1.Kruszywa drogowe – podział, klasy, gatunki. Podział pod względem gęstości kruszywa: – kruszywo zwykłe: kruszywa o gęstości 2,0- 3,0 Mg/m3; – kruszywo lekkie: kruszywa o gęstości poniżej 2,0 Mg/m3; – kruszywo ciężkie: kruszywa o gęstości powyżej 3,0 Mg/m3. Podział ze względu na pochodzenie: kruszywo naturalne, kruszywo sztuczne, kruszywo z recyklingu. Podział ze względu na wymiar kruszywa: kruszywo grube, kruszywo drobne, kruszywo o ciągłym uziarnieniu.KLASA – podział kruszyw ze względu na właściwości fizyczne (klasa I, II, III)GATUNEK – podział kruszyw ze względu na sposób i jakość produkcji (gatunek 1,2,3)
2. Proces produkcyjny łamanych kruszyw drogowych Głównymi skałami użytkowanymi do produkcji kruszyw łamanych są: bazalty, melafiry, granity, gabro, diabazy, dolomity, wapienie i piaskowce. Surowiec urabia się za pomocą materiału wybuchowego metodą strzelania długimi otworami. W zależności od urabianego surowca skalnego rozmiary brył są zróżnicowane i nieraz wymagane jest dodatkowe rozbijanie. Podstawowymi procesami technologicznymi są: kruszenie, przesiewanie, płukanie. Przeróbka wydobytego urobku polega na jedno- lub wielostopniowemu rozdrobnieniu, w celu uzyskania ziarn odpowiedniej wielkości. Kruszenie odbywa się za pomocą kruszarek szczękowych, stożkowych, szczękowo-walcowych lub młotkowych. Polega ono na zgniataniu i częściowo łamaniu brył. Na kształt ziarn wpływają takie czynniki jak: tekstura i struktura skały, jej łupliwość i wytrzymałość. Produktem pierwszego kruszenia są w przeważającej ilości ziarna nieregularnie: blaszkowe i igiełkowe. Przesiewanie (sortowanie) przekruszonego materiału polega na rozdzieleniu rozdrobnionego produktu na poszczególne frakcje lub grupy frakcji i częściowym uszlachetnieniu kruszywa przez wydzielenie zanieczyszczeń gliniastych i ilastych. Płukanie może być stosowane w cele rozmycia i odprowadzenia z kruszywa pozostałości gliny i pyłów. Mogą być stosowane płukarki: bębnowe, korytowe wibracyjne lub rezonansowe.
3.Ocena zawartości pyłów w kruszywie oraz ich rola w mieszance mineralno asfaltowej. Ocena polega na określeniu procentowej zawartości w kruszywie masy ziaren mniejszych niż 0,063 mm, w wyniku rozdzielenia ziaren kruszywa na podstawie zróżnicowanej szybkości opadania grawitacyjnego w wodzie. Duża ilość pyłów kruszywie może wpłynąć istotnie na lepkość asfaltu w kontakcie z kruszywem(utrudniają otoczenie ziaren lepiszczem). W skład pyłów nie wchodzą części ilaste, pęczniejące w kontakcie z wodą- w wykonanej nawierzchni pojawią się problemy z trwałością. Pyły likwidują bezpośredni kontakt powierzchni ziarna z asfaltem, przez co takie połączenie jest albo bardzo słabe, albo zupełnie go nie ma;
4.Rodzaje, wymagania i rola wypełniaczy w MMB. Wypełniacz jest to kruszywo które większa część przechodzi przez sito 0,063 mm. Możemy wyróżnić następujące rodzaje wypełniaczy: -wypełniacz wapienny, -wypełniacz mieszany, -wypełniacz dodany
Rola wypełniacza jest następująca: -Wypełnia wolne przestrzenie między ziarnami mieszanki mineralnej (grysu i piasku), -Usztywnia asfalt i wytwarza wraz z nim jednorodny mastyks wiążącego ziarna mieszanki mineralnej, czyli modyfikacja właściwości reologicznych asfaltu, - zabezpieczenia spójoności, wodoszczelności i mrozoodporności mieszanki MA przez polepszenie adhezji asfaltu do powierzchni ziarn mieszanki mineralnej. Wypełniacz powinien spełniać wymagania geometrycznie, wymagania dotyczących prawidłowości produkcji oraz odpowiednie cechy fizyczne oraz cheminczych. Wymaganie geometryczne: -Uziarnienie(przesiew wypełniacza przez sito0,063mm powinien być w granicach od 70 do 100%) -Powierzchnia właściwa( Powierzchnia właściwa wypełniacza powinna być oznaczona metodą Blaine’a i nie powinna ona być mniejsza od 1492/kg) -Wskaźnik błękitu metylenowego (Badanie to służy do oceny zawartości minerałów ilastych nieodpornych na działanie wody) Wymagania fizyczne: -Gęstość nasypowa w nafcie ( powinna być w granicach 0,5 do 0,9 g/cm3) -Zawartość wolnych przestrzeni w zagęszczonym wypełniaczu -Oznaczenie własności usztywniających wypełniacza. Wymagania chemiczne: Rozpuszczalność w wpodzie, zawartość węglanu wapnia, zawartość wodorotlenku wpania. Wymagania dotyczące prawidłowości produkcji wypełniacza: liczba asfaltowa, straty przy prażeniu popiołu lotnego z węgla, gęstość nasypowa w stanie luźnym. 5. Wpływ kruszyw nieforemnych na właściwości i mieszanki mineralno asfaltowej. Kształt ziaren to cecha, która ma kluczowe znaczenie dla odporności nawierzchni bitumicznej na koleinowanie. Kruszywa łamane, dzięki klinowaniu się sąsiednich ziaren tworzą znacznie stabilniejszą warstwę bitumiczną (potocznie mówi się o „szkielecie mineralnym”). Efekt ten wzmacnia się im bardziej foremne ziarna zastosujemy. Z kolei kruszywa naturalne, o charakterystycznie okrągłych kształtach sprawiają kłopoty, począwszy od zagęszczania (syndrom zagęszczania kulek łożyskowych), a kończywszy na szybkim skoleinowaniu nawierzchni (brak klinowania ziaren). Poza tym siły działające na ziarna nieforemne (najpierw walec, a potem koła samochodów) powodują szybsze ich kruszenie. Większy problem stwarzają ziarna płaskie, ponieważ pękają na wiele części. Powierzchnie przełamanych ziaren pozbawione są ochronnej warstwy lepiszcza, co zmniejsza ich odporność na działanie wody. Skruszone ziarna zmniejszają odporność nawierzchni na działanie obciążeń. Wyróżnia się 4 typy ziaren według podziału stosowanego – dysk, równo-wymiarowe (kubiczne), ostrze i pręcik.
6.Odporność na rozdrabnianie kruszywa Los Angeles Badanie ścieralności metodą Los Angeles ma na celu odtworzenie warunków pracy kruszywa w nawierzchni i ocenę jego odporności na ścieranie. Badanie ścieralności tą metodą polega na określeniu ubytku masy ziarn kruszywa w procentach w wyniku ich wzajemnego ścierania z udziałem kul stalowych w bębnie Los Angeles. Określa się współczynnik Los Angeles LA, tj. część masy próbki analitycznej, wyrażoną w procentach która po zakończeniu badania przeszła przez sito 1,6mm.7. Różnice między gęstością, gęstością pozorną i gęstością nasypową kruszyw. Różnica między porowatością a jamistością. Gęstość pozorna jest to masa jednostki objętości (1cm3) materiału kamiennego wraz z zawartymi w niej porami i luźną przestrzenią pomiędzy okruchami. Oznaczanie gęstości polega na obliczeniu masy próbki kruszywa i jej objętości określonej z różnicy objętości wody znajdującej się w naczyniu pomiarowym, przed i po wsypaniu kruszywa. V=V₂-V₁ [cm3] V2 - objętość wody wraz z próbką,V1 - objętość wody. Gęstość nasypowa kruszywa ςn jest to stosunek masy do objętości badanego kruszywa w stanie luźnym. Badane kruszywo powinno być w stanie suchym. ςn = m/V [kg/m3] m- masa kruszywa,V – objętość kruszywa.
Porowatość materiału jest to stosunek objętości porów (wolnych przestrzeni) do objętość materiału wraz z porami. Porowatość p wyraża się w procentach objętości z dokładnością do 0,01. p=[(ro – ro p) /ro ]*100%. ρ – gęstość objętościowa, ρp – gęstość pozorna
Jamistość – objętość wolnych przestrzeni między ziarnami kruszywa. Oznaczenie polega na określeniu zawartości wolnych przestrzeni zawartych między ziarnami kruszywa (bez uwzględnienia porów w ziarnach). J=[V₁/V]*100 [%]. V - objętość kruszywa w cylindrze [cm3 ], V1 - ilość wody nalanej do próbki z kruszywem ( V2 – V3 ) [ cm3 ],
8. Właściwości kruszyw wpływające na adhezję asfaltu: -skład mineralogiczny, -tekstura powierzchni, -porowatość,
-zapylenie, -trwałość, -powierzchnia właściwa, -Właściwośći absorpcyjne, -Stopień wilgotności, -Kształt kruszywa zwietrzałość skał.
10.Ocena wysadzinowości gruntu Według oceny dzielimy grunty pod względem wysadzinowości na: -grunty niewysadzinowe, -grunty wątpliwe , -grunty wysadzinowe. Kryterium oceny czy dany grunt jest wysadzinowy podlegają następujące cechy: -Wskaźnik nośności, -Zawartość cząstek poniżej 0.063mm, -Kapilarność bierna, -wskaźnik piaskowy, -zawartość cząstek poniżej 0,02m .
9. Badania nośności podłoża drogowego. Wtórny moduł odkształcenia (E₂) wg metody VSS należy oznaczać przy wtórnym (drugim) obciążeniu płytą o średnicy >=30cm. Badanie należy przeprowadzić w zakresie od 0 do 0,25MPa. Wartości modułu E₂ należy wyznaczyć dla przyrostu obciążenia od 0,05 do 0,15MPa wg wzoru: E₂= [3Δp/4Δs]*D. D-średnica płyty mm, Δp-przyrost obciążenia MPa, Δs-przyrost odkształcenia mm. Wskaźnik zagęszczenia gruntu – wielkość charakteryzująca stan zagęszczenia gruntu, określona wg wzoru: Is= ro d/ ro ds. [Mg/m3]. Ro d-gęstość objętościowa szkieletu zagęszczonego gruntu, ro ds-maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego przy wilgotności optymalnej. Wskaźnik odkształcenia gruntu – wielkość charakteryzująca stan zagęszczenia gruntu, określona eg wzoru: Io=E₂/E₁. E₁-moduł odkształcenia gruntu oznaczony w pierwszym obciążeniu badanej warstwy. E₂-moduł odkształcenia gruntu oznaczony w powtórnym obciążeniu badanej warstwy. Wskaźnik nośności gruntu w noś – według metody CBR polega na pomiarze wytrzymałości gruntów za pomocą wciskania w probkę gruntu znormalizowanego trzpienia cylindrycznego, o średnicy 50mm na głębokość 2,5 i 5,0 mm ze stałą prędkością 1,25 mm/min. Wskaźnik nośności w noś jest to stosunek obciążenia jednostkowego p do obciążenia porównawczego pp, wyraża się to wzorem: w noś=[p/pp]*100 [%].
p-obciążenie, które należy zastosować, aby trzpień o kształcie walca o przekroju 20cm2 wcisnąć w odpowiednio przygotowaną próbkę na głębokość 2,5 i 5,0mm, z jednostajną prędkością 1,25mm/min. pp-obciążenie porównawcze odpowiadające zagłębieniu trzpienia na 2,5 mm wynosi 7MPa, odpowiadające zagłębieniu trzpienia na 5,0 wynosi 10MPa.Oznaczenie stopnia zagęszczenia sondą stożkową wbijaną lekką SL. – zbudowana jest z żerdzi z końcówkami młota, jego prowadnicy, itp. Żerdzie sondy o długości 1,0 m mają zaznaczone kreski w odstępach co 10cm. W czasie wbijania sondy liczy się liczbę uderzeń potrzebną do zagłębienia sondy na 10cm. Pomiędzy liczbą uderzeń a stopniem zagęszczenia gruntu ID istnieje pewna zależność, na podstawie której określa się stan gruntu: N10 <5 – ID 0,00-0,33 luźny; N10=6-20 – ID 0,34-0,67 średnio zagęszczony; N10=21-60 – ID 0,68-0,85 zagęszczony; N10>60 – ID 0,86-1,00 bardzo zagęszczony. Wymagania dotyczące nośności podłoża drogowego zależą od obciążenia ruchem drogi, które określone jest poprzez kategorie ruchu. Podłoże drogowe spełnia wymagania nośności jeśli wskaźnik zagęszczenia (Is) i wtórnego modułu odkształcenia (E₂): KR1 i KR2 -- E₂>=100 MPa i Is>=1, KR3 do KR6 E₂>=120MPa i Is>=1,03