Politechnika Białostocka

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Zakład Inżynierii Drogowej

Ćwiczenie projektowe z przedmiotu:

Budownictwo Drogowe

Opracował: Damian Karny

Pod kierownictwem: dr inż. Ewa Ołdakowska

Semestr IV, grupa P3

Rok akademicki 2014/2015

1.0 Projektowanie mieszanki mineralno - asfaltowej według punktów granicznych.

Celem ćwiczenia jest ustalenie zawartości poszczególnych rodzajów kruszywa w mieszance mineralnej SMA 5 do warstwy ścieralnej dla kategorii ruchu KR 4 o uziarnieniu podanym w tabeli:

1.1 Tabela analizy sitowej mieszanki mineralnej

	WYMIAR SITA	MĄCZKA	PIASEK	GRYS	ŻWIR
			WAPIENNA	ŁAMANY		2-5,6
	22,4
	16,0
	11,2
	8,0
	5,6			9,7	0,3
	4,0		0,3	45,7	21,9
	2,0		7,2	38,1	58,8
	1,0		28,4	5	17
	0,500		21,2	0,5	1,3
	0,250	0,1	18,8	0,2	0,3
	0,125	0,9	14,1	0,2	0,2
	0,063	9	7,1	0,2	0,1
	<0,063	90	2,9	0,4	0,1
	RAZEM	100,00%	100,00%	100,00%	100,00%

1.2 Uziarnienie mieszanki mineralnej oraz zawartość lepiszcza do betonu asfaltowego do warstwy ścieralnej, KR 4 według WT-2 2010

Wymiar oczek sit # w mm, zawartość asfaltu	Przesiew mieszanki mineralnej SMA 5 do warstwy ścieralnej dla kategorii ruchu KR 4
		Od	Do
8,0	100	-
5,6	90	100
2,0	30	40
0,125	10	19
0,063	7	12
Zawartość lepiszcza	Bmin = 7,4

1.3 Ustalenie składu mieszanki mineralnej.

1.3.1 Ustalenie zawartości mączki wapiennej (<0,063mm)

- założono 10% zawartość mączki wapiennej z rzędnej krzywych granicznych.

90% - 100%

10% - x

x = 11,11%

1.3.2 Ustalenie punktu piaskowego.

Przedział punktu piaskowego: 35%-11,11% = 23,89%

Zakładamy ilość piasku łamanego, grysu 2-5,6 i żwiru w mieszance:

Piasek łamany - 18,37%

Grys 2-5,6 - 3,95%

żwir - 1,57%

1. Ustalanie zawartości piasku łamanego:

92,50% - 100%

18,37% - x

x = 19,86%

2. Ustalanie zawartości grysu 2-5,6:

6,50% - 100%

3,95% - x

x = 60,77%

3. Ustalenie zawartości żwiru:

19% - 100%

1,57% - x

x =8,26%

1.4 Zestawienie składu ziarnowego mieszanki mineralno asfaltowej

		<0,063	0,063	0,125	0,250	0,500	1,000	2,0	4,0	5,6	SUMA
	ŻWIR	0,01	0,01	0,02	0,02	0,11	1,40	4,86	1,81	0,02	8,26
	grys 2-5.6	0,24	0,12	0,12	0,12	0,30	3,04	23,15	27,77	5,89	60,77
	PIASEK ŁAMANY	0,58	1,41	2,80	3,73	4,21	5,64	1,43	0,06		19,86
	MĄCZKA WAPIENNA	10,00	1,00	0,10	0,01						11,11
	SUMA	10,83	2,54	3,04	3,89	4,62	10,08	29,44	29,64	5,92	100,00
	PRZESIEW	-	10,83	13,37	16,41	20,30	24,92	35,00	64,44	94,08	100,00
	GRANICE		p 7 -12	p 10-19				p 30-40		p 90 - 100

1.5 Wykres krzywych granicznych.

	Dolna Granica	Górna Granica	Wynik
0,063	7,0%	12,0%	10,83%
0,125	10,0%	19,0%	13,37%
2	30,0%	40,0%	35,00%
5,6	90,0%	100,0%	94,08%

2.0 Ustalenie zawartości lepiszcza w mieszance mineralno - asfaltowej metodami obliczeniowymi.

2.1 Określenie zawartości lepiszcza na podstawie powierzchni właściwej mieszanki mineralnej i założonej otoczki asfaltowej.

Metoda oparta jest na założeniu, że lepiszcze użyte do wytworzenia mieszanki mineralno - asfaltowej powinno otoczyć wszystkie ziarna mieszanki mineralnej warstwą o odpowiedniej grubości, wystarczającą na związanie tych ziaren między sobą. Znając powierzchnię właściwą mieszanki mineralnej odpowiednią dla danego uziarnienia, grubość otoczki lepiszcza b oraz jego gęstość, można obliczyć potrzebną zawartość lepiszcza w %, korzystając ze wzoru:

gdzie:

A_k - zawartość lepiszcza w stosunku do mieszanki mineralnej, [%]

F - powierzchnia właściwa mieszanki mineralnej, [m²/kg]

b - grubość otoczki bitumicznej, [μm]

ρ^a - gęstość lepiszcza, [g/cm³]

Powierzchnię właściwą jednego kilograma mieszanki mineralnej w m² obliczamy:

gdzie:

F - powierzchnia właściwa zaprojektowanej mieszanki mineralnej, [m²/kg]

g - zawartość frakcji powyżej 2 mm, [%]

z - zawartość frakcji 0,25 do 2 mm, [%]

s - zawartość frakcji 0,063 do 0,25 mm, [%]

f - zawartość frakcji < 0,063 mm, [%]

ρ^MM - gęstość mieszanki mineralnej, [g/cm³]

Gęstość mieszanki mineralnej oblicza się wg wzoru:

gdzie:

C₁, C₂, C₃ - % masy poszczególnych składników mieszanki M

ρ₁, ρ₂, ρ₃ - gęstość poszczególnych składników mieszanki M, [g/cm³]

Zalecaną grubość otoczki asfaltowej b w zależności od powierzchni właściwej kruszywa podano w tablicy:

Powierzchnia właściwa mieszanki M [m^2/kg]	Grubość otoczki asfaltowej b [μm]
50 - 25	1,5 - 4
25 - 10	2 - 8
10 - 5	4 - 10
5 - 3	6 - 15
3 - 1	15 - 40
1 - 0,23	40 - 80

Zawartość lepiszcza A_m w % w mieszance mineralno - asfaltowej oblicza się ze wzoru:

Obliczenia:

Grubość otoczki asfaltu b= 6,29 μm.

Gęstość lepiszcza 1,02 g/cm³

2.2 Określenie zawartości lepiszcza na podstawie powierzchni właściwej i założonego współczynnika zawartości asfaltu. Metoda Durieza.

Zawartość lepiszcza określa się na podstawie powierzchni właściwej mieszanki mineralnej i współczynnika zawartości lepiszcza, korzystając ze wzoru:

gdzie:

A_m - zawartość lepiszcza w stosunku do mieszanki MMA, [%]

F - powierzchnia właściwa kruszywa, [m²]

K - współczynnik zawartości lepiszcza

Współczynnik K zależy od rodzaju użytego lepiszcza, metod budowy i obciążenia ruchem (kategoria ruchu). Przyjmuje się następujące wartości:

2,90 - 3,15: dla betonów asfaltowych, warstwa ścieralna, ruch ciężki;

3,16 - 3,40: dla betonów asfaltowych, warstwa ścieralna, ruch lekki;

3,40 - 4,00: dla asfaltów lanych.

Przyjęto K=3,05

Przyjęto ilość lepiszcza A_mśr=11,74 %

Ustalenie końcowej ilości kruszywa:

Zawartość kruszywa: 100%- 11,74%= 88,26%

Mączka wapienna	9,81 %
Piasek łamany	17,53 %
Grys 2-5,6	53,63 %
Żwir	7,29 %
Lepiszcze	11,74 %
Suma	100 %

---