ОДМ 218.3.047-2015. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по определению низкотемпературных характеристик асфальтобетона
(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 08.10.2015 № 1869-р)
Примечание
Документ рекомендован к применению с 19 ноября 2015 года Распоряжением Росавтодора от 08.10.2015 № 1869-р.
Издан на основании Распоряжения Федерального дорожного агентства от 8 октября 2015 г. № 1869-р
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АСФАЛЬТОБЕТОНА
1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Институт „СТРОЙПРОЕКТ“ (ЗАО „Институт „СТРОЙПРОЕКТ“) совместно с Автономной некоммерческой организацией „Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса“ (АНО „НИИ ТСК“).»
2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.
3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 08.10.2015 № 1869-р.
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — ОДМ) распространяется на асфальтобетонные смеси, применяемые для устройства конструктивных слоев дорожной одежды, и устанавливает методику проведения испытаний на определение низкотемпературных характеристик асфальтобетона.
В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 12.4.131-83 Халаты женские. Технические условия.
ГОСТ 12.4.132-83 Халаты мужские. Технические условия.
ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.4.252-2013 Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты рук. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний
В настоящем ОДМ применяются следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 низкотемпературное трещинообразование: Разрушение образца асфальтобетона под воздействием отрицательных температур.
3.2 образец: Образец асфальтобетона призматической формы с квадратным сечением полученный из образца-плиты.
3.3 образец-плита: Образец асфальтобетона уплотненный с помощью секторного либо роликового уплотнителя.
3.4 термическое напряжение: Напряжение, возникающее в образце асфальтобетона за счет внутреннего сжатия, вызванного понижением температуры окружающей среды.
3.5 кривая напряжения: Зависимость между температурой и возникающим при ее понижении напряжением.
4. Требования к испытательному оборудованию, средствам измерения, вспомогательным устройствам, реактивам
4.1 Испытательное оборудование.
4.1.1 Установка для проведения испытаний на определение низкотемпературных характеристик, приведенная на рисунке 1, способная возвращать образец к первоначальному размеру после сжатия при воздействии низких температур, и оснащенная электронным считывающим устройством, которое должно фиксировать показатели датчика напряжения, датчика перемещения, температуру образца асфальтобетона, и температуру внутри климатической камеры.
Рисунок 1 — Схема установки для проведения испытания при низких температурах
4.1.2 Климатическая камера, с функцией принудительной циркуляции воздуха, способная поддерживать постоянную температуру в диапазоне от минус 50 °C до 50 °C с точностью 0,5 °C, а также понижать температуру образца асфальтобетона со скоростью 10 °C в час.
4.1.3 Циркулярная пила с алмазным напылением для нарезки испытательных образцов из асфальтобетонных плит, приготовленных на секторном, или роликовом уплотнителе.
4.1.4 Эпоксидный клей способный выдерживать нагрузку не менее 20 МПа при температурах от минус 15 °C до минус 50 °C.
4.1.5 Для измерения температуры применяются три термодатчика с диапазоном измерений от минус 50 °C до 25 °C, с ценой деления 0,1 °C и точностью 0,3 °C.
4.1.6 Для измерения перемещения применяются два датчика с рабочим диапазоном измерений от 150 до 450 мкм, с ценой деления 1,25 мкм и точностью не более чем 5 мкм.
4.1.7 Монтажное устройство, приведенное на рисунке 2, с зажимом для приклеивания образцов асфальтобетона к крепежным устройствам, обеспечивающее центрическое и перпендикулярное расположение граней образца.
Рисунок 2 — Схема монтажа образца асфальтобетона для проведения испытания при низких температурах
4.1.8 Глина формовочная, способная сохранять адгезионные свойства при низких температурах.
Сущность метода заключается в определении температуры при которой образец асфальтобетона разрушается под воздействием внутренних сжимающих напряжений, вызванных низкотемпературным сжатием асфальтобетона. В течение испытания необходимо постоянно фиксировать температуру, напряжение, и деформацию в образце.
6. Требования безопасности, охраны окружающей среды
При работе с асфальтобетонными смесями используют одежду специальную защитную — по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки — по ГОСТ Р 12.4.246.
При выполнении измерений соблюдают правила по электробезопасности — по ГОСТ Р 12.1.019 и инструкции по эксплуатации оборудования.
Испытанные асфальтобетонные смеси утилизируют в соответствии с рекомендациями завода изготовителя, указанными в стандарте организации на материал.
7. Требования к условиям измерений
При приготовлении образцов соблюдают следующие условия для помещений:
8. Подготовка к проведению испытания
8.1 Испытательные образцы получают путем распила асфальтобетонных образцов-плит, приготовленных лабораторным методом на роликовом либо секторном уплотнителе. Образцы выпиливаются на циркулярной пиле, на расстоянии не менее чем 10 мм от краев образца-плиты.
Для проведения испытаний необходимо выпилить как минимум два асфальтобетонных образца призматической формы с квадратным сечением размером от 45 до 55 мм и длиной от 245 до 255 мм.
8.2 После распиливания образцов необходимо измерить средний размер сторон поперечного сечения образца. Для этого производятся измерения в пяти точках по высоте образца и рассчитывается среднеарифметическое значение размеров сторон сечения балки с точностью до 0,01 мм. Для вычисления средней площади сечения образца перемножаются средние размеры сторон поперечного сечения. Результат фиксируется с точностью до 0,001 мм2.
8.3 Для обеспечения достоверности полученных результатов необходимо у выпиленных образцов определить остаточную пористость. Для этого необходимо определить истинную плотность исходной асфальтобетонной смеси и среднюю плотность образцов в соответствии с ГОСТ 12801.
Остаточную пористость асфальтобетонных образцов вычисляют по формуле 1.
V_{\text{пор}} = 100(1 - \frac{\rho_{\text{ср}}}{\rho_{\text{ист}}}) (1)
где: Vпор — остаточная пористость;
\rho_{\text{ср}} — средняя плотность, г/см3;
\rho_{\text{ист}} — истинная плотность, г/см3.
Для проведения испытание необходимо чтобы остаточная пористость образцов не отличалась друг от друга более чем на 0,5%.
8.4 Перед проведением испытания необходимо убедиться что поверхности крепежей, приклеиваемые к образцу чистые и гладкие. При необходимости можно очистить приклеиваемые поверхности крепежей от остатков образца от предыдущего испытания с помощью наждачной бумаги с зернистостью 240.
8.5 Для обеспечения правильного центрированного приклеивания образца необходимо нанести линии по центру, вдоль каждой грани образца, а также необходимо нанести на крепеж четыре диаметральных линии под углом в 45°. При приклеивании образца к крепежам, линии на крепеже должны совпадать с ребрами образца и линиями нанесенными по центру каждой грани образца.
8.6 Приклейте образец эпоксидным клеем к крепежам с помощью монтажной подставки, как показано на рисунке 2, ось образца должна быть строго перпендикулярна поверхности стола. Выравнивание образца является основополагающим фактором для получения достоверных данных. При приклеивании образцов эпоксидной смолой с отвердителем строго следуйте инструкции производителя по дозировке компонентов, срокам отвердевания и т.д.
8.7 После полного отвердевания эпоксидного клея необходимо вручную открутить зажимное кольцо на монтажной подставке и изъять заготовку, состоящую из образца с приклеенными с двух торцов крепежами. Присоедините заготовку к креплениям испытательной установки и протермостатируйте до начальной температуры (5 +/- 2) °C в течение (6,25 +/- 0,25) часов.
8.8 Прикрепите к образцу термодатчики с помощью формовочной глины в верхней части, по середине и в нижней части по одному на разные грани.
8.9 Закрепите заготовку в испытательном стенде и закрепите стержни из инварной стали расположенные между верхним и нижним крепежом для предотвращения кручения образца вдоль своей оси.
8.10 Подключите датчики измерения деформации между верхним и нижним крепежом.
9. Порядок проведения испытания
9.1 Доведите температуру в климатической камере до 5 °C.
9.2 Когда средняя температура поверхности образца будет равна (5 +/- 1) °C необходимо приложить к образцу начальное усилие растяжения (50 +/- 5) Н, путем поворачивания рукоятки шагового двигателя.
9.3 По достижении требуемого напряжения, необходимо понижать температуру в климатической камере со скоростью (10 +/- 1) °C/ч.
9.4 В ходе проведения испытания необходимо фиксировать через равные промежутки времени температуру в климатической камере, температуру образца, величину деформации образца и напряжение в образце.
9.5 Испытание продолжается до тех пор, пока образец не разрушится. По окончании испытания фиксируются средняя температура образца в момент разрушения и нагрузка в момент разрушения.
10. Обработка результатов испытания
10.1 После проведения испытания необходимо вычислить предел прочности R, кПа по формуле 2.
где: P — усилие при растяжении в момент разрыва, Н;
A — средняя площадь поперечного сечения образца, мм2.
10.2 Так же необходимо рассчитать падение кривой напряжения \Delta , Па/°C по формуле 3.
где: dS — среднее значение изменения напряжения вдоль линейной части кривой непосредственно перед разрушением, Па;
dT — среднее значение изменения температуры вдоль линейной части кривой непосредственно перед разрушением, °C.
Для определения dS и dT необходимо на кривой падения напряжения (см. рисунок 3), непосредственно на участке перед разрушением выделить прямой отрезок. Средние значения, на данном прямом отрезке, спроецированные на оси «термического напряжения» и «температуры» являются соответственно dS и dT.
10.3 На рисунке 3 приведен пример кривой напряжения вызванного термическим сжатием [1].
Рисунок 3 — Пример кривой напряжения вызванного термическим сжатием
11. Оформление результатов испытания
Протокол проведения испытания на определение низкотемпературных характеристик асфальтобетона должен включать следующую информацию:
- дату проведения испытания;
- название организации, проводившей испытание;
- вид, тип и марку асфальтобетона;
- марку вяжущего;
- остаточную пористость;
- температуру образца в момент разрушения (среднее значение из трех показаний термодатчиков) с точностью до 0,1 °C;
- среднее значение поперечного сечения образца с точностью до 0,001 мм2;
- значение максимального напряжения в момент разрушения с точностью 5 Н;
- прочности при разрыве с точностью 5 кПа;
- падение кривой напряжения с точностью 100 Па/°C;
- описание разрушения (расположение разрыва по длине образца; характер разрыва: угловой, плоский, по минеральным зернам, по пленке битума и т.д.). Так же в протоколе могут быть приведены фотографии с характером разрушения.
12. Контроль точности результатов испытания
Точность результата испытания обеспечивается:
- соблюдением требований настоящего документа;
- проведением периодической оценки метрологических характеристик средств измерений;
- проведением периодической аттестации оборудования.
Лицо, проводящее измерения, должно быть ознакомлено с требованиями настоящего документа.
| [1] | AASHTO TP 10 | Standart Test Method For Thermal Stress Restrained Specimen. Tensile Strenght. Стандартный метод определения температурного напряжения в зажатом образце. Предел прочности. |
|---|
Руководитель разработки Генеральный директор ЗАО «Институт „Стройпроект“ ЖУРБИН А.А.»
Исполнитель Генеральный директор АНО «НИИ ТСК» СИМЧУК Е.Н.
Исполнитель Генеральный директор ООО «СЗЛК» МЯСНИКОВ А.Г.