Elaborarea dozajelor pentru mixturi asfaltice - stabilirea dozajului optim

ELABORAREA DOZAJELOR PENTRU MIXTURI ASFALTICE

1. Generalitati

Prin elaborarea dozajelor pentru mixturi asfaltice se intelege ansamblul de operatii efectuate in vederea stabilirii proportiilor intre diversele materiale care le alcatuiesc, astfel incat sa se obtina in final caracteristicile fizico-mecanice specifice tipului de mixtura asfaltica ales.

Dozajul se exprima in procente din masa totala a mixturilor asfaltice, pentru fiecare din materialele ce alcatuiesc amestecul.

Stabilirea si aplicarea unor dozaje corecte in functie de tipul mixturii asfaltice proiectate si de caracteristicile reale ale materialelor ce intra in compozitia mixturilor asfaltice este conditia sine qua non de reusita a lucrarii.

In vederea elaborarii dozajelor este necesara efectuarea incercarilor preliminare asupra fiecarui material ce intra in compozitia mixturii asfaltice.

Materialele care nu corespund conditiilor tehnice impuse nu vor fi luate in considerare si nu vor fi admise in procesul tehnologic de producere a mixturilor asfaltice, intrucat compromit lucrarea.

In continuare se vor sublinia unele dintre caracteristicile fizico-mecanice mai importante pe care trebuie sa le indeplineasca agregatele naturale, filerul si bitumul, care intra in compozitia mixturilor asfaltice.

Agregatele naturale (cribluri, nisip etc.) utilizate Ia prepararea mixturilor asfaltice trebuie sa prezinte o serie de caracteristici dintre care se mentioneaza in mod special urmatoarele:

- sa fie curate, fiind exclusa obtinerea unei mixturi asfaltice acceptabile folo­sind agregate murdare, cu continut ridicat de argila, praf sau alte impuritati organice; in
cazul agregatelor murdare, procesul de dezanrobare (dezlipirea liantului de pe suprafata
agregatului natural) este iminent si in consecinta lucrarea este compromisa. Experientele de
laborator arata ca adezivitatea bitumului pe agregate de natura bazica, dar murdare, scade
cu 50 % fata de cea obtinuta pe granule curate. Se admite parte levigabila maximum 3 % si
un echivalent de nisip de minimum 85 %;

- sa prezinte o uzura cat mai mica sub efectul circulatiei; evident, in stratul de rulare se vor folosi agregate de cea mai buna calitate, care sa nu se slefuiasca si sa nu se uzeze, prezentand suprafete rugoase; se impune un coeficient Los Angeles sub 25 %;

- sa fie omogene din punct de vedere al compozitiei mineralogice, sa nu prezinte urme de alterare chimica si sa nu contina minerale, care se descompun sub actiunea agentilor atmosferici;

- sa provina din roci de natura bazica sau neutra, care permit realizarea unei bune adezivitati; daca totusi se folosesc agregate din roci acide, este neaparat necesar fie sa
se adauge aditivi tensioactivi in bitum, fie sa se trateze agregatele cu aceste substante sau cu
lapte de var;

- sa prezinte rezistente mari la compresiune, pentru a nu se sfarama sub efectul
traficului si al intemperiilor;

- forma granulelor sa fie poliedrica, neadmitandu-se granule lamelare si aciculare, care se sfarama foarte usor sub efectul circulatiei.

In general, scheletul mineral al unei mixturi asfaltice compus din cribluri si nisip are un volum mare de goluri. Pentru marirea compactitatii se adauga filer, care micsoreaza volumul de goluri al amestecului, insa mareste suprafata specifica a agregatului natural.

Filerul trebuie sa fie uscat si sa aiba finetea necesara (fractiunea sub 0,09 mm, minimum 80 %).

Filerul mareste domeniul de plasticitate al bitumului si favorizeaza adezivitatea la agregatul natural. Filerul mareste frecarea interioara din bitum si coeziunea biturmilui si prin aceasta imbunatateste comportarea mixturii asfaltice la solicitari statice si la rupere.

Bitumul amestecat cu filer isi schimba foarte greu compozitia chimica. Filerul impiedica imbatranirea bitumului, actionand astfel incat bitumul sa-si pastreze timp inde­lungat proprietatile lui de liant.

Filerul dozat judicios in raport cu ceilalti componenti mareste compactitatea si suprafata specifica a agregatului natural, asigurand astfel, impreuna cu bitumul, rezistentele mecanice si stabilitatea la temperaturi ridicate ale mixturilor asfaltice.

Excesul de filer este insa daunator, deoarece rezistentele mecanice si stabilitatea la temperaturi ridicate scad, iar in mixtura asfaltica se formeaza bulgari, reducandu-i-se lucrabilitatea. imbracamintea bituminoasa prezinta neregularitati in suprafatare si este mai putin rezistenta la actiunea apei.

Pentru a obtine o rezistenta maxima a mixturii asfaltice este necesar ca toate granulele agregatului natural sa fie invelite cu o pelicula de bitum cat mai subtire. Rezistenta la forfecare si la deformatii plastice este cu atat mai mare cu cat grosimea filmului de bitum este mai mica. Obtinerea unei pelicule atat de fine de bitum este posibila numai prin filerizare.

Studii de laborator efectuate pe betoane asfaltice, urmarind relatiile filer-volum de goluri, filer-coeziunea mixturii asfaltice si rezistenta la deformatii plastice sub actiunea simulatorului de fagase, au condus la urmatoarele concluzii:

- raportul dintre bitum si filer este un factor important in ceea ce priveste stabilitatea. Filerul modifica proprietatile liantului, dandu-i vascozitate mai buna. Acest fapt justifica teoria conform careia filerul actioneaza nu numai asupra reducerii volumului de goluri, ci, cu ajutorul particulelor sale foarte fine, modifica proprietatile bitumului.

- adaosul de fibre de azbest, ca filer, in proportie de 1 3 %, actioneaza favo­rabil asupra coeziunii mixturii asfaltice si bunei sale comportari sub circulatie.

Bitumul are un rol preponderent in mixturile asfaltice, asigurand coeziunea aces­tora si impermeabilitatea imbracamintilor bituminoase pe tot parcursul exploatarii lor.

Bitumul, prin proprietatile sale de liant, realizeaza:

- anrobarea granulelor agregatului cu o pelicula fina;

- o buna adezivitate pe granulele agregatului si mentinerea acesteia in prezenta
acelor factori care tind sa se substituie bitumului la suprafata agregatelor.

Factorul cel mai periculos si care actioneaza in permanenta asupra sistemului agregat bitum este apa.

Bitumul trebuie in consecinta sa anrobeze (inveleasca) granulele, sa asigure adezivitatea si sa reziste la actiunea apei. Aceste calitati depind de caracteristicile de baza ale bitumului (penetratie, punct de inmuiere), dar si de natura agregatului.

Raportul filer-bitum are o importanta deosebita asupra proprietatilor fizico-meca-nice ale mixturilor asfaltice.

Valorile raportului filer-bitum uzuale variaza de la 0,5 la 3,0. Valorile de 1,2 1,5 sunt frecvent folosite pentru mixturile asfaltice din stratul de uzura (cazul betoanelor asfaltice bogate in cribluri). Pentru asfaltul turnat, raportul filer-bitum atinge valoarea 3,0.

In general, cresterea raportului filer-bitum, mentinand constant procentul de bitum, necesita o anrobare mai energica si conduce la cresterea rigiditatii mixturii. Este necesar sa se evite excesul de filer, care conduce la o mixtura asfaltica greu lucrabila si cu granulele neanrobate cu bitum.

De remarcat este cresterea apreciabila a energiei de malaxare, necesara la prepa­rarea asfaltului turnat, unde se adauga 20 30 % filer la un continut de 7,5 9,5 % bitum D 40/50 sau D 30/40. Cresterea rigiditatii mixturii asfaltice este determinata de reducerea volumului de goluri remanent si de cresterea importanta a punctului de inmuiere al masticului de filer-bitum.

in vederea realizarii unei mixturi asfaltice corespunzatoare, trebuie sa se exa­mineze in primul rand conditiile de calitate impuse acestora, in esenta, este necesar ca mixturile asfaltice sa prezinte urmatoarele caracteristici mai importante:

- lucrabilitate;

- compactitate;

- stabilitate mecanica;

- insensibilitate la actiunea apei.

Pentru a pune in opera o mixtura asfaltica, trebuie ca in primul rand ea sa fie lucrabila, conditie ce se realizeaza daca mixtura asfaltica este alcatuita din agregate bine proportionale si dintr-un liant corect dozat, adus intr-un anumit stadiu de fluiditate.

Lucrabilitatea este proprietatea mixturii asfaltice de a putea fi pusa in opera in conditiile obtinerii unor caracteristici fizico-mecanice ridicate ale imbracamintei.

Lucrabilitatea unei mixturi asfaltice depinde de o serie de factori, dintre care se amintesc:

- fluiditatea liantului;

- granulozitatea agregatului natural;
- natura si forma agregatelor;

- dozajul de filer;

- continutul de liant.

Compactitatea trebuie sa se realizeze la mixturi asfaltice printr-o judicioasa dozare a liantului, in functie de granulozitatea agregatelor naturale, forma granulelor, aplicarea unei tehnologii de compactare corespunzatoare etc.

Standardele si instructiunile in vigoare dau zone de granulozitate in functie de tipurile de mixturi asfaltice in care trebuie sa se inscrie agregatele naturale (tabelul 6.1.). Laboratoarele de specialitate, incercand o serie de amestecuri de sorturi, trebuie sa realizeze un amestec mineral astfel incat volumul de goluri ce urmeaza a fi umplut cu filer si bitum sa fie minim, intrucat acestea din urma sunt materiale scumpe si deficitare.

Tabelul 6.1

Granulozitatea agregatului natural pentru diferite tipuri de mixturi asfaltice

Tipul de mixtura asfaltica	Trece prin sita, sau ciurul de .. mm, in % din masa
M.A.B.C7
B.A.8 B.A.16
B.A.R.16
B.A.25
B.A.D.25 B.A.D.P.31 B.A.D.P.S.31								Eseu: Analiza productiei exrcitiului Eseu: Codul bunelor maniere in afacerea calivita - imaginea profesionala

Stabilitatea mecanica este strans legata de dozajul de liant si de vascozitatea lui. Un exces de bitum conduce sigur la valuriri ale imbracamintei bituminoase. Un liant mai moale, cu un punct de inmuiere scazut, genereaza, de asemenea, in exploatare, deformatii plastice ale imbracamintei bituminoase. Liantul in cantitate insuficienta genereaza suprafete poroase, care se pot degrada sub actiunea traficului si a apei. Scheletul mineral are de asemenea un rol important in asigurarea unei stabilitati corespunzatoare pentru mixtura asfaltica. Un schelet mineral puternic asigura o stabilitate buna a straturilor bituminoase din mixturi asfaltice.

Insensibilitatea la actiunea apei este influentata de urmatorii factori principali :

- adezivitatea liantului la agregate;

- prezenta argilei in masa mixturii asfaltice, care produce umflari la contactul cu apa.

Sensibilitatea la apa se studiaza comparand rezistenta la compresiune imediat dupa prepararea epruvetelor, cu rezistenta obtinuta dupa un timp de imersare in apa.

Raportul dintre rezistenta inainte si dupa imersare indica sensibilitatea mixturii asfaltice la actiunea apei. Daca se constata o scadere mare a rezistentei dupa imersare, inseamna ca adezivitatea este scazuta sau ca exista un procent prea mare de argila in mix­tura asfaltica. in ambele cazuri se va cauta corectarea amestecului prin spalarea agregatelor sau, dupa caz, prin adaugarea unui aditiv pentru marirea adezivitatii sau printr-un adaos de var nestins.

2. Stabilirea dozajului optim de liant

In vederea stabilirii dozajului optim de liant pentru mixturi asfaltice este necesar sa se examineze influenta pe care acesta o exercita asupra unor caracteristici fizico-mecanice determinante ale mixturilor asfaltice.

Daca se reprezinta grafic varia­ tia rezistentei la compresiune in functiede continutul de bitum (fig.6.1.), se constata urmatoarele:

- curba 1 arata ca, pentru betoane asfaltice, rezistenta la compresiune creste o data cu dozajul de liant, pana la un anumit dozaj, optim. Daca se de­ paseste acest dozaj, rezistenta scade, bitumul fiind in exces, iar deformatia plastica a mixturii asfaltice creste;

- in aceeasi diagrama, pe curba 2, avand in abscisa procentul de bitum, iar in ordonata densitatea apa­ renta a mixturii asfaltice, _ap, exprimata in t/m³, se constata ca dozajului optim de liant ii corespunde si o densitate aparenta maxima, in cazul unui exces de bitum, densitatea aparenta scade;

- pe curba 3, luand in abscisa tot procentul de bitum iar in ordonata absorbtia de apa volumica, A_v, in %, se constata ca, la un continut scazut de bitum, absorbtia de apa creste mult, fiind peste 10%.

Reprezentari grafice sugestive se obtin utilizand datele furnizate de incercarea Marshall pentru densitatea aparenta, stabilitatea Marshall, fluaj si volum de goluri (fig.6.2.).

Densitatea aparenta creste pana la un dozaj optim de liant (fig.6.2, a), pentru ca apoi sa scada din nou. Acelasi aspect este redat in figura 6.2. b, unde se poate urmari variatia stabilitatii Marshall. In figura 6.2. c se constata ca volumul de goluri scade cu cresterea procentului de liant; un exces de liant umple complet golurile unei mixturi asfaltice, dar conduce la scaderea densitatii aparente si a stabilitatii.

Indicele de curgere (fig.6.2, d) creste cu continutul de liant.

Continutul optim de bitum trebuie sa asigure stabilitatea Marshall den­sitatea aparenta maxima, fluaj corespunzator tipului de mixtura asfaltica ales.

Cantitatea exacta de bitum depinde de volumul golurilor din amestec, de marimea suprafetei particulelor care trebuie acoperite de bitum. Orice cantitate in plus sau in minus fata de dozajul optim dauneaza calitatii mixturii asfaltice. Un exces de bitum in mixtura asfaltica, sub efectul circulatiei, provoaca deformatii plastice ale imbracamintei, sesizate sub forma de valuriri si fagase pe timp calduros, in timp ce un minus de bitum in mixtura asfaltica, folosita in special pentru stratul de uzura, faciliteaza infiltrarea apei cu toate consecintele negative aferente (dezanrobare, dezgradinare, uzura prematura etc.).

In concluzie, problema cea mai importanta in cazul realizarii unor mixturi asfaltice de buna calitate consta in stabilirea unui continut optim de liant, care sa asigure mixturii asfaltice cele mai bune caracteristici fizico-mecanice, deci o buna comportare in exploatare.

Factorii care influenteaza direct calitatea mixturii asfaltice si de care trebuie sa se tina seama la elaborarea unui dozaj de liant corespunzator, in afara de granulozitatea agregatului total, sunt :

- natura si intensitatea traficului;

- grosimea stratului considerat;

- felul stratului (strat de uzura, strat de legatura, strat de baza);

- zonele climaterice in care este situat drumul respectiv;

- temperaturi extreme (intensitatea inghetului sau temperaturile foarte ridicate vara).

In continuare se vor trata cateva din metodele mai des folosite pentru stabilirea dozajului optim de liant, si anume :

- metoda suprafetei specifice;

- metoda volumului de goluri;

- metoda Laboratorului Central de Cercetari Rutiere din Bruxelles;

- metoda Kraemer;

- metoda Asphalt Institute;

- metoda pentru calculul dozajelor mixturilor asfaltice fabricate la rece.

Se mentioneaza faptul ca absolut toate metodele constau intr-un calcul "teoretic' al continutului de bitum, completat de incercari de laborator pentru determinarea caracte­risticilor fizico-mecanice ale mixturilor asfaltice, ale caror valori permit adoptarea dozajului optim de liant.

Metoda suprafetei specifice stabileste necesarul de liant intr-o mixtura asfaltica in functie de suprafata specifica a agregatului total.

A fost elaborata in Franta, de M. Duriez, si tine seama de faptul ca liantul trebuie sa anrobeze toate granulele agregatului, asigurand aglomerarea lor, astfel incat sa se realizeze cea mai mare compactitate a mixturii pusa in opera si cea mai buna omogenitate in conditiile existente pe santier (instalatii, utilaje de punere in opera), obtinandu-se in final un strat bituminos stabil si durabil.

Referitor la valoarea suprafetei specifice totale a agregatelor, se mentioneaza ca aceasta este determinata in cea mai mare parte de filerul propriu-zis si intr-o anumita masura de nisipul fin, celelalte fractiuni din agregat avand o influenta nesemnificativa (suprafata specifica a filerului de calcar este considerata 135 m²/kg, in timp ce suprafata specifica a agregatelor cu dimensiuni peste 10 mm este de 0,17 m²/kg).

In tabelul 6.2 se dau valorile suprafetei specifice determinate de M. Duriez, pentru anumite tipuri de agregate.

Tabelul 6.2

Suprafata specifica a agregatelor naturale

Dupa M. Duriez, grosimea optima a filmului de liant pentru anrobarea si aglo­merarea granulelor variaza in functie de diametrul granulelor dupa o curba parabolica, nu in mod liniar:

e = x d^0.8 [] (6.1)

in care :

e este grosimea filmului de liant, in ;

- coeficient care depinde de caracteristicile bitumului si are in general valoarea 24;

d- diametrul granulei medii, in .

In final, relatia utilizata pentru calcul si care intereseaza la stabilirea dozajului este:

b = K [%]         (6.2)

in care:

b este continutul de liant raportat la masa agregatului, in %;

- coeficient in functie de densitatea agregatelor, ( = 1 pentru = 2,65 g/cm³);

K- modulul de continut;

S - suprafata specifica (calculata) a agregatului total, care intra in compozitia mixturii asfaltice, in m²/kg.

Valoarea modulului de continut, K, recomandata pentru mixturile asfaltice ce se executa la noi in tara si verificata pe o serie mare de probe cu caracteristici corespunzatoare este pentru:

- mortare asfaltice: K = 4,5 5,0;

- betoane asfaltice bogate in criblura: K = 4,0 4,5;

- betoane asfaltice pentru stratul de legatura: K= 3,5 3,75;

- anrobate bituminoase: K = 3,5 4,0.

Continutul de liant raportat la masa mixturii asfaltice, b se calculeaza cu relatia:

[%] (6.3)

Pentru calculul suprafetei specifice, se utilizeaza relatia:

100 S = 0,17 A + 0,32 a+ 2,30 N + 12 n+ 135 f   [m2/kg] (6.4)

in care:

S este suprafata specifica, in m²/kg;

A - procentul de granule peste 10 mm;

a - procentul de granule intre 5 si 10 mm;

N- procentul de nisip grosier intre 0,315 si 5 mm;

n - procentul de nisip intre 0,315 si 0,08 mm;

f- procentul de filer (sub 0,08 mm).

Cu o aproximatie satisfacatoare pentru betoane asfaltice se poate calcula suprafata specifica a agregatelor si cu relatia:

S = 2,5+ 1,3 f [m²/kg] (6.5)

iar pentru mortare asfaltice, se poate utiliza tot cu aproximatie relatia :

S = 5,0+1,3f [m²/kg] (6.6)

unde f reprezinta procentul de filer sub 0,08 mm indicat si in relatiile anterioare.

Pentru a usura calculul necesarului de liant se dau in tabelul 6.3, in functie de suprafata specifica a agregatului, pentru diferite valori ale modulului de continut, valorile corespunzatoare pentru b (procentul de liant raportat la masa agregatului).

Tabelul 6.3

Procentul de bitum in functie de suprafata specifica, raportata la masa agregatului

In tabelul 6.4 se da direct b (procentul de bitum raportat la masa mixturii asfaltice).

Pentru elaborarea dozajului optim de liant se executa o serie de operatii de labo­rator, care se pot rezuma astfel:

- determinarea granulozitatii pentru fiecare sort din agregatul care intra in com­
pozitia mixturii asfaltice;

- determinarea caracteristicilor liantului: penetratie, adezivitate, punct de inmu­iere, prin metodele obisnuite de laborator;

- intocmirea tabelului centralizator al compozitiei agregatelor;

- elaborarea mai multor dozaje de agregate, calcularea compozitiei procentuale,
in functie de proportiile in care intra fiecare material in compozitia mixturii asfaltice;

- calcularea curbelor de granulozitate si verificarea inscrierii lor in zonele
recomandate de STAS si instructiunile in vigoare, pentru tipul de mixtura asfaltica necesar
de executat;

- determinarea suprafetei specifice;

- calculul necesarului de liant.

Tabelul 6.4

Procentul de bitum in functie de suprafata specifica, raportat la masa mixturii asfaltice

Dupa determinarea necesarului de liant, se produce in laborator mixtura asfaltica respectiva, se prepara epruvetele si se efectueaza determinarile fizico-mecanice; daca va­lorile caracteristicilor obtinute corespund prevederilor tehnice existente, se poate trece la aplicarea dozajului pe santier. Evident, se studiaza mai multe probe cu un continut de liant apropiat, alegandu-se varianta optima din toate punctele de vedere.

Metoda suprafetei specifice necesita un mare volum de munca pentru calcul si elaborare, de aceea, pentru a obtine in mod operativ dozajele optime, atat din punct de vedere cantitativ, cat si economic, se utilizeaza programe de calcul informatice, unul dintre acestea fiind si cel elaborat in cadrul Directiei Regionale de Drumuri si Poduri din Timisoara. Pe baza granulozitatii pentru fiecare agregat ce intra in alcatuirea mixturilor asfaltice, al caror dozaj urmeaza sa fie stabilit, cu ajutorul calculatorului, se determina:

- fractiunile necesare din fiecare material al amestecului de agregate, punand
conditia ca, in final, curba de granulozitate a agregatului total sa se incadreze in zona de
granulozitate impusa pentru fiecare tip de mixtura asfaltica, putandu-se pune in plus con­ditii de reducere a zonei de granulozitate cu 20 %, respectiv 40 %;

- reprezentarea grafica a curbei de granulozitate;

- procentul fractiunilor, conform relatiei suprafetei specifice;

- calculul suprafetei specifice;

- procentul de liant in functie de diferite valori ale modulului de continut;

- afisarea costului tonei de mixtura asfaltica in functie de componentii acesteia.
Se prezinta astfel o serie de variante, din care se poate alege cea optima, pe baza

incercarilor de laborator.

Metoda volumului de goluri se bazeaza pe constatarea ca, in cazul unor granulozitati judicios alese, liantul bituminos umple golurile existente in masa mixturii asfaltice astfel incat in stratul bituminos, dupa compactare, ramane un volum de goluri, denumit volum de goluri remanent, de 3 5 %. La acest volum de goluri corespunde cea mai buna stabilitate a stratului bituminos. Sub efectul traficului, volumul de goluri remanent scade, astfel incat dupa cativa ani de exploatare atinge valori de 1,0 2,0 %.

In cazul ipotezelor aratate mai inainte, pentru calculul dozajului optim de liant, in

functie de volumul de goluri, se utilizeaza relatia :

                 [%] (6.7)

[%] (6.8)

in care :

b este procentul de liant raportat la masa agregatului;

V_g - volumul de goluri al agregatului in stare indesata, in %;

_gi - densitatea agregatului in stare indesata, in kg/m³;

_a - densitatea aparenta a agregatului, in kg/m³;

_b - densitatea bitumului, in kg/m³ (in general egala cu 1000);

n - volumul de goluri remanent, in % (intre 3 si 5 %).

Obtinerea unui volum de goluri cat mai mic pentru agregatul in stare indesata inseamna in acelasi timp o suprafata specifica adaptata acestui volum de goluri, care conduce in final la obtinerea unor rezultate apropiate de cele obtinute prin metoda anterioara.

Metoda Laboratorului Central de Cercetari Rutiere din Bruxelles se bazeaza pe premisa ca dozajul de liant este influentat in mod hotarator de urmatorii factori:

- cantitatea de filer din amestecul de agregate;

- procentul de goluri al filerului;

- cantitatea de nisip;

- caracteristicile de suprafata ale granulelor de nisip (rotunde si netede, coltu­roase si rugoase).

Continutul optim de liant, L, exprimat in procente din masa mixturii asfaltice, se determina cu relatia:

           [%] (6.9)

in care:

F este procentul de filer din amestecul de agregate;

S - procentul de nisip din amestecul de agregate;

P - procentul de cribluri > 3 mm din amestec;

a - continutul optim de liant al filerului anrobat;

b - continutul optim de liant al nisipului anrobat;

c - continutul optim de liant al criblurii anrobate.

Continutul optim de liant raportat la amestecul de agregate este in consecinta:

        [%] (6.10)

Valoarea lui a se obtine in functie de caracteristicile filerului si de densitatea liantului.

Valoarea lui b, pentru agregatele cu densitatea 2,7 g/cm³, este:

- la nisip natural cu granule rotunde si netede, 3,6 %;

- la nisip de concasaj cu granule colturoase si rugoase, 5,0 %.

Valoarea lui c este 4,6 % in cazul folosirii bitumului de petrol si a agregatelor cu densitatea injur de 2,7 g/cm³.

Metoda Kraemer consta in calculul dozajului de bitum in functie de necesarul specific de liant pentru agregatul propus.

Se considera ca necesarul specific pentru anrobarea unui sort de agregate este in functie de suprafata specifica a granulelor acestui sort si de grosimea optima a filmului de liant:

b = Sl [cm³/100g] (6.11)

in care :

b este necesarul de liant, in cm³/100 g;

S - suprafata specifica a agregatului, in cm³/100 g;

l - grosimea optima a filmului de liant, in cm.

Pentru stabilirea dozajului optim de liant prin aceasta metoda, s-a elaborat o for­mula care ia in considerare si intensitatea traficului:

         [%] (6.12)

in care:

b este necesarul de bitum calculat in procente din masa agregatului natural;

_b - densitatea bitumului, in g/cm³;

d_i - necesarul specific optim de liant pentru anrobarea granulelor cuprinse in sortul i;

P_i - procentul de agregate din sortul i, calculat fata de masa agregatului total;

n - numarul de sorturi de agregate;

q - coeficient care tine seama de intensitatea traficului astfel:

- trafic usor: q = 1 ,07;

- trafic mijlociu: q =1,00;

- trafic intens:         q = 0,90.

Metoda Asphalt Institute utilizeaza, pentru calculul continutului de liant, rela­tia 6.13 :

b = 0,035P + 0,045N + 0,15F + C [%] (6.13)

in care :

b este procentul de bitum;

P - procentul de granule cu dimensiunea > 2 mm;

W - procentul de granule cuprinse intre 0,074 si 2 mm;

F - procentul de parti fine (filer sub 0,074 mm);

C - coeficient care tine seama de conditiile locale, de porozitatea rocii etc. si care variaza intre 0,7 si 1 ,0.

Calculul necesarului de liant pentru mixturi asfaltice executate la rece cu emulsie bituminoasa si cu suspensie de bitum fllerizat are la baza aceleasi principii ca in cazul mixturilor asfaltice preparate la cald, putandu-se utiliza oricare din metodele cunoscute.

In cazul mixturilor asfaltice preparate cu emulsie bituminoasa, este necesar sa se precizeze ca, daca se aplica relatia (6.2), valoarea modulului de continut se ia mai ridicata, si anume 5,0 5,5,

Dupa calcularea necesarului de liant, se trece la determinarea cantitatii de emulsie in functie de continutul in bitum al acesteia, cu relatia:

                       [%] (6.14)

in care :

E este cantitatea de emulsie necesara, in %;

b - necesarul de liant, in %;

B - continutul de bitum din emulsie, in %.

In cazul mixturilor asfaltice preparate cu suspensie de bitum filerizat (subif), modulul de continut recomandat pentru mortare este 6,0 7,0, iar pentru betoane asfaltice destinate stratului de legatura, 3,75 4,0.

Dupa calcularea necesarului de liant, fie prin metoda suprafetei specifice, fie a volumului de goluri, este necesar sa se determine cantitatea de suspensie pentru 100 kg nisip uscat.

Cantitatea de suspensie S, in procente, se determina cu relatia :

          [%] (6.15)

in care :

bs este continutul de bitum in subif, in %;

A - raportul dintre subif si continutul de bitum in subif;

b - necesarul de liant, in %;

In etapa actuala se realizeaza foarte rar mixturi asfaltice cu subif.

3. Concluzii privind metodele de elaborare a dozajelor pentru mixturi asfaltice

Din examinarea datelor prezentate anterior se poate afirma ca toate metodele de stabilire a continutului optim de liant dau valorile necesare pentru a se putea trece la executarea epruvetelor in vederea incercarilor de laborator. Rezultatele obtinute trebuie deci verificate prin incercari de laborator, pe mixturi asfaltice preparate cu dozajele rezultate din calcul. Numai daca rezultatele atesta caracteristici fizico-mecanice corespunzatoare ale mixturilor asfaltice preparate in laborator se poate trece la aplicarea pe santier a dozajului verificat.

Laboratorul de specialitate este singurul in masura sa stabileasca dozajul mixturilor asfaltice si mai ales procentul de liant, luand in considerare si conditiile specifice in care se va exploata stratul bituminos, tinandu-se seama si de urmatoarele recomandari:

- in cazul cand se prevede un trafic intens si greu pe drumul pentru care s-a
proiectat imbracamintea bituminoasa, procentul de liant din mixtura asfaltica se va doza
spre limita inferioara, iar vascozitatea bitumului ales va fi mai mare, pentru a se asigura
stabilitatea imbracamintei;

- pentru drumurile cu trafic redus se va adopta in general un dozaj de liant mai
ridicat, corectand necesarul rezultat din calcul cu un coeficient supraunitar, in general
1,06 1,07;

- pentru realizarea imbracamintilor bituminoase pe autostrazi se vor efectua incercari speciale privind rugozitatea suprafetei de rulare, precum si studii detaliate asupra calitatii agregatelor ce intra in compozitia mixturilor asfaltice.

Din experienta rezulta unele observatii interesante in legatura cu continutul de bitum din mixturile asfaltice, dintre care se mentioneaza:

- marirea continutului de bitum cu 0,3 % conduce la o marire a gradului de compactare cu 1 %, pentru acelasi lucru mecanic;

- marirea procentului de filer cu 1 % conduce la marirea gradului de compac­tare cu 0,5 0,7 %;

- se pot folosi agregate cu o granulozitate atat continua, cat si discontinua, dar
care sa asigure o compactitate ridicata. Astfel, de exemplu, lipsa criblurii 3-8 dintr-un
amestec de agregate cu dimensiuni pana la 16 mm permite obtinerea unei mixturi asfaltice
compacte, daca celelalte agregate sunt bine dozate.

Literatura de specialitate si experimentarile efectuate pe drumuri in exploatare arata ca nu exista solutii universal valabile pentru dozarea mixturilor asfaltice. Dozajul optim trebuie sa tina seama neaparat de conditiile de exploatare, in speta de trafic, de zonele climaterice, de exigentele utilizatorilor etc. Din aceasta necesitate obiectiva rezulta sarcina de mare raspundere a laboratoarelor rutiere, care trebuie sa conlucreze cu proiectantii pentru stabilirea nu numai a grosimii straturilor bituminoase, ci si a tipului de mixtura asfaltica, care sa se comporte in exploatare in cele mai bune conditii.