Cement asfaltowy do układania na gorąco jest materiałem, który zrewolucjonizował proces budowy dróg. Termin „gorąca mieszanka” jest stosowany ze względu na konieczność wysuszenia kruszywa i osiągnięcia pożądanego stopnia płynności cementu asfaltowego w celu właściwego wymieszania i urabialności. Przed wymieszaniem zarówno asfalt, jak i kruszywo muszą zostać podgrzane. Jest to wykonywane w wytwórni mieszanek asfaltowych.
Projekt mieszanki dla drogi betonowej
Projekt mieszanki odnosi się do stwierdzeń, za pomocą których różne kruszywa i cement asfaltowy mają być mieszane w celu uzyskania mieszanki posiadającej pożądane cechy i właściwości Te cechy są następujące:
- Wystarczająca ilość asfaltu, aby zapewnić trwałość nawierzchni.
- Wystarczająca stabilność, aby spełnić wymagania ruchu drogowego bez zniekształceń.
- Wystarczająca ilość pustych przestrzeni w całej zagęszczonej mieszance, aby umożliwić nieznaczne dodatkowe zagęszczenie pod obciążeniem ruchem drogowym, bez spłukiwania, krwawienia i utraty stabilności, ale na tyle niska, aby nie dopuścić do szkodliwego zawilgocenia.
- Wystarczająca urabialność, aby umożliwić skuteczne układanie mieszanki.
Materiały
Kruszywo jest twardym, sztywnym materiałem, który stanowi masową część mieszanki używanej do budowy nawierzchni.W większości przypadków kruszywo jest naturalną skałą, w postaci pokruszonej lub nie pokruszonej. Może to być kamień wapienny, bazalt lub granit. Kruszenie przywraca się w celu uzyskania odpowiednich rozmiarów dla optymalnej mieszanki projektowej.
Gradacja kruszywa
Gradacja kruszywa oznacza rozkład rozmiarów. Klasyfikację określa się poprzez przepuszczenie materiału przez szereg sit o coraz mniejszych otworach i zważenie materiału zatrzymanego na każdym sicie.
Pożądane cechy kruszyw drogowych
Wytrzymałość &Twardość
Kruszywo w mieszance bitumicznej zapewnia większość stabilności mechanicznej. Musi ono przenosić obciążenia wywołane ruchem drogowym i jednocześnie rozkładać te obciążenia na podbudowy z mniejszą intensywnością. Kruszywo użyte w mieszance ma tendencję do łamania się lub degradacji pod wpływem obciążeń wywołanych ruchem drogowym. Na wielkość degradacji wpływa zarówno wielkość przyłożonych obciążeń jak i odporność na kruszenie lub ścieranie kruszywa.
Solidność
Kamienie, które źle się rozpadają pod wpływem działania czynników atmosferycznych są określane jako niesolidne. Łupek jest typowym przykładem, ponieważ woda dostaje się do niego i zamarza, powodując jego rozszerzanie się i rozpad. Kamienie niesolidne są oczywiście niezadowalające jako nawierzchnia asfaltowa .
Czystość
Czystość kruszywa może być często określona przez obserwację wzrokową, ale analiza na sicie mytym da pozytywny dowód. Wątpliwe materiały to łupki, miękkie cząstki, grudki gliny itp. Kruszywa muszą być czyste, aby prawidłowo wiązały się z drobnymi cząstkami tworząc gęstą mieszankę. Obecność zanieczyszczeń ma tendencję do osłabiania wiązania pomiędzy kruszywem a materiałem wiążącym.
Tarcie wewnętrzne
Jest to właściwość kruszywa, która opiera się ruchom kamieni przechodzących jeden w drugi pod działaniem nałożonego obciążenia. Opór ten jest tworzony przez wzajemne blokowanie się kamieni i tarcie powierzchniowe pomiędzy sąsiadującymi cząstkami. Cząstki o szorstkiej, postrzępionej powierzchni mają wysoki stopień tarcia wewnętrznego w przeciwieństwie do cząstek zaokrąglonych, które tworzą stosunkowo mniej stabilne wzajemne powiązania z sąsiednimi cząstkami.
Niska porowatość
Pewien stopień porowatości jest pożądany w kruszywie, ponieważ pozwala materiałowi bitumicznemu wniknąć w głąb kruszywa. Jednak duża porowatość jest niekorzystna ze względu na dodatkowe koszty ponoszone na bitum w celu wypełnienia pustych przestrzeni.
Właściwości powierzchniowe
Właściwości powierzchniowe kruszywa różnią się znacznie pod względem powinowactwa do asfaltu. Kruszywa, które mają duże powinowactwo do asfaltu nazywamy hydrofilowymi np. bazalt, wapień, dolomit, a kruszywa, które trudno pokryć asfaltem nazywamy „hydrofilowymi” np. kwarcyt.
Źródła kruszyw
- Skały iglaste
- Skały osadowe
- Skały metamorficzne
- Kruszywa przygotowane przemysłowo Kruszywa
Główne grupy kruszyw drogowych
Kruszywa naturalne
Większość kruszyw drogowych powstaje ze skał naturalnych. Termin skała odnosi się tutaj do zwartej, twardej masy materiału złożonego z minerałów, które są utrzymywane razem za pomocą różnych środków.
Kruszywa sztuczne
Głównym sztucznie utworzonym kruszywem, które jest używane w budownictwie drogowym jest chłodzony powietrzem „żużel wielkopiecowy”. Materiał ten jest obecnie bardzo ograniczony w zastosowaniu do budowy dróg. Przy produkcji w kontrolowanych warunkach żużel stanowi doskonałe kruszywo drogowe. Jest on jednolity pod względem gęstości i jakości oraz zawiera niewiele fragmentów szklistych.
Asfalty
Asfalt jest obecnie najbardziej uniwersalnym materiałem budowlanym na świecie. Należy do szerokiej klasy materiałów objętych pozycją materiały bitumiczne.
Spoiwo
Materiał stosowany w celu utrzymania cząstek stałych razem.
Bitum
Ciecz, ciało stałe lub półciecz lepka składająca się zasadniczo z węglowodorów i ich pochodnych, rozpuszczalna w dwusiarczku węgla, zasadniczo nielotna i mięknąca stopniowo po podgrzaniu. Jest koloru czarnego lub brązowego i posiada właściwości klejące i wodoodporne.
Asfalt
Ogólne określenie niektórych mieszanin cementu asfaltowego i substancji mineralnych.
Tar
Ciecz o lepkiej konsystencji, koloru czarnego o właściwościach klejących, otrzymywana przez destrukcyjną destylację węgla, drewna itp.