Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства

 

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог. Технический результат: повышение прочности при сжатии при 20 и 50^oС, а также прочности после циклов замораживания - оттаивания, упрощение технологии приготовления и снижение стоимости. Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства, включающая битум, шлак электросталеплавильного производства и наполнитель, причем она содержит шлак электросталеплавильного производства фракции 0-15 мм, причем количество частиц фракции 0,071-0,14 мм составляет 24,5-25,7 мас.%, фракции менее 0,071 мм - 10-11 мас.%, а в качестве наполнителя - песчано-щебеночную смесь из кварцитопесчаника фракции 0-15 мм - отхода горно-обогатительного производства при следующем соотношении компонентов в мас.%: битум 7,4-8,3, шлак электросталеплавильного производства фракции 0-15 мм 39,0-44,0, песчано-щебеночная смесь из кварцитопесчаника фракции 0-15 мм 47,7-53,6. 2 табл.

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог.

Известна асфальтобетонная смесь для дорожного строительства [1], включающая щебень, песок, минеральный порошок и битум.

Однако прочность, тепло- и морозостойкость дорожных покрытий из этих смесей низкая.

Известна наиболее близкая по совокупности признаков асфальтобетонная смесь [2], включающая битум 5,6-9,1%, шлаковый песок электросталеплавильного производства 19,8 - 24,6%, пыль от фильтров газоочисток сталеплавильных печей 8,5 - 12,0% и щебень - остальное.

Однако асфальтобетонная смесь указанного состава многокомпонентная и имеет пониженную прочность при сжатии при 20 - 50^oС, а также после циклов замораживаний - оттаиваний.

Задачей изобретения является повышение прочности при сжатии при 20 и 50^oС, а также прочности после циклов замораживаний - оттаиваний, упрощение технологии приготовления и снижения стоимости.

Поставленная задача достигается тем, что асфальтобетонная смесь для дорожного строительства, включающая битум, шлак электросталеплавильного производства, наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит шлак электросталеплавильного производства фракции 0-15 мм, причем количество частиц фракции 0, 071-0,14 мм составляет 24,5-25,7 мас.%, фpaкции менее 0,071 мм 10-11 мас. %, а в качестве наполнителя песчано-щебеночная смесь из кварцитопесчаника фракции 0-15 мм - отхода горно-обогатительного производства при следующем соотношении компонентов в мас.%: Битум - 7,4-8,3 Шлак электросталеплавильного производства фракции 0-15 мм - 39,0-44,0 Песчано-щебеночная смесь из кварцитопесчаника фракции 0-15 мм - 47,7-53,6 Использование в асфальтобетонной смеси в качестве минерального порошка шлака мелких фракций позволяет получить асфальтовый бетон высокой прочности при 20 и 50^oС и высокой тепло- и морозостойкости за счет того, что мелкие фракции шлака, выполняющие роль минерального порошка, обладают высокой гидравлической активностью. При взаимодействии шлака с водой, поступающей в асфальтобетонное покрытие из атмосферы, образуется гелеобразная масса, которая хорошо взаимодействует с гидроксильными группами битума, в результате чего получается структурообразующее асфальтововяжущее вещество. Под действием движущейся нагрузки на покрытии в местах разрыва битумной пленки при контакте частиц шлака образуются кристаллогидраты, которые армируют внутри поровое пространство в асфальтобетоне. Армирующее действие асфальтовяжущего вещества усиливается использованием крупных фракций также гидравлически активного шлака и происходит как внутрипоровое, так и межзерновое армирование всей структуры асфальтового бетона.

Для получения асфальтобетонной смеси использовались следующие материалы: шлак электросталеплавильного производства Оскольского электрометаллургического комбината.

Химический состав электросталеплавильного шлака, мас.%: SiO₂ 18 - 30; CaO 40 - 60; Аl₂О₃ 2 - 5; MgO 5 - 15; Fe_общ 8 - 18.

Гранулометрический состав электросталеплавильного шлака, маc.%: фракции 10-15 мм 5,7 - 6,1; фракции 5-10 мм 9,1 - 9,7; фракции 2,5-5,0 мм 12,6 -13,2; фракции 1,25-2,5 мм 14,3 - 14,9; фракции 0,63-1,25 мм 7,7 - 8,3; фракции 0,315-0,63 мм 13,2 - 14,0; фракции 0,14-0,315 мм 20,3 - 20,7; фракции 0,071-0,14 мм 4,2 - 5,0; фракции менее 0,071 10,0 - 11,0.

Песчано-щебеночная смесь из кварцитопесчаника, являющегося отходом Лебединского горно-обогатительного комбината, имеет следующий гранулометрический состав, маc. %: фракции крупнее 10-15 мм 5; фракции 5- 10 мм 21; фракции 2,5-5,0 мм 20; фракции 1,25-2,5 мм 10; фракции 0,63-1,25 мм 15; фракции 0,315-0,63 мм 7; фракции 0,14-0,315 мм 10; фракции 0,071-0,14 мм 6; фракции менее 0,071 6.

Битум марки БНД 60/90.

Асфальтобетонная смесь готовилась следующим образом. В смеситель марки "TELTAMAT" дозировались шлак, песчано-щебеночная смесь и перемешивались, нагревались до t 120-130^oС и вводили битум и снова перемешивали.

Исследуемые составы смесей приведены в табл. 1.

Из полученных смесей были изготовлены образцы цилиндрической формы диаметром и высотой 50 мм, которые подвергались испытанию на прочность и морозостойкость. Были проведены сравнительные испытания на морозостойкость образцов, изготовленных по прототипу.

Образцы по предлагаемому способу и прототипу подвергались 25 циклам замораживаний - оттаиваний, после чего определялась прочность при сжатии.

Результаты испытаний асфальтобетона приведены в табл. 2.

Из результатов, приведенных в табл. 2, видно, что асфальтобетон предлагаемого состава характеризуется высокой прочностью при сжатии при 20 и 50^oС по сравнению с прототипом, что говорит о повышенной деформационной устойчивости предлагаемого асфальтобетона.

Испытания на морозостойкость показали, что прочность асфальтобетона предлагаемого состава после 25 циклов МРЗ значительно выше, чем по прототипу, что свидетельствует о высокой трещиностойкости асфальтобетонных образцов предлагаемого состава.

Источники информации 1. ГОСТ 9128 - 97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.

2. Авт. св. СССР 1514736, кл. С 04 В 26/26, 1987.

Формула изобретения

Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства, включающая битум, шлак электросталеплавильного производства и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит шлак электросталеплавильного производства фракции 0-15 мм, причем количество частиц фракции 0,071 - 0,14 мм составляет 24,5 - 25,7 мас. %, фракции менее 0,071 мм - 10 - 11 мас.%, а в качестве наполнителя - песчано-щебеночную смесь из кварцитопесчаника фракции 0 - 15 мм - отхода горно-обогатительного производства при следующем соотношении компонентов, мас. %: Битум - 7,4 - 8,3 Шлак электросталеплавильного производства фракции 0-15 мм - 39,0 - 44,0 Песчано-щебеночная смесь из кварцитопесчаника фракции 0-15 мм - 47,7 - 53,6с

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2