Технология приготовления асфальтобетонной смеси и контроль. ГОСТ 9128-97

— Для приготовления а/б смеси необходимо предварительно разработать в  лабораторных условиях его состав (количества щебня, песка, минерального порошка и битума).
— Для обеспечения точного состава а/б смеси необходимо предварительная сортировка  этих материалов (сортировочные устройства устанавливаются до холодного вертикального элеватора).

— Количество материалов,   отпускаемых со складов завода в смеситель, должно соответствовать составу смеси, предложенного лабораторией.

— Для восстановления кровель применяется а/б смесь, используемая для всех типов дорог:
Тип А
Марки I,
где содержание щебня должно составлять 50-60% (гос. стандарт 9128-97)
— Для приготовления смеси в смеситель в первую очередь подается щебень, песок, минеральный порошок; после получения смеси подается соответствующее количество битума для последующего смешения.
— Температура щебня и песка в процессе смешивания должна составлять 165-185 С°
— Минеральный порошок подается в холодном виде.
— Температура битума должна составлять 140-160 С°
— После выпуска из смесителя температура смеси должна составлять 140-160 гр. С.
— Состав щебня должен быть таким, чтобы его зерна проходили:
через 20-мм сито – 90-100%,
через 15-мм сито – 75-100%.
— Допустимое отклонение в количестве материалов в процессе приготовления а/б смесей должно быть не более:
щебня – 3%,
песка – 3%,
битума – 1,5%,
мин. порошка – 1,5%.
— температура битума проверяется каждые 2 часа.

— Контроль за остальными компонентами смеси ведется непрерывно.
— Температура готовой смеси проверятся при каждой погрузке в самосвал.
— Качество а/б смеси проверяется  в каждую смену в лабораторных условиях.
— Время доставки а/б смеси не должно превышать 1, 5 часа при температуре воздуха свыше 10 С°.
— Работа механизмов  предварительной сортировки и устройств по взвешиванию компонентов проверяются каждые 2 недели, а при возникновении подозрений в неточности – немедленно.
— При визуальном осмотре а/б смесь должна выглядеть однородной, рыхлой, не должна прилипать к кузову автомобиля.
В случае возникновения сомнений она должна быть проверена в лабораторных условиях.
— Состав зерен а/б смеси проверяется раз в 3 смены, а содержание щебня – каждую смену, ускоренным методом.
— Прочность используемых в  а/б смесях (тип А) щебня не должна быть ниже 1000.
— В щебне (тип А) допустимо наличие  не более 15% плоских и игольчатых зерен.
— Содержание глинистых или пылевых частиц в щебне и песке не должно превышать 1%.
— Пористость минерального остова  не должна превышать 23%.
— А/б смесь должна соответствовать следующим требованиям:

 

Наименование показателей	Климатические зоны
	l	ll, lll	lV, V
Водонасыщенность в % по объему Тип А Б и Г В и Д Остаточная пористость по % объема	2. 0-3.5 1.5-3.0 1.0-2.5 2.0-3.5	2.0-5.0 1.5-4.0 1.0-4.5 2.0-5.0	3.0-7.0 2.5-6.0 2.5-6.0 3.0-7.0

Состав зерен а/б смесей типа А марки I должен составлять:

 

Тип смеси	Состав зерен в % меньше мм
	20	15	10	5	2.5	1.25	0.63	0.315	0.14	0.071
А	90-100	75-100	62-100	40-50	28-38	20-28	14-20	10-15	6-12	4-10

— Нагретый до рабочего состояния битум необходимо использовать в течение 5 часов.
— После готовности а/б смеси его необходимо загрузить в автомашины или в складское хранилище
— В зависимости от консистенции битума, используемые материалы в процессе приготовления а/б смеси должны иметь следующую температуру:

Вид смеси	Марка битума	Температура в С°
		Битум	Щебень и песок	А/б смесь
горячий	БНД: 40/60 60/90 90/130 БН: 60/90, 90/130	130-150	165-185	140-160
Холодный	БНД: 130/200, 200/300, 130/200 БН: 200/300	110-130	145-165	120-140
	АГ: 130/200 МГ: 130/200	80-100 90-100	115-135 125-145	90-110 100-120

— Для приготовления а/б смеси необходимо иметь необходимое количество щебня, песка, минерального порошка и битума.
— В ходе приготовления смеси необходимо произвести предварительное дозирование по объемам – в соответствии с зерновым составом, разработанным в лаборатории.
Влажный щебень и песок определенного зернового состава в установленных объемах  поступает в сушильно-нагревочную печь. После печи поступает на сита двойной сортировки, а оттуда – в соответствующие бункеры. 
Из этих бункеров щебень, песок и минеральный порошок в определенных дозах подаются в смеситель (битум подается отдельно).
— Цикл приготовления смеси считается завершенным, когда она поступает в машину по перевозке смеси  или в заводское складское хранилище.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ «АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ. СНиП 3.06.03-85» (утв. Постановлением Госстроя СССР от 20.08.85 N 133)

действует Редакция от 20.08.1985Подробная информация

ПРИГОТОВЛЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

10.3. Асфальтобетонные смеси следует приготовлять в асфальтосмесительных установках, оборудованных смесителями принудительного перемешивания периодического или непрерывного действия.

10.4. Битум, нагретый до рабочей температуры, следует использовать в течение 5 ч. При необходимости болев длительного хранения температуру вязкого битума необходимо снизить до 80 °С, жидкого — до 60 °С и хранить не более 12 ч.

10.6. Битум с добавлением ПАВ, полимеров, разжижителей (пластификаторов) или структурообразующих компонентов следует перемешивать до получения однородной смеси в отдельной емкости, оборудованной паро-, электро- или маслоподогревом и насосной установкой. Готовое вяжущее перекачивают в расходную емкость и нагревают до рабочей температуры.

10.6. Температура битума, поступающего в смеситель, щебня, песка, отсевов дробления при выходе из сушильного барабана и асфальтобетонной смеси при выпуске из смесителя в зависимости от марки применяемого битума должна соответствовать указанной в табл. 13. Минеральный порошок для приготовления асфальтобетонных смесей разрешается вводить в смеситель без подогрева.

10.7. При применении активированных минеральных порошков или ПАВ температура битума, щебня, гравия, песка, отсевов дробления и готовой асфальтобетонной смеси должна быть снижена по сравнению с указанной в табл. 13:

на 20 °С при применении битумов марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130;

на 10 °С при применении битумов марок БНД 130/200, БНД 200/300, БН 130/200, БН 200/300.

10.8. В процессе приготовления смесей в смеситель периодического действия, как правило, сначала следует вводить взвешенные по фракциям минеральные материалы и перемешивать их между собой, а затем — битум.

10.9. Погрешность дозирования компонентов асфальтобетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 9128-84.

10.10. Продолжительность перемешивания горячих, теплых и холодных асфальтобетонных смесей устанавливают в соответствии с техническими данными асфальтосмесительной установки.

10.11. Асфальтобетонную смесь после окончания перемешивания следует выгрузить из смесителя в накопительный бункер или транспортные средства.

10.12. Вместимость накопительного бункера должна составлять не менее объема часовой производительности смесительной установки. Время нахождения смесей для нижнего слоя и типа А для верхнего слоя в бункере должно быть не более 1,5 ч. Смеси других типов должны находиться в бункере не более 0,5 ч.

Для смесей с применением ПАВ и активированных порошков время нахождения в бункере может быть увеличено соответственно до 2 и 1 ч.

10.13. Продолжительность транспортирования асфальтобетонных смесей должна устанавливаться из условия обеспечения температуры при укладке, указанной в табл. 14.

Таблица 13

Вид смеси	Марка битума	Температура, ° С
		битума, поступающего в смеситель	щебня (гравия), песка, отсевов дробления при выходе из сушильного барабана	смеси при выпуске из смесителя
Горячая	БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130	130 — 150	165 — 185	140 — 160
Теплая	БНД 130/200, БНД 200/300, БН 130/200, БН 200/300	110 — 130	145 — 165	120 — 140
	СГ 130/200	80 — 100	115 — 135	90 — 110
	МГ 130/200, МГО 130/200	90 — 110	125 — 145	100 — 120
Холодная	СГ 70/130, МГ 70/130, МГО 70/130	80 — 90	115 — 125	80 — 100

Таблица 14

Вид смеси	Марка битума	Температура смеси в начале уплотнения, °С, для
		плотного асфальтобетона типов А и Б, пористого и высокопористого асфальто­бетонов с содержанием щебня (гравия) более 40 % массы	плотного асфальтобетона типов В, Г и Д, пористого и высокопористого асфальтобетона с содержанием щебня (гравия) менее 40 % массы и высокопористого песчаного
Горячая	БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130	120 — 160	100 — 130
Теплая	БНД 130/200, БНД 200/300, БН 130/200, БН 200/300	100 — 140	80 — 110
	СГ 130/200, МГ 130/200, МГО 130/200	70 — 100
Холодная	СГ 70/130, МГ 70/130, МГО 70/130	Не ниже 5

10. 14. Допускается укладка холодных асфальтобетонных смесей непосредственно после приготовления, то есть в горячем виде.

10.15. Холодные асфальтобетонные смеси до укладки следует хранить петом на открытых площадках, а в осенне-зимний период — в закрытых складах или под навесом в течение 4 мес. при применении битумов класса СГ и 8 мес — классов МГ и МГО.

При хранении холодных асфальтобетонных смесей надлежит принимать высоту штабели не более 2 м. Свежеприготовленную смесь следует перелопачивать ковшом экскаватора до ее остывания.

HMA Mix Design Fundamentals – Pavement Interactive

HMA состоит из двух основных ингредиентов: заполнителя и битумного вяжущего. Состав смеси HMA – это процесс определения того, какой заполнитель использовать, какое асфальтовое вяжущее использовать и какой должна быть оптимальная комбинация этих двух ингредиентов.

Когда заполнитель и битумное вяжущее объединяются для получения однородного вещества, это вещество, HMA, приобретает новые физические свойства, которые связаны с физическими свойствами его компонентов, но не идентичны им. Механические лабораторные испытания можно использовать для характеристики основной смеси или прогнозирования свойств смеси. Состав смеси HMA развился как лабораторная процедура, в которой используется несколько критических тестов для получения ключевых характеристик каждой пробной смеси HMA. Хотя эти характеристики не являются исчерпывающими, они могут дать разработчику смеси хорошее представление о том, как конкретная смесь будет работать в полевых условиях во время строительства и при последующей транспортной нагрузке.

В этом разделе рассматриваются основы проектирования смесей, общие для всех методов проектирования смесей. Во-первых, обсуждаются две основные концепции (дизайн смеси как моделирование и термины и отношения веса и объема), чтобы установить основу для последующего обсуждения. Во-вторых, представлены переменные, которыми может манипулировать смешанный дизайн. В-третьих, представлены основные цели дизайна смеси. Наконец, представлена ​​общая процедура проектирования смеси (которую используют методы Хвима, Маршалла и Superpave).

Концепции

Прежде чем обсуждать какие-либо особенности дизайна смеси, важно понять несколько основных концепций дизайна смеси:

• Дизайн смеси — это имитация
• Термины и соотношения веса и объема HMA

Разработка смеси — это симуляция

Прежде всего, разработка смеси — это лабораторная симуляция. Дизайн смеси предназначен для имитации реального производства, конструкции и производительности HMA, насколько это возможно. Затем на основе этой симуляции мы можем предсказать (с достаточной степенью уверенности), какой тип конструкции смеси лучше всего подходит для конкретного рассматриваемого приложения и как он будет работать.

Будучи симуляцией, дизайн микса имеет свои ограничения. В частности, существуют существенные различия между лабораторными и полевыми условиями. Конечно, небольшая лабораторная установка, состоящая из нескольких образцов размером 100–150 мм (4–6 дюймов), прессовальной машины и пары испытательных устройств, не может полностью воссоздать реальные условия производства, конструкции и эксплуатации. Например, уплотнение конструкции микса должно создавать такую ​​же общую плотность (содержание пустот), до которой трафик окончательно уплотнит микс в полевых условиях в условиях обслуживания (Roberts et al., 19).96 ^[1] ). Однако трудно откалибровать количество ударов трамбовки (лабораторное уплотнение) для уплотнения конкретной конструкции и последующей транспортной нагрузки (уплотнение в полевых условиях). Используемые в настоящее время корреляции между этими плотностями носят эмпирический характер и крайне грубы (например, категории высокого, среднего и низкого трафика). Однако, несмотря на указанные выше ограничения, процедуры проектирования смесей могут обеспечить рентабельное и достаточно точное моделирование, которое полезно при принятии решений о проектировании смесей.

Термины и соотношения HMA Weight-Volume

Состав смеси, и особенно состав смеси Superpave, по своей природе является объемным. То есть он стремится объединить заполнитель и асфальт по объему (в отличие от веса). Измерения объема обычно выполняются косвенно путем определения веса и удельного веса материала, а затем расчета его объема. Таким образом, расчет смеси включает в себя несколько различных измерений пустот и удельного веса. Прежде чем продолжить, важно иметь четкое представление об этих терминах.

• См. Условия и отношения HMA Weight-Volume

Переменные

HMA — довольно сложный материал, к которому предъявляются различные, а иногда и противоречащие друг другу требования к характеристикам. Он должен сопротивляться деформации и растрескиванию, быть прочным с течением времени, устойчивым к повреждениям водой, обеспечивать хорошее сцепление с поверхностью, и в то же время быть недорогим, легко изготавливаемым и легко укладываемым. Чтобы удовлетворить эти требования, дизайнер микса может манипулировать всеми тремя переменными:

1. Совокупный . Такие параметры, как тип (источник), градация и размер, ударная вязкость и сопротивление истиранию, долговечность и прочность, форма и текстура, а также чистота могут быть измерены, оценены и изменены в некоторой степени.
2. Асфальтовое вяжущее . Такие параметры, как тип, долговечность, реология, чистота, а также дополнительные модифицирующие агенты могут быть измерены, оценены и в некоторой степени изменены.
3. Отношение битумного вяжущего к заполнителю . Обычно выражаемое в виде процентного содержания битумного вяжущего по отношению к общему весу HMA, это соотношение оказывает сильное влияние на характеристики дорожного покрытия HMA. Из-за больших различий в удельном весе заполнителя доля битумного вяжущего , выраженный в процентах от общего веса , может широко варьироваться, даже несмотря на то, что объем битумного вяжущего в процентах от общего объема остается довольно постоянным.

Цели

Прежде чем приступить к процедуре проектирования смеси, важно понять, каковы ее цели. В этом разделе представлены типичные качества хорошо приготовленной смеси HMA. Управляя переменными заполнителем, битумным вяжущим и соотношением между ними, состав смеси стремится достичь следующих качеств в конечном продукте HMA (Roberts et al.

, 19).96 ^[1] ):

1. Сопротивление деформации (стабильность) . HMA не должен искажаться (колействовать) или деформироваться (расталкиваться) под нагрузкой трафика. Деформация HMA связана с одним или несколькими из следующего:
   • Общая поверхность и характеристики истирания . Округлые частицы имеют тенденцию скользить друг относительно друга, вызывая деформацию HMA под нагрузкой, в то время как угловатые частицы сцепляются друг с другом, обеспечивая хорошую устойчивость к деформации. Хрупкие частицы вызывают искажение смеси, потому что они имеют тенденцию разрушаться при перемешивании или нагрузке. Тесты на форму и текстуру частиц, а также на прочность и целостность могут выявить источники проблемных заполнителей. Этих источников можно избежать или, как минимум, можно смешать заполнитель с хорошими поверхностными и абразивными характеристиками, чтобы обеспечить лучшие общие характеристики.
   • Суммарная градация . Градации с чрезмерным содержанием мелких частиц (либо возникающих естественным путем, либо вызванных чрезмерным истиранием) вызывают искажения, поскольку большое количество мелких частиц имеет тенденцию раздвигать более крупные частицы и действовать как смазывающие шарикоподшипники между этими более крупными частицами. Такой же эффект может иметь градация, приводящая к низкому содержанию VMA или избыточному содержанию битумного вяжущего. Спецификации градации используются для обеспечения приемлемой градации заполнителя.
   • Содержание асфальтового вяжущего . Избыточное содержание битумного вяжущего имеет тенденцию смазывать и раздвигать частицы заполнителя, облегчая их перераспределение под нагрузкой. Оптимальное содержание битумного вяжущего, определяемое конструкцией смеси, должно предотвратить это.
   • Вязкость битумного вяжущего при высоких температурах . В жаркие летние месяцы вязкость битумного вяжущего минимальна, и дорожное покрытие легче деформируется под нагрузкой. Определение битумного вяжущего с минимальной высокотемпературной вязкостью (что можно сделать в процессе выбора битумного вяжущего Superpave) обеспечивает адекватную высокотемпературную вязкость.
2. Сопротивление усталости . HMA не должен трескаться при повторяющихся нагрузках с течением времени. Усталостное растрескивание HMA связано с содержанием и жесткостью асфальтового вяжущего. Более высокое содержание битумного вяжущего приведет к тому, что смесь будет иметь большую склонность к упругой деформации (или, по крайней мере, к деформации), а не к разрушению при повторяющихся нагрузках. Оптимальное содержание битумного вяжущего, определяемое конструкцией смеси, должно быть достаточно высоким, чтобы предотвратить чрезмерное усталостное растрескивание. Использование битумного вяжущего с более низкой жесткостью увеличивает усталостную долговечность смеси за счет обеспечения большей гибкости. Тем не менее, при выборе битумного вяжущего следует также учитывать вероятность образования колеи. Обратите внимание, что сопротивление усталости также сильно зависит от соотношения между толщиной структурного слоя и нагрузкой. Однако в этом разделе рассматриваются только вопросы дизайна микса.
3. Стойкость к растрескиванию при низких температурах . HMA не должен трескаться при воздействии низких температур окружающей среды. Низкотемпературное растрескивание в первую очередь зависит от низкотемпературной жесткости битумного вяжущего. Выбор битумного вяжущего с адекватными низкотемпературными свойствами (что можно сделать в процессе выбора битумного вяжущего Superpave) должен предотвратить или, по крайней мере, ограничить растрескивание при низких температурах.
4. Долговечность . HMA не должен подвергаться чрезмерному старению в процессе производства и срока службы. Долговечность HMA связана с одним или несколькими из следующих факторов:
   • Толщина пленки битумного вяжущего вокруг каждой частицы заполнителя . Если толщина пленки, окружающей частицы заполнителя, недостаточна, возможно, что заполнитель может стать доступным для воды через отверстия в пленке. Если заполнитель гидрофильный, вода вытеснит асфальтовую пленку, и сцепление асфальта с заполнителем будет потеряно. Этот процесс обычно называют зачисткой. Оптимальное содержание битумного вяжущего, определяемое конструкцией смеси, должно обеспечивать достаточную толщину пленки.
   • Воздушные полости . Чрезмерные воздушные пустоты (порядка 8 процентов и более) повышают проницаемость ГМА и обеспечивают более легкий доступ кислорода к большему количеству битумного вяжущего, тем самым ускоряя окисление и улетучивание. Чтобы решить эту проблему, состав смеси HMA стремится скорректировать такие параметры, как содержание асфальта и градация заполнителя, чтобы получить проектные воздушные пустоты около 4 процентов. Чрезмерные воздушные пустоты могут быть связаны либо с конструкцией смеси, либо с конструкцией, и в этом разделе рассматривается только проблема с конструкцией смеси.
5. Влагостойкость . HMA не должен существенно ухудшаться из-за проникновения влаги в смесь. Стойкость к повреждению влагой связана с одним или несколькими из следующих факторов:
   • Совокупные минеральные и химические свойства . Некоторые заполнители притягивают влагу к своей поверхности, что может привести к обдиранию. Чтобы решить эту проблему, можно либо избегать склонных к расслоению заполнителей, либо использовать модификатор асфальтового вяжущего, препятствующий расслоению.
   • Воздушные полости . Когда воздушные пустоты в HMA превышают примерно 8 процентов по объему, они могут стать взаимосвязанными и позволить воде легко проникать в HMA и вызывать повреждение влаги из-за порового давления или расширения льда. Чтобы решить эту проблему, состав смеси HMA регулирует содержание битумного вяжущего и градацию заполнителя, чтобы получить проектные воздушные пустоты около 4 процентов. Чрезмерные воздушные пустоты могут быть связаны либо с конструкцией смеси, либо с конструкцией, и в этом разделе рассматривается только проблема с конструкцией смеси.
6. Сопротивление скольжению . HMA, уложенная в качестве поверхностного слоя, должна обеспечивать достаточное трение при контакте с шиной транспортного средства. Низкое сопротивление скольжению обычно связано с одним или несколькими из следующих факторов:
   • Совокупные характеристики, такие как текстура, форма, размер и устойчивость к полировке . Гладкие, округлые или склонные к полировке заполнители менее устойчивы к скольжению. Тесты на форму и текстуру частиц могут выявить источники проблемных заполнителей. Этих источников можно избежать или, как минимум, можно смешать заполнитель с хорошими поверхностными и абразивными характеристиками, чтобы обеспечить лучшие общие характеристики.
   • Асфальтовое вяжущее . Чрезмерное количество битумного вяжущего может вызвать кровотечение HMA. Использование оптимального содержания битумного вяжущего в соответствии с составом смеси должно предотвратить просачивание.
7. Технологичность . HMA должна быть способна укладываться и уплотняться с разумными усилиями. Работоспособность обычно связана с одним или обоими из следующих факторов:
   • Совокупная текстура, форма и размер . Плоские, продолговатые или угловатые частицы имеют тенденцию сцепляться друг с другом, а не скользить друг относительно друга, что затрудняет размещение и уплотнение (обратите внимание, что это почти полностью противоречит желательным свойствам заполнителя для сопротивления деформации). Хотя для количественной оценки удобоукладываемости не существует специальных тестов состава смеси, тесты на форму и текстуру частиц могут выявить возможные проблемы с удобоукладываемостью.
   • Суммарная градация . Градация с избыточной мелочью (особенно в диапазоне размеров от 0,60 до 0,30 мм (от № 30 до 50) при использовании природного окатанного песка) может привести к получению нежной смеси. Такой же эффект может иметь градация, приводящая к низкому содержанию VMA или избыточному содержанию битумного вяжущего. Спецификации градации используются для обеспечения приемлемой градации заполнителя.
   • Асфальтовое вяжущее . При температурах укладки (выше примерно 120 ° C (250 ° F)) битумное вяжущее действует как смазка между частицами заполнителя по мере их уплотнения. Следовательно, низкое содержание битумного вяжущего уменьшает эту смазку, что приводит к менее пригодной для обработки смеси. Обратите внимание, что более высокое содержание битумного вяжущего, как правило, хорошо для удобоукладываемости, но плохо для сопротивления деформации.
   • Вязкость битумного вяжущего при температурах смешивания/укладки . Если вязкость асфальтового вяжущего слишком высока при температурах смешивания и укладки, HMA становится трудно высыпать, распределять и уплотнять. Ротационный вискозиметр Superpave специально тестирует вязкость битумного вяжущего при температуре смешивания/укладки.

Зная эти цели, задача разработки смеси состоит в том, чтобы разработать относительно простую процедуру с минимальным количеством тестов и образцов, которая позволит получить смесь со всеми вышеперечисленными качествами HMA.

Основная процедура

Состав смеси HMA – это процесс определения того, какой заполнитель использовать, какое битумное вяжущее использовать и какой должна быть оптимальная комбинация этих двух ингредиентов. Чтобы удовлетворить требования, предъявляемые предыдущими желательными свойствами HMA, все процессы проектирования смесей включают три основных этапа:

1. Выбор заполнителя . Независимо от конкретного метода, общая процедура проектирования смеси начинается с оценки и выбора источников заполнителя и битумного вяжущего. Разные органы определяют разные методы совокупной приемки. Как правило, батарея совокупных физических тестов периодически запускается на каждом отдельном источнике совокупных данных. Затем для каждого состава смеси проверяются требования к градации и размерам. Обычно для соответствия требованиям градации требуется заполнитель из более чем одного источника.
2. Асфальтовое вяжущее . Хотя различные органы могут указывать и определяют различные методы оценки асфальтового вяжущего, спецификация битумного вяжущего Superpave была или будет принята большинством DOT штата в качестве стандарта (NHI, 2000 ^[2] ).
3. Определение оптимального содержания битумного вяжущего . Методы составления смесей обычно различаются методом, с помощью которого они определяют оптимальное содержание битумного вяжущего. Этот процесс можно разделить следующим образом:
   • Приготовьте несколько пробных смесей с различным содержанием битумного вяжущего.
   • Уплотните эти пробные смеси в лаборатории. Важно понимать, что этот шаг в лучшем случае является грубым моделированием полевых условий.
   • Проведите несколько лабораторных тестов, чтобы определить основные характеристики образца. Эти тесты представляют собой отправную точку для определения свойств смеси, но они не являются исчерпывающими и не являются точным воспроизведением реальных полевых условий.
   • Выберите содержание битумного вяжущего, которое наилучшим образом соответствует целям расчета смеси.

Job Mix Formula

Конечным результатом успешной разработки смеси является рекомендуемая смесь заполнителя и битумного вяжущего. Эта рекомендуемая смесь, которая также включает градацию заполнителя и тип битумного вяжущего, часто упоминается как формула рабочей смеси (JMF) или рецепт.

Резюме

Состав смеси HMA представляет собой лабораторный процесс, используемый для определения подходящего заполнителя, битумного вяжущего и их пропорций для использования в HMA. Состав смеси — это процесс управления тремя переменными: (1) заполнителем, (2) содержанием асфальтового вяжущего и (3) соотношением заполнителя и битумного вяжущего с целью получения HMA, устойчивого к деформации, усталости, растрескиванию при низких температурах. устойчивый, прочный, устойчивый к влаге, устойчивый к скольжению и работоспособный. Хотя разработка смеси имеет много ограничений, она оказалась экономически эффективным методом получения важной информации, которая может быть использована для разработки высокоэффективной HMA.

Сноски    (↵ возвращается к тексту)

1. Горячие асфальтобетонные смеси, проектирование смесей и строительство . Образовательный фонд Национальной ассоциации асфальтобетонных покрытий. Lanham, MD.↵
2. Superpave Fundamentals . Курс № 131053. Компьютерный курс на компакт-диске. Федеральное управление автомобильных дорог. Вашингтон, округ Колумбия↵

Основы проектирования смесей | Washington Asphalt Pavement Association

HMA состоит из двух основных ингредиентов: заполнителя и битумного вяжущего. Состав смеси HMA – это процесс определения того, какой заполнитель использовать, какое асфальтовое вяжущее использовать и какой должна быть оптимальная комбинация этих двух ингредиентов. Для этого процесса используется несколько различных методов, из которых наиболее распространены методы Superpave, Marshall и Hveem. Обсуждаемые здесь основы проектирования миксов применимы ко всем методам проектирования миксов.

Рисунок 1: Состав смеси – добавление асфальта

Рисунок 2: Состав смеси – замешивание

Рисунок 3: Состав смеси – приготовление образца

ВАПА

WSDOT использует методы расчета смеси Superpave. Некоторые агентства и частные лаборатории используют метод Маршалла. Было доказано, что каждый метод позволяет производить качественные HMA, из которых можно построить долговечные покрытия.

Переменные

HMA — это сложный материал, к которому предъявляются различные, а иногда и противоречащие друг другу требования к характеристикам. Он должен сопротивляться деформации и растрескиванию, быть прочным с течением времени, устойчивым к повреждениям водой, обеспечивать хорошее сцепление с поверхностью, и в то же время быть недорогим, легко изготавливаемым и легко укладываемым. Чтобы удовлетворить эти требования, дизайнер микса может манипулировать всеми тремя переменными:

1. Совокупность . Такие параметры, как тип (источник), градация и размер, ударная вязкость и сопротивление истиранию, долговечность и прочность, форма и текстура, а также чистота могут быть измерены, оценены и изменены в некоторой степени.
2. Асфальтовое вяжущее . Такие параметры, как тип, долговечность, реология, чистота, а также дополнительные модифицирующие агенты могут быть измерены, оценены и в некоторой степени изменены.
3. Отношение битумного вяжущего к заполнителю . Обычно выражаемое в виде процентного содержания битумного вяжущего по отношению к общему весу HMA, это соотношение оказывает сильное влияние на характеристики дорожного покрытия HMA. Из-за больших различий в удельном весе заполнителя доля битумного вяжущего , выраженный в процентах от общего веса , может широко варьироваться, даже несмотря на то, что объем битумного вяжущего в процентах от общего объема остается довольно постоянным.

Цели

Управляя переменными заполнителем, битумным вяжущим и соотношением между ними, состав смеси стремится достичь следующих качеств в конечном продукте HMA (Roberts et al. 1996):

1. Сопротивление деформации . HMA не должен искажаться (колействовать) или деформироваться (расталкиваться) под нагрузкой трафика. Деформация HMA связана с поверхностью заполнителя и характеристиками истирания, градацией заполнителя, содержанием асфальтового вяжущего и вязкостью асфальтового вяжущего при высоких температурах.
2. Сопротивление усталости . HMA не должен трескаться при повторяющихся нагрузках с течением времени. Усталостное растрескивание HMA связано с содержанием и жесткостью асфальтового вяжущего.
3. Стойкость к растрескиванию при низких температурах e . HMA не должен трескаться при воздействии низких температур окружающей среды. Низкотемпературное растрескивание в первую очередь зависит от низкотемпературной жесткости битумного вяжущего.
4. Долговечность . HMA не должен чрезмерно стареть в процессе производства и срока службы. Долговечность HMA связана с наличием воздушных пустот, а также с толщиной пленки битумного вяжущего вокруг каждой частицы заполнителя.
5. Влагостойкость . HMA не должен существенно ухудшаться из-за проникновения влаги в смесь. Стойкость к повреждениям от влаги связана с наличием воздушных пустот, а также минеральными и химическими свойствами заполнителя.
6. Сопротивление скольжению . HMA, укладываемый в качестве поверхностного слоя, должен обеспечивать достаточное трение при контакте с шиной транспортного средства. Низкое сопротивление скольжению обычно связано с характеристиками заполнителя или высоким содержанием битумного вяжущего.
7. Технологичность . HMA должна быть способна укладываться и уплотняться с разумными усилиями. Удобоукладываемость обычно связана с текстурой/формой/размером/градацией заполнителя, содержанием битумного вяжущего и вязкостью битумного вяжущего при температурах смешивания и укладки.

Основная процедура

Независимо от того, какой конкретный метод используется, основная процедура расчета смеси остается в основном одинаковой. Все процессы проектирования смесей включают три основных этапа:

1. Выбор заполнителя . Разные агентства/владельцы определяют разные методы совокупной приемки. Как правило, батарея совокупных физических тестов периодически запускается на каждом отдельном источнике совокупных данных. Затем для каждого состава смеси проверяются требования к градации и размерам. Обычно для соответствия требованиям градации требуется заполнитель от более чем одной операции дробления.
2. Асфальтовое вяжущее . Различные органы могут указывать и определяют различные методы оценки вяжущего асфальта. В штате Вашингтон большинство агентств/владельцев используют систему Superpave PG. Ранее WSDOT использовала классификацию вязкости выдержанного остатка (AR).
3. Определение оптимального содержания битумного вяжущего . Методы составления смесей обычно различаются тем, как они определяют оптимальное содержание битумного вяжущего. Этот процесс можно разделить на:
   • Приготовьте несколько пробных смесей с различным содержанием битумного вяжущего.
   • Уплотните эти пробные смеси в лаборатории. Это уплотнение предназначено для грубой имитации реальных полевых условий.
   • Проведите лабораторные тесты, чтобы определить основные характеристики образца.
   • Выберите содержание битумного вяжущего, которое наилучшим образом соответствует целям расчета смеси.

Результат: Формула рабочей смеси (JMF)

Конечным результатом удачной разработки смеси является рекомендуемая смесь заполнителя и битумного вяжущего. Эта рекомендуемая смесь, которая включает в себя градацию заполнителя и тип асфальтового вяжущего, часто называют формулой рабочей смеси (JMF). Несмотря на то, что JMF впоследствии может быть изменен в зависимости от полевых характеристик, схема смешивания обеспечивает первоначальную JMF. Для производства HMA целевые значения градации и содержания битумного вяжущего указываются на основе JMF вместе с допустимыми диапазонами спецификаций, чтобы учесть изменчивость свойственного материала и производства (см. Таблицу 1 и Рисунок 2). Эти целевые значения и диапазоны спецификаций основаны на JMF, а не на каких-либо общих требованиях градации HMA. Таким образом, разработчику смеси предоставляется существенная свобода в выборе конкретной градации JMF, а затем ожидается, что производитель будет довольно точно придерживаться этой градации JMF во время производства.

Таблица 1: Пример рецептуры смеси работ (JMF) с диапазонами спецификаций

Размер сита	3/4 дюйма	1/2 дюйма	3/8 дюйма	№ 4	№ 8	№ 30	№ 200
JMF	100	96	70	27	20	14	11.1
Спецификация Ленты	99 – 100	90 – 100	64 – 75	23 – 28	16 – 24	10 – 18	9,1 – 12,0

Рис. 4. Формула смешения работ (JMF) с примерами диапазонов спецификаций

WAPA Примечание о дорожном покрытии на Проектирование смеси в штате Вашингтон

Любой конкретный дизайн смеси зависит от материала, из которого он был разработан. Другими словами, состав смеси уникален в зависимости от сорта асфальтового вяжущего и источника заполнителя. Таким образом, смесь, полученная из песчано-гравийного карьера в Элленсбурге, может не подходить для HMA, произведенной с использованием заполнителя из карьера Granite Falls. Однако это не означает, что какой-либо совокупный источник лучше; они просто разные. В зависимости от конкретного агентства/владельца требования к дизайну смеси могут различаться. Типовые спецификации и процедуры перечислены ниже в зависимости от агентства/владельца:

• WSDOT . Подрядчик разрабатывает состав смеси в соответствии со Стандартной рабочей процедурой WSDOT 732 (это метод составления смеси Superpave) и отвечает требованиям спецификаций контракта.