 2. - Composición granulométrica de la parte mineral de mezclas de hormigón asfáltico con diferentes coeficientes de escorrentía:

Posteriormente, se especificó la relación de diámetros de partícula de fracciones adyacentes, lo que excluye el esparcimiento de granos grandes en una mezcla mineral multifraccional. Según P.I. Bozhenov, para excluir la propagación de granos grandes por pequeños, la relación entre el diámetro de la fracción fina y el diámetro de la fracción gruesa no debe ser superior a 0,225 (es decir, como 1: 4,44). Considerando las composiciones de mezclas minerales probadas en la práctica, N.N. Ivanov sugirió usar curvas de distribución del tamaño de partículas con un coeficiente de escorrentía que varíe de 0,65 a 0,90 para la selección de mezclas.

Las distribuciones de tamaño de partícula de mezclas densas de hormigón asfáltico, centradas en la trabajabilidad, se estandarizaron en la URSS de 1932 a 1967. De acuerdo con estas normas, las mezclas de hormigón asfáltico contenían una cantidad limitada de piedra triturada (26-45%) y una mayor cantidad de polvo mineral (8-23%). La experiencia de usar tales mezclas ha demostrado que se forman ondas, cizalladuras y otras deformaciones plásticas en las aceras, especialmente en carreteras con tráfico pesado y pesado. Al mismo tiempo, la rugosidad de la superficie de los recubrimientos también fue insuficiente para garantizar una alta adherencia a las ruedas de los automóviles, en función de las condiciones de seguridad del tráfico.

En 1967 se introdujeron cambios fundamentales en la norma para mezclas de concreto asfáltico. GOST 9128-67 incluyó nuevas mezclas para concreto asfáltico de armazón con un mayor contenido de piedra triturada (hasta 65%), que comenzaron a contemplarse en proyectos de carreteras con alta intensidad de tráfico. En las mezclas de hormigón asfáltico también se redujo la cantidad de polvo mineral y betún, lo que se justificó por la necesidad de cambiar de plásticos a mezclas más rígidas.

Las composiciones de la parte mineral de muchas mezclas de piedras trituradas se calcularon utilizando la ecuación de parábola cúbica ligada a cuatro tamaños de grano de control: 20; 5; 1,25 y 0,071 mm.

Cuando se investigó e introdujo el hormigón asfáltico de armazón, se dio gran importancia al aumento de la rugosidad de los pavimentos. Los métodos para colocar pavimentos de hormigón asfáltico con una superficie rugosa se reflejan en las recomendaciones desarrolladas a principios de los años 60 del siglo pasado e inicialmente introducidas en las instalaciones del Glavdorstroy del Ministerio de Transporte de la URSS. Según los desarrolladores, la creación de rugosidad debería haber sido precedida por la formación de un marco espacial en el hormigón asfáltico. En la práctica, esto se logró reduciendo la cantidad de polvo mineral en la mezcla, aumentando el contenido de granos triturados gruesos, compactación completa de la mezcla, en la que los granos de piedra triturada y las fracciones de arena gruesa están en contacto entre sí. La producción de hormigón asfáltico con estructura de bastidor y superficie rugosa se aseguró con un contenido de 50-65% en peso de granos mayores de 5 (3) mm. en mezclas de grano fino de tipo A y 33-55% de granos mayores de 1,25 mm. en mezclas de arena de tipo G con un contenido limitado de polvo mineral (4-8% en mezclas de grano fino y 8-14% en arenosas).

Las recomendaciones para asegurar la estabilidad al cortante de los pavimentos de hormigón asfáltico como resultado del uso de hormigón asfáltico de armazón al incrementar la fricción interna del armazón mineral también están presentes en publicaciones extranjeras.

Por ejemplo, las empresas de carreteras del Reino Unido, cuando construyen pavimentos de hormigón asfáltico en países tropicales y subtropicales, utilizan específicamente composiciones de grano seleccionadas de acuerdo con la ecuación de la parábola cúbica.

La estabilidad de los recubrimientos de tales mezclas se obtiene principalmente como resultado del atasco mecánico de partículas angulares, que deben ser piedra triturada fuerte o grava triturada. No se permite el uso de grava sin triturar en tales mezclas.

La resistencia del pavimento a la deformación por cizallamiento se puede incrementar aumentando el tamaño de la piedra triturada. La norma estadounidense ASTM D 3515-96 preveía mezclas asfálticas, diferenciadas en nueve grados según el tamaño máximo de grano de 1,18 a 50 mm.

Cuanto mayor sea el grado, mayor será la piedra triturada y menor será el contenido de polvo mineral en la mezcla. Las curvas de composición de grano, construidas según una parábola cúbica, proporcionan un marco rígido de granos grandes cuando se compacta el revestimiento, lo que proporciona la principal resistencia al transporte de cargas.

En la mayoría de los casos, la parte mineral de la mezcla de hormigón asfáltico se selecciona entre componentes de grano grueso, de grano medio y de grano fino. Si la densidad real de los materiales minerales constituyentes difiere significativamente entre ellos, entonces se recomienda calcular su contenido en la mezcla en volumen.

Las composiciones granulares de la parte mineral de las mezclas de hormigón asfáltico, probadas en la práctica, están estandarizadas en todos los países técnicamente desarrollados, teniendo en cuenta su campo de aplicación. Estas composiciones suelen ser coherentes entre sí.

En general, se acepta generalmente que el elemento más desarrollado del diseño de la composición del hormigón asfáltico es la selección de la composición granulométrica de la parte mineral según las curvas de densidad óptima, o según el principio de llenado secuencial de poros. La situación es más complicada con la elección de un ligante bituminoso de la calidad requerida y con la justificación de su contenido óptimo en la mezcla. Hasta ahora, no existe consenso sobre la fiabilidad de los métodos de cálculo para la asignación del contenido de betún en la mezcla de hormigón asfáltico.

Los métodos experimentales actuales para la selección del contenido de aglomerante implican diferentes métodos de fabricación y ensayo de muestras de hormigón asfáltico en el laboratorio y, lo más importante, no permiten predecir con suficiente fiabilidad la durabilidad y el estado operativo de las superficies de las carreteras en función de las condiciones de funcionamiento.

P.V. Sajarov propuso diseñar la composición del hormigón asfáltico de acuerdo con una composición preseleccionada de aglutinante asfáltico. La relación cuantitativa de betún y polvo mineral en el aglutinante de asfalto se seleccionó experimentalmente en función del índice de deformación plástica (por el método de resistencia al agua) y de la resistencia a la tracción de las muestras en forma de ocho. También se tuvo en cuenta la estabilidad térmica del aglutinante asfáltico comparando los indicadores de resistencia a temperaturas de 30, 15 y 0 ° C. Sobre la base de los datos experimentales, se recomendó respetar los valores de la relación entre el betún y el polvo mineral en peso (B / MP) en el rango de 0,5 a 0,2.

Como resultado, las composiciones de hormigón asfáltico se caracterizaron por un mayor contenido de polvo mineral. En futuras investigaciones I.A. Ryb'ev demostró que los valores racionales de B / MP pueden ser iguales a 0,8 e incluso superiores. Con base en la ley de resistencia de las estructuras óptimas (regla de alineación), se recomendó un método para diseñar la composición del hormigón asfáltico para las condiciones operativas dadas de la superficie de la carretera. Se afirmó que la estructura óptima del hormigón asfáltico se logra cuando se transfiere el betún a un estado de película.

Al mismo tiempo, se demostró que el contenido óptimo de betún en la mezcla depende no solo de la proporción cuantitativa y cualitativa de los componentes, sino también de factores tecnológicos y modos de compactación.

Por lo tanto, la fundamentación científica de los indicadores de rendimiento requeridos del hormigón asfáltico y las formas racionales de lograrlos sigue siendo la principal tarea asociada con el aumento de la durabilidad de las superficies de las carreteras.

Existen varios métodos de cálculo para asignar el contenido de betún en la mezcla de hormigón asfáltico tanto por el espesor de la película de betún en la superficie de los granos minerales como por el número de huecos en la mezcla mineral compactada.

Los primeros intentos de utilizarlos en el diseño de mezclas de hormigón asfáltico a menudo terminaron en fracaso, lo que obligó a mejorar los métodos de cálculo para determinar el contenido de betún en la mezcla. N.N. Ivanov sugirió tener en cuenta la mejor compactación de la mezcla de hormigón asfáltico caliente y algún margen para la expansión térmica del betún, si el cálculo del contenido de betún se basa en la porosidad de la mezcla mineral compactada:

B - la cantidad de betún,%;

P es la porosidad de la mezcla mineral compactada,%;

c6 - densidad real del betún, g / cm. cachorro.;

с - la densidad media de la mezcla seca compactada, g / cm. cachorro.;

0.85 es el coeficiente de reducción de la cantidad de betún debido a una mejor compactación de la mezcla con betún y el coeficiente de expansión del betún, que se toma igual a 0.0017.

Cabe señalar que los cálculos del contenido volumétrico de los componentes en el hormigón asfáltico compactado, incluido el volumen de poros de aire o la porosidad residual, se realizan en cualquier método de diseño en forma de normalización del volumen de fases. Como ejemplo, la Fig. 3 muestra la composición volumétrica del hormigón asfáltico tipo A en forma de gráfico circular.

Arroz. 3. - Normalización del volumen de fases en hormigón asfáltico:

Según este diagrama, el contenido de betún (% por volumen) es igual a la diferencia entre la porosidad del núcleo mineral y la porosidad residual del hormigón asfáltico compactado. Entonces, M. Durier recomendó un método para calcular el contenido de betún en la mezcla de concreto asfáltico caliente en términos de módulo de saturación. El módulo de saturación del hormigón asfáltico con ligante se estableció de acuerdo con datos experimentales y de producción y caracteriza el porcentaje de ligante en una mezcla mineral con una superficie específica de 1 metro cuadrado / kg.

Esta técnica se adopta para determinar el contenido mínimo de ligante bituminoso dependiendo de la composición del tamaño de grano de la parte mineral en el método de diseño de mezcla de asfalto LCPC. desarrollado por el Laboratorio Central de Puentes y Carreteras de Francia. El contenido en peso de betún según este método se determina mediante la fórmula:

k - módulo de saturación del hormigón asfáltico con ligante.

S - residuo parcial en un tamiz con orificios de 0,315 mm de tamaño,%;
s - residuo parcial en un tamiz con orificios de 0,08 mm,%;

El método para calcular el contenido de betún por el espesor de la película de betún fue mejorado significativamente por I.V. Korolyov. Sobre la base de datos experimentales, diferencia la superficie específica de los granos de las fracciones estándar, dependiendo de la naturaleza de la roca. Se demostró la influencia de la naturaleza del material pétreo, el tamaño de grano y la viscosidad del betún en el espesor óptimo de la película de betún en la mezcla de hormigón asfáltico.

El siguiente paso es una evaluación diferenciada de la capacidad bituminosa de las partículas minerales menores de 0,071 mm. Como resultado de la predicción estadística de la composición granular del polvo mineral y la capacidad bituminosa de fracciones de 1 a 71 μm de tamaño, se desarrolló en el MADI (GTU) un método que permite obtener datos calculados que coinciden satisfactoriamente con el contenido experimental. de betún en la mezcla de hormigón asfáltico.

Otro enfoque para asignar el contenido de betún en el hormigón asfáltico se basa en la relación entre la porosidad de la estructura mineral y la composición granulométrica de la parte mineral. A partir del estudio de mezclas experimentales de partículas de varios tamaños, los especialistas japoneses propusieron un modelo matemático de la porosidad del núcleo mineral (VMA). Los valores de los coeficientes de dependencia de correlación establecida se determinaron para el hormigón asfáltico de piedra triturada-masilla, el cual fue compactado en un compactador rotatorio (giratorio) a 300 revoluciones del molde. En el trabajo se propuso un algoritmo para calcular el contenido de betún, basado en la correlación de las características de los poros del hormigón asfáltico con la composición granulométrica de la mezcla. Con base en los resultados del procesamiento de una serie de datos obtenidos durante las pruebas de concreto asfáltico denso de varios tipos, se establecieron las siguientes dependencias de correlación para calcular el contenido óptimo de betún:

K es el parámetro de granulometría.

Dcr - el tamaño de grano mínimo de la fracción gruesa, más fina que la que contiene 69,1% en peso de la mezcla, mm;

D0 - calibre de los granos de la fracción media, más finos que los que contienen 38,1% en peso de la mezcla, mm;

Dfine - el tamaño máximo de grano de la fracción fina, más fina que la que contiene 19,1% en peso de la mezcla, mm.

Sin embargo, en cualquier caso, la dosis calculada de betún debe ajustarse al preparar mezclas de control, dependiendo de los resultados de las pruebas de muestras de hormigón asfáltico moldeado.

Al seleccionar las composiciones de mezclas de hormigón asfáltico, la siguiente declaración del prof. N.N. Ivanova: "El betún no debe tomarse más de lo que se acondiciona obteniendo una mezcla suficientemente fuerte y estable, pero el betún debe tomarse tanto como sea posible, y en ningún caso es posible menos". Los métodos experimentales para la selección de mezclas de hormigón asfáltico generalmente implican la preparación de muestras estándar mediante métodos de compactación específicos y su ensayo en condiciones de laboratorio. Para cada método, se han desarrollado criterios adecuados que establecen, en un grado u otro, la relación entre los resultados de las pruebas de laboratorio de muestras compactadas y las características de desempeño del hormigón asfáltico en condiciones de operación.

En la mayoría de los casos, estos criterios están definidos y estandarizados por las normas nacionales de hormigón asfáltico.

Los siguientes esquemas de ensayos mecánicos de muestras de hormigón asfáltico están muy extendidos, como se muestra en la Fig. 4.

Arroz. 4. - Esquemas de ensayo de muestras cilíndricas al diseñar la composición del hormigón asfáltico:

a - según Duriez;

b - según Marshall;

c - según Khvim;

d - según Hubbard Field.

Un análisis de varios métodos experimentales para diseñar composiciones de concreto asfáltico indica una similitud en los enfoques para prescribir una formulación y una diferencia tanto en los métodos de prueba de las muestras como en los criterios para las propiedades evaluadas.

La similitud de los métodos de diseño para la mezcla de hormigón asfáltico se basa en la selección de dicha relación volumétrica de componentes, que garantiza los valores especificados de porosidad residual e indicadores normalizados de las propiedades mecánicas del hormigón asfáltico.

En Rusia, al diseñar concreto asfáltico, se prueban muestras cilíndricas estándar para compresión uniaxial (de acuerdo con el esquema de Duryez), que se moldean en el laboratorio de acuerdo con GOST 12801-98, dependiendo del contenido de piedra triturada en la mezcla, ya sea por una carga estática de 40 MPa, o por vibración, seguida de una compactación adicional con una carga de 20 MPa. En la práctica extranjera, el método más extendido para diseñar mezclas de hormigón asfáltico según Marshall.

Hasta hace poco tiempo, en los EE. UU. Se aplicaban métodos de diseño de mezclas de hormigón asfáltico según Marshall, Hubbard-Field y Khvim. pero recientemente, varios estados están introduciendo el sistema de diseño Superpave.

Al desarrollar nuevos métodos para diseñar mezclas de hormigón asfáltico en el extranjero, se prestó mucha atención a mejorar los métodos de compactación de muestras. Actualmente, al diseñar mezclas según Marshall, se proporcionan tres niveles de compactación de la muestra: 35, 50 y 75 impactos en cada lado, respectivamente, para condiciones de tráfico de vehículos ligeros, medianos y pesados. El Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos, a través de una extensa investigación, refinó las pruebas de Marshall y las extendió al diseño de mezclas de pavimentos de aeródromos.

Marshall Asphalt Design asume que:

- estableció preliminarmente el cumplimiento de los materiales minerales iniciales y el betún con los requisitos de las especificaciones técnicas;
- se ha seleccionado la composición granulométrica de la mezcla de materiales minerales, que cumple con los requisitos de diseño;
- los valores de la densidad real del betún viscoso y los materiales minerales se determinaron mediante métodos de prueba adecuados;
- Se seca una cantidad suficiente de material pétreo y se divide en fracciones para preparar mezclas de laboratorio de mezclas con diferentes contenidos de aglutinantes.

Para ensayos por el método Marshall, se fabrican probetas cilíndricas estándar con una altura de 6,35 cm y un diámetro de 10,2 cm cuando se compactan por impactos de un peso que cae. Las mezclas se preparan con diferentes contenidos de betún, que suelen diferir entre sí en un 0,5%. Se recomienda preparar al menos dos mezclas con un contenido de betún por encima del valor "óptimo" y dos mezclas con un contenido de betún por debajo del valor "óptimo".

Para asignar con mayor precisión el contenido de betún para las pruebas de laboratorio, se recomienda establecer primero un contenido de betún "óptimo" aproximado.

Por "óptimo" se entiende el contenido de betún en la mezcla que proporciona la máxima estabilidad Marshall de las muestras moldeadas. Aproximadamente para la selección, debe tener 22 al sur de materiales de piedra y aproximadamente 4 litros. betún.

Los resultados de las pruebas de hormigón asfáltico por el método Marshall se muestran en la Fig. 5.

Con base en los resultados de las pruebas de muestras de hormigón asfáltico según el método Marshall, se suelen llegar a las siguientes conclusiones:

- El valor de estabilidad aumenta con un aumento en el contenido de aglutinante hasta un cierto máximo, después de lo cual el valor de estabilidad disminuye;
- El valor de la plasticidad condicional del hormigón asfáltico aumenta con un aumento en el contenido de aglutinante;
- La curva de dependencia de la densidad del contenido de betún es similar a la curva de estabilidad, sin embargo, para ella, el máximo se observa más a menudo con un contenido de betún ligeramente superior;
- La porosidad residual del hormigón asfáltico disminuye con el aumento del contenido de betún, acercándose asintóticamente al valor mínimo;
- El porcentaje de relleno de poros con betún aumenta al aumentar el contenido de betún.

Arroz. 5. - Resultados (a, b, c, d) de ensayos de hormigón asfáltico por el método Marshall:

Se recomienda que el contenido óptimo de betún se determine como el promedio de cuatro valores trazados para los requisitos de diseño respectivos. Una mezcla asfáltica con un contenido óptimo de betún debe cumplir con todos los requisitos de las especificaciones técnicas. Al realizar la elección final de la composición de la mezcla de hormigón asfáltico, también se pueden tener en cuenta los indicadores técnicos y económicos. Generalmente se recomienda seleccionar la mezcla con la mayor estabilidad Marshall.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las mezclas con valores excesivamente altos de estabilidad Marshall y baja plasticidad son indeseables, ya que los recubrimientos de tales mezclas serán excesivamente duros y pueden agrietarse al conducir vehículos pesados, especialmente con sustratos frágiles y altas deflexiones de el revestimiento. El método de diseño de asfalto de Marshall es a menudo criticado en Europa Occidental y Estados Unidos. Se observa que la compactación por impacto de muestras según Marshall no simula la compactación de la mezcla en el pavimento, y la estabilidad según Marshall no permite una evaluación satisfactoria de la resistencia al corte del hormigón asfáltico.

También se critica el método Hweem, cuyas desventajas incluyen equipos de prueba bastante engorrosos y costosos.

Además, algunos indicadores métricos de volumen importantes del hormigón asfáltico relacionados con su durabilidad no se describen adecuadamente en este método. Según los ingenieros estadounidenses, el método Khvim para elegir el contenido de betún es subjetivo y puede conducir a la fragilidad del hormigón asfáltico debido a la designación de un bajo contenido de aglutinante en la mezcla.

El método LCPC (Francia) se basa en el hecho de que el asfalto de mezcla en caliente debe diseñarse y compactarse a la máxima densidad durante la construcción.

Por lo tanto, se llevaron a cabo estudios especiales sobre el rendimiento de compactación calculado, que se determinó como 16 pasadas de rodillos con neumáticos, con una carga por eje de 3 tf a una presión de neumático de 6 bar. En un banco de laboratorio a gran escala, cuando se compactaba una mezcla de concreto asfáltico caliente, se justificaba un espesor de capa estándar igual a 5 tamaños máximos de granos minerales. Para la adecuada compactación de las muestras de laboratorio, se estandarizó el ángulo de rotación del compactador de laboratorio (giratorio), igual a 1 °, y la presión vertical sobre la mezcla compactada de 600 kPa. En este caso, el número estándar de rotaciones del girador debe ser igual al grosor de la capa de la mezcla compactada, expresado en milímetros.

En el método americano del sistema de diseño "Superpave", se acostumbra compactar las muestras de hormigón asfáltico también en un giro, pero en un ángulo de rotación de 1,25 °. El trabajo de compactación de muestras de hormigón asfáltico se estandariza en función del valor calculado de la carga total de transporte sobre el pavimento, para cuyo dispositivo está diseñada la mezcla. En la figura se muestra un diagrama de la compactación de muestras de una mezcla de hormigón asfáltico en un dispositivo de compactación rotatorio. 6.

Arroz. 6. - Esquema de compactación de muestras de mezcla de hormigón asfáltico en un dispositivo de compactación rotatorio:

El método de diseño de asfalto MTQ (Departamento de Transporte de Quebec, Canadá) adopta un compactador rotatorio Superpave en lugar de un girador LCPC. El número calculado de rotaciones de compactación se toma para mezclas con un tamaño de grano máximo de 10 mm. igual a 80, y para mezclas con un tamaño de partícula de 14 mm. - 100 revoluciones de giro. El contenido calculado de orificios de aire en la muestra debe estar en el rango de 4 a 7%. El volumen de poro nominal suele ser del 5%. El volumen efectivo de betún se establece para cada tipo de mezcla, como en el método LCPC.

Es de destacar que al diseñar mezclas asfálticas a partir de los mismos materiales utilizando el método Marshall, el método LCPC (Francia), el método del sistema de diseño Superpave (EE. UU.) Y el método MTQ (Canadá), se obtuvieron aproximadamente los mismos resultados.

A pesar de que cada uno de los cuatro métodos preveía diferentes condiciones para la compactación de las muestras:

- Marshall: 75 golpes de ambos lados;
- "Superpave" - 100 revoluciones de rotación en el giro en un ángulo de 1,25 °;
- MTQ - 80 revoluciones de rotación en un giro en un ángulo de 1,25 °;
- LCPC - 60 revoluciones de rotación de un compactador eficaz en un ángulo de 1 ° C, se obtuvieron resultados bastante comparables para el contenido óptimo de betún.

Por tanto, los autores del trabajo llegaron a la conclusión de que es importante no tener un método "correcto" de compactación de muestras de laboratorio, sino tener un sistema de influencia de la fuerza de compactación sobre la estructura del hormigón asfáltico en la muestra y su desempeño en el pavimento.

Cabe señalar que los métodos rotativos de compactación de muestras de hormigón asfáltico tampoco están exentos de inconvenientes. Se encontró una abrasión notable del material de piedra durante la compactación de una mezcla de hormigón asfáltico caliente en un girador.

Por tanto, en el caso de utilizar materiales pétreos caracterizados por un desgaste en el tambor de Los Ángeles de más del 30%, el número normalizado de revoluciones del compactador de la mezcla al recibir muestras de hormigón asfáltico de piedra triturada-masilla se fija igual a 75 en su lugar. de 100.

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