Методические рекомендации по применению битумов разных марок в асфальтобетонных смесях различного гранулометрического состава

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО -ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ БИТУМОВ РАЗНЫХ МАРОК В АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ РАЗЛИЧНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

Москва 1981

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ {СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ БИТУМОВ РАЗНЫХ МАРОК В АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ РАЗЛИЧНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

Одобрены Минтрансстроем

Москы 1981

Порок КО - Экстремальные W»ATB среайемесячиыо 2сТ мй7£«сов*- 1. II ■ III зона Марка битума Тнп асфальтобетона 1 Ии» миме 20 БМД 60/90 А,Б Ни«с 10 БНП 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 А.Б.В.Г То ж* II н III БНД 60/90 А.Б.В.Г От 10 во 20 БНД 90/130 То же 11,111 ■ 1У <?1 НЛШГС 10 Vi M»m ? БНД 40/60 А.Б.В.Г Ниже 25 БНД 60/90 БНД 90/130 А,Б,Г То же 1У ■ У Выше М1НУС 5 БНД 40/60 А.Б.Г Выше 20 БНД 60/00 БМ 40/60 * БН 60/90 То же •

x) Битумы, приготовленные ил собственных окисли

«У.

3.10. Наиболее рациональная область применен ия вязких битумов разных марок для устройства асфальтобетонных покрытий в зависимости от категории автомобильной дороги, климатического района строительства и типа асфальтобетона выбирается по таблице.

3.11. Для обеспечения требуемого комплекса эксплуатационных свойств асфальтобетона на основе камен -ных материалов из известняков, доломитов и основных металлургических шлаков необходимо отдавать предпочтение менее вязким битумам.

3.12. При общей толщине асфальтобетонных слоев больше 11см следует применять более вязкие битумы марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90.

При толщине асфальтобетонного покрытия 6-8 см, назначаемой по конструктивным соображениям либо исходя из расчетов прочности при изгибе от автомобилей группы Б, применяются менее вязкие битумы марок БНД 130/200, БНД 200/300, БН 90/130 , БН 130/200, БН 200/300.

3.13. Для устройства нижних слоев покрытий и оснований из битумоминеральных материалов допускаете я применять наряду с битумами марок БНД битумы марок БН, так как эти конструктивные слои находятся в менее жестких условиях эксплуатации по сравнению с верхним слоем покрытия.

3.14. При устройстве аэродромных асфальтобетонных покрытий независимо от климатических условий района строительства следует использовать в асфальтобетонных смесях только битумы марок БНД.

3.15.0кончательный выбор марки битума и вида асфальтобетона для устройства конструктивных слоев дорожных одежд должен подтверждаться технико-экономическим расчетом.

где Т_ст - температура механического стеклования асфальтобетона при времени действия нагрузки 5 с, °С;

т ₀- температура хрупкости битума по Фра а с у,

" о_

МП,Б - содержание минерального порошка и биту -ма в асфальтобетоне соответственно, % массы;

А,С,М - содержание в битуме соответственно асфальтенов, смол и масел, % массы.

Рассчитанные по формулам (1)— (3) реологические показатели асфальтобетонов на основе битума БНД 90/130 (над чертой) и БН 90/130 (под чертой) приведены в таблице.

Наименование	Величины показателей
	-1
показателей	битума	асфальтобетона типов
		А	В	Д
Вязкость, Па*с, при 20°С	со 00 о о сл	2.36-1010	3.46.ю)”	4.931010
	2,80-10°	1,87 10^0	2,78.101и	3,99-101и
минус 20°С	9.12-109	1.27-1012	1.54-1012	1.97-1012
	4,08-1О10	2,44-Ю12	2,85-1012	3.61-10*2
Модуль упругости. МПа ,при
0°с (5 с)	Ж.	2950	4070	4360
	49	6030	8130	8710
минус 20°С (5с/	181 645	8910 109R0	10720 13180	11480 13800
Температура	-17.6	-9.5	-8.0	-5.0
хрупкости битума и стекло-	-9,3	-4,3	-3,0	+ 0,2
вания асфальтобетона,°С

^l?o-A_s⁺B_sT_xp ,    (4)

где R₀ - прочность асфальтобетона при сжатии при 0⁶С, МПа;

Л₅- постоянная, зависящая от природы минерального материала и структуры асфальтобетона (для кислых каменных материалов ориентировочно равна 18 МПа);

В, - коэффициент, равный ориен тировочно *    0,67 МПа/°С,

U¹ - <25,5-Ч.65---0,87(Тр-Т_хр} ,    (5)

где ii'- кажущаяся энергия активации необрати м о г о деформирования асфальтобетона,кДж/моль, характеризующая изменение эффективной вязкое -ти от температуры;

VT_p-T_Xp) - интервал работоспособности битума,°С.

Оглавление

Стр.

Предисловие................... 3

1.    Общие положения............... 5

2.    Принципы регулирования основных эксплуатационных свойств асфальтобетона ........ 7

3.    Выбор марки битума и типа асфальтобето

на с учетом условий эксплуатации асфальтобе -тонных покрытий .................. 8

Приложение................... 13

Ответственный за выпуск инж. Е.И.Эппель

Редактор Л.В.Крылова

Технический редактор Л.В.Евстигнеева

Корректор Н.В.Теплоухова

Подписано к печати 10/УН 1981г. Формат 60x84/16 Л 86362

Заказ 121-1 Тираж 660 0,75уч.-изд.л. Цена 11 коп.

0,9 печ.л.

Участок оперативной полиграфии Союэдорнии

143900, Московская обл., г.Балашиха-6, ш.Энтузиастов/79

УДК 625.855.3:691.16(075.5)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ БИТУМОВ РАЗНЫХ МАРОК В АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ РАЗЛИЧНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА. Союздорнии. М.,1981.

На основе количественной взаимосвязи свойств битумов и асфальтобетонов показаны оптимальные условия применения битумов разных марок при строительстве асфальтобетонных покрытий.

Даны рекомендации по выбору марки битума в зависимости от климатических условий района строительства, категории автомобильной дороги, марки и т и п а асфальтобетона, вида минеральных материалов, кон -структивного слоя дорожной одежды и его толщины.

Табл.2.

Союздорнии, 1981

УДК 625.855.3:691.16(075.5)

Предисловие

Высокая грузонапряженность и интенсивность движения на современных автомобильных дорогах требуют повышения качества дорожно-строительных материалов.

Долговечность асфальтобетонных покрытий в значительной мере обусловлена качеством применяемого битума. Действующий ГОСТ 22245-76 "Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия" регламентирует требования к битумам марок БНД и БН, которые различаются по своим свойствам.

Битумы марок БН по сравнению с битумами марок БНД являются более хрупкими, более чувствительными к изменению температуры,характеризуются, как правило, низкими показателями сцепления с поверхностью минеральных материалов, но в меньшей мере подвер -жены старению.

Учитывая, что дорожно-строительные организации получают примерно 65% битумов марок БН,важно установить рациональные условия применения битумов марок БНД и БН различных вязкостей.

В течение 1976-1981 гг. в Союздорнии и ХАДИ проведены исследования по установлению количественных взаимосвязей между качеством битума и рядом характеристик асфальтобетона с учетом типа д и спер сной структуры битума, поровой структуры асфальтобетона, гранулометрического состава асфальтобетонных смесей, природы минерального материала, режимов приготовления и эксплуатации асфальтобетона; проведены обе ледова н и я асфальтобетонных покрытий, устроенных с применен нем битумов марок БНД и БН в различных дорожно-климатических зонах, что послужило основой для разработки 'Методических рекомендаций по применению битумов

разных марок в асфальтобетонных смесях различного гранулометрического состава".

Настоящие "Методические рекомендации" разработаны канд.техн.наук И.А.Плотниковой, инж. Г.Н.Кирюхи -ным, кандидатами технических наук Л.М.Гохмано м, Б.М.Слепой, Е.М.Гурарий (Союздорнии), А.О. Салл е м (Ленинградский филиал Союздорнии), В.А.Золотаревым (ХАДИ).

Все замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143800, Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.

I. Общие положения

1.1 .Настоящие 'Методические рекомендации' предназначены для выбора вязких нефтяных битумов, используемых для приготовления асфальтобетонных смесей при строительстве асфальтобетонных покрытий и оснований в различных климатических зонах на автомобильных дорогах 1-1У категорий.

1.2. При проектировании и строительстве асфальто -бетонных покрытий следует учитывать, что нефтян ы е дорожные битумы марок БНД отличаются по структуре и свойствам от битумов марок БН.

Битумы марок БН характеризуются более узк ими интервалами работоспособности по температуре по сравнению с битумами марок БНД, обладают, как правило, низкими показателями сцепления с поверхностью минеральных материалов как кислых, так и основных пород, но при этом более устойчивы к старению.

1.3. Для обеспечения работоспособности асфальтобетонных покрытий необходимо обоснованно выбирать структуру асфальтобетона, которая определяется гранулометрическим и минералогическим составом минеральных материалов, структурой битума, характером взаимодействия минеральных и вяжущих материалов.

1.4. Рациональное сочетание особенностей структуры асфальтобетона и марки применяемого битума должно обеспечить комплекс необходимых физико-механических свойств асфальтобетонных покрытий в конкретных условиях эксплуатации.

1.5. Выбор типа асфальтобетона и марки применяемого битума необходимо осуществлять с учетом климатических условий района строительства.

По температурным воздействиям на асфальтобетонное покрытие территорию СССР можно условно разделить на четыре основных района в зависимости от ве-

личин среднемесячных температур самого холодного и самого теплого месяцев года.

1 район. Суровый резко континентальный климат с температурой самого холодного месяца ниже минус 20 С, а самого теплого - ниже 10 С, что в основном соответствует 1 дорожно-климатической зоне по СНиП И-Д. 5-72.

Г1 район. Умеренно континентальный климат со средними температурами самого холодного месяца от минус 20 до минус 10°С, а самого теплого - от 10 до 20°С (II—III дорожно-климатические зоны).

III    район. Мягкий климат со средней температурой самого холодного месяца года от минус 10 до минус 5°С, а самого теплого месяца - не выше 25°С (II, III и 1У дорожно-климатические зоны).

IV    район. Жаркий климат со средними температурами самого холодного месяца выше минус 5°С, а самого теплого - выше 20 С (1У-У дорожно-климатические зоны).

1.6.При выборе марки битума и типа асфальтобетона в пределах выделенных районов целесообразно учитывать также условия увлажнения дорожных покрытий при эксплуатации.

К местам с избыточным увлажнением относят ся территории с количеством осадков в теплый период более 400 мм и высокой разностью между количеств о м осадков и испаряемостью.

К сухим местам относятся территории с количест -вом осадков в теплый период менее 200 мм и небольшой разностью между количеством осадков и испаряемостью.

1 Л-Проектируя составы асфальтобетона,следует учитывать климатические условия при создании необходимого комплекса эксплуатационных свойств материала.

В 1 и II климатических районах главное внимание необходимо уделять обеспечению устойчивости к обра-

зованию температурных трещин, водо- и морозостойкости асфальтобетона.

В III и 1У климатических районах большую опасность представляют деформации дорожных покрыта^ связанные с потерей сдвигоустойчивости асфальтобетона и его старением во времени.

2. Принципы регулирования основных эксплуатационных свойств асфальтобетона

2.1. В соответствии с количественными зависимостями (см.приложение) устойчивость асфальтобетонных покрытий к образованию температурных трещин можно повысить применением битумов марок БНД, битумов менее вязких марок, а также многощебенистых асфальтобетонных смесей с пониженным содержанием минерального порошка.

2.2.    Водо- и морозостойкость асфальтоб е т о н н ы х покрытий достигается применением битумов марок БНД, использованием поверхностно-активных веществ, правильным выбором вязкости битума, направле иным регулированнем порового пространства асфальтобетона при снижении пористости минерального остова и остаточной пористости.

2.3. Сдвигоустойчивость асфальтобетонных покрытий обеспечивается применением более вязких битумов, битумов марок БНД, созданием в асфальтобетоне каркаса из щебня, применением дробленого песка и повышением содержания минерального порошка в асфальтобетонной смеси.

2.4. Устойчивость асфальтобетонов к старению можно повысить применением асфальтобетонных смесей с меньшей удельной поверхностью минеральной части, а также использованием битумов марок БН в III— 1У районах (см.п.1.5 настоящих 'Методических рекомендаций')

3. Выбор марки битума и типа асфальтобетона

с учетом условий эксплуатации асфальтобетон ных покрытий

3.1. Для обеспечения требуемой долговечности асфальтобетонных покрытий необходимо выбирать марку битума в зависимости от климатических условий района строительства, категории дороги, марки и типа асфальтобетона, вида минеральных материалов, конструктивного слоя дорожной одежды (покрытие или основание) и его толщины.

3.2. Для устройства асфальтобетонных покрытий в 1 и II климатических районах (см.п.1.5 настоящих “'Методических рекомендаций*') следует применять битумы марок БНД с пенетрацией не менее 60; при этом для условий сухого климата необходимо отдавать предпочтение многошебенистым асфальтобетонным смесям на битумах пониженной вязкости: БНД 130/200, БНД 2C0/30CL

В условиях избыточного увлажнения следует применять плотные асфальтобетоны с минимальным значением остаточной пористости на более вязких битум ах БНД 60/90, БНД 90/130 с большим объемом замкнутых пор.

3.3. При устройстве асфальтобетонных покрытий в III климатическом районе на дорогах Ш-1У категорий наряду с битумами марок БНД допускается использова -ние битумов марок ЬН с пенетрацией не менее 90.

На дорогах 1-II категорий с тяжелым интенсивным движением следует применять битумы марок БНД 40/6Q БНД 60/90 и БНД 90/130.

3.4. При устройстве асфальтобетонных покрытий в 1У районе с жарким климатом можно использовать наряду с битумами марок БНД битумы марок БН повышенной вязкости.

Гранулометрический состав минеральной части должен соответствовать асфальтобетонам типа А, Б и Г.

8

3.5. В зависимости от категории автомобильной дороги марка битума выбирается исходя из условия обеспечения требуемой работоспособности асфальтобетон — ных покрытий.

На дорогах 1-II! категорий с тяжелым интенсивным движением (интенсивность, приведенная к расчетному автомобилю группы А, более 500 авт./сут ) следует применять битумы большей вязкости, с пенетрацией 40-130.

На дорогах III—1У категорий (интенсивность движения, приведенная к расчетному автомобилю группы А, менее 200 авт./сут ) можно укладывать теплые ас -фальтобетонные смеси на битумах с пенетрацией 130-300.

3.6. Марка битума и тип асфальтобетона по гранулометрическому составу должны быть взаимоувязаны. Отрицательные свойства применяемого битума можно компенсировать в определенной степени выбором необходимого типа асфальтобетона в соответствии с разд. 2 настоящих "Методических рекомендаций".

3.7. Для обеспечения сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий маловязкие битумы следует применять в каркасных асфальтобетонных смесях на основе дробленого песка (асфальтобетоны типа А,Б и Г) при максимальном содержании минерального порошка.

3.8. Для обеспечения водо- и морозостойкости малоактивные и маловязкие битумы следует использовать в асфальтобетонах с повышенной плотностью минерального остова, большим структурированием битума минеральным порошком, значительной долей замкнутых пор и. преимущественным содержанием дробленого песка в смеси.

З.Э.Для улучшения релаксационных свойств асфальтобетона при низких температурах высоковязкие битумы предпочтительнее использовать в многощебенистых смесях с пониженным содержанием минерального по -рошка.

9