Абиева Г.С., д.с.-х.н. Шомантаев А.А., д.т.н. Мырзахметов М.М.

КызГУ им. Коркыт Ата

КазНТУ им. К.Сатпаева

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНА НА ФИЛЬТРАЦИОННОМ ЛОТКЕ

Исследование вышеуказанных составов противофильтрационного покрытия из асфальтобетона проводились на фильтрационном лотке. Опытная установка состоит из напорного банка емкостью 5 м³, резервуара-9 м³, двух насосов марки К-45/30, К-90/35 и коробчатого лотка с двойном дном /рис.1./. Длина фильтрационного лотка 6 м, ширина наружного лотка 1,2 м, ширина внутреннего /с отверстиями/ - 1,0 м.

Во внутренний лоток был уложен супесчаный грунт. Уплотнение грунта производилось послойно через каждые 10 см, катком весом 100 кг. После уплотнение гладким катком, поверхность каждого слоя разрыхлялась на глубину 5 см, для лучшего сцепления с последующем слоем. В уплотненном грунте был разработан канал трапециидального сечения: ширина по верху – 50 см, по низу-20 см и глубиной выемки-15 см. Откосы и дно канала были уплотнены катком. Проверка ровности откосов и дна канала показала, набольший зазор между рейкой и шероховатостями поверхности составил 2-3 мм.

Асфальтобетонные плиты изготавливали размерами 50х20х3 см. Технология изготовления следующая: в готовую опалубку из равнобоких уголков укладывалась горячая асфальтобетонная смесь с температурой 110-120 ⁰С, с толщиной рыхлого слоя 5-6 см.Уплотнение производилось гладким катком 100 кг до получения коэффициента уплотнения 1,2 . . .1,3. Через 24-30 часов, то есть по мере охлаждения, асфальтобетонная плита приобретала прочность, достаточную для транспортирования и укладки. Наибольший эффект уплотнения асфальтобетонной смеси достигается, когда битум имеет наименьшую вязкость, так как в этом случае сопротивление взаимному перемешиванию минеральных частиц будет наименьшим. По мере остывания асфальтобетонной смеси в связи с увеличением вязкости битума эффективность уплотнения снижается. Уплотнения асфальтобетонной смеси обычными катками с гладкими вальцами при слишком высокой температуре также имеет ряд недостатков. Из-за большей подвижности смеси под вращающимися вальцами катка на уплотняемом покрытии могут появиться трещины и наплывы /наслоения/. Особенно часто такие явления возникают при укладке песчаных асфальтобетонных смесей.

В процессе экспериментов было установлено, что эффективное наибольшее уплотнение асфальтобетонной смеси обычными катками достигается в интервале температур 120-90 ⁰С. При температуре ниже 60-70 ⁰С смесь невозможно уплотнить до требуемой плотности даже тяжелыми катками.

Асфальтобетонные плиты размером 50х20х3 см укладывали по откосу шириной в направлении падения откоса. Была проведена так же проверка ровности укладки. Наибольший зазор между рейкой и поверхностью материала составил 2-3 мм.

Деформационные швы асфальтобетонных плит выполнялись в виде щели шириной 1-1,5 см и заделывались горячим битумом. Всего было уложено 69 плит и заделано 196 швов [1,2].

На фильтрационном лотке были исследованы гидротехнические свойства мелкозернистого асфальтобетона, а также возможности устройства из него противофильтрационных покрытии.

Контроль за качеством противофильтрационного покрытия осуществлялся по вырубкам, которые брали из покрытия через различные промежутки времени пребывания в воде.

Образцы вырубок испытывались для определения объемного веса /плотности/, водонасыщения и набухания при вакууметрировании, согласно ГОСТ 12801-84.

При длительном пребывании в воде физико-механические свойства материала стабилизируются, соответствуя нормативным требованиям (таблица 1).

Таблица 1.

Физико-механические свойства асфальтобетона

№об разца	Длительность пребывания в воде Т,м-ц	Набухание, Н % об	Водона сыщение, W, %	Прочность, МПа		Коэффициент водостойкости Квод
				R20	R50
1	1	0,01	1,1	3,0	2,95	0,98
2	4	0,15	1,51	2,90	2,70	0,93
3	6	0,45	1,63	2,75	2,40	0,87
4	9	0,625	1,8	2,60	2,20	0,84
5	12	0,64	2,2	2,55	2,20	0,83

Фильтрационные потери воды из канала определяли объемным способом. В нескольких сечениях изолированного металлическими щитами отсека канала измеряли ширину по урезу воды В_н и глубину h_н (рис.2). Для предотвращения испарения лоток накрывали полиэтиленовой пленкой.

В процессе работы опытного канала фильтрационные потери воды S со временем уменьшаются, составляя в среднем менее 1% (рис.2).

В течение 12 месяцев асфальтобетон испытывали на размыв при скоростях потока 0,3 . . .1,2 м/с. За время наблюдений выкрашивания и разрушения материала не происходило.

Следует отметить, что в условиях спокойного течения воды в каналах рекомендуемые составы асфальтобетона по своей устойчивости против размыва будет иметь значительный запас.

Рис.3.6. Фильтрационный лоток.

1- напорный бак; 2- гаситель; 3- внутренний лоток; 4- наружный лоток; 5- насос; 6- резервуар для воды; 7- водосливной бак.

W,H,% K_в S 1x 10^-4

Рис.3.6. Зависимости потерь воды на фильтрацию S, коэффициента водостойкости К_в., водонасыщение W , и набухание Н от длительности пребывания асфальтобетона в воде.

Таким образом, при длительном пребывании асфальтобетона в воде физико – механические свойства материала стабилизируется, фильтра-ционные потери воды современем уменьшается, составляя в среднем менее 1 %, коэффициент водостойкости составляет – 0,89.

Литература:

1. Шомантаев А.А. и др. Противофильтрационное асфальтобетонное покрытие на основе нефтебитуминозных пород. Журнал «Мелиорация и водное хозяйство» ВО «Агропромиздат», М.,1988, №12, стр.21-22

2. Шлаен А.Г. Структура свойства гидромелиоративных бетонов. ЦБНТИ, Минводхоза СССР,1984