1 В дальнейшем под cyxoй смесью подразумевается смесь минерального материала и битума без воды.
4.1.3. При проектировании смесей типа Б содержание частиц крупнее 1,25 мм рекомендуется принимать не менее 20 % по массе в 100 % сухой смеси.
4.2. Расчет количественного соотношения компонентов смеси
Сухая смесь
4.2.1. Для выбранного типа смеси по табл. 4 назначают: коэффициент содержания битума К1, представляющий собой отношение количества битума (% по массе), приходящегося на частицы мельче 0,071 мм к количеству этих же частиц в 100 % сухой смеси, количество асфальтового вяжущего вещества ABB (% по массе), представляющего собой смесь битума и частиц мельче 0,071 мм в 100 % сухой смеси.
Таблица 4
Ориентировочные данные для расчета состава битумных шламов
|
Показатели |
Тип смеси по виду и содержанию зерен крупнее 1,25 мм |
Тип смеси по структуре в высохшем неуплотненном состоянии |
||
|
|
|
Пористые (П) |
Среднепористые (С) |
Малопористые (М) |
|
Коэффициент содержания битума К1 |
Все типы |
0,4 - 0,6 |
0,6 - 0,8 |
0,8 - 1,0 |
|
Содержание ABB в 100 % сухой смеси, % по массе |
А |
15 - 20 |
20 - 25 |
25 - 30 |
|
|
Б |
25 - 30 |
30 - 35 |
35 - 40 |
|
|
В |
35 - 40 |
40 - 50 |
50 - 60 |
|
|
Г |
- |
- |
60 - 100 |
Примечание. При применении малопористых смесей для устройства закупорочных слоев значение K1 следует увеличить на 50 % и содержание ABB на 30 % по отношению к рекомендуемому.
Первоначально назначают минимальное из указанных в табл. 4 значений ABB и три значения К1, включая минимальное и максимальное.
4.2.2. Рассчитывают содержание частиц мельче 0,071 мм Мш и битума Бш (в % по массе) в 100 % сухой смеси для трех составов с разным К1 по формулам1
(1)
Бш = АВВ - Мш. (2)
1 При выводе этих формул считали, что содержание битума в шламе Бш слагается из части битума, приходящегося на зерна мельче 0,071 мм Мш, и части, приходящейся на зерна песка (крупнее 0,071 мм), принимаемой равной 0,05П или 0,05 (100 - ABB), где П - содержание песка (в % по массе).
4.2.3. Рассчитывают содержание песка (в % по массе) в 100 % сухой смеси по формуле
(3)
где Ммп и Мп - содержание частиц мельче 0,071 мм в 100 % соответственно минерального порошка и песка, % по массе.
Если П + Бш превышает 90 %, т.е. на долю минерального порошка и эмульгатора остается менее 4 %, то песок из-за высокого содержания в нем зерен мельче 0,071 мм не пригоден для приготовления шлама.
4.2.4. Рассчитывают содержание минерального порошка МП (в % по массе) в 100 % сухой смеси по формуле
МП = 100 - Бш - П. (4)
4.2.5. Рассчитывают для смеси типа А и Б содержание частиц крупнее 1,25 мм Ск (в % по массе) в 100 % сухой смеси по формуле
(5)
где Скп - содержание частиц крупнее 1,25 мм в 100 % песка, % по массе.
4.2.6. Рассчитывают для типа А содержание дробленых зерен крупнее 1,25 мм Др (в % по массе) в 100 % сухой смеси по формуле
(6)
где Дрп - содержание дробленых зерен крупнее 1,25 мм в песке, % по массе.
4.2.7. При несоответствии содержания Ск и Др требованиям п. 4.1.2 и 4.1.3 корректируют состав за счет применения песка с большим содержанием зерен крупнее 1,25 мм и дробленых зерен.
4.2.8. При приготовлении пастовых шламов по одностадийному или двустадийному совмещенному способу рассчитывают коэффициент содержания битума в пасте Кбп для запроектированной смеси по формуле
(7)
и сравнивают полученное значение со значением Кбп для применяемого минерального порошка (эмульгатора) по табл. 5.
Если значение Кбп запроектированной смеси превышает минимальное значение по табл. 5, то приготавливают опытные образцы пасты с полученным значением Кбп для проверки возможности применения порошка данного вида в качестве эмульгатора.
4.2.9. Если по п. 4.2.8 при экспериментальном приготовлении пасты произошло расслоение компонентов, необходимо повысить активность порошка путем замены части его активатором по п. 3.4.6 или увеличения содержания активатора в порошках, составленных из порошков-носителей (или порошков эмульгаторов) и активаторов.
Таблица 5
Ориентировочные пределы значений коэффициентов концентрации вяжущего и воды в пасте
|
Твердый эмульгатор |
Коэффициенты содержания в пасте |
|
|
|
вяжущего Кбп |
воды Квп |
|
Известь воздушная негашеная молотая |
4 - 7 |
2 - 5 |
|
» » гашеная |
2 - 3 |
1 - 2 |
|
Фильтрпрессная грязь (свежая) |
2 - 3 |
1 - 2 |
|
Пыль уноса цементных заводов |
1 - 2 |
1 - 1,5 |
|
Известняковые минеральные порошки |
1 - 1,5 |
0,8 - 1,2 |
|
Асбест 7-го сорта (ГОСТ 12871-67) или асбоотходы |
1 - 3 |
2 - 4 |
|
Порошки-носители (по п. 3.4.4) с добавкой активаторов (по п. 3.4.6) |
1 - 4 |
2 - 3 |
|
То же, асбестового происхождения с добавкой активаторов |
1 - 3 |
3 - 5 |
|
Порошки-эмульгаторы с добавкой активаторов |
2 - 5 |
2 - 4 |
Количество порошка-активатора МПа, добавляемого вместо минерального порошка-носителя (в % по массе) в 100 % сухой смеси, рассчитывают по эмпирической формуле
(8)
где Ммп и Мп - содержание частиц мельче 0,071 мм в 100 % соответственно минерального порошка (носителя) и порошка-активатора, % по массе;
Аа и Амп - активность соответственно минерального порошка и порошка активатора, мг/мл определяют по п. 1.2 - 1.4 приложения 1.
Оставшуюся часть порошка-носителя МПп определяют как разницу между общим содержанием минерального порошка МП и содержанием порошка-активатора МПа.
Скорректированный состав сухой смеси
П + МПп + МПа + Бш = 100 %.
4.2.10. Если паста, приготовленная в соответствии со скорректированным составом, не получилась (произошло расслоение компонентов), то вновь увеличивают содержание порошка-активатора в смеси до полной замены им минерального порошка.
Жидкая смесь
4.2.11. Рассчитывают ориентировочное содержание воды в жидкой смеси Вш (в % по массе) сверх 100 % сухой смеси по формуле
Вш = (25П + WмпМП) : 100, (9)
где Wмп - полная влагоемкость минерального порошка в 100 % сухой смеси, % по массе, определяется по эмпирической формуле:
Wмп = (1/g0 - 1/??у)100 + 10, (10)
g0 и gу - соответственно насыпная объемная масса и плотность минерального порошка.
Полная влагоемкость минерального порошка обычно колеблется от 30 до 80 % по массе в 100 % увлажненного порошка. Значение Вш уточняют при приготовлении смеси, добиваясь требуемой по табл. 2 консистенции.
4.2.12. Рассчитывают состав жидкой смеси так, чтобы сумма всех компонентов составила 100 %, и получают новые значения содержания всех компонентов смеси, которые обозначены принятыми ранее буквами с индексами «1»:
Бш1 + МП1 + П1 + Вш1 = 100 % или с учетом п. 4.2.9,
Бш1 + МПм1 + МПа1 + П1 + Вш1 = 100 %.
Для приготовления смеси рассчитывают содержание смеси, идущей для образования теста перед введением битума.
4.2.13. При приготовлении смеси одностадийным способом содержание воды в тесте Вт (в % по массе) в 100 % жидкой смеси рассчитывают по формуле
(11)
где 0 и у - соответственно насыпная объемная масса и плотность минеральной части смеси.
4.2.14. При приготовлении смеси двустадийным совмещенным способом содержание воды в тесте Вт (в % по массе) в 100 % жидкой смеси рассчитывают по формуле
(12)
где 0 и у - соответственно насыпная объемная масса и плотность минерального порошка.
4.2.15. При приготовлении смеси двустадийным раздельным способом рассчитывают:
а) содержание компонентов пасты (минерального порошка МПп, битума Бп, воды Вп) по формулам:
(13)
Бп= МПпКбп; (14)
Вп = МПпКвп, (15)
где Квп - коэффициент общего содержания воды в пасте (принимают нижнее значение для данного минерального порошка по табл. 5);
б) содержание воды в тесте Вт в 100 % пасты по формуле (12) с учетом МП1 = МПп;
в) содержание пасты Пш (в % по массе) в 100 % жидкого шлама - по формуле
(16)
г) содержание воды пасты Впш в 100 % жидкой смеси и дополнительное количество воды Вшд по формулам:
(17)
Вшд = Вш1 - Впш. (18)
4.2.16. Для сокращения трудоемкости лабораторных работ при приготовлении смеси двустадийным раздельным способом все три смеси по п. 4.2.1 приготавливают на пасте одного состава с максимальным из трех выбранных значений Кбп. При этом рассчитывают состав жидкого шлама на пасте с максимальным значением Кбп (см. п. 4.2.15), а для составов с другими значениями Кбп дополнительно определяют содержание (в % по массе) минерального порошка в пасте шлама МПпш и его добавку МП в 100 % жидкого шлама по формулам:
(19)
МП = МП1 - МПпш. (20)
Таким образом, первый состав шлама выражается формулой
Пш + П1 + Вшд = 100 %,
а два других состава - формулой
Пш + П1 + МП + Вшд = 100 %,
причем в каждом составе значения Пш, П1 и Вшд разные.
4.2.17. Если при оценке показателей свойств образцов из запроектированных смесей оказалось, что коэффициент водоустойчивости не отвечает требованиям, приведенным в табл. 2, то в состав пасты вводят вместо части минерального порошка добавку активатора МПас, например извести пушонки в количестве 1 - 3 % по массе в 100 % сухой смеси.
Содержание активатора МПаш (в % по массе) в 100 % жидкого шлама определяют по формуле
(21)
Содержание активатора МПап в 100 % пасты определяют по формуле
(22)
Тогда состав пасты выражается формулой
МПп + МПап + Бп + Вп = 100 %.
4.2.18. В результате приведенных расчетов получают три состава смесей, отличающихся в сухом состоянии содержанием битума и минерального порошка при одинаковом содержании ABB.
В соответствии с этими составами готовят три смеси по п. 1 приложения 2.
4.2.19. Размеры образцов, их количество и способ изготовления (в зависимости от интенсивности движения) устанавливают по п. 3 приложения 2.
4.2.20. Показатели свойств изготовленных образцов определяют в соответствии с перечнем испытаний по табл. 1 приложения 2.
4.3. Выбор производственного состава
4.3.1. Для смесей, предназначенных для устройства замыкающих слоев и заполняющих слоев однослойных обработок, выбирают состав по трем показателям в твердом уплотненном состоянии: коэффициенту сцепления , водонасыщению W и износу водонасыщенных под вакуумом образцов-балочек Ив.
Строят графики зависимости этих показателей от содержаний битума, принятых по трем составам сухой смеси.
Выбирают такой состав, который при требуемом значении для назначенного по табл. 1 защитного слоя обеспечивает значение водонасыщения не ниже требуемого по табл. 2 и минимальный износ.
Показатели свойств для выбранного состава должны отвечать требованиям табл. 2.
4.3.2. Если для выбранного состава значение отвечает требуемому для защитного слоя, назначенного по табл. 1, а значения одного или нескольких других параметров не отвечают требованиям табл. 2, то увеличивают содержание ABB в смеси на 2 - 5 % и вновь подбирают состав.
4.3.3. Если для выбранного состава значения набухания Н и коэффициента длительной водоустойчивости Кдви не соответствуют требованиям табл. 2, причем увеличение содержания ABB в смеси не дает желаемых результатов, необходимо ввести в смесь активатор по п. 3.4.6 для увеличения сцепления битума с минеральным материалом смеси.
4.3.4. Если для выбранного состава значение не отвечает требуемому для защитного слоя, назначенному по табл. 1, уменьшают содержание ABB в смеси до предела, при котором остальные параметры отвечают требованиям табл. 2, или назначают комбинированные слои по п. 1.2.6.
4.3.5. Если состав предназначен для замыкающего слоя, укладываемого на покрытие с повышенной пористостью (см. п. 1.2.2), но значение Кп не соответствует, а остальные параметры соответствуют требованиям табл. 2, необходимо предусмотреть подгрунтовку обрабатываемого покрытия битумной пастой или эмульсией.
4.3.6. Для смесей, предназначенных для устройства закупорочных или нижних слоев двухслойных или комбинированных обработок, состав выбирают по двум показателям: водонасыщению W и объемной массе 0 в сформировавшемся состоянии.
