Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy

Sprawozdanie

z przedmiotu Nawierzchnie drogowe

Oznaczenie jamistości kruszywa

Oznaczenie zawartości pyłów w kruszywie

Zespół III w składzie:

Jakub Kubalwski

Adrian Mikulski

Szymon Niewiadomski

Arkadiusz Mateńko

Bydgoszcz 2009

OBLICZENIE JAMISTOŚCI (WOLNYCH PRZESTRZENI)

1. WPROWADZENIE

Jamistość - objętość wolnych przestrzeni między ziarnami kruszywa.

Oznaczenie polega na określeniu zawartości wolnych przestrzeni zawartych między ziarnami kruszywa (bez uwzględnienia porów w ziarnach). Oznaczenie wykonuje się dwiema metodami:

• metodą bezpośrednią,

• metodą pośrednią (obliczeniową).

Metoda bezpośrednia polega na oznaczeniu ilości wody wlanej do próbki kruszywa.

2. APARATURA I SPRZĘT

• szklany (plastikowy, metalowy) cylinder pomiarowy o objętości 1000 i 2000 cm,

• sito o oczkach 4 mm,

• łopatka.

3. PROCEDURA BADAWCZA

• do badań pobiera się trzy próbki wagowe o wartościach :

• dla kruszywa lekkiego drobnego - 500 cm³,

grubego - 1000 cm³,

• dla kruszywa ciężkiego drobnego - 1 kg ,

grubego - 2 kg ,

• drobne kruszywo ciężkie powoli wsypuje się za pomocą łopatki do cylindra pomiarowego o objętości 2000 cm³,

• powierzchnię próbki wyrównuje się do poziomu najbliższej podziałki na cylindrze i utrząsa za pomocą delikatnego ostukiwania ręką dna cylindra,

• odczytuje się objętość V zajętą przez próbkę,

• następnie wlewa się wody do cylindra pomiarowego o pojemności 1000 cm³ i odczytuje jej objętość V₂ i wlewa się do cylindra z kruszywem taką ilość wody , aby jej poziom osiągnął górną powierzchnię próbki - wodę wlewa się za pomocą lejka po ściance naczynia tak, aby poziom powierzchni próbki nie uległ zmianie.

• odczytujemy objętość wody V₃ pozostałej w cylindrze.

Przy kruszywie lekkim przed wlaniem wody należy kruszywo zabezpieczyć przed wypływaniem na powierzchnię, przykrywając je pokrywką.

Grube kruszywo ciężkie najpierw nasyca się wodą przez około 4 godziny. Po upływie tego czasu kruszywo umieszcza się na sicie i pozostawia na około 30 minut w celu spłynięcia wody z kruszywa. Dalsze oznaczenie przebiega jak poprzednio.

4. OPRACOWANIE WYNIKÓW

Jamistość J kruszywa oblicza się ze wzoru :

gdzie :

V -	objętość kruszywa w cylindrze [cm^3 ],
V1 -	ilość wody nalanej do próbki z kruszywem ( V2 - V3 ) [ cm^3],
V2 -	objętość wody nalanej do cylindra pomiarowego o pojemności 1000 cm^3[ cm^3],
V3 -	objętość wody pozostałej w cylindrze pomiarowym o pojemności 1000 cm^3po nalaniu wody do cylindra z kruszywem [ cm^3].

J = (500-265)/500*100= 47%

J =(500-268)/500*100 = 46 %

Za wynik końcowy przyjmuje się średnią arytmetyczną z dwóch oznaczeń.

J = (46+47)/2 = 47%

Jamistość określona metodą bezpośrednią wynosi 47%.

W metodzie pośredniej jamistość oblicza się ze wzorów :

gdzie :

Jl -	jamistość w stanie luźnym [ % ],
Ju -	jamistość w stanie utrzęsionym [ % ],
ρp -	gęstość pozorna kruszywa [ g/cm^3 ],
ρnl -	gęstość nasypowa kruszywa w stanie luźnym [ g/cm^3 ],
ρnu -	gęstość nasypowa kruszywa w stanie utrzęsionym [ g/cm^3 ].

J = (3,048-2,867)/3,048*100 = 5,94 %

J = (3,057-2,852)/3,057*100 = 6,71 %

J = (5,94 + 6,71) / 2 = 6,33 %

Jamistość określona metodą pośrednią wynosi 6,33 %.

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI PYŁÓW MINERALNYCH

1. WPROWADZENIE

Oznaczenie 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. Przesiewanie kruszywa na sucho przez sito o oczkach 0,063 mm daje wyniki zaniżone, ponieważ część pyłów przykleja się do większych ziaren.

2. APARATURA I SPRZĘT

• waga laboratoryjna (dokładność 0,5g),

• maszynka elektryczna jednomiejscowa,

• suszarka elektryczna,

• sito o oczkach kwadratowych 4 mm,

• pręt do mieszania kruszywa,

• stoper,

• naczynie metalowe (3 litry),

• naczynie pomocnicze niekoniecznie metalowe (3 litry),

• termometr do 150 ° C,

• przyrząd do oznaczania zawartości pyłów rys.1.

Rys.1 Przyrząd do oznaczania zawartości pyłów

Górna warstwa (2) zamocowana przegubowo, pozwala przechylić naczynie o taki kąt α, przy którym z napełnionego naczynia wylewa się nadmiar cieczy, do objętości określonej poziomem b.

3. PROCEDURA BADAWCZA

• ze średniej próbki laboratoryjnej pobiera się dwie próbki analityczne o masie:

• kruszywo o φ do 4 mm - min. 500g,

• kruszywo o φ do 31,5 mm - min. 1000g,

• kruszywo o φ do 63 mm - min. 2000g,

• kruszywo o φ ponad 63 mm - min. 4000g,

• kruszywo wsypuje się do naczynia metalowego, zalewa wodą, podgrzewa do wrzenia i gotuje przez 30 minut,

• po wymieszaniu, kruszywo odstawia się do ostygnięcia do temp. 20±5 °C,

• tak przygotowaną próbkę przesiewa się na mokro przez sito o boku oczka 4 mm,

• całość przesiewu wraz z wodą poddaje się procesowi wymywania ziaren mniejszych niż 0,063 mm w przyrządzie jak na rys.1 :

• wlewa się do naczynia pierwszą porcję kruszywa wraz z zawiesiną wodną w ilości nie

większej niż 1000 cm³, dopełnia wodą do kreski a,

• zawartość naczynia miesza się prętem, po odczekaniu 10 sek. równomiernie w ciągu 3

sek. odchyla się podstawę (2) wraz z naczyniem tak, aby wylała się warstwa zawiesiny

znajdująca się między kreskami a i b,

• następnie podstawę (2) opuszcza się do pozycji poziomej, naczynie (1) dopełnia się

wodą do kreski a i dalej postępuje się jak poprzednio,

Uwaga: Czynność tę dla każdej porcji badanego kruszywa powtarza się aż ciecz wylewana z naczynia będzie klarowna!

• po zakończeniu płukania kruszywo wraz z wodą przelewa się do czystego naczynia pomocniczego, a do opróżnionego naczynia (1) wlewa się kolejną porcję kruszywa wraz z zawiesiną z rozmytej próbki analitycznej,

• po zakończeniu płukania poszczególnych porcji kruszywa z tej samej próbki analitycznej, wypłukane kruszywo zebrane w jednym naczyniu pomocniczym należy zdekantować (zlać) i połączyć z kruszywem grubym oddzielonym poprzednio na sicie o boku oczka 4 mm,

• całość suszy się do stałej masy, studzi i waży z dokładnością do 0,1 % masy próbki.

4. OPRACOWANIE WYNIKÓW

Zawartość pyłów mineralnych usuniętych metodą płukania oblicza się z różnicy masy próbki badanej i masy ziaren po oddzieleniu pyłów w stosunku procentowym do masy próbki badanej, według wzoru:

gdzie :

mπ -	zawartość pyłów mineralnych [%],
mz -	masa ziaren po oddzieleniu pyłów [g],
mp -	masa badanej próbki [g].

Za wynik końcowy przyjmuje się średnią arytmetyczną z dwóch równoległych oznaczeń. Wynik oznaczenia jest miarodajny jeżeli obliczone z dwóch równoległych oznaczeń zawartości % pyłów nie będą różniły się od siebie o więcej niż 0,2%.

m_Π=(0,4535-0,500)0,500*100% = 9,3%

Zawartość pyłów mineralnych badanej próbki kruszywa wynosi 9,3%.

5. LITERATURA

Rolla S.: Badania materiałów i nawierzchni drogowych, WKiŁ, Warszawa 1985

PN-78/B-06714 „Kruszywa mineralne. Oznaczenie zawartości pyłów mineralnych”