Perhitungan komposisi campuran aspal beton. Metode untuk menghitung komposisi campuran beton aspal Komposisi butir campuran beton aspal

Itu sangat tergantung pada sifat-sifat bahan campuran dan rasionya.

Ada beberapa jenis beton aspal, yang komposisinya sangat berbeda. Dalam beberapa kasus, komposisi dan kualitas bahan asli dikaitkan dengan metode produksi.

• Jadi, untuk 1-3 zona iklim, AB padat dan berdensitas tinggi terbuat dari batu pecah, yang kelas tahan bekunya adalah F50. Berpori dan sangat berpori - dari kelas batu F 15 dan F25.
• Untuk zona 4 dan 5, hanya aspal panas berdensitas tinggi yang dibuat berdasarkan batu pecah kelas F 50

Kami akan berbicara tentang peran pasir dalam komposisi beton aspal di bawah ini.

Pasir

Ini ditambahkan ke semua jenis AB, tetapi di beberapa - beton aspal berpasir, ia bertindak sebagai satu-satunya bagian mineral. digunakan baik alami - dari tambang, dan diperoleh dengan penyaringan selama penghancuran. Persyaratan material ditentukan oleh GOST 8736.

• Jadi cocok untuk pasir padat dan kepadatan tinggi dengan kelas kekuatan 800 dan 1000, untuk yang berpori berkurang menjadi 400.
• Jumlah partikel tanah liat - berdiameter kurang dari 0,16 mm, juga diatur: untuk yang padat - 0,5%. Untuk berpori - 1%.
• meningkatkan kemampuan AB untuk mengembang dan mengurangi ketahanan beku, jadi faktor ini dipantau secara khusus.

bubuk mineral

Bagian ini membentuk pengikat bersama dengan bitumen. Juga, bedak mengisi pori-pori di antara partikel batu besar, yang mengurangi gesekan internal. Ukuran butir sangat kecil - 0,074 mm. Dapatkan mereka dari sistem pengumpul debu.

Faktanya, bubuk mineral dihasilkan dari limbah semen dan perusahaan metalurgi - ini adalah campuran debu, abu dan terak semen, limbah dari pemrosesan terak metalurgi. Komposisi biji-bijian, jumlah senyawa yang larut dalam air, ketahanan air, dll. diatur oleh GOST 16557.

Komponen tambahan

Untuk meningkatkan komposisi atau memberikan beberapa sifat tertentu, berbagai aditif dimasukkan ke dalam campuran awal. Mereka dibagi menjadi 2 kelompok utama:

• komponen yang dirancang dan diproduksi secara khusus untuk meningkatkan sifat - plasticizer, stabilizer, agen anti-penuaan, dll .;
• limbah atau bahan baku sekunder - belerang, karet butiran, dan sebagainya. Biaya aditif semacam itu, tentu saja, jauh lebih murah.

Pemilihan dan desain komposisi beton aspal jalan dan lapangan terbang dibahas di bawah ini.

Video di bawah ini akan menceritakan tentang pengambilan sampel untuk menilai komposisi dan kualitas beton aspal:

Desain

Komposisi perangkat perkerasan aspal dipilih berdasarkan tujuan: jalan di kota kecil, jalan raya dan jalur sepeda membutuhkan aspal yang berbeda. Untuk mendapatkan cakupan terbaik, tetapi tidak menghabiskan bahan terlalu banyak, gunakan prinsip pemilihan berikut.

Prinsip dasar

• Komposisi butir dari bahan mineral, yaitu batu, pasir dan bubuk, adalah dasar untuk memastikan kepadatan dan kekasaran lapisan. Paling sering, prinsip granulometri kontinu digunakan, dan hanya jika tidak ada pasir kasar - metode granulometri intermiten. Komposisi butir - diameter partikel dan rasio yang benar, harus sepenuhnya sesuai dengan spesifikasi.

Campuran dipilih sedemikian rupa sehingga kurva ditempatkan di area antara nilai batas dan tidak termasuk fraktur: yang terakhir berarti ada kelebihan atau kekurangan beberapa fraksi.

• Berbagai jenis aspal dapat membentuk kerangka dan struktur tanpa bingkai dari komponen mineral. Dalam kasus pertama, batu yang dihancurkan cukup untuk membuat batu-batu itu bersentuhan satu sama lain dan membentuk struktur beton aspal yang jelas dalam produk jadi. Dalam kasus kedua, batu dan butiran pasir kasar tidak bersentuhan. Batas yang agak bersyarat antara kedua struktur adalah kandungan batu pecah dalam kisaran 40–45%. Saat memilih, nuansa ini harus diperhitungkan.
• Batu pecah berbentuk kubus atau tetrahedral menjamin kekuatan maksimum. Batu ini adalah yang paling tahan lama.
• Kekasaran permukaan melaporkan 50–60% batu pecah dari batu yang sulit dipoles atau pasir darinya. Batu seperti itu mempertahankan kekasaran belahan alami, dan ini penting untuk memastikan ketahanan geser aspal.
• Secara umum, aspal pasir pecah lebih tahan geser daripada aspal galian karena permukaannya yang halus. Untuk alasan yang sama, daya tahan dan ketahanan material berbasis kerikil, terutama laut, kurang.
• Penggilingan bubuk mineral yang berlebihan menyebabkan peningkatan porositas, dan, oleh karena itu, konsumsi bitumen. Dan properti ini memiliki sebagian besar limbah industri. Untuk mengurangi parameter, bubuk mineral diaktifkan - diperlakukan dengan surfaktan dan bitumen. Modifikasi ini tidak hanya mengurangi kandungan aspal, tetapi juga meningkatkan ketahanan terhadap air dan embun beku.
• Saat memilih bitumen, seseorang harus dipandu tidak hanya oleh viskositas absolutnya - semakin tinggi, semakin tinggi kepadatan aspal, tetapi juga oleh kondisi cuaca. Jadi, di daerah kering, komposisi dipilih yang memberikan porositas serendah mungkin. Dalam campuran dingin, sebaliknya, volume bitumen dikurangi 10-15% untuk mengurangi tingkat caking.

Pemilihan line-up

Prosedur pemilihan umumnya sama:

• penilaian sifat bahan mineral dan bitumen. Ini tidak hanya mengacu pada indikator absolut, tetapi juga korespondensinya dengan tujuan akhir;
• hitung rasio batu, pasir, dan bubuk sedemikian rupa sehingga bagian aspal ini memperoleh kepadatan maksimum yang mungkin;
• terakhir, jumlah aspal dihitung: cukup untuk memastikan, berdasarkan bahan yang dipilih, sifat teknis yang diinginkan dari produk jadi.

Pertama, perhitungan teoritis dilakukan, dan kemudian uji laboratorium. Pertama-tama, porositas residu diperiksa, dan kemudian kepatuhan semua karakteristik lain dengan yang diharapkan. Perhitungan dan pengujian dilakukan sampai diperoleh campuran yang sepenuhnya memenuhi tugas-tugas tersebut.

Seperti bahan bangunan kompleks lainnya, AB tidak memiliki kualitas yang jelas - kepadatan, berat jenis, kekuatan, dan sebagainya. Parameternya menentukan komposisi dan metode persiapan.

Video informatif berikut akan memberi tahu Anda tentang bagaimana komposisi beton aspal dirancang di AS:

Di Rusia, pemilihan komposisi bagian mineral campuran beton aspal sesuai dengan kurva pembatas komposisi butir telah menjadi paling luas. Campuran batu pecah, pasir dan bubuk mineral dipilih sedemikian rupa sehingga kurva komposisi butir terletak di zona yang dibatasi oleh kurva batas dan sehalus mungkin. Komposisi fraksional dari campuran mineral dihitung tergantung pada kandungan komponen yang dipilih dan komposisi butirnya sesuai dengan hubungan berikut:

j - nomor komponen;

n adalah jumlah komponen dalam campuran;

Saat memilih komposisi butir dari campuran beton aspal, terutama saat menggunakan pasir dari saringan penghancur, perlu untuk memperhitungkan butiran yang lebih kecil dari 0,071 mm yang terkandung dalam bahan mineral, yang, ketika dipanaskan dalam drum pengering, akan meledak. dan disimpan dalam sistem pengumpulan debu.

Partikel halus ini dapat dikeluarkan dari campuran atau dimasukkan ke dalam pabrik pencampur bersama dengan bubuk mineral. Prosedur penggunaan penangkap debu ditentukan dalam peraturan teknologi untuk persiapan campuran beton aspal, dengan mempertimbangkan kualitas bahan dan karakteristik pabrik pencampuran aspal.

Selanjutnya, sesuai dengan GOST 12801-98, kepadatan rata-rata dan sebenarnya dari beton aspal dan bagian mineral ditentukan, dan porositas sisa dan porositas bagian mineral dihitung dari nilainya. Jika porositas sisa tidak sesuai dengan nilai normalisasi, maka hitung kandungan baru aspal B (% berat) menurut hubungan berikut:

Dengan jumlah aspal yang dihitung, campuran disiapkan lagi, sampel dicetak darinya, dan porositas residu beton aspal ditentukan lagi. Jika sesuai dengan yang dibutuhkan, maka jumlah aspal yang dihitung diambil sebagai dasar. Jika tidak, prosedur untuk memilih kadar aspal, berdasarkan perkiraan volume pori yang dinormalisasi dalam beton aspal padat, diulangi.

Serangkaian sampel dibentuk dari campuran beton aspal dengan kandungan bitumen tertentu menggunakan metode pemadatan standar dan berbagai indikator sifat fisik dan mekanik ditentukan, disediakan oleh GOST 9128-97. Jika beton aspal tidak memenuhi persyaratan standar untuk beberapa indikator, maka komposisi campuran diubah.

Dengan nilai koefisien gesekan internal yang tidak mencukupi, kandungan fraksi besar batu pecah atau butiran hancur di bagian berpasir dari campuran harus ditingkatkan.

Pada adhesi geser rendah dan kuat tekan pada 50 °C, kandungan bubuk mineral harus ditingkatkan (dalam batas yang dapat diterima) atau aspal yang lebih kental harus digunakan. Pada nilai kekuatan tinggi pada 0 ° C, direkomendasikan untuk mengurangi kandungan bubuk mineral, mengurangi viskositas bitumen, menggunakan pengikat polimer-bitumen atau menggunakan aditif plastisisasi.

Dengan ketahanan air beton aspal yang tidak mencukupi, disarankan untuk meningkatkan kandungan bubuk mineral atau bitumen, tetapi dalam batas yang memberikan nilai porositas sisa dan porositas bagian mineral yang diperlukan. Untuk meningkatkan ketahanan air, efektif menggunakan zat aktif permukaan (surfaktan), aktivator dan bubuk mineral aktif. Pemilihan komposisi campuran beton aspal dianggap lengkap jika semua indikator sifat fisik dan mekanik yang diperoleh selama pengujian sampel beton aspal memenuhi persyaratan standar. Namun demikian, dalam kerangka persyaratan standar untuk beton aspal, direkomendasikan untuk mengoptimalkan komposisi campuran ke arah peningkatan sifat kinerja dan daya tahan lapisan struktural perkerasan yang dipasang.

Sampai saat ini, optimalisasi komposisi campuran yang dimaksudkan untuk konstruksi lapisan atas permukaan jalan dikaitkan dengan peningkatan kepadatan beton aspal. Dalam hal ini, tiga metode telah dibentuk dalam konstruksi jalan yang digunakan dalam pemilihan komposisi butiran campuran padat. Mereka awalnya bernama sebagai:

• - metode eksperimental (Jerman) untuk memilih campuran padat, yang terdiri dari pengisian bertahap satu bahan dengan yang lain;
• - metode kurva, berdasarkan pemilihan komposisi butir, mendekati kurva "ideal" matematis campuran padat yang telah ditentukan;
• - metode campuran standar Amerika, berdasarkan komposisi campuran yang terbukti dari bahan tertentu.

Metode ini diusulkan sekitar 100 tahun yang lalu dan telah dikembangkan lebih lanjut.

Inti dari metode eksperimental pemilihan campuran padat adalah pengisian bertahap pori-pori satu bahan dengan butiran yang lebih besar dengan bahan mineral lain yang lebih kecil. Dalam praktiknya, pemilihan campuran dilakukan dengan urutan sebagai berikut.

Untuk 100 bagian berat bahan pertama, 10, 20, 30, dst., bagian berat kedua ditambahkan berturut-turut, setelah pencampuran dan pemadatannya, kepadatan rata-rata ditentukan dan campuran dengan jumlah rongga minimum dalam bahan yang dipadatkan negara bagian dipilih.

Jika perlu membuat campuran tiga komponen, maka bahan ketiga ditambahkan ke campuran padat dari dua bahan dalam porsi yang meningkat secara bertahap dan campuran yang paling padat juga dipilih. Meskipun pemilihan inti mineral padat ini melelahkan dan tidak memperhitungkan pengaruh kandungan fasa cair dan sifat aspal pada kekompakan campuran, namun tetap digunakan dalam penelitian eksperimental.

Selain itu, metode eksperimental pemilihan campuran padat digunakan sebagai dasar perhitungan metode persiapan campuran beton padat dari bahan curah berbagai ukuran dan dikembangkan lebih lanjut dalam metode perencanaan percobaan. Prinsip pengisian rongga secara berurutan digunakan dalam metodologi untuk merancang komposisi optimal beton aspal jalan, di mana batu pecah, kerikil dan pasir dengan granulometri apa pun digunakan.

Menurut penulis karya tersebut, teknik perhitungan-eksperimen yang diusulkan memungkinkan Anda untuk mengontrol secara optimal struktur, komposisi, properti, dan biaya beton aspal. Dalam peran variabel struktural dan parameter kontrol digunakan:

• - koefisien pemisahan butiran batu pecah, kerikil dan pasir;
• - konsentrasi volumetrik bubuk mineral dalam pengikat aspal;
• - kriteria optimalitas komposisi, yang dinyatakan dengan total biaya minimum komponen per unit produksi.

Berdasarkan prinsip pengisian rongga secara berurutan pada batu pecah, pasir dan bubuk mineral, perkiraan komposisi campuran untuk beton aspal kepadatan tinggi berdasarkan bitumen cair dihitung.

Kandungan komponen dalam campuran dihitung berdasarkan hasil nilai yang telah ditentukan sebelumnya dari kepadatan sebenarnya dan curah bahan mineral. Komposisi akhir disempurnakan secara eksperimental dengan memvariasikan isi semua komponen campuran secara bersama-sama dengan metode perencanaan matematis eksperimen pada simpleks. Komposisi campuran, memberikan porositas minimum dari inti mineral beton aspal, dianggap optimal.

Metode kedua pemilihan komposisi butir beton aspal didasarkan pada pemilihan campuran mineral padat, komposisi butir yang mendekati kurva ideal Fuller, Graf, Herman, Bolomey, Talbot-Richard, Kitt-Peff dan penulis lainnya. Kurva ini dalam banyak kasus diwakili oleh ketergantungan hukum daya dari kandungan butir yang dibutuhkan dalam campuran pada kehalusannya. Misalnya, kurva distribusi ukuran partikel Fuller untuk campuran padat diberikan oleh persamaan berikut:

D - ukuran butir terbesar dalam campuran, mm.

Untuk menormalkan komposisi butir campuran beton aspal dalam metode desain Superpave Amerika modern, kurva granulometrik dengan kepadatan maksimum juga diterima, sesuai dengan hukum pangkat dengan eksponen 0,45.

Selain itu, selain titik kontrol yang membatasi kisaran kandungan butir, ada juga zona restriksi internal, yang terletak di sepanjang kurva granulometrik dengan kerapatan maksimum dalam interval antara butir berukuran 2,36 dan 0,3 mm. Diyakini bahwa campuran dengan distribusi ukuran partikel yang melewati zona batas mungkin memiliki masalah dengan pemadatan dan stabilitas geser, karena mereka lebih sensitif terhadap kandungan bitumen dan menjadi plastis ketika overdosis dengan pengikat organik secara tidak sengaja.

Perlu dicatat bahwa GOST 9128-76 juga ditentukan untuk kurva komposisi butir campuran padat zona restriktif yang terletak di antara kurva pembatas granulometri kontinu dan diskontinu. pada gambar. 1 zona ini diarsir.

Beras. satu. - Komposisi butir dari bagian mineral berbutir halus :

Namun, pada tahun 1986, ketika standar tersebut diterbitkan kembali, pembatasan ini dihapuskan karena dianggap tidak signifikan. Selain itu, dalam karya-karya Leningrad cabang Soyuzdornia (A.O. Sal) ditunjukkan bahwa apa yang disebut campuran "semi-diskontinu" yang melewati zona berbayang dalam beberapa kasus lebih disukai daripada yang kontinu karena porositas mineral yang lebih rendah. bagian dari beton aspal, dan yang terputus-putus karena ketahanan yang lebih besar terhadap delaminasi.

Penelitian terkenal dari V.V. Okhotin, di mana ditunjukkan bahwa campuran paling padat dapat diperoleh asalkan diameter partikel yang membentuk bahan berkurang dalam rasio 1:16, dan jumlah beratnya - sebagai 1:0,43. Namun, mengingat kecenderungan pemisahan campuran yang diformulasikan dengan rasio fraksi kasar dan halus ini, telah diusulkan untuk menambahkan fraksi antara. Pada saat yang sama, jumlah berat fraksi dengan diameter 16 kali lebih kecil tidak akan berubah sama sekali jika rongga diisi tidak hanya dengan fraksi ini, tetapi, misalnya, dengan fraksi dengan diameter butir 4 kali lebih kecil.

Jika saat mengisi pecahan berdiameter 16 kali lebih kecil, kandungan beratnya adalah 0,43, maka saat mengisi pecahan dengan diameter butir 4 kali lebih kecil, isinya harus sama dengan k = 0,67. Jika kita memasukkan satu fraksi perantara lagi dengan diameter yang berkurang 2 kali, maka rasio fraksi seharusnya k = 0,81. Jadi, berat pecahan, yang akan berkurang dengan jumlah yang sama sepanjang waktu, dapat dinyatakan secara matematis sebagai deret deret geometri:

Y1 adalah jumlah pecahan pertama;

k - koefisien limpasan;

n adalah jumlah fraksi dalam campuran.

Dari perkembangan yang dihasilkan, nilai kuantitatif dari pecahan pertama diturunkan:

Dengan demikian, koefisien limpasan biasanya disebut rasio berat fraksi yang ukuran partikelnya terkait sebagai 1:2, yaitu, sebagai rasio ukuran sel terdekat dalam seperangkat saringan standar.

Meskipun secara teoritis campuran terpadat dihitung dengan menggunakan faktor limpasan 0,81, dalam prakteknya campuran dengan komposisi butir terputus ternyata lebih padat.

Ini dijelaskan oleh fakta bahwa perhitungan teoretis yang disajikan untuk persiapan campuran padat dengan koefisien limpasan tidak memperhitungkan pemisahan butiran material besar dengan butiran yang lebih kecil. Sehubungan dengan itu, P.V. Sakharov mencatat bahwa hasil positif dalam hal peningkatan densitas campuran hanya diperoleh dengan pemilihan fraksi bertahap (intermiten).

Jika perbandingan ukuran pecahan campuran kurang dari 1:2 atau 1:3, maka partikel kecil tidak mengisi celah antara butiran besar, tetapi memisahkannya.

Kurva distribusi ukuran partikel dari bagian mineral beton aspal dengan koefisien limpasan yang berbeda ditunjukkan pada gambar. 2.

Beras. 2. - Komposisi granulometri dari bagian mineral campuran aspal dengan koefisien limpasan yang berbeda:

Kemudian, rasio diameter partikel fraksi yang berdekatan disempurnakan, tidak termasuk pemisahan butiran besar dalam campuran mineral multi-fraksi. Menurut P.I. Bozhenov, untuk mengecualikan pemisahan butiran besar dengan butiran kecil, rasio diameter fraksi halus dengan diameter fraksi kasar tidak boleh lebih dari 0,225 (yaitu, sebagai 1:4,44). Mempertimbangkan komposisi campuran mineral yang diuji dalam praktik, N.N. Ivanov menyarankan menggunakan kurva distribusi ukuran partikel dengan koefisien limpasan mulai dari 0,65 hingga 0,90 untuk pemilihan campuran.

Komposisi granulometrik campuran beton aspal padat, yang berorientasi pada kemampuan kerja, dinormalisasi di Uni Soviet dari tahun 1932 hingga 1967. Sesuai dengan standar ini, campuran beton aspal mengandung jumlah batu pecah yang terbatas (26-45%) dan bubuk mineral dalam jumlah yang lebih banyak (8-23%). Pengalaman dengan penggunaan campuran tersebut menunjukkan bahwa gelombang, geser dan deformasi plastis lainnya terbentuk di perkerasan, terutama di jalan dengan lalu lintas yang padat dan padat. Pada saat yang sama, kekasaran permukaan pelapis juga tidak cukup untuk memastikan daya rekat tinggi pada roda mobil, berdasarkan kondisi keselamatan lalu lintas.

Perubahan mendasar dibuat pada standar untuk campuran beton aspal pada tahun 1967. GOST 9128-67 memasukkan komposisi campuran baru untuk rangka beton aspal dengan kandungan batu pecah yang tinggi (hingga 65%), yang mulai dimasukkan dalam proyek jalan dengan intensitas lalu lintas yang tinggi. Dalam campuran aspal, jumlah bubuk mineral dan bitumen juga berkurang, yang dibenarkan oleh kebutuhan untuk beralih dari plastik ke campuran yang lebih kaku.

Komposisi bagian mineral dari banyak campuran batu pecah dihitung dengan persamaan parabola kubik, diikat ke empat ukuran butir kontrol: 20; 5; 1,25 dan 0,071 mm.

Dalam studi dan implementasi beton aspal rangka, sangat penting untuk meningkatkan kekasaran lapisan. Metode pemasangan perkerasan beton aspal dengan permukaan kasar tercermin dalam rekomendasi yang dikembangkan pada awal 60-an abad terakhir dan awalnya diterapkan di fasilitas Glavdorstroy Kementerian Transportasi Uni Soviet. Menurut pengembang, penciptaan kekasaran seharusnya didahului dengan pembentukan kerangka spasial di beton aspal. Dalam praktiknya, ini dicapai dengan mengurangi jumlah bubuk mineral dalam campuran, meningkatkan kandungan butiran besar yang dihancurkan, dan memadatkan campuran sepenuhnya, di mana butiran batu pecah dan fraksi pasir kasar bersentuhan satu sama lain. Produksi beton aspal dengan struktur rangka dan permukaan kasar disediakan dengan kandungan 50-65% berat butir lebih besar dari 5 (3) mm. dalam campuran berbutir halus tipe A dan 33-55% butir yang lebih besar dari 1,25 mm. dalam campuran pasir tipe G dengan kandungan bubuk mineral terbatas (4-8% dalam campuran berbutir halus dan 8-14% dalam campuran berpasir).

Rekomendasi untuk memastikan ketahanan geser perkerasan beton aspal sebagai akibat dari penggunaan beton aspal rangka dengan meningkatkan gesekan internal inti mineral juga ada dalam publikasi asing.

Sebagai contoh, perusahaan jalan dari Inggris dalam pembangunan perkerasan beton aspal di negara tropis dan subtropis secara khusus menggunakan komposisi butiran yang dipilih sesuai dengan persamaan parabola kubik.

Stabilitas lapisan dari campuran tersebut dipastikan terutama sebagai hasil dari penguncian mekanis partikel sudut, yang harus berupa batu pecah yang kuat atau kerikil yang dihancurkan. Tidak diperbolehkan menggunakan kerikil yang tidak dihancurkan dalam campuran tersebut.

Ketahanan lapisan terhadap deformasi geser dapat ditingkatkan dengan meningkatkan ukuran batu pecah. Standar ASTM D 3515-96 AS disediakan untuk campuran aspal yang dibedakan menjadi sembilan tingkat tergantung pada ukuran butir maksimum dari 1,18 hingga 50 mm.

Semakin tinggi kadarnya, semakin besar batu pecah dan semakin rendah kandungan bubuk mineral dalam campuran. Kurva komposisi butiran, dibangun di atas parabola kubik, menyediakan kerangka butiran besar yang kaku selama pemadatan lapisan, yang memberikan ketahanan utama terhadap beban transportasi.

Dalam kebanyakan kasus, bagian mineral dari campuran aspal dipilih dari komponen berbutir kasar, sedang dan halus. Jika kepadatan sebenarnya dari bahan mineral penyusun berbeda secara signifikan satu sama lain, maka kandungannya dalam campuran direkomendasikan untuk dihitung berdasarkan volume.

Komposisi butir dari bagian mineral campuran beton aspal, terbukti dalam praktik, distandarisasi di semua negara maju secara teknis, dengan mempertimbangkan bidang aplikasinya. Komposisi ini, sebagai suatu peraturan, konsisten satu sama lain.

Secara umum, dianggap bahwa elemen yang paling berkembang dalam merancang komposisi beton aspal adalah pemilihan komposisi granulometrik bagian mineral, baik menurut kurva kepadatan optimal, atau menurut prinsip pengisian pori-pori secara berurutan. Situasinya lebih rumit dengan pilihan pengikat bitumen dengan kualitas yang diperlukan dan dengan pembenaran kandungan optimalnya dalam campuran. Sampai saat ini, tidak ada konsensus tentang keandalan metode perhitungan untuk menetapkan kadar bitumen dalam campuran aspal.

Metode eksperimental saat ini untuk memilih kandungan pengikat melibatkan berbagai metode pembuatan dan pengujian sampel beton aspal di laboratorium dan, yang paling penting, tidak memungkinkan prediksi yang cukup andal tentang durabilitas dan kondisi operasional permukaan jalan tergantung pada kondisi operasi.

P.V. Sakharov mengusulkan untuk merancang komposisi beton aspal sesuai dengan komposisi pengikat aspal yang telah dipilih sebelumnya. Rasio kuantitatif aspal dan bubuk mineral dalam pengikat aspal dipilih secara eksperimental tergantung pada indeks deformasi plastis (dengan metode tahan air) dan pada kekuatan tarik dari delapan sampel. Stabilitas termal pengikat aspal juga diperhitungkan dengan membandingkan indikator kekuatan pada suhu 30, 15 dan 0°C. Berdasarkan data eksperimen, direkomendasikan untuk mematuhi rasio bitumen terhadap bubuk mineral menurut berat (B/MP) dalam kisaran 0,5 hingga 0,2.

Akibatnya, komposisi beton aspal dicirikan oleh peningkatan kandungan bubuk mineral. Dalam studi lebih lanjut, I.A. Rybiev, ditunjukkan bahwa nilai rasional B/MP bisa sama dengan 0,8 dan bahkan lebih tinggi. Berdasarkan hukum kekuatan struktur optimal (aturan alinyemen), suatu metode direkomendasikan untuk merancang komposisi beton aspal sesuai dengan kondisi operasi perkerasan yang diberikan. Dinyatakan bahwa struktur beton aspal yang optimal dicapai dengan mentransfer bitumen ke keadaan film.

Pada saat yang sama, ditunjukkan bahwa kandungan aspal yang optimal dalam campuran tidak hanya bergantung pada rasio kuantitatif dan kualitatif komponen, tetapi juga pada faktor teknologi dan mode pemadatan.

Oleh karena itu, pembuktian ilmiah tentang indikator kinerja beton aspal yang diperlukan dan cara-cara rasional untuk mencapainya terus menjadi tugas utama yang terkait dengan peningkatan daya tahan permukaan jalan.

Ada beberapa metode perhitungan untuk penetapan kadar bitumen dalam campuran beton aspal baik dengan ketebalan lapisan aspal pada permukaan butiran mineral maupun dengan jumlah rongga dalam campuran mineral yang dipadatkan.

Upaya pertama untuk menggunakannya dalam desain campuran aspal sering berakhir dengan kegagalan, yang membuatnya perlu untuk meningkatkan metode perhitungan untuk menentukan kandungan aspal dalam campuran. N.N. Ivanov mengusulkan untuk memperhitungkan pemadatan terbaik dari campuran beton aspal panas dan beberapa margin untuk ekspansi termal bitumen, jika kandungan bitumen dihitung dari porositas campuran mineral yang dipadatkan:

B - jumlah aspal,%;

- porositas campuran mineral yang dipadatkan, %;

c6 - kerapatan aspal sebenarnya, g/cm. kubus;

c adalah massa jenis rata-rata campuran kering yang dipadatkan, g/cm. kubus;

0,85 - koefisien reduksi aspal karena pemadatan yang lebih baik dari campuran dengan aspal dan koefisien ekspansi aspal, yang diambil sama dengan 0,0017.

Perlu dicatat bahwa perhitungan kandungan volume komponen dalam beton aspal padat, termasuk volume pori-pori udara atau porositas sisa, dilakukan dalam setiap metode desain dalam bentuk normalisasi volume fase. Sebagai contoh, pada gambar. Gambar 3 menunjukkan komposisi volumetrik beton aspal tipe A dalam bentuk diagram lingkaran.

Beras. 3. - Normalisasi volume fase pada beton aspal:

Menurut diagram ini, kandungan bitumen (% volume) sama dengan perbedaan antara porositas tulang punggung mineral dan porositas residu beton aspal yang dipadatkan. Oleh karena itu, M. Durieu merekomendasikan suatu metode untuk menghitung kandungan bitumen dalam campuran aspal panas sesuai dengan modulus saturasinya. Modul saturasi beton aspal dengan pengikat dibuat sesuai dengan data eksperimental dan produksi dan mencirikan persentase pengikat dalam campuran mineral dengan luas permukaan spesifik 1 sq.m./kg.

Metodologi ini diadopsi untuk menentukan kandungan minimum pengikat bitumen tergantung pada komposisi butir dari bagian mineral dalam metode desain campuran aspal LCPC. dikembangkan oleh Laboratorium Pusat Jembatan dan Jalan Prancis. Kandungan berat aspal menurut metode ini ditentukan dengan rumus:

k adalah modul kejenuhan beton aspal dengan bahan pengikat.

• S - residu parsial pada saringan dengan lubang berukuran 0,315 mm, %;
• s - residu parsial pada saringan dengan lubang berukuran 0,08 mm, %;

Metode untuk menghitung kandungan aspal dengan ketebalan film aspal ditingkatkan secara signifikan oleh I.V. Korolev. Berdasarkan data eksperimen, ia membedakan permukaan spesifik butir fraksi standar tergantung pada sifat batuan. Pengaruh sifat bahan batu, ukuran butir dan viskositas aspal pada ketebalan optimal film aspal dalam campuran aspal beton ditunjukkan.

Langkah selanjutnya adalah penilaian yang berbeda dari kapasitas bitumen partikel mineral yang lebih kecil dari 0,071 mm. Sebagai hasil dari prediksi statistik komposisi butir bubuk mineral dan kandungan bitumen dari fraksi mulai dari ukuran 1 hingga 71 mikron dalam MADI (GTU), sebuah teknik dikembangkan yang memungkinkan untuk memperoleh data terhitung yang sesuai dengan eksperimen. kandungan bitumen dalam campuran aspal beton.

Pendekatan lain untuk menetapkan kandungan bitumen dalam beton aspal didasarkan pada hubungan antara porositas tulang punggung mineral dan komposisi butir bagian mineral. Berdasarkan studi campuran eksperimental partikel dengan berbagai ukuran, spesialis Jepang mengusulkan model matematika porositas inti mineral (VMA). Nilai koefisien ketergantungan korelasi yang ditetapkan ditentukan untuk beton aspal damar wangi yang dihancurkan, yang dipadatkan dalam pemadat putar (gyrator) pada 300 putaran cetakan. Sebuah algoritma untuk menghitung kadar aspal, berdasarkan korelasi karakteristik pori beton aspal dengan komposisi butir campuran, diusulkan dalam pekerjaan. Berdasarkan hasil pengolahan serangkaian data yang diperoleh selama pengujian beton aspal padat dari berbagai jenis, korelasi berikut dibuat untuk menghitung kadar aspal optimal:

K adalah parameter granulometri.

Dcr - ukuran butir minimum dari fraksi besar, lebih kecil dari yang mengandung 69,1% berat campuran, mm;

D0 - ukuran butir fraksi tengah, lebih halus dari yang mengandung 38,1% berat campuran, mm;

D halus - ukuran butir maksimum fraksi halus, lebih halus dari yang mengandung 19,1% berat campuran, mm.

Namun, bagaimanapun, dosis aspal yang dihitung harus diperbaiki selama persiapan batch kontrol, tergantung pada hasil pengujian sampel beton aspal yang terbentuk.

Saat memilih komposisi campuran aspal beton, berikut pernyataan prof. N.N. Ivanova: "Aspal harus diambil tidak lebih dari yang ditentukan dengan memperoleh campuran yang cukup kuat dan stabil, tetapi aspal harus diambil sebanyak mungkin, dan dalam kasus tidak sesedikit mungkin." Metode eksperimental untuk pemilihan campuran beton aspal biasanya melibatkan persiapan sampel standar dengan metode pemadatan tertentu dan mengujinya di laboratorium. Untuk setiap metode, kriteria yang sesuai telah dikembangkan yang menetapkan, sampai tingkat tertentu, hubungan antara hasil uji laboratorium sampel yang dipadatkan dan karakteristik operasional beton aspal dalam kondisi operasi.

Dalam kebanyakan kasus, kriteria ini ditentukan dan distandarisasi oleh standar beton aspal nasional.

Skema pengujian mekanis sampel beton aspal berikut adalah umum, ditunjukkan pada gambar. 4.

Beras. 4. - Skema pengujian benda uji silinder saat merancang komposisi beton aspal:

a - menurut Duryez;

b - menurut Marshall;

c - menurut Khvim;

d - menurut Hubbard-Field.

Analisis berbagai metode eksperimental untuk merancang komposisi beton aspal menunjukkan kesamaan dalam pendekatan untuk menetapkan resep dan perbedaan baik dalam metode sampel pengujian maupun dalam kriteria untuk sifat yang dievaluasi.

Kesamaan metode untuk merancang campuran beton aspal didasarkan pada pemilihan rasio volumetrik komponen, yang memberikan nilai porositas sisa yang ditentukan dan indikator sifat mekanik beton aspal yang dinormalisasi.

Di Rusia, ketika merancang beton aspal, sampel silinder standar diuji untuk kompresi uniaksial (sesuai dengan skema Duriez), yang dicetak di laboratorium sesuai dengan GOST 12801-98, tergantung pada kandungan batu pecah dalam campuran, baik dengan beban statis 40 MPa, atau dengan cara bergetar, diikuti dengan pemadatan tambahan dengan beban 20 MPa. Dalam praktik di luar negeri, metode Marshall dalam merancang campuran beton aspal telah menerima penggunaan yang paling luas.

Sampai saat ini, metode perancangan campuran aspal menurut Marshall, Hubbard-Field dan Khvim telah digunakan di USA. tetapi baru-baru ini, sejumlah negara bagian menerapkan sistem desain "Superpave".

Ketika mengembangkan metode baru untuk merancang campuran beton aspal di luar negeri, banyak perhatian diberikan untuk meningkatkan metode pemadatan sampel. Saat ini, ketika merancang campuran menurut Marshall, tiga tingkat pemadatan sampel disediakan: 35, 50 dan 75 guncangan di setiap sisi, masing-masing, untuk kondisi lalu lintas ringan, sedang dan berat. Korps Insinyur Angkatan Darat Amerika Serikat, setelah penelitian ekstensif, meningkatkan pengujian Marshall dan memperluasnya ke desain campuran untuk perkerasan lapangan terbang.

Desain campuran aspal menurut metode Marshall mengasumsikan bahwa:

• - kesesuaian bahan mineral awal dan bitumen dengan persyaratan kondisi teknis telah ditetapkan sebelumnya;
• - komposisi granulometrik dari campuran bahan mineral dipilih untuk memenuhi persyaratan desain;
• - nilai kepadatan sebenarnya dari bitumen kental dan bahan mineral ditentukan dengan metode pengujian yang sesuai;
• - bahan batu dalam jumlah yang cukup dikeringkan dan dibagi menjadi fraksi-fraksi untuk menyiapkan kumpulan campuran laboratorium dengan kandungan pengikat yang berbeda.

Untuk pengujian Marshall, benda uji silinder standar dengan tinggi 6,35 cm dan diameter 10,2 cm dibuat dengan pemadatan akibat beban jatuh. Campuran dibuat dengan kandungan bitumen yang berbeda, biasanya berbeda satu sama lain sebesar 0,5%. Direkomendasikan untuk menyiapkan setidaknya dua campuran dengan kadar aspal di atas nilai "optimal" dan dua campuran dengan kadar aspal di bawah nilai "optimal".

Untuk menetapkan kadar aspal yang lebih akurat untuk pengujian laboratorium, disarankan untuk terlebih dahulu menetapkan perkiraan kadar aspal "optimal".

Yang dimaksud dengan "optimal" adalah kandungan bitumen dalam campuran yang memberikan stabilitas Marshall maksimum dari sampel yang dicetak. Kira-kira untuk pemilihannya dibutuhkan 22 bahan batu selatan dan sekitar 4 liter. aspal.

Hasil pengujian beton aspal menurut metode Marshall ditunjukkan pada gambar. lima.

Berdasarkan hasil pengujian sampel beton aspal menggunakan metode Marshall biasanya diambil kesimpulan sebagai berikut:

• - Nilai stabilitas meningkat dengan peningkatan kandungan pengikat hingga maksimum tertentu, setelah itu nilai stabilitas menurun;
• - Nilai plastisitas bersyarat dari beton aspal meningkat dengan meningkatnya kandungan bahan pengikat;
• - Kurva kepadatan versus kandungan aspal mirip dengan kurva stabilitas, namun, untuk itu maksimum lebih sering diamati pada kandungan bitumen yang sedikit lebih tinggi;
• - Porositas sisa beton aspal menurun dengan meningkatnya kadar aspal, asimtotik mendekati nilai minimum;
• - Persentase pengisian pori dengan aspal meningkat dengan meningkatnya kandungan aspal.

Beras. lima. - Hasil (a, b, c, d) pengujian beton aspal menurut metode Marshall:

Kandungan aspal optimal direkomendasikan untuk ditentukan sebagai rata-rata dari empat nilai yang ditetapkan dari jadwal untuk persyaratan desain masing-masing. Campuran aspal dengan kadar aspal yang optimal harus memenuhi semua persyaratan spesifikasi teknis. Dalam pilihan akhir komposisi campuran beton aspal, indikator teknis dan ekonomi juga dapat diperhitungkan. Umumnya disarankan untuk memilih campuran yang memiliki stabilitas Marshall tertinggi.

Namun, harus diingat bahwa campuran dengan nilai stabilitas Marshall yang terlalu tinggi dan daktilitas rendah tidak diinginkan, karena pelapis dari campuran tersebut akan terlalu kaku dan dapat retak saat mengemudikan kendaraan berat, terutama dengan alas rapuh dan defleksi tinggi. lapisan. Seringkali di Eropa Barat dan di Amerika Serikat, metode desain campuran aspal Marshall dikritik. Perlu dicatat bahwa pemadatan tumbukan Marshall dari sampel tidak mensimulasikan pemadatan campuran dalam lapisan, dan stabilitas Marshall tidak memungkinkan penilaian yang memuaskan terhadap kekuatan geser beton aspal.

Metode Khvim juga dikritik, kerugiannya termasuk peralatan uji yang agak besar dan mahal.

Selain itu, beberapa indikator volumetrik penting dari beton aspal, terkait dengan daya tahannya, tidak diungkapkan dengan benar dalam metode ini. Menurut para insinyur Amerika, metode pemilihan kadar aspal Khvim bersifat subjektif dan dapat menyebabkan umur beton aspal yang pendek karena penetapan kadar pengikat yang rendah dalam campuran.

Metode LCPC (Prancis) didasarkan pada kenyataan bahwa aspal campuran panas harus dirancang dan dipadatkan selama proses konstruksi hingga mencapai kepadatan maksimum.

Oleh karena itu, studi khusus dilakukan pada pekerjaan desain pemadatan, yang didefinisikan sebagai 16 lintasan roller dengan ban pneumatik, dengan beban gandar 3 tf pada tekanan ban 6 bar. Di bangku laboratorium skala penuh, saat memadatkan aspal campuran panas, ketebalan lapisan standar yang sama dengan 5 ukuran butir mineral maksimum dibenarkan. Untuk pemadatan sampel laboratorium yang sesuai, sudut rotasi pada pemadat laboratorium (gyrator) sama dengan 1° dan tekanan vertikal pada campuran yang dipadatkan sebesar 600 kPa distandarisasi. Dalam hal ini, jumlah standar rotasi gyrator harus sama dengan ketebalan lapisan campuran yang dipadatkan, dinyatakan dalam milimeter.

Dalam metode Amerika untuk sistem desain Superpave, merupakan kebiasaan untuk memadatkan sampel aspal-beton juga dalam gyrator, tetapi dengan sudut rotasi 1,25°. Pekerjaan pemadatan sampel beton aspal dinormalisasi tergantung pada nilai yang dihitung dari total beban transportasi di perkerasan, untuk perangkat yang campurannya dirancang. Skema pemadatan sampel dari campuran beton aspal dalam perangkat pemadatan putar ditunjukkan pada gambar. 6.

Beras. 6. - Skema pemadatan sampel dari campuran beton aspal di perangkat pemadatan putar:

Metode desain campuran aspal MTQ (Kementerian Transportasi Quebec, Kanada) mengadopsi pemadat putar Superpave dan bukan gyrator LCPC. Jumlah putaran yang dihitung selama pemadatan diambil untuk campuran dengan ukuran butir maksimum 10 mm. sama dengan 80, dan untuk campuran dengan ukuran partikel 14 mm. - 100 putaran rotasi. Isi lubang udara yang dihitung dalam sampel harus dalam kisaran 4 hingga 7%. Volume pori nominal biasanya 5%. Volume efektif aspal ditetapkan untuk setiap jenis campuran, seperti pada metode LCPC.

Perlu dicatat bahwa ketika merancang campuran beton aspal dari bahan yang sama menggunakan metode Marshall, metode LCPC (Prancis), metode sistem desain Superpave (AS) dan metode MTQ (Kanada), diperoleh hasil yang kurang lebih sama.

Terlepas dari kenyataan bahwa masing-masing dari empat metode menyediakan kondisi pemadatan yang berbeda untuk sampel:

• - Marshall - 75 pukulan dari kedua sisi;
• - "Superpave" - ​​100 putaran rotasi di gyrator pada sudut 1,25°;
• - MTQ - 80 putaran rotasi di gyrator pada sudut 1,25°;
• - LCPC - 60 putaran pemadat efektif pada sudut 1°C diperoleh hasil yang cukup sebanding dalam hal kandungan aspal yang optimal.

Oleh karena itu, penulis karya sampai pada kesimpulan bahwa penting untuk tidak hanya memiliki metode pemadatan sampel laboratorium yang "benar", tetapi juga memiliki sistem pengaruh gaya pemadatan pada struktur beton aspal dalam sampel. dan pada kinerjanya dalam pelapisan.

Perlu dicatat bahwa metode rotasi pemadatan sampel beton aspal juga bukan tanpa kekurangan. Abrasi yang nyata dari bahan batu terjadi selama pemadatan campuran beton aspal panas di gyrator.

Oleh karena itu, dalam kasus penggunaan bahan batu yang ditandai dengan keausan di drum Los Angeles lebih dari 30%, jumlah putaran normal dari pemadat campuran saat memperoleh sampel beton aspal damar wangi ditetapkan ke 75, bukan 100.

Bahan bangunan jalan yang paling banyak digunakan di abad ke-20 - aspal - dibagi menjadi banyak jenis, tingkatan dan tipe. Dasar pemisahan tidak hanya dan tidak begitu banyak daftar komponen awal yang termasuk dalam campuran beton aspal, tetapi rasio fraksi massanya dalam komposisi, serta beberapa karakteristik komponen - khususnya, ukuran beton. fraksi pasir dan batu pecah, tingkat pemurnian bubuk mineral dan semua pasir yang sama.

Komposisi aspal

Aspal jenis dan merek apa pun mengandung pasir, batu pecah atau kerikil, bubuk mineral dan bitumen. Namun, untuk batu pecah, tidak digunakan dalam persiapan beberapa jenis perkerasan - tetapi jika pengaspalan wilayah dilakukan dengan mempertimbangkan lalu lintas tinggi dan beban jangka pendek yang kuat di perkerasan, maka batu pecah (atau kerikil) diperlukan - sebagai elemen pelindung pembentuk bingkai.

bubuk mineral- elemen awal wajib untuk persiapan aspal merek dan jenis apa pun. Sebagai aturan, fraksi massa bubuk - dan diperoleh dengan menghancurkan batuan di mana kandungan senyawa karbon yang tinggi (dengan kata lain, dari batu kapur dan endapan fosil organik lainnya) - ditentukan berdasarkan tugas dan persyaratan untuk viskositas bahan. Sebagian besar bubuk mineral memungkinkan untuk menggunakannya dalam pekerjaan seperti pengaspalan jalan dan situs: bahan kental (yaitu, tahan lama) akan berhasil meredam getaran internal struktur jembatan tanpa retak.

Sebagian besar jenis dan nilai penggunaan aspal pasir- pengecualian, seperti yang kami katakan, adalah jenis perkerasan, di mana fraksi massa yang besar kerikil. Kualitas pasir ditentukan tidak hanya oleh tingkat pemurniannya, tetapi juga dengan metode perolehan: pasir yang ditambang dengan metode terbuka, sebagai suatu peraturan, perlu dibersihkan secara menyeluruh, tetapi pasir buatan, diperoleh dengan menghancurkan batu, adalah dianggap siap bekerja.

Akhirnya, aspal merupakan landasan industri perkerasan jalan. Produk penyulingan minyak, bitumen terkandung dalam campuran merek apa pun dalam jumlah yang sangat kecil - fraksi massanya di sebagian besar varietas hampir tidak mencapai 4-5 persen. Meskipun banyak digunakan dalam pekerjaan seperti pengaspalan medan yang sulit dan perbaikan jalan, aspal tuang memiliki kandungan bitumen 10 persen atau lebih. Bitumen memberi kanvas semacam itu elastisitas yang adil setelah pengerasan dan fluiditas, yang membuatnya mudah untuk mendistribusikan campuran yang sudah jadi di atas situs.

Kelas dan jenis aspal

Bergantung pada persentase komposisi komponen yang terdaftar, ada tiga kelas aspal. Karakteristik teknis, ruang lingkup dan komposisi campuran berbagai tingkatan dijelaskan dalam GOST 9128-2009, yang, antara lain, memperhitungkan kemungkinan penambahan aditif tambahan yang meningkatkan ketahanan beku, hidrofobisitas, fleksibilitas atau ketahanan aus lapisan.

Tergantung pada persentase pengisi dalam komposisi campuran pembangunan jalan, itu dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

• A - 50-60% batu pecah;
• B - 40-50% batu pecah atau kerikil;
• B - 30-40% batu pecah atau kerikil;
• G - hingga 30% pasir dari penyaringan penghancuran;
• D - hingga 70% pasir atau campuran dengan saringan penghancur.

Aspal kelas 1

Di bawah merek ini, berbagai jenis pelapis diproduksi - dari padat hingga sangat berpori, dengan kandungan batu pecah yang signifikan. Ruang lingkup penggunaannya- konstruksi jalan dan lansekap: hanya bahan berpori yang sama sekali tidak cocok untuk peran lapisan yang sebenarnya, lapisan atas jalan raya. Jauh lebih baik menggunakannya untuk mengatur fondasi, meratakan alas untuk meletakkan jenis material yang lebih padat.

Aspal kelas 2

Kisaran kepadatannya hampir sama, tetapi kandungan dan persentase pasir dan kerikil bisa sangat bervariasi. Ini adalah aspal "rata-rata" yang sama, dengan cakupan yang sangat luas: dan pembangunan jalan, dan perbaikannya, dan pengaturan wilayah untuk tempat parkir dan alun-alun tidak dapat dilakukan tanpanya.

Aspal kelas 3

Pelapis kelas 3 dibedakan oleh fakta bahwa batu pecah atau kerikil tidak digunakan dalam pembuatannya - mereka digantikan oleh bubuk mineral dan pasir berkualitas tinggi yang diperoleh dengan menghancurkan batu keras.

Rasio pasir dan batu pecah (kerikil)

Rasio kandungan pasir dan kerikil adalah salah satu indikator terpenting yang menentukan ruang lingkup jenis pelapisan tertentu. Tergantung pada prevalensi satu atau bahan lain itu dilambangkan dengan huruf dari A ke D: A - lebih dari setengahnya terdiri dari batu pecah halus atau kerikil, dan D - sekitar 70 persen terdiri dari pasir (walaupun sebagian besar pasir digunakan dari batu pecah).

Rasio komponen bitumen dan mineral

Tidak kalah pentingnya - bagaimanapun, ini menentukan karakteristik kekuatan jalan raya. Kandungan bubuk mineral yang tinggi secara signifikan meningkatkan kerapuhannya. Itu sebabnya aspal berpasir hanya dapat digunakan sampai batas tertentu: taman atau trotoar. Tetapi pelapis dengan kandungan aspal yang tinggi adalah tamu yang disambut di pekerjaan apa pun: terutama jika itu adalah konstruksi jalan dalam kondisi iklim yang keras, pada suhu di bawah nol, jika kecepatan pekerjaan sedemikian rupa sehingga setelah hari peralatan jalan akan berjalan di sepanjang jalan. kanvas baru, dan setelah pengiriman jalan jadi - kendaraan berat bergegas.

Perhitungannya terdiri dari pemilihan rasio rasional antara bahan-bahan yang membentuk campuran beton aspal.

Metode perhitungan dari kurva campuran padat telah tersebar luas. Kekuatan terbesar beton aspal dicapai dengan kepadatan maksimum inti mineral, jumlah bitumen dan bubuk mineral yang optimal.

Ada hubungan langsung antara komposisi butir bahan mineral dan kepadatan. Komposisi yang mengandung butiran dengan berbagai ukuran, yang diameternya dibelah dua, akan optimal.

di mana d 1 - diameter butir terbesar, diatur tergantung pada jenis campuran;

d 2 - diameter butir terkecil sesuai dengan fraksi lumpur dan bubuk mineral (0,004 ... 0,005 mm).

Ukuran butir, sesuai dengan level sebelumnya

(6.6.2)

Jumlah ukuran ditentukan oleh rumus

(6.6.3)

Jumlah pecahan P satu kurang dari jumlah dimensi t

(6.6.4)

Rasio pecahan tetangga menurut beratnya

(6.6.5)

di mana Ke- faktor pelarian.

Nilai yang menunjukkan berapa kali jumlah pecahan berikutnya lebih kecil dari yang sebelumnya disebut koefisien limpasan. Campuran terpadat diperoleh dengan koefisien limpasan 0,8, tetapi campuran seperti itu sulit untuk dipilih, oleh karena itu, atas saran N.N. Ivanov, koefisien pelarian Ke diambil dari 0,7 hingga 0,9.

Gelar Master

O.A. KISELEVA

PERHITUNGAN KOMPOSISI CAMPURAN ASPAL BETON

Untuk sarjana yang belajar ke arah 270100

"Konstruksi", pedoman untuk penyelesaian dan pekerjaan grafis

dalam disiplin "Fondasi fisik untuk desain konstruksi baru

bahan"

Disetujui oleh Dewan Editorial dan Penerbitan TSTU

Versi cetak dari edisi elektronik

Tambov

RIS TSTU

UDC 625.855.3 (076)

BBK 0311-033ya73-5

Disusun oleh: Ph.D., Assoc. O.A. Kiseleva

Reviewer: Doktor Ilmu Teknik, prof. Ledenev V.I.

Perhitungan komposisi campuran aspal beton: Metod.ukaz. / Komp.: O.A. Kiseleva. Tambov: TSTU, 2010 - 16 hal.

Pedoman pelaksanaan penyelesaian dan pekerjaan grafis pada disiplin "pondasi fisik untuk desain bahan bangunan baru" untuk mahasiswa yang belajar di jurusan 270100 "Konstruksi".

Disetujui oleh dewan editorial dan penerbitan Universitas Teknik Negeri Tambov

© GOU VPO "Negara Tambov

Universitas Teknik (TSTU), 2010

PENGANTAR

Pedoman tersebut dikhususkan untuk pemilihan komposisi beton aspal.

Untuk merancang komposisi beton aspal, Anda perlu mengetahui hal-hal berikut:

– komposisi butir agregat,

- merek aspal,

- merek beton aspal.

Perhitungan komposisi beton aspal terdiri dari pemilihan rasio rasional antara bahan penyusunnya, yang memastikan kepadatan optimal inti mineral dengan jumlah bitumen yang diperlukan dan produksi beton dengan sifat teknis yang ditentukan dengan teknologi produksi tertentu.

METODE PERHITUNGAN KOMPOSISI CAMPURAN ASPAL BETON

Metode perhitungan yang paling banyak digunakan dari kurva campuran padat. Dikatakan bahwa kekuatan beton terbesar dicapai dalam kondisi kepadatan maksimum komposisi mineral dengan menghitung distribusi ukuran partikel dan menentukan kandungan jumlah bitumen dan bubuk mineral yang optimal.

Perhitungan komposisi beton aspal meliputi langkah-langkah sebagai berikut:

– perhitungan komposisi granulometrik campuran mineral sesuai dengan prinsip rongga minimum,

– penentuan jumlah bitumen yang optimal,

- penentuan sifat fisik dan mekanik dari campuran yang dihitung,

- membuat penyesuaian pada komposisi campuran yang diperoleh.

1.Perhitungan komposisi granulometrik dari campuran mineral . Untuk tujuan ini, untuk agregat halus dan kasar, menurut data residu parsial pada ayakan, ditemukan residu A i, % sama dengan jumlah residu parsial (a i) pada ayakan tertentu dan pada semua ayakan yang lebih kecil dari ini . Hasil yang diperoleh dengan mempertimbangkan mutu beton aspal ditinjau dari ukuran agregat, disajikan pada Tabel 1.

2.Kami menentukan jumlah agregat dengan fraksi. Perhitungan dilakukan sesuai dengan kurva batas yang sesuai dengan koefisien limpasan yang dipilih (Gbr. 1) . Kurva dengan koefisien limpasan kurang dari 0,7 dikaitkan dengan komposisi bagian mineral dari campuran beton aspal dengan kandungan bubuk mineral yang rendah. Komposisi yang dihitung dengan faktor limpasan 0,9 mengandung peningkatan jumlah bubuk mineral.

Untuk tujuan ini, tergantung pada kualitas beton aspal, jumlah pasir yang diperlukan ditentukan pada saringan dengan ukuran mata jaring 1,25 atau batu pecah pada saringan dengan ukuran mata jaring 5 mm (untuk beton aspal berbutir halus). Misalnya, untuk beton aspal berbutir kasar, jumlah partikel pasir yang lebih halus dari 1,25 mm berkisar antara 23 hingga 46%. Kami menerima 40%. Setelah itu, kami menentukan koefisien untuk mengatur komposisi butir pasir

Tabel 1

Komposisi granulometrik dari campuran mineral

Jumlah bubuk mineral yang dibutuhkan ditentukan pada saringan dengan ukuran mesh 0,071. Untuk beton aspal berbutir kasar, jumlah partikel yang lebih kecil dari 0,071 mm berkisar antara 4 hingga 18%. Kami menerima 10%. Setelah itu, kami menentukan koefisien untuk menyesuaikan komposisi butir bubuk mineral .

Kami menentukan koefisien untuk menyesuaikan komposisi butir batu pecah (atau pasir) . Dan kami menentukan komposisi butir agregat (Tabel 2).

Meja 2

Perkiraan komposisi agregat

Tabel 3

Komposisi granulometrik optimal dari campuran mineral

T a b l e 3 lanjutan

3.Kami menentukan konsumsi bitumen. Hal ini menjanjikan untuk menghitung jumlah bitumen dalam campuran sesuai dengan metode yang dikembangkan oleh HADI dan berdasarkan kandungan bitumen komponen mineral. Perhitungan dilakukan dalam dua tahap: penentuan kapasitas bitumen setiap fraksi bagian mineral campuran dan perhitungan kandungan bitumen. Untuk menentukan kadar aspal, bahan kering didispersikan menjadi fraksi kurang dari 0,071, 0,071-0,14, 0,14-0,315, 0,315-0,63, 0,63-1,25, 1,25-3, 3-5, 5-10 mm dll. dengan ukuran kerikil terbesar. Kapasitas aspal masing-masing fraksi disajikan pada tabel 4. Kami menentukan kandungan bitumen untuk setiap fraksi (tabel 5).

Tabel 4

Kapasitas aspal pengisi

T a b l e 5

Penentuan kandungan bitumen

T a b l e 6

Karakteristik fisik dan mekanik beton aspal

Kandungan optimal aspal dalam campuran ditentukan oleh rumus berikut:

di mana K adalah koefisien tergantung pada merek aspal (untuk BND 60/90 - 1,05; BND 90/130 - 1; BND 130/200 - 0,95; BND 200/300 - 0,9); B i – kapasitas aspal fraksi i; P i adalah kandungan fraksi i dalam campuran di bagian-bagian keseluruhan.

4. Dari tabel 6 kami tuliskan ciri-ciri indikator fisis dan mekanis dari beton aspal ini.

CONTOH PERHITUNGAN

Pilih komposisi beton aspal berbutir halus tipe A. Pengisi: granit hancur, pasir kuarsa, bubuk mineral yang diperoleh dengan menggiling diorit.

Perhitungan total saldo disajikan pada Tabel 7.

Tabel 7

peninggalan pribadi

Karena batu yang dihancurkan berbutir halus, ia disaring melalui saringan dengan ukuran mata jaring 5 mm, dan fraksi yang lebih besar dihilangkan.

Kami menentukan jumlah agregat dengan fraksi. Untuk beton aspal berbutir halus, jumlah partikel batu pecah yang lebih kecil dari 5 mm berkisar antara 84 hingga 70%. Kami menerima isi batu pecah yang dibutuhkan lebih besar dari 5 mm 25%. Kami menentukan koefisien untuk menyesuaikan komposisi butir batu pecah K u = 25 * 100 / (100-28) = 34,7.

Jumlah bubuk mineral yang dibutuhkan pada saringan dengan ukuran mesh 0,071 berkisar antara 10 hingga 25%. Kami menerima 15%. Koefisien untuk mengatur komposisi butir bubuk mineral adalah K m =15*100/74=27,7.

Kami menentukan koefisien untuk menyesuaikan komposisi butir pasir K p \u003d 100-35-28 \u003d 37.

Kami menentukan komposisi butir agregat, dengan mempertimbangkan kualitas beton aspal berdasarkan ukuran agregat (tabel 8).

Tabel 8

Komposisi butir agregat

Kami memeriksa kebenaran pilihan komposisi biji-bijian dari campuran mineral. Untuk melakukan ini, kami membuat grafik distribusi ukuran partikel dan menerapkannya pada kurva run-off (Gbr. 5). Dari gambar tersebut terlihat bahwa graf tersebut termasuk dalam daerah yang diijinkan. Perhitungannya benar.

Mengetahui kapasitas aspal fraksi individu, kami menentukan konsumsi aspal (tabel 9).

Kami menentukan perkiraan kandungan aspal grade BND 90/130 B = 1 * 6,71 = 6,71%. Kami memeriksa kandungan bitumen sesuai tabel. 3. Karena jumlah aspal menurut perhitungan lebih dari normatif 5-6,5%, kami menerima B = 6,71%.

Kami menuliskan karakteristik parameter fisik dan mekanik dari beton aspal ini:

- porositas inti mineral -18-22%,

– porositas sisa – 3-5%,

- saturasi air - 1,5-3%,

– bengkak – 0,5%,

- kuat tekan - 10 kgf / cm 2,

– koefisien ketahanan air – 0,9,

Tabel 9

Penentuan kandungan bitumen

BIBLIOGRAFI

1. Glushko I.M. Bahan bangunan jalan. Buku teks untuk lembaga mobil dan jalan / Glushko I.M., Korolev I.V., Borshch I.M. dan lain-lain.- M. 1983.

2. Gorelyshev N.V. Bahan dan produk untuk konstruksi jalan. Direktori. / Gorelyshev N.V., Guryachkov I.L., Pinus E.R. dan lain-lain - M.: Transport, 1986. - 288 hal.

3. Korchagina O.A. Perhitungan komposisi campuran beton: Metode. dekrit / Korchagina O.A., Odnolko V.G. - Tambov: TSTU, 1996. - 28 hal.

T a b l e P 1

Data untuk tugas

T a b l e P 2

Data untuk tugas