Градация вчера и сегодня

В этой статье мы разберем особенности градации лекал по размерам и ростам в САПР. Попытаемся сравнить традиционные методы решения этой задачи с современными способами, недоступными нам еще в недалеком прошлом.

Градация по приращениям 

Для выполнения градации в отсутствие вычислительной техники десятилетия назад были разработаны типовые схемы, позволяющие вручную получить лекала других размеров и ростов в приближенном виде. Конструктору требовалось многократно повторять аналогичные шаги построения для каждого из размеров для получения лекал всего размерного ряда. Причем для компенсации присущих сквозной градации искажений в крайних размерах весь размерный ряд разбивался на размерные группы (например, маленькие, средние и большие), внутри которых строился собственный базовый размер. В таком случае при переходе из группы маленьких размеров в группу средних, а затем больших размеров, необходимо было также задавать и дополнительные скачки градации между размерными группами (Рис.

1). 

В 2002 году ЦНИИШП выпустил новую размерную типологию женщин, мужчин и детей. Обновленные размерные признаки имеют другую разность между смежными размерами и ростами. Поэтому переход на новые стандарты предполагает не только построение новых базовых конструкций, но и изменение ранее разработанных типовых схем градации. Прежде чем начать работать по новым размерным признакам, необходимо пересчитывать значения приращений в типовых схемах градации. Выполняя градацию описанным выше так называемым ручным способом, конструктор обречен тратить на нее значительную часть всего времени, отпускаемого на подготовку модели к запуску в производство в полном размерно-ростовом ряду. 

Конечно, сегодня на помощь конструктору пришли специальные компьютерные программы — САПР (системы автоматизированного проектирования) лекал. Однако, далеко не все подобные программы освободили конструкторов от трудоемкой градации. Почему для многих конструкторов, пересевших из-за стола за компьютер, градация так и осталась «головной болью»? Проблема в том, что занесенные в САПР типовые методы приближенно го построения соседних размеров по межразмерным приращениям не обеспечивают перехода количества в качество, ожидаемого многими уже лишь от одного факта замены калькулятора на компьютер.

 

Используя программы, градирующие лекала по межразмерным приращениям, конструктор вынужден самостоятельно (!) выполнять все те же самые шаги, которые и раньше делались им на столе без помощи компьютера. По сути такая САПР просто подменила со бой стол, но не избавила конструктора от необходимости повторения большинства рутинных операций вручную! Поэтому сил и времени на подобную градацию в САПР у конструктора уходит не намного меньше, чем на градацию без использования компьютера.

Рис. 1. Скачки градации.	Рис. 2. Автоматическое перестроение модели  по новым размерным признакам.

Автоматическая градация по размерным признакам 

Есть ли альтернатива у непроизводительной и неточной градации по межразмерным приращениям? Наш ответ — есть! Это автоматическая градация по размерным признакам — интеллектуальная функция современных САПР, переводящая решение данной задачи в новое качество.

 

Важной особенностью такого метода градации является построение самой программой всех лекал каждого ново го размера модели по размерным признакам «с нуля». В отличие от градации по межразмерным приращениям, задаваемым самим конструктором, градация по размерным признакам выполняется программой полностью автоматически, т.е. без необходимости какого-либо вмешательства со стороны конструктора[1]. 

Для градации конструктору потребуется лишь предварительно выбрать те размеры, в которых модель затем будет автоматически перестроена, опираясь на шаги моделирования основы в базовом размере, а также размерные признаки каждого конкретного размера. Остальное САПР сделает уже самостоятельно и за считанные секунды! Как было уже отмечено, никаких межразмерных приращений в этом случае задавать не требуется. Только при таком подходе САПР в состоянии снять с конструктора всю рутину градации. 

Градация против кризиса

Возможность гибко управлять размерным рядом выпускаемых изделий обеспечивает многим компаниям дополнительные конкурентные преимущества на рынке. Крупные производители сейчас стремятся рас ширить сбыт за счет поиска своего потребителя в регионах. Конструкторам таких компаний важно учитывать антропологические особенности многочисленных народов России. Например, размерный ряд изделий для населения северных регионов России будет заметно отличаться от юго-восточного или центрально-европейского. Другие компании давно пришли к выводу, что, разрабатывая изделия лишь в одном росте и нескольких размерах, они сужают круг своих потенциальных потребителей. Нередко даже маленькие фирмы выпускают модели 2—3 ростов и 10 размеров, ритмично адаптируя свое производство за счет своевременной и точной обратной связи с точками реализации продукции. Программы, в которых каждый размер автоматически строится по размерным признакам, могут быть интересны ателье. Удачная модель, прежде построенная одному клиенту, может заинтересовать другого. В этом случае в программу достаточно внести индивидуальные разменные признаки нового клиента, и модель перестроится автоматически (Рис.

2). 

Автоматическая градация незаменима, если модель нужно быстро повторить для участников коллектива, например, хора или спортивной команды. При выборе компьютерных программ для конструирования одежды, особое внимание мы рекомендуем обратить на способы градации. «Автоматическое» размножение по размерным приращениям, как было показано, фактически таковым не является. Поэтому современная САПР сегодня должна предлагать своим пользователям оба варианта градации, основная из которых сегодня — автоматическая градация по размерным признакам. А совсем скоро конструкторы будут вспоминать про межразмерные приращения не чаще, чем мы сегодня вспоминаем про механические арифмометры и логарифмические линейки. 

Авторы будут благодарны за любые вопросы и замечания по этой публикации. На базе учебного центра CADRUS регулярно проходят бесплатные демонстрационные семинары для конструкторов. Запишитесь на очередной семинар в удобное время или получите демонстрационный диск САПР по почте.

Комтенс. Главная.

Добро пожаловать на сервер ООО «КОМТЕНС»

Программное обеспечение и оборудование для автоматизации конструирования и технологической подготовки швейного и трикотажного производства

ООО «Комтенс» было основано в 1992 году. Основным видом деятельности является разработка и поставка программных и технических средств системы автоматизированного проектирования (САПР) лекал и раскладок швейного и трикотажного производства Разработка и развитие программного обеспечения САПР ведется с начала 80-х годов. Результатом многолетней работы коллектива разработчиков стал полнофункциональный инструмент, обеспечивающий комплексную автоматизацию подготовительно-раскройного производства, радикально упрощающий процесс проектирования лекал и раскладок. САПР КОМТЕНС широко используется в индивидуальном и серийном швейном (трикотажном) производстве, а также эффективно применяется в производстве мягкой мебели, игрушек, автомобильных сидений, кожгалантереи. Использование САПР КОМТЕНС существенно увеличивает производительность труда конструкторов и технологов, уменьшает затраты времени на запуск изделий, позволяет экономить сырье, значительно улучшает качество продукции, сокращает производственные площади, необходимые для экспериментального производства. КОМТЕНС наладил широкие производственные связи с рядом фирм Италии, Германии, Испании, Китая и является их авторизованным представителем на Российском рынке. Это позволяет предложить потенциальным клиентам целостный проект автоматизации конструкторско-технологической подготовки предприятия, обеспечить пользователей САПР высокопроизводительными и надежными техническими средствами, гарантийным и постгарантийным обслуживанием системы. В России КОМТЕНС — эксклюзивный поставщик оборудования SINAJET и F. K Group. Использование современного и мощного программного обеспечения, надежной и высокопроизводительной техники, широкие возможности по комплектации и поэтапному наращиванию системы — вот те критерии, по которым около 1000 пользователей в России и за рубежом приняли решение в пользу нашего САПР. Для всех клиентов мы стремимся обеспечить высокий уровень сервиса, включающий обучение, гарантийное и постгарантийное обслуживание, возможность обновления и функционального наращивания системы при сохранении преемственности. Мы поддерживаем постоянный контакт с пользователями нашей системы и стараемся оперативно учесть их пожелания по улучшению и развитию программ. Следите за нашими публкациями и новостями в VK и FB. С архивом публикаций в печатных изданиях можно ознакомиться здесь.

Контакты:

Центральный офис

• Адрес: 141701 г. Долгопрудный, МО, Лихачевский пр-д, 8 посмотреть карту
• Телефоны: +7 (495) 232 93 94
  +7 (495) 761 91 69
  

Отделение в Санкт-Петербурге — Комтенс Северо-Запад comtensenw. ru

Представитель в Армении ООО «АМ Комтенс»

• Телефон: +374 55 821048
  

Email технической поддержки:

Отправить письмо:

Модуль удалённой поддержки

Испытание на градацию – Pavement Interactive

Обзор

Испытание на градацию и размер (рис. 1) используется для определения распределения частиц заполнителя по размерам. Распределение по размерам, возможно, является единственным наиболее важным качеством заполнителя, связанным с контролем смесей HMA. Градация и размер заполнителя влияют на объемные свойства ТМА, а также на проницаемость и удобоукладываемость смеси.

Рисунок 1: Сита, установленные друг на друга, используются для проверки градации и размера.

Рисунок 2: Взвешивание заполнителя, оставшегося на сите.

При анализе градации и крупности образец сухого заполнителя известной массы просеивается через ряд сит с постепенно уменьшающимися отверстиями. После отделения измеряют массу частиц, оставшихся на каждом сите (рис. 2), и сравнивают с общей массой образца. Распределение частиц по размерам затем выражается в процентах, оставшихся по массе на ситах каждого размера. Результаты обычно выражаются в табличном или графическом формате. Графические дисплеи почти всегда используют стандартный график градации мощности 0,45.

Стандартный тест градации и ситового анализа:

• AASHTO T 27 и ASTM C 136: Ситовой анализ мелких и крупных заполнителей

Базовая информация

Распределение размера частиц или градация входящего заполнителя (рис. 3) является одной из наиболее важных характеристик, определяющих, как смесь HMA будет работать в качестве материала дорожного покрытия. Градация заполнителя влияет почти на все важные свойства HMA, включая жесткость, стабильность, долговечность, проницаемость, обрабатываемость, сопротивление усталости, сопротивление скольжению и устойчивость к повреждению влагой (Roberts et al. , 19).96 ^[1] ).

Рис. 3. Агрегат крупным планом.

Графики градации

Градация часто выражается в графической форме. Обычно в градационных графиках используются понятия градации максимальной плотности и ее выражение в форме уравнения для построения специального графика, называемого графиком мощности FHWA 0,45.

Градация максимальной плотности

Теоретически существует особая градация, которая для заданного максимального размера заполнителя будет давать максимальную плотность. Эта градация будет включать расположение частиц, при котором более мелкие частицы последовательно упаковываются в пустоты между более крупными частицами (рис. 4). Если все сделано идеально, это приведет к минимальному пустому пространству между частицами и максимальной плотности. На практике градация заполнителя максимальной плотности нежелательна, потому что требуется определенное количество пустот, чтобы обеспечить достаточный объем для заполнения битумным вяжущим.

Уравнение Фуллера и Томпсона (интерактивное уравнение)

Независимо от практического использования, градация максимальной плотности является удобным ориентиром. В 1907 году Фуллер и Томпсон разработали широко используемое уравнение для описания градации максимальной плотности для заданного максимального размера заполнителя. Это уравнение выглядит следующим образом:

Где:

• P = процент мельчайшего размера заполнителя
• d = рассматриваемый совокупный размер
• D = максимальный размер агрегата
• n = параметр, настраивающий кривую на тонкость или крупность (для максимальной плотности частиц n ≈ 0,5 по Фуллеру и Томпсону)

График максимальной плотности 0,45 мощности (см. график)

В начале 1960-х годов FHWA представила стандартный график градации, используемый сегодня в отрасли HMA. Этот график использует уравнение Фуллера и Томпсона с n = 0,45 и удобен для определения линии максимальной плотности и настройки градации (Roberts et al. , 1996 ^[1] ). Этот график немного отличается от других графиков градации, поскольку он использует размер сита, возведенный в n-ю степень (обычно 0,45), в качестве единиц измерения по оси x. Таким образом, график уравнения максимальной плотности Фуллера и Томпсона при n = 0,45 выглядит как прямая диагональная линия. Эта прямая линия проходит от нуля до максимального размера агрегата для рассматриваемой градации. Существуют некоторые споры о том, должна ли эта строка заканчиваться максимальным совокупным размером или номинальным максимальным совокупным размером или где-то посередине, однако наиболее распространенная практика заключается в том, чтобы заканчивать ее максимальным совокупным размером.

Типы градаций (см. диаграмму)

Совокупная градация в целом может быть описана несколькими широко определенными категориями градации; каждый из них описывает общий тип градации. Эти категории следующие:

• Плотные или хорошо градуированные. Относится к градации, близкой к кривой мощности 0,45 FHWA для максимальной плотности. В наиболее распространенных смесях HMA в США, как правило, используется плотный гранулированный заполнитель. Типичные градации находятся рядом с кривой мощности 0,45, но не точно на ней. Как правило, истинная градация максимальной плотности (точно на кривой мощности 0,45) приводит к неприемлемо низкому значению VMA.
• Зазор градуированный. Относится к градации, которая содержит лишь небольшой процент частиц заполнителя среднего размера. Кривая плоская в среднем диапазоне размеров. Смеси с зазором могут расслаиваться во время укладки. Асфальт с каменной матрицей (SMA) представляет собой HMA с щелевой градацией.
• Открытая планировка. Относится к градации, которая содержит только небольшой процент частиц заполнителя в небольшом диапазоне. Это приводит к большему количеству воздушных пустот, потому что мелких частиц недостаточно, чтобы заполнить пустоты между более крупными частицами. Кривая почти вертикальна в диапазоне средних размеров и плоская и близка к нулю в диапазоне малых размеров.
• Однородный. Относится к градации, которая содержит большую часть частиц в очень узком диапазоне размеров. По сути, все частицы имеют одинаковый размер. Кривая крутая и занимает только указанный узкий диапазон размеров.

Желаемая градация для конкретной смеси HMA зависит от ее предполагаемого использования и желаемых характеристик, предполагаемой нагрузки, условий окружающей среды, а также свойств материала, структуры и смеси. Таким образом, требования к градации для конкретных смесей HMA могут широко варьироваться. Подавляющее большинство HMA, размещенных в США, имеют плотную градацию.

Максимальный размер агрегата

Максимальный размер агрегата может влиять на HMA несколькими способами. Неустойчивость (колейность, толкание) может быть следствием чрезмерно малых максимальных размеров; и плохая обрабатываемость и/или сегрегация могут быть результатом чрезмерно больших максимальных размеров (Roberts et al., 1996 ^[1] ). Максимальный размер агрегата можно определить двумя способами:

• Максимальный размер агрегата. Наименьшее сито, через которое проходят 100 процентов частиц пробы заполнителя. В составе смеси Superpave максимальный размер заполнителя определяется как «на одно сито больше номинального максимального размера» (Roberts et al., 19).96 ^[1] ).
• Номинальный максимальный размер агрегата (NMAS). Самое большое сито, задерживающее часть частиц заполнителя, но обычно не более 10 процентов по весу. Конструкция смеси Superpave определяет номинальный максимальный размер заполнителя как «на один размер сита больше, чем первое сито, чтобы удерживать более 10 процентов материала» (Roberts et al., 1996 ^[1] ).

Эти два определения, скорее всего, дадут разные размеры одной и той же совокупной выборки. Поэтому важно указать, имеется ли в виду «максимальный размер» или «номинальный максимальный размер».

Другие условия градации (см.

график)

• Тонкая градация. Градация, которая при нанесении на график градации мощности 0,45 попадает в основном выше линии максимальной плотности мощности 0,45. Этот термин обычно применяется к плотному гранулированному заполнителю.
• Грубая градация. Градация, которая при нанесении на график градации мощности 0,45 в основном находится ниже линии максимальной плотности мощности 0,45. Этот термин обычно применяется к плотному гранулированному заполнителю.
• Мелкий заполнитель (иногда называемый просто «мелким»). Определяется Асфальтовым институтом (2001 ^[2] ) как фракция заполнителя, проходящая через сито 2,36 мм (№ 8). Определяется AASHTO M 147 как природный или дробленый песок, проходящий через сито № 10 (2,00 мм), и минеральные частицы, проходящие через сито № 200 (0,075 мм).
• Крупный заполнитель. Определяется Асфальтовым институтом (2001 ^[2] ) как фракция заполнителя, оставшаяся на сите № 8 (2,36 мм). Определяется AASHTO M 147 как твердые, прочные частицы или обломки камня, гравия или шлака, удерживаемые на сите № 10 (2,00 мм).
• Минеральный наполнитель. Определен Институтом асфальта (2001 ^[2] ) как фракция мелкого заполнителя, прошедшая через сито № 30 (0,60 мм). Это не общепринято; некоторые организации определяют «минеральный наполнитель» как прохождение через сито № 200 (0,075 мм) (собственно это определение «минеральной пыли» в ВСЛ). Пылевидный известняк является наиболее часто производимым минеральным наполнителем, хотя также используется другая каменная пыль, кремнезем, гашеная известь, портландцемент и некоторые природные залежи мелкодисперсного минерального вещества (Институт асфальта, 19).62).
• Минеральная пыль. Определяется Асфальтовым институтом (2001 ^[2] ) как фракция мелкого заполнителя, которая проходит через сито № 200 (0,075 мм).

• Зона ограниченного доступа. Термин, связанный с конструкцией смеси Superpave, который относится к определенной зоне на графике градации мощности 0,45 FHWA. Первоначально было замечено, что смеси, близкие к линии максимальной плотности 0,45 мощности в более тонких градациях, иногда имели неприемлемо низкую VMA, как правило, из-за избытка природного песка. Таким образом, в попытке свести к минимуму эту проблему, в состав смеси Superpave была включена ограниченная зона, через которую типичный градиент не должен проходить в качестве рекомендуемого ориентира. Однако с момента первоначального создания зоны ограниченного доступа в отчете NCHRP 464: Зона ограниченного доступа в спецификации градации заполнителя Superpave сделан вывод, что «… градации, нарушающие зону ограниченного доступа, работают так же или лучше, чем смеси, градации которых выходят за пределы зоны ограничения; таким образом, требование зоны ограниченного доступа является излишним для смесей, отвечающих всем объемным параметрам Superpave… Было рекомендовано удалить ссылки на зону ограниченного доступа в качестве требования или рекомендации из спецификации AASHTO (AASHTO M 323) и практики (AASHTO R 35). для разработки смеси Superpave». (Кандхал и Кули, 2001 г. ^[3] ). Зона ограниченного доступа остается в Superpave только в качестве «рекомендации».

Спецификация градации

Градация и размер задаются путем обозначения NMAS и ряда контрольных точек градации. Контрольные точки дают допустимый процент прохождения (или удержания) диапазона для заданных размеров сита. Например, контрольные точки градации для смеси Superpave размером 0,5 дюйма (12,5 мм) указывают максимальное прохождение 58% и минимальное прохождение 28% на сите № 8 (2,36 мм). На графике контрольных точек показаны совокупные контрольные точки градации (показаны большими точками) для смесей Superpave. Эти контрольные точки градации довольно широки и были включены для определенных целей (Huber, 19).96 ^[4] ):

• 1-й контрольный пункт (минимум 100% прохождение). Определяет максимальный размер агрегата для смеси. По определению, 100% должны проходить через этот размер сита.
• 2-я контрольная точка установлена ​​(от 90 до 100 %). Определяет NMAS для микса. По определению, от 90 до 100% должны проходить через этот размер сита.
• Комплект 3-й контрольной точки (сито № 8 (2,36 мм)). Используется для контроля количества частиц размером с песок в смеси. Верхняя контрольная точка исключает слишком мелкие смеси, а нижняя контрольная точка обеспечивает включение достаточного количества частиц песка для получения плотной гранулированной смеси.
• Набор 4-х контрольных точек (сито № 200 (0,075 мм)). Получено из ASTM D 3515, как обычно для плотных гранулированных смесей. Сюда не входят неплотные гранулированные смеси, такие как битум с каменной матрицей (SMA), который обычно проходит через сито № 200 (0,075 мм) от 10 до 14%.

Описание теста

Следующее описание является кратким описанием теста. Это не полная процедура, и ее не следует использовать для выполнения теста. Полную процедуру тестирования можно найти в:

• AASHTO T 27 или ASTM C 136: Ситовой анализ мелких и крупных заполнителей
• AASHTO T 11 или ASTM C 117: Материалы мельче 75 мкм (№ 200) Просеивание минеральных агрегатов путем промывки

AASHTO T 30, Механический анализ извлеченного заполнителя, используется при проведении градационного анализа заполнителей, извлеченных из смеси ГМА.

Резюме

Тест можно проводить как на сухом, так и на промытом заполнителе. Анализ с промытым ситом занимает больше времени, но дает более точную градацию, особенно процент прохождения через сито № 200 (0,075 мм), поскольку промывка помогает отделить эти мелкие частицы от более крупных. Процедура сухого ситового анализа часто используется там, где требуются быстрые результаты.

Базовый ситовой анализ состоит из взвешивания образца заполнителя и последующего его пропускания через ряд сит. Гнездо сит состоит из стопки сеток из проволочной ткани с постепенно уменьшающимися отверстиями сверху вниз. Материал, оставшийся на каждом сите (слайд-шоу 1), взвешивают и сравнивают с общей массой образца. Распределение частиц по размерам выражается как процент задержания или процент прохождения через сито каждого размера. На рис. 5 показано основное оборудование для анализа градации и размера.

Рисунок 5: Оборудование для градации и размера.

Приблизительное время испытания

Процедура промывки занимает от одного до трех дней с момента отбора проб заполнителя до завершения в зависимости от содержания влаги в заполнителе на момент отбора проб.

Сухая процедура может занять около одного-двух часов с момента отбора проб заполнителя до завершения.

Базовая процедура

1. Возьмите совокупный образец соответствующей массы в одном из следующих мест: склады заполнителя, бункеры, самосвалы, конвейерная лента или проезжая часть.

2. Смешайте и уменьшите образец (Рисунок 6) до количества, подходящего для тестирования. Этот процесс уменьшения размера выборки часто называют «разделением» выборки (видео 1).

Рисунок 6: Разделение большой совокупной выборки.
Видео 1: Разделение совокупной выборки.

3. Высушить испытуемый образец до постоянной массы и определить сухую массу образца.

Образцы могут быть высушены путем нагревания (например, на горячей плите) при условии (AASHTO, 2000b ^[5] ): 1. Пара может выходить без создания давления, достаточного для разрушения частиц заполнителя. 2. Температура недостаточно высока, чтобы вызвать химическое разрушение заполнителя.

Как правило, нет необходимости сушить крупный заполнитель, так как содержание влаги не оказывает существенного влияния на результат. Крупный заполнитель необходимо высушить, если: NMAS < 0,5 дюйма (12,5 мм), или он содержит заметный материал мельче, чем сито № 4 (4,75 мм), или обладает высокой поглощающей способностью.

4. При использовании метода промывки поместите сухой образец в контейнер и залейте водой. Встряхните образец, чтобы полностью отделить все частицы мельче, чем сито № 200 (0,075 мм), от более крупного заполнителя и перевести мелкий материал во взвешенное состояние. Немедленно декантировать промывную воду, содержащую взвешенные вещества, через гнездо сит, состоящее из сита № 200 (0,075 мм) и верхнего сита с отверстиями в диапазоне от № 8 (2,36 мм) до № 16 (1,18 мм). .

Доступны автоматические стиральные машины (рис. 7 и видео 2), которые могут помочь в процессе стирки.

Рисунок 7: Промывка образца заполнителя.

Видео 2: Промывка пробы заполнителя.

5. Если используется процедура промывки, повторяйте шаг 4, пока промывочная вода не станет чистой.

6. При использовании процедуры промывки верните материал, оставшийся на вложенных ситах, в промытый образец, промыв водой. Высушите промытый образец до постоянной массы и дайте ему остыть. Определить массу образца после промывки.

7. Выберите соответствующие сита, чтобы получить информацию, требуемую спецификациями, относящимися к испытуемому материалу. Размеры сит, обычно используемых для расчета смеси Superpave: 1½ дюйма, 1,0 дюйма, ¾ дюйма, ½ дюйма, 3/8 дюйма, № 4, № 8, № 16, № 30, № 50, № 100 и сита № 200 (37,5, 25,0, 19,0, 12,5, 9,5, 4,75, 2,36, 1,18, 0,600, 0,300, 0,150 и 0,075 мм). Соберите сита в порядке уменьшения размера отверстия сверху вниз и поместите гнездо сит над кастрюлей (Видео 3).

Видео 3: Сборка гнезда сита.

8. Налейте образец на верхнее сито в гнезде (Рисунок 8).

Рис. 8: Выливание пробы заполнителя в стопку сит.

9. Просеять материал на механическом грохоте (рис. 9 и видео 4).

Рис. 9: Шейкер для градационного анализа.
Видео 4: Встряхивание образца заполнителя.

10. Определить массу материала, оставшегося на сите каждого размера (Видео 5). Запишите совокупную оставшуюся массу для каждого размера сита (массу, оставшуюся на сите определенного размера, и массу, оставшуюся на всех ситах с большими отверстиями).

Видео 5: Взвешивание пробы заполнителя после встряхивания.

Следите за тем, чтобы проба не перегружала отдельные сита. Избыток материала на конкретном сите может помешать материалу, который в противном случае прошел бы через сито, может заблокировать его.

Результаты

Измеренные параметры

Процент задержания или процент прохождения каждого размера сита по массе и материала мельче, чем сито 0,075 (№ 200).

Технические характеристики

Конструкция смеси Superpave определяет контрольные точки градации заполнителя для смесей NMAS 0,375 дюйма (9,5 мм), 0,5 дюйма (12,5 мм), 0,75 дюйма (19,0 мм), 1,0 дюйма (25,0 мм) и 1,5 дюйма (37,5 мм). На рис. 10 показан только один из этих размеров в отвале на полностью фракционированном карьере заполнителя.

Рисунок 10: Заполнитель после обработки из карьера.

В следующей таблице (из AASHTO M 323) показаны контрольные точки градации, используемые в процессе проектирования смеси Superpave. Иногда местные агентства модифицируют эти контрольные точки в соответствии с местными потребностями.

Superpave Mix Design Контрольные точки градации заполнителя (из AASHTO M 323)

КОНТРОЛЬНЫЕ ТОЧКИ НОМИНАЛЬНОГО МАКСИМАЛЬНОГО РАЗМЕРА ЗАГРУЗКИ (ПРОЦЕНТ ПРОХОЖДЕНИЯ)
Размер сита		37,5 мм (1,5 дюйма)		25,0 мм (1,0 дюйм)		19,0 мм (0,75 дюйма)		12,5 мм (0,5 дюйма)		9,5 мм (1,375 дюйма)
Метрическая система	США	Мин.	Макс.	Мин.	Макс.	Мин.	Макс.	Мин.	Макс.	Мин.	Макс.
50,0 мм	2,0 дюйма	100	—	—	—	—	—	—	—	—	—
37,5 мм	1,5 дюйма	90	100	100	—	—	—	—	—	—	—
25,0 мм	1,0 дюйм	—	90	90	100	100	—	—	—	—	—
19,0 мм	0,75 дюйма	—	—	—	90	90	100	100	—	—	—
12,5 мм	0,5 дюйма	—	—	—	—	—	90	90	100	100	—
9,5 мм	0,375 дюйма	—	—	—	—	—	—	—	90	90	100
4,75 мм	№ 4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	90
2,36 мм	№ 8	15	41	19	45	23	49	28	58	32	67
0,075 мм	№ 200	0	6	1	7	2	8	2	10	2	10

На следующем рисунке показаны контрольные точки градации из предыдущей таблицы в интерактивной графической форме.

Типовые значения

Стандартной градации и размера смеси Superpave не существует. Как правило, градация и размер должны соответствовать контрольным точкам градации, определенным в спецификации состава смеси Superpave (AASHTO M 323). Однако многие государственные и местные агентства определяют свои собственные контрольные точки градации, которые могут отличаться от стандартных контрольных точек градации Superpave.

Хотя градация и размер будут варьироваться в зависимости от предполагаемого использования HMA, местоположения и наличия материала, большинство смесей Superpave HMA представляют собой смеси NMAS с плотностью фракций 0,5 дюйма (12,5 мм) или 0,75 дюйма (19,0 мм).

Покрытия, рассчитанные на большие нагрузки, такие как аэропорты (Рисунок 11), промышленные объекты (Рисунок 12) и портовые сооружения (Рисунок 13), часто используют NMAS большего размера (обычно ≥ 0,75 дюйма (19,0 мм)). Эти тротуары требуют особого ухода, чтобы быть правильно спроектированными и построенными.

Рис. 13: Использование портового покрытия.

Рис. 12: Использование промышленного покрытия.

Рис. 13: Использование портового покрытия.

Базовый уровень HMA иногда создается с более крупным NMAS; обычно ≥ 19,0 мм (0,75 дюйма).

Расчеты

Градация может быть указана либо как процентное содержание оставшегося материала, либо как процент прохождения через сито каждого размера.

Процент, оставшийся на каждом сите

Где:

• Msieve = совокупная масса, оставшаяся на сите
• Mtotal = общая исходная масса образца

Процент, прошедший через каждое сито

Проценты, прошедшие через сито № 200 (0,075 мм), указываются с точностью до 0,1 %.

Сноски    (↵ возвращается к тексту)

1. Roberts, F.L.; Кандхал, PS; Браун, ER; Ли, Д. Ю. и Кеннеди, Т.В. (1996). Асфальтовые материалы для горячих смесей, проектирование и изготовление смесей . Образовательный фонд Национальной ассоциации асфальтобетонных покрытий. Lanham, MD.↵
2. Асфальтовый институт. (2001). Строительство HMA . Учебная серия №22 (МС-22). Асфальтовый институт. Лексингтон, Кентукки. ↵
3. Кандхал, П.С. и Кули, Лос-Анджелес (2001). Отчет NCHRP 464: Зона ограниченного доступа в Спецификации градации заполнителя Superpave . Совет по исследованиям в области транспорта, Национальный исследовательский совет. Вашингтон, округ Колумбия http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/nchrp_rpt_464-a.pdf.↵
4. Хубер, Г. (1996). Оценка градации Superpave. Исследовательская программа Superpave Asphalt, Техасский университет, Остин. http://www.utexas.edu/research/superpave/articles/sp_grad1.html. По состоянию на 28 августа 2004 г. ↵
5. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO). (2000б). Стандартные технические условия на транспортные материалы и методы отбора проб и испытаний, двадцатое издание: Часть II – Испытания . Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Вашингтон, округ Колумбия↵

Градация и размер – Pavement Interactive

Распределение размера частиц или градация заполнителя является одной из наиболее важных характеристик заполнителя, определяющих его поведение в качестве материала дорожного покрытия. В HMA градация помогает определить почти все важные свойства, включая жесткость, стабильность, долговечность, проницаемость, обрабатываемость, сопротивление усталости, сопротивление трению и восприимчивость к влаге (Roberts et al., 1996 ^[1] ). В PCC градация помогает определить долговечность, пористость, удобоукладываемость, требования к цементу и воде, прочность и усадку. Из-за этого градация является основной задачей при разработке смесей HMA и PCC, и поэтому большинство агентств указывают допустимые совокупные градации для обоих.

Максимальный размер агрегата

Максимальный размер агрегата может по-разному влиять на HMA, PCC и базовые/подбазовые курсы. В HMA нестабильность может быть следствием чрезмерно малых максимальных размеров; и плохая обрабатываемость и/или сегрегация могут быть результатом чрезмерно больших максимальных размеров (Roberts et al., 1996 ^[1] ). В PCC большие максимальные размеры могут не соответствовать отверстиям арматурных стержней, но они, как правило, повышают прочность PCC, поскольку водоцементное отношение может быть снижено. ASTM C 125 определяет максимальный размер заполнителя одним из двух способов:

• Максимальный размер . Наименьшее сито, через которое проходят 100 процентов частиц пробы заполнителя. Superpave определяет максимальный размер заполнителя как «, на одно сито больше, чем номинальный максимальный размер » (Roberts et al., 1996 ^[1] ).
• Номинальный максимальный размер . Самое большое сито, которое удерживает часть частиц заполнителя, но обычно не более 10 процентов по весу. Superpave определяет номинальный максимальный размер заполнителя как « на один размер сита больше, чем первое сито, чтобы удерживать более 10 процентов материала » (Roberts et al., 1996 ^[1] ).

Таким образом, важно указать, идет ли речь о «максимальном размере» или «номинальном максимальном размере».

Желаемая градация

Градация оказывает сильное влияние на характеристики материала. Но какая градация лучшая? Это сложный вопрос, ответ на который будет варьироваться в зависимости от материала (HMA или PCC), его желаемых характеристик, нагрузки, условий окружающей среды, материалов, структурных свойств и свойств смеси. Поэтому требования к градации для конкретных смесей HMA и PCC обсуждаются в разделах, посвященных соответствующим типам дорожного покрытия. В этом разделе представлены некоторые основные рекомендации, применимые к обычным плотным смесям.

Разумно полагать, что лучшая градация — это та, которая обеспечивает максимальную плотность. Это будет включать расположение частиц, при котором более мелкие частицы упакованы между более крупными частицами, что уменьшает пустое пространство между частицами. Это создает больший контакт между частицами, что в HMA повысит стабильность и уменьшит инфильтрацию воды. В PCC это уменьшенное пустое пространство снижает количество требуемого цементного теста. Тем не менее, некоторое минимальное количество пустого пространства необходимо для того, чтобы:

• Обеспечьте достаточный объем для заполнения вяжущим (асфальтовое вяжущее или портландцемент).
• Способствуют быстрому дренажу и устойчивости к морозу для слоев основания и подстилающего слоя.

Таким образом, хотя это может и не быть «наилучшей» градацией заполнителя, градация максимальной плотности обеспечивает общий эталон. Широко используемое уравнение для описания градации максимальной плотности было разработано Фуллером и Томпсоном в 1907 году. Их основное уравнение:

0,45 Кривая максимальной плотности мощности

В начале 1960-х годов FHWA представила стандартную градационную диаграмму, используемую сегодня в отрасли HMA. Этот график использует n = 0,45 и удобен для определения линии максимальной плотности и настройки градации (Roberts et al., 1996 ^[1] ). Этот график немного отличается от других графиков градации, поскольку он использует размер сита, возведенный в степень n ^th (обычно 0,45), в качестве единиц измерения по оси x. Таким образом, n = 0,45 выглядит как прямая диагональная линия (рис. 1). Линия максимальной плотности выглядит как прямая линия от нуля до максимального размера заполнителя для рассматриваемой смеси (точное расположение этой линии является несколько спорным, но положения, показанные на рисунке 1, являются общепринятыми).

Рисунок 1. Кривые максимальной плотности для 0,45 График градации мощности (каждая кривая относится к разным максимальным размерам заполнителя).

 

Чтобы проиллюстрировать, как определяются кривые максимальной плотности на рисунке 1, в таблице 1 показаны соответствующие расчеты для максимального размера заполнителя 19,0 мм.

Терминология градации

Для классификации градации используется несколько общих терминов. Это не точные технические термины, а скорее термины, которые относятся к градациям, имеющим общие характеристики (см. рис. 2):

Плотный или хорошо градуированный

Относится к градации, близкой к кривой мощности 0,45 FHWA для максимальной плотности. В наиболее распространенных конструкциях смесей HMA и PCC в США, как правило, используется плотный гранулированный заполнитель. Типичные градации находятся рядом с кривой мощности 0,45, но не точно на ней. Как правило, истинная градация максимальной плотности (точно на кривой мощности 0,45) приводит к неприемлемо низкому значению VMA.

Gap Grade

Относится к градации, которая содержит лишь небольшой процент частиц заполнителя среднего размера. Кривая плоская в среднем диапазоне размеров. В некоторых смесях PCC используется заполнитель с щелевыми фракциями, чтобы обеспечить более экономичную смесь, поскольку для заданной удобоукладываемости можно использовать меньшее количество песка. Смеси HMA с зазором могут расслаиваться во время укладки.

Открытая градация

Относится к градации, которая содержит только небольшой процент частиц заполнителя в небольшом диапазоне. Это приводит к большему количеству воздушных пустот, потому что мелких частиц недостаточно, чтобы заполнить пустоты между более крупными частицами. Кривая почти вертикальна в диапазоне средних размеров и плоская и близка к нулю в диапазоне малых размеров.

Однородная градация

Относится к градации, которая содержит большую часть частиц в очень узком диапазоне размеров. По сути, все частицы имеют одинаковый размер. Кривая крутая и занимает только указанный узкий диапазон размеров.

Зона ограниченного доступа

Зона ограниченного доступа была упразднена в 2002 году, но вы все еще можете встретить упоминания о ней в исторических документах. Ограниченная зона относится к определенной области графика градации мощности 0,45 FHWA, связанной с конструкциями смесей Superpave. Первоначально было замечено, что смеси, близко следующие к линии максимальной плотности мощности 0,45 в более тонких градациях, иногда имели неприемлемо низкую VMA. Поэтому, пытаясь свести к минимуму эту проблему, Superpave включил в качестве рекомендуемой зоны ограниченную зону, через которую не должна проходить типичная градация. Однако с момента создания зоны ограниченного доступа Отчет NCHRP 464 Зона ограниченного доступа в Спецификации градации заполнителя Superpave пришла к выводу, что «…градации, нарушающие зону ограничений, работают так же или лучше, чем смеси, градации которых выходят за пределы зоны ограничений; таким образом, требование о зоне ограниченного доступа является избыточным для смесей, отвечающих всем объемным параметрам Superpave… Было рекомендовано удалить ссылки на зону ограниченного доступа в качестве требования или рекомендации из спецификации AASHTO (AASHTO MP 2) и практики (AASHTO PP 28). для создания объемной смеси Superpave». (Кандхал и Кули, 2001 г. ^[2] ).

Тонкая градация

Градация, которая при нанесении на график градации мощности 0,45 попадает в основном выше линии максимальной плотности мощности 0,45. Этот термин обычно применяется к плотному гранулированному заполнителю.

Грубая градация

Градация, которая при нанесении на график градации мощности 0,45 в основном находится ниже линии максимальной плотности мощности 0,45. Этот термин обычно применяется к плотному гранулированному заполнителю.

Рис. 2: График градаций FHWA, показывающий репрезентативные градации

Проницаемость

На рис. 3 показаны некоторые типичные градации заполнителей и связанные с ними проницаемости. Это показывает, что даже небольшое количество частиц, проходящих через сито 0,075 мм (#200), приводит к очень низкой проницаемости. Следовательно, для заполнителей основания и подстилающего слоя, где проницаемость важна для дренажа и морозостойкости, многие агентства указывают максимальный весовой процент пропускания для этого сита.

Рис. 3. Типичные градации и проницаемости заполнителя (по Риджуэю, 1982)

Таблица 1. Некоторые репрезентативные спецификации градаций для агрегированных курсов из Стандартных спецификаций FHWA 1996 г. для строительства дорог и мостов на объектах федеральных автомобильных дорог (FP-96)

Примечания:

• Число в скобках указывает на допустимые отклонения (±) от целевого значения.
• Это только репрезентативные градации, которые не представляют собой полный список градаций, указанных FHWA.

Рисунок 4. Некоторые репрезентативные спецификации градаций для совокупных курсов из 1996 FHWA

Родственные тесты

Градационный тест

Модуль крупности

Сноски    (↵ возвращается к тексту)

1. Roberts, F.L., Kandhal, P.S., Brown, T.NedyW.Y., and Lee, D. (1996). Асфальтовые материалы для горячих смесей, проектирование и изготовление смесей . Образовательный фонд Национальной ассоциации асфальтоукладчиков.