III предавање

Transcript

1 KОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ III предавање Камени агрегат за израду асфалтних слојева коловозне конструкције Камени агрегат за производњу асфалтних мешавина Агрегат - Минерални материјал (камено брашно, песак, шљунак, фракционисана дробљена камена ситнеж) који се заједно са везивом (битумен) користи за израду асфалтних мешавина Камено брашно Дефиниције: Камено брашно - минерални материјал врло велике финоће млива, крупноће зрна < 70 μm Пунило - део каменог брашна крупноће зрна < 90 μm Функција Испуњење шупљина у минералној мешавини Побољшање реолошких карактеристика битумена и асфалтних мешавина (заједно са битуменом чини мастикс и представља везно средство између зрна агрегата) Начин добијања Млевењем карбонатних стена (кречњак и доломит) У уређајима за отпрашивање сепарација и асфалтних постројења повратно камено брашно На индустријски начин: летећи пепео цемент креч према SRPS Технички услови: SRPS B.B3.045/982 (повучен 206. године) Индекс пластичности Индекс отврдњавања битумена Шупљине по Ригдену Густина Садржај влаге Спољашњи изглед зрна Стандардна испитивања, SRPS B.B8.05(просејавање) SRPS U.M8.02 Захтеви квалитета Отвор сита (µm) у подручју испод 63 µm одређује се аерометрисањем једнозрнаст или вишезрнаст Камено брашно II квалитета се не може користити у асфалт-бетонима Квалитет I Пролаз кроз сито, у % масе Квалитет II најмање највише најмање највише

2 Чистоћа пунила Индекс пластичности (ИП), SRPS U.B.020 Разлика између влажности на граници течења и влажности на граници пластичности Већи индекс пластичности веће упијање воде што проузрокује бубрење асфалтних слојева Услов квалитета ИП < 4 % Чисто пунило није пластично Запреминска маса - густина, SRPS B.B8.0 Кречњак ρ = kg/m 3 Доломит ρ = kg/m 3 Одређује се помоћу пикнометра Користи се за прорачун шупљина у асфалтној мешавини Шупљине у сувосабијеном стању по Ригдену (својство паковања), SRPS B.B8.02 Садржај шупљина према Ригдену ваздушни простор између честица пунила сабијених на одређени начин Указују на степен физичко-хемијске интеракције између битумена и пунила Шупљине у сувосабијеном стању по Ригдену (својство паковања), SRPS B.B8.02 M S R = V P ρp М маса пунила после сабијања, kg V висина сабијеног слоја пунила, m P површина дна шупљег ваљка, m 2 ρ P запреминска маса пунила без шупљина, kg/m 3 Шупљине у сувосабијеном стању по Ригдену (својство паковања), SRPS B.B8.02 Пунила са већим садржајем шупљина Већи индекс отврдњавања Упијају лаке фракције битумена Потребна је већа количина битумена за постизање одређених реолошких својстава и стабилизацију битуменског мастикса % (v/v) Индекс отврдњавања битумена, SRPS B.B8.04 Однос масе битумена (БИТ 200) и пунила у мешавини којом се подиже тачка размекшавања битумена по ПК за 20 о C Оцена степена интеракције између пунила и битумена Распон: за карбонатна камена брашна (базирано на некоректној формули за регресиону анализу у стандарду) Већи индекс отврдњавања за пораст Т PK за 20 о C потребна мања количина пунила 2

3 P = Индекс отврдњавања битумена, SRPS B.B8.04 три мешавине пунила и битумена: ρ B ρpc B = P ρ Vef B = dbit(25/ 25) ρv (%) ( m / m) где је: + S R ρb ρp P,B масено учешће пунила/битумена, %m/m ρ P, ρ B, ρ V запреминска маса пунила без шупљина/битумена/воде на 25 o C, kg/m 3 S R шупљине према Ригдену, % C Veff ефективна запреминска концентрација пунила (0.530, 0.642, 0.737) Индекс отврдњавања битумена, SRPS B.B8.04 log DPK y = 0.372x R 2 = P log PK = a + b B P/B P log 20 b = B a Садржај влаге, SRPS U.B.02 < % m/m Ако > % m/m Лепљење честица и стварање грудви Загушење у систему за дозирање на асфалтној бази Лоша прионљивост са битуменом веће шупљине у асфалтној мешавини остала испитивања Спољашњи изглед, SRPS B.B8.03 Једнозрнаст Вишезрнаст Нечистоће Органске (дрво, угаљ) Неорганске (пирит) Површина зрна Глатка Храпава Порозна Избраздана Камено брашно Минерални састав и облик зрна - кључни утицај на реолошке карактеристике битумена и асфалтних мешавина Влакнаст облик зрна повољнији од кубичастог Камена брашна од: Талка, гранита, трахита, каолина, вулканских туфова - улога пунила битумен слабо везан Фелдспата, лискуна, азбеста, дијабаза, габра, кречњака и др. чврсте везе са битуменом већа стабилност асфалтних мешавина, EN норме SRPS EN 3043/2007 Агрегати за битуменске мешавине и површинску обраду коловоза, аеродрома и других саобраћајних површина 3

4 SRPS EN 3043/ Испитивања Геометријски захтеви (SRPS EN 933-0, сита 0.250, 0.25, mm) Отвор сита (µm) Пролаз кроз сито, у % масе најмање највише - Садржај ситних (глиновитих) честица Methylene Blue Test (SRPS EN 933-9) MB F 0 SRPS EN 3043/2007 Испитивања - наставак Физички захтеви Садржај влаге max % (SRPS EN 097-5) Стварна запреминска маса (SRPS EN 097-7) Својства очвршћавања Садржај шупљина по Ригдену (SRPS EN 097-4) две категорије: V 28/38, V 38/45 Промена тачке размекшавањаδт PK (SRPS EN 379-) Једна смеса са БИТ 70/ Три категорије: R&B 8/6, R&B 7/25, R&B 25, R&B 8/25 Напомена: Болдоване вредности су критеријуми према Техничким условима за грађење путева у Републици Србији из 202. године SRPS EN 3043/2007 Испитивања - наставак Хемијски захтеви Растворљивост у води (SRPS EN 744-) WS 0 Осетљивост на воду (SRPS EN 744-4) Садржај калцијум-карбоната у кречњачком каменом брашну (SRPS EN 96-2) CC 90 Садржај калцијум-хидроксида у каменом брашну мешовитог састава (SRPS EN 459-2) SRPS EN 3043/2007 Испитивања - наставак Захтеви одржавања конзистентности при производњи каменог брашна (на основу једног од следећих испитивања): Битуменски број (SRPS EN 097-4) Губитак услед жарења летећег пепела (SRPS EN 744-) Декларисани распон не сме бити већи од 6% масе Стварна запреминска маса каменог брашна као додатка (SRPS EN 097-7) Одступање не сме бити веће од 0.2 Mg/m 3 од декларисане вредности произвођача Насута запреминска маса у керозину (SRPS EN 097-3) Декларисани распон мора бити између 0.5 Mg/m 3 и 0.9 Mg/m 3 Специфична површина по Блејну (SRPS EN 96-6) Декларисана вредност не сме бити већа од 40 m 2 /kg Ka NR, Ka Dekl, Ka 0, Ka 20, Ka 25 Камени агрегат Песак Природни или дробљени, 0.09 (0.063) - 2 mm Камена ситнеж Дробљени камени агрегат 2 63 mm Дробљењем стенске масе, дробине или шљунка Сепарисан на фракције Дробина Природно уситњена стенска маса са зрном угластог облика Шљунак Природни камени агрегат заобљеног облика, величине зрна 2 63 mm Камени агрегат Основне фракције каменог агрегата 0/4 mm 4/8 mm 8/6 mm 6/32 mm (6/3.5) 32/63 mm (3.5/63) 63/25 mm Међуфракције каменог агрегата 0/ mm 0/2 mm /4 mm 2/4 mm 8/ (8/.2 mm) /6 (.2/6 mm) 6/22 (6/22.4 mm) 22/32 (22.4/3.5 mm) 32/45 (3.5/45 mm) 45/63 mm 4

5 Камени агрегат - Песак Песак 0.09 (0.063) 2 mm Природни Речни Мајдански Дробљени Карбонатни Силикатни Фракције 0/ mm (ситан) 0/2 mm (средњи) 0/4 mm (крупан) Песак SRPE U.Е4.04/990 асфалт-бетон SRPS U.Е9.02/986 носећи слојеви Испитивања Гранулометријског састава Садржаја честица мањих од 0.09 mm Модула зрнавости Еквивалента песка Садржаја грудви глине Садржаја органских материја Запреминске масе и упијања воде Песак, SRPS B.B8.036 Садржај честица мањих од 0.09 mm Ове честице могу бити глиновитог порекла и утицати на бубрење асфалтне мешавине Одређује се мокрим просејавањем Највише 5% (m/m) у природном и дробљеном силикатном песку Највише 0% ако је ES>70% за природни песак и ES>60% за дробљени силикатни песак За дробљени карбонатни песак нема ограничења уз услов ES>60% Песак Модул зрнавости n X i i= M Z = X i укупни остатак фракције песка на поједином ситу (% m/m) i - број сита на којима има остатак фракције песка (,2,...n) Користе се остаци на ситима 0.09, 0.25, 0.7, 2, 4 и 8 mm Крупнији песак већи М z Песак Модул зрнавости Испитује се за песак за асфалт бетон (SRPS U.E4.04/990) М z = ситнозрни песак 0/ mm М z = средњезрни песак 0/2 mm М z = крупнозрни песак 0/4 mm Песак Еквивалент песка Однос запремине песковитих фракција према укупној маси узорка, који је прошао кроз сито 4.75 или 5 mm h ES = h Раствор h h Сталожене фине фракције Сталожене крупне фракције 5

6 Мерна скала Сталожене фине фракције Сталожене крупне фракције стандардна испитивања Запреминска маса зрна агрегата Запреминска маса у збијеном и растреситом стању Облик зрна Удео грудви глине Хабање по методи Los Angeles Садржај трошних зрна Прионљивост за битумен Постојаност према мразу Постојаност на топлоти Полирност Садржај ситних честица (<0.09 mm), SRPS B.B8.036 Методом мокрог сејања Плетене мреже (μm) 63, 90, 25, 250, 500, 70, 0, 2000 Бушене плоче квадратних отвора (mm) 4, 8,.2, 6, 22.4, 3.5, 45, 63, 25 Одређивање запреминске масе и упијања воде крупне фракције (> 4 mm), SRPS B.B8.03 Запреминска маса агрегата маса зрна агрегата са отвореним и затвореним порама у јединици запремине Упијање воде количина воде која продре у отворене поре агрегата при атмосферском притиску Критеријум: <.6 % (m/m) (АБ) и <.2 % (m/m) (БНС) Може бити и веће ако се докаже отпорност на дејство мраза Две методе: Пикнометарска метода и Метода са хидростатичком вагом Значајна за прорачун максималне запреминске масе асфалтних мешавина Одређивање запреминске масе у растреситом и збијеном стању, SRPS B.B8.030 Запреминска маса у растреситом и збијеном стању маса јединице запремине агрегата са шупљинама између зрна Увек мања од запреминске масе зрна агрегата 6

7 Удео грудви глине, SRPS B.B8.038 Макс. 0.5 % за фракције <4 mm Макс % за фракције >4 mm Одређивање облика зрна методом кљунастог мерила, SRPS B.B8.048 Зрна неповољног облика однос највеће и најмање димензије већи од 3: Фракције изнад 4 mm < 20 % (m/m) Одређивање слабих зрна, SRPS B.B8.037 Слабо зрно свако зрно које се може преломити у комадиће прстима руке или се може парати шиљком од месинга Фракције изнад 4 mm Садржај слабих зрна, % (m/m)< 3 % Испитивање обавијености и скидања угљоводоничних везива са каменог агрегата, SRPS U.М8.096 Процена степена обавијености укупне површине зрна агрегата битуменом после деловања воде под стандардним условима Фракција агрегата 4/8 mm Два очитавања пре и после мешања > /90 (%/%) Отпорност на дробљење и хабање по методи Los Angeles Камени агрегат > 2 mm Меша се у бубњу машине са челичним куглама (6-2) стандардних карактеристика Након мешања утврђује се количина агрегата <.6 mm Отпорност на дробљење и хабање по методи Los Angeles Око 0-20% за тврде, еруптивне стене И до 60% за меке кречњаке и пешчаре 7

8 Испитивање постојаности према мразу помоћу Na 2 SO 4, SRPS B.B8.044 Губитак масе после 5 циклуса потапања у раствор Na 2 SO 4 На зрнима > 2 mm Услов квалитета: Силикатни агрегат < 3 %(m/m) Карбонатни агрегат < 5 % (m/m) Испитивање полирности дробљеног каменог агрегата (SRPS B.B8.20/988) и постојаности према топлоти Камени агрегат, EN норме SRPS EN 3043/2007 Агрегати за битуменске мешавине и површинску обраду коловоза, аеродрома и других саобраћајних површина SRPS EN 3043/2007 Основне гарнитуре сита Основни скуп (mm) (32) 63 Основни скуп и скуп (mm) (5) 8.2 () (22) 3.5 (32) Основни скуп и скуп 2 (mm) (6) (2) (32) Између сита mm и mm препоручује се коришћење једног или више сита: 0.25 mm, mm, или mm SRPS EN 3043/2007 Испитивања Геометријски захтеви Називне величине агрегата d/d (SRPS EN 933-) Пример за фракцију 8/6 mm: Сито Пролаз (%) 2D.4 D 98- D 85 или d 0 0,5,20,35 d/2 0 2 или 5 Сито (mm) Пролаз (%) или ,5,20, или 5 Просејавање (SRPS EN 933-) Минимална маса агрегата за просејавање Величина зрна агрегата, D (mm) Минимална маса агрегата за опит просејавања (kg) SRPS EN 3043/2007 Испитивања Геометријски захтеви наставак Садржај ситних честица (SRPS EN 933-) Еквивалент песка (SRPS EN 933-8) Квалитет ситних честица метилен плаво (SRPS EN 933-9) Облик зрна (SRPS EN и SRPS EN 933-4) Проценат дробљених површина зрна крупног агрегата (SRPS EN 933-5) Облик зрна ситног агрегата (SRPS EN 933-6) 8

9 Квалитет ситних честица метилен плаво (SRPS EN 933-9) Циљ опита: да се утврди присуство и квалитет финих честица активни минерали глина (који бубре) Базира се на апсорпцији раствора метилен плавог од стране минерала глине. Мери се количина раствора који упијају активни минерали глине. где је: V запремина раствора мет. плавог (ml) M маса узорка песка (g) 20 MB = 0 =.0 g / kg 200 Гранична вредност за песак (0/2 mm): 2-3 g/kg V MB = M 0 ( g / kg) SRPS EN 3043/2007 Испитивања Физички захтеви Отпорност према дробљењу (SRPS EN 097-2) Los Angeles Отпорност према удару Отпорност према полирању (SRPS EN 097-8) PSV Polished Stone Value Отпорност према површинској абразији (SRPS EN 097-8) Отпорност према хабању Micro DEVAL (SRPS EN 097-9) Отпорност према абразији пнеуматицима (SRPS EN 097-9) SRPS EN 3043/2007 Испитивања Физички захтеви - наставак Стварна запреминска маса и упијање воде (SRPS EN 097-6) Насута запреминска маса (SRPS EN 097-3) Постојаност Упијање воде (SRPS EN и SRPS EN 097-7) Отпорност према смрзавању и одмрзавању (SRPS EN 367-) Отпорност према топлотном шоку (SRPS EN 367-5) Прионљивост за битумен (SRPS EN 2697-) Sonenbrantпроцес код базалта (SRPS EN или SRPS EN ) SRPS EN 3043/2007 Испитивања Хемијски захтеви Нечистоће (SRPS EN 744-) Састојци који утичу на стабилност запремине шљаке из високе пећи и челичне шљаке Разградња дикалцијум-силиката у шљаци из високе пећи Разградња гвожђа у шљаци из високе пећи Стабилност запремине агрегата од челичне шљаке Критеријуми квалитета према Техничким условима из 202. године Особине каменог агрегата Геометријскасвојства Јединица мере SRPS EN % m/m 933- за фракције мање од 8 mm Удео ситних честица ( mm) Квалитет финих честица (метилен плаво) (D 0.25 mm) Облик крупних зрна (d > 2 mm) Класакаменог агрегата и захтеване вредности Z Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Фракције 0/2, 0/4, 2/4, 4/8, 8/, 8/6, /6, 6/22, 6/32, 22/32 Дозвољене фракције и мешавине зрна % m/m 933- G TC20 G TCNR % m/m 933- Крупан агрегат: f 2 Ситан или мешавина: f 0 3 g/kg MB F0, највише 5 % m/m FI 20 или SI 20 Крупан агрегат: f 2 Ситан или мешавина: f NR Удео дробљених зрна у % m/m C мешавини крупних зрна /0 C 90/0 C 50/30 C NR Напомене: агрегат: крупан: D > 2mm, ситан: D 0.25 mm, мешавина: D 45 mm и d = 0 mm 2 фракција 2/4 f 4, фракција 4/8 f 2 Критеријуми квалитета према Техничким условима из 202. године Особине каменог агрегата Физичкасвојства Отпорност крупних зрна на дробљење Отпорност крупних зрна при полирању Јединиц а мере - SRPS EN погл.5 Класакаменог агрегата и захтеване вредности Z Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 LA 20 LA 25 LA 30 LA PSV 50 PSV 50 PSV 30 PSV NR Отпорност на хабање M DE NR - навести вредност M DE NR Упијање воде, крупна зрна Oтпорност крупних фракција на циклусе смрзавања/отапања Обавијеност крупних зрна битуменом Испитивање Sonenbrand базалта % m/m став 6 WA 24 % m/m MS 8; највише 5 MS NR навести вредност % m/m 2697-, поступак А најмање 80 % m/m SB и SB LA навести вредност Напомене: Важи за крупнозрне фракције. Песак 0/2 mm може бити произведен од камена који задовољава PSV 30 3 в.проф.др за песак еруптивног Горан Младеновић порекла захтевана категорија је f 5 в.проф.дргоран Младеновић 9

10 Камени агрегат Примена Силикатни агрегати (еруптивног порекла) Могу се применити за све асфалтне мешавине и све категорије путева Скупи примена у хабајућим слојевима Карбонатни агрегати За хабајуће слојеве средње, лако и врло лако саобраћајно оптерећење За носеће слојеве Шљунак За носеће слојеве средње (уз 30% камене ситнежи), лако и врло лако саобраћајно оптерећење 0