ОДМ 218.3.108-2019. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по применению различных методов уплотнения асфальтобетонных смесей в лабораторных условиях

(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 27.06.2019 № 1617-р)

дорожного агентства

ОДМ 218.3.108-2019

ОКС 93.080.01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Инновационный технический центр» (ООО «ИТЦ»).

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 27.06.2019 № 1617-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1 Область применения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — методический документ) распространяется на асфальтобетонные смеси и смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные, применяемые для устройства конструктивных слоев дорожных одежд, и устанавливает процедуры приготовления образцов в лабораторных условиях.

1.2 Методический документ содержит описание методов изготовления асфальтобетонных образцов с уточнением процедуры подготовки и уплотнения асфальтобетонных образцов, обеспечивающих повышение воспроизводимости результатов испытаний.

1.3 Применение данного методического документа позволит повысить качество выполняемых работ, точность получения результатов, а также их сходимость и воспроизводимость.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе 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 12.4.252-2013 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты рук. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 166-89 (СТ СЭВ 704-77; СТ СЭВ 707-77; СТ СЭВ 1309-78, ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия

ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний

ГОСТ 31015-2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия

ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ Р 58401.1-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования

ГОСТ Р 58401.2-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования

ГОСТ Р 58401.9-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод сокращения проб

ГОСТ Р 58401.13-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод приготовления образцов вращательным уплотнителем

ГОСТ Р 58401.16-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Методы определения максимальной плотности

ГОСТ Р 58401.24-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Методы проведения термостатирования

ПНСТ 183-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия

ПНСТ 184-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Технические условия

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь: Рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом состоянии.

3.2 асфальтобетонная смесь: Рационально подобранная смесь, состоящая из минеральной части (щебня, песка и минерального порошка или без него) и битумного вяжущего, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии.

3.3 асфальтобетон: Уплотненная асфальтобетонная смесь.

3.4 эквивалентная одноосная нагрузка: Нагрузка, равная 80 кН, передаваемая на дорожное покрытие от одной оси транспортного средства.

3.5 воздушные пустоты: Общее количество пустот в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси.

3.6 пустоты в минеральном заполнителе (ПМЗ): Общее количество пустот между зернами минерального заполнителя в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси, которое включает количество воздушных пустот и оптимально эффективное содержание вяжущего.

3.7 пустоты, наполненные битумом (ПНБ): Общее количество пустот, заполненных вяжущим, выраженное в процентах от объема ПМЗ.

3.8 номинальный максимальный размер минерального заполнителя: Размер минерального заполнителя, соответствующий размеру ячейки сита, который на один размер больше первого сита, где остаток минерального заполнителя составляет более 10%.

3.9 максимальный размер минерального заполнителя: Размер минерального заполнителя, который на один размер больше, чем номинальный максимальный размер минерального заполнителя.

3.10 водостойкость: Отношение предела прочности при непрямом растяжении серии образцов, подверженных водонасыщению и циклу «замораживание-оттаивание», к пределу прочности при непрямом растяжении серии образцов, выдержанных при комнатных условиях.

3.11 образец-плита: Уплотненная асфальтобетонная смесь в специальной установке секторным вальцом или другими средствами, имитирующими уплотнение асфальтобетонной смеси при укладке на автомобильной дороге.

3.12 установка Маршалла: Установка для приготовления образцов, уплотнение в которой достигается за счет нагрузки от падающего груза.

3.13 вальцовый уплотнитель: Установка для приготовления образцов-плит, уплотнение в которой достигается за счет раскатывающего усилия от секторного вальца, моделирующего уплотнение катками.

3.14 вращательный уплотнитель (гиратор): Установка для приготовления образцов, уплотнение в которой достигается за счет сочетания вращательного сдвигового действия и вертикальной нагрузки.

4 Требования безопасности, охраны окружающей среды

4.1 При работе с асфальтобетонами используют одежду специальную защитную по ГОСТ 12.4.131-83 или ГОСТ 12.4.132-83, для защиты рук — перчатки по ГОСТ 12.4.252-2013.

4.2 При выполнении измерений соблюдают правила по электробезопасности согласно ГОСТ Р 12.1.019-2009 и инструкции по эксплуатации оборудования.

5 Требования к условиям испытаний

При выполнении измерений соблюдают следующие условия для помещений, в которых испытывают образцы:

6 Метод изготовления асфальтобетонных образцов прессованием

6.1 Сущность метода

6.2 Средства измерения и вспомогательное оборудование

6.2.1 При приготовлении асфальтобетонных образцов применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

• весы лабораторные по ГОСТ Р 53228-2008 с пределом взвешивания не менее 3000 г и точностью 0,1 г;
• установка (пресс) для уплотнения образцов с возможностью создания нагрузки не менее 320 кН и погрешностью измерения не более 2%. Допускается применение установок, способных уплотнять несколько образцов одновременно с требуемым давлением;
• штангенциркуль по ГОСТ 166-89;
• металлический стержень для штыкования диаметром не более 5 мм и длиной не менее 250 мм;
• термометр с погрешностью измерения не более 1 °C в диапазоне измеряемых температур от 0 °C до 200 °C;
• сушильный шкаф для нагрева и поддержания температуры до 220 °C с точностью до 3 °C;
• устройство для извлечения образца (выжимное устройство, позволяющее извлечь образец из формы без повреждения);

Рисунок 3 — Цилиндрическая форма диаметром 101,0 мм,

Требования к формам приведены в ГОСТ 12801-98.

6.3 Подготовка к уплотнению

6.3.1 Асфальтобетонную смесь разогревают до температуры в зависимости от применяемого вяжущего в соответствии с ГОСТ 12801-98. В процессе нагрева асфальтобетонную смесь тщательно перемешивают с периодичностью в 30 мин.

Металлическую форму и вкладыши помещают в сушильный шкаф не менее чем за 30 мин до начала уплотнения. Температуру в шкафу поддерживают в диапазоне от 90 °C до 100 °C.

Примечание — Рекомендуется определять температуру уплотнения смеси в соответствии с приложением Б ГОСТ Р 58401.13-2019.

6.3.2 В случае необходимости асфальтобетонную смесь делят на пробы массой, необходимой для приготовления одного образца по методу Б ГОСТ Р 58401.9-2019.

6.4 Уплотнение асфальтобетонных образцов

6.4.1 Форму со вставленным нижним вкладышем наполняют ориентировочным количеством асфальтобетонной смеси (рисунок 4) в соответствии с таблицей 1.

Рисунок 4 — Приготовление асфальтобетонного образца

Таблица 1

Характеристики асфальтобетонных образцов

Вид смеси	Размер образца, мм		Ориентировочное количество смеси на образец, г	Давление при изготовлении образцов, МПа
	Диаметр	Высота
Песчаная	50,5	50,5 +/- 1,0	220 — 240	40,0
Мелкозернистая	71,4	71,4 +/- 1,5	640 — 670
Крупнозернистая	101,0	101,0 +/- 2,0	1900 — 2000

Смесь равномерно распределяют в форме и штыкуют металлическим стержнем 15 раз по периметру и 10 раз по центру формы (рисунок 5), вставляют верхний вкладыш и прижимают им смесь.

Рисунок 5 — Металлический стержень для штыкования в форме со смесью

6.4.2 Форму со смесью устанавливают на нижнюю плиту пресса для уплотнения, при этом нижний вкладыш должен выступать из формы на расстояние от 1,5 до 2 см. Верхнюю плиту пресса доводят до соприкосновения с верхним вкладышем и включают электродвигатель пресса (рисунок 6).

Рисунок 6 — Уплотнение асфальтобетонной смеси на прессе П-50

6.4.3 Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа в течение от 5 до 10 с. Уплотнение продолжают в течение (3,0 +/- 0,1) мин, затем давление снижают до нуля и выключают электродвигатель пресса.

6.4.4 Форму со смесью помещают на выжимное устройство (рисунок 7 а) и извлекают асфальтобетонный образец из формы (рисунок 7 б).

Рисунок 7 — Выжимное устройство (а, б) для извлечения образцов из форм

6.4.5 Уплотнение образцов, содержащих более 50% щебня по массе, следует производить вибрированием с последующим доуплотнением прессованием. Форму со смесью устанавливают на виброплощадку и плотно закрепляют специальным приспособлением (рисунок 8) (конструкция приспособления для крепления зависит от типа виброплощадки).

Рисунок 8 — Виброплощадка для предварительного уплотнения многощебенистых смесей

Смесь в форме вибрируют в течение (3,0 +/- 0,1) мин при частоте (2900 +/- 100) мин-1, амплитуде (0,40 +/- 0,05) мм и вертикальном давлении (30 +/- 5) кПа, которое передается на смесь грузом, свободно навешенным на верхний вкладыш формы. По окончании вибрации форму с образцом снимают с виброплощадки, устанавливают на плиту пресса для доуплотнения под давлением (20,0 +/- 0,5) МПа и выдерживают при этом давлении (3,0 +/- 0,1) мин. Затем нагрузку снимают и извлекают образец из формы выжимным приспособлением.

6.5 Контроль качества приготовленных образцов

6.5.1 Готовый асфальтобетонный образец измеряют штангенциркулем в трех точках, расположенных на равном расстоянии друг от друга (рисунок 9), высота образца должна соответствовать требованиям таблицы 1.

Рисунок 9 — Измерение асфальтобетонного образца штангенциркулем

6.5.2 Если высота образца не соответствует высоте, приведенной в таблице 1, то требуемую массу смеси для формования образца g, r, рассчитывают по формуле

g = g_{0} \frac{h}{h_{0}} , (1)

где g0 — масса пробного образца, г;

h — требуемая высота образца, мм;

h0 — высота пробного образца, мм.

6.5.3 Образцы с дефектами кромок и непараллельностью верхнего и нижнего оснований бракуют.

7 Метод изготовления асфальтобетонных образцов на установке Маршалла

7.1 Сущность метода

Данный метод применяют для приготовления цилиндрических асфальтобетонных образцов с использованием ударного уплотнителя Маршалла. На готовых асфальтобетонных образцах определяют как объемные (объемную плотность, содержание воздушных пустот, ПМЗ и ПНБ), так и физико-механические свойства (течение по Маршаллу, водостойкость, жесткость, долговечность и т.п.) на соответствие требованиям ПНСТ 183-2019 и ПНСТ 184-2019.

7.2 Средства измерения и вспомогательное оборудование

При приготовлении асфальтобетонных образцов применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

- сборные формы для уплотнения асфальтобетонной смеси с номинальным максимальным размером зерен заполнителя до 31,5 мм, состоящие из основания формы, цилиндрической части и удлинительного кольца (рисунок 10);

- уплотнительные молоты для уплотнения образцов из асфальтобетонной смеси с номинальным максимальным размером зерен заполнителя до 31,5 мм со скользящим грузом массой (4535 +/- 15) г и (10210 +/- 20) г с ходом свободного падения (457,2 +/- 1,5) мм (рисунок 11);

Примечание — Существуют уплотнительные установки Маршалла с механическим, полуавтоматическим и автоматическим управлением с регулируемым количеством ударов молота при уплотнении.

- опорную стойку уплотнителя, представляющую собой деревянную стойку с размером ребра не менее 180 мм, высотой не менее 450 мм, накрытую стальной пластиной толщиной (25,0 +/- 2,5) мм с размером ребра не менее 295 мм. Деревянная стойка должна быть изготовлена из дуба, сосны или другой древесины со средней плотностью в сухом состоянии от 0,67 до 0,77 г/см3 и крепиться к цельному бетонному основанию кронштейнами. Стальная пластина должна быть прочно закреплена на стойке;

Примечание — Возможно применение конструкции стойки из металла, при этом масса стойки должна быть не менее 100 кг.

• держатель, позволяющий жестко закреплять и удерживать сборную форму в ходе всего цикла уплотнения образца, который устанавливается на опорной стойке таким образом, чтобы центр сборной формы находился по центру стойки;

Примечание — Возможно применение ручной или автоматической установки Маршалла (рисунок 12).

• устройство для извлечения образца, выжимное устройство, позволяющее извлечь образец из формы без повреждения;
• сушильный шкаф для нагрева и поддержания температуры до 220 °C с точностью до 3 °C;
• металлический стержень для штыкования диаметром не более 5 мм и длиной не менее 250 мм;
• листы неабсорбирующей бумаги;
• термометр с диапазоном измерения температур от 0 °C до 200 °C с ценой деления 1 °C;
• весы лабораторные по ГОСТ 53288-2008 II (III) класса точности с ценой деления 0,1 г и максимальным пределом взвешивания не менее 2000 г;
• штангенциркуль по ГОСТ 166-89.

Рисунок 10 — Сборные формы (а, б) для уплотнения образцов асфальтобетона (размеры даны в миллиметрах)

1 — скользящий груз; 2 — стержень; 3 — пружина

Рисунок 11 — Схема уплотнительного молота

Рисунок 12 — Ручная (а) и автоматическая (б) установки Маршалла

7.3 Подготовка к уплотнению

7.3.1 Асфальтобетонную смесь разогревают до температуры уплотнения. Температурой уплотнения является температура, при которой вязкость несостаренного вяжущего находится в пределах (0,28 +/- 0,03) Па·с. Температуру уплотнения смеси определяют в соответствии с приложением Б ГОСТ Р 58401.13-2019.

Примечание — Рекомендуемые температурные интервалы для смесей, изготавливаемых на ПБВ и битумных вяжущих с модификаторами, выбираются исходя из рекомендаций производителя битумного вяжущего.

7.3.2 Разогретую до необходимой температуры асфальтобетонную смесь для исключения сегрегации и повышения однородности следует разделить на пробы массой, требуемой для приготовления одного образца, согласно ГОСТ Р 58401.9-2019.

В соответствии с ГОСТ Р 58401.9-2019 применяется два метода деления:

• метод А. Уменьшение размера пробы с применением механического делителя;
• метод Б. Уменьшение размера пробы с применением шаблона для квартования.

За основной метод деления асфальтобетонной смеси рекомендуется принимать метод А (рисунок 13).

Рисунок 13 — Механический делитель по методу А

В случае отсутствия механического делителя допускается для деления асфальтобетонной смеси применять метод Б.

7.3.3 Форму помещают в сушильный шкаф не менее чем за 30 мин до начала уплотнения. Температура в шкафу должна соответствовать температуре уплотнения. После нагрева в форму помещают лист неабсорбирующей бумаги, обрезанной до размеров внутреннего диаметра формы (рисунок 14).

Рисунок 14 — Форма для приготовления лабораторных асфальтобетонных образцов с листом неабсорбирующей бумаги

7.4 Уплотнение асфальтобетонных образцов

7.4.1 В разогретую до необходимой температуры форму засыпают ориентировочное количество асфальтобетонной смеси массой, необходимой для изготовления образца высотой (63,5 +/- 2,5) мм.

7.4.2 Смесь равномерно распределяют в форме и штыкуют металлическим стержнем 15 раз по периметру и 10 раз по центру формы (рисунок 15).

Рисунок 15 — Форма для приготовления лабораторных асфальтобетонных образцов со смесью и металлическим стержнем

7.4.3 Затем снимают удлинительное кольцо и разравнивают поверхность смеси при помощи шпателя. Температура смеси непосредственно перед уплотнением должна находиться в пределах температуры уплотнения.

7.4.4 Устанавливают удлинительное кольцо и помещают поверх смеси лист неабсорбирующей бумаги, обрезанной до размеров внутреннего диаметра формы (рисунок 16).

Рисунок 16 — Форма для приготовления лабораторных асфальтобетонных образцов с листом неабсорбирующей бумаги над смесью

7.4.5 Сборную форму со смесью ставят на стойку уплотнителя и фиксируют в держателе формы (рисунок 17).

Рисунок 17 — Форма для приготовления лабораторных асфальтобетонных образцов на стойке уплотнителя Маршалла

Проводят уплотнение смеси 50 ударами уплотнительного молота с ходом свободного падения (457,2 +/- 1,5) мм. В процессе уплотнения следует следить за тем, чтобы ось уплотнительного молота находилась перпендикулярно основанию сборной формы. Скорость уплотнения должна составлять 50 ударов с интервалом от 60 до 120 с.

Примечание — При требовании заказчика допускается увеличение количества ударов до 75 при уплотнении асфальтобетонных смесей для дорог с тяжелыми условиями по грузонапряженности.

7.4.6 По окончании уплотнения снимают форму со стойки уплотнителя, убирают удлинительное кольцо и основание формы. После чего переворачивают сборную форму, помещают поверх смеси лист неабсорбирующей бумаги, закрепляют в держателе и повторяют процедуру уплотнения с идентичным количеством ударов уплотнительного молота.

7.4.7 Снимают основание формы и помещают в устройство для извлечения образца (рисунок 18).

Примечание — Допускается извлекать образец из формы после охлаждения.

Рисунок 18 — Извлечение образца из формы

Уплотненные образцы охлаждают при температуре (22 +/- 3) °C в течение не менее 16 ч.

Примечание — Если требуется более быстрое охлаждение, могут использоваться настольные вентиляторы. Смеси, обладающие недостаточной когезионной прочностью для удержания требуемой цилиндрической формы при извлечении из формы непосредственно после уплотнения, могут охлаждаться в форме на воздухе до тех пор, пока они не достигнут когезионной прочности, достаточной для удержания правильной цилиндрической формы.

7.5 Контроль качества приготовленных образцов

Готовый асфальтобетонный образец измеряют штангенциркулем в трех точках, расположенных на равном расстоянии друг от друга (рисунок 19), высота образца должна быть (63,5 +/- 2,5) мм. У образцов, приготовленных из асфальтобетонных смесей с номинальным максимальным размером зерен заполнителя 31,5 мм, высота должна быть (95,2 +/- 2,5) мм.

Рисунок 19 — Измерение асфальтобетонного образца штангенциркулем

8 Метод изготовления асфальтобетонных образцов на вальцовом уплотнителе

8.1 Сущность метода

Данный метод уплотнения применяют для приготовления образцов-плит из плотных и щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей. Готовые образцы-плиты, предварительно распилив либо выбурив требуемой формы, можно испытывать на стойкость к колееобразованию, определять предел прочности на растяжение при изгибе, предельную относительную деформацию растяжения, остаточную прочность после воздействия реагентов на соответствие требованиям ПНСТ 183-2019 и ПНСТ 184-2019, а также изготавливать образцы для определения показателей жесткости, долговечности и т.п.

8.2 Средства измерения и вспомогательное оборудование

8.2.1 При приготовлении асфальтобетонных образцов применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

• установку для приготовления асфальтобетонных образцов-плит (вальцовый уплотнитель) (рисунок 20), состоящую из металлического корпуса, гладкого секторного вальца и металлической формы для асфальтобетонной смеси, размещенной на столике. Секторный валец должен двигаться возвратно-поступательно по поверхности асфальтобетонной смеси внутри формы (рисунок 21);

Примечание — Допускается возвратно-поступательное движение столика с формой под двигающимся вальцом.

• сушильный шкаф для нагрева и поддержания температуры до 220 °C с точностью до 3 °C;
• весы лабораторные по ГОСТ Р 53228-2008 классом точности III и с погрешностью не более 1 г;
• термометр с диапазоном измерения температур от 0 °C до 200 °C с ценой деления 1 °C;
• металлическую лопатку;
• линейку по ГОСТ 427-75;
• термостойкую бумагу;
• металлический стержень для штыкования диаметром не более 10 мм и длиной не менее 250 мм.

Рисунок 20 — Вальцовый уплотнитель

P — статическая нагрузка; 1 — секторный валец; 2 — стальная форма; 3 — перемещающийся столик; 4 — асфальтобетонная смесь (стрелкой показано возвратно-поступательное движение)

Рисунок 21 — Схема работы вальцового уплотнителя

8.2.2 Установка может быть оборудована системой нагрева и контроля температуры секторного вальца и формы. Установка должна создавать статическую нагрузку P (не менее 30 кН) с допустимой погрешностью +/- 5% создаваемой нагрузки.

Диаметр секторного вальца должен быть в пределах от 400 до 1100 мм.

Внутренние размеры формы для асфальтобетонной смеси по длине и ширине должны быть не менее соответственно 290 и 255 мм. Высота формы может различаться в зависимости от требуемой высоты образца.

Допускается наличие у установки выжимного устройства для извлечения готовых образцов-плит. При наличии выжимного устройства необходима металлическая пластина размерами, соответствующими внутренним размерам формы, и толщиной не менее 3 мм.

8.3 Подготовка к уплотнению образцов-плит

8.3.1 Для получения образцов-плит требуемой толщины и содержания воздушных пустот сначала вычисляют массу навески асфальтобетонной смеси m, кг, по формуле

B — внутренняя ширина формы, мм;

h — толщина образца, мм, назначаемая в соответствии с таблицей 2;

Gmm — максимальная плотность асфальтобетонной смеси, кг/м3, определяемая по ГОСТ Р 58401.16-2019;

Va — требуемое содержание воздушных пустот, %.

Таблица 2

Толщины образцов-плит из асфальтобетона в зависимости

Номинальный максимальный размер зерен заполнителя, мм	Толщина изготавливаемого образца-плиты, мм
Менее 16,0	40 +/- 5
От 16,0 (включительно) до 31,5	55 +/- 5
31,5	80 +/- 5

8.3.2 В зависимости от применяемого битумного вяжущего асфальтобетонную смесь разогревают в сушильном шкафу до температуры, соответствующей рекомендуемому температурному интервалу смешивания, определяемому по ГОСТ Р 58401.13-2019.

Примечание — Рекомендуемые температурные интервалы для смесей, изготавливаемых на ПБВ и битумных вяжущих с модификаторами, выбирают исходя из рекомендаций производителя битумного вяжущего.

При отсутствии данных о температурном интервале смешивания или рекомендуемой температуре смешивания допускается разогревать смесь до температуры, указанной в таблице 3. После нагрева смеси до определенной температуры отбирают навеску массой m, вычисленную по формуле 2.

Рекомендуемые температуры уплотнения асфальтобетонной смеси

Глубина проникания иглы при температуре 25 °C, 0,1 мм	Температура асфальтобетонной смеси, °C
От 35 до 50	160 +/- 5
От 50 до 70	150 +/- 5
От 70 до 100	145 +/- 5
От 100 до 130	140 +/- 5
От 130 до 200	135 +/- 5

8.3.3 Рекомендуется асфальтобетонную смесь делить на пробы массой, необходимой для приготовления одного образца-плиты по методу А ГОСТ Р 58401.9-2019 (см. рисунок 13).

8.3.4 При наличии системы нагрева секторный валец и нижнюю часть формы для асфальтобетонной смеси нагревают до температуры (80 +/- 5) °C.

8.3.5 При наличии у установки выжимного устройства для извлечения образцов на дно металлической формы помещают металлическую пластину.

8.3.6 На металлическую пластину или дно металлической формы помещают термостойкую бумагу.

8.4 Уплотнение асфальтобетонных образцов-плит

8.4.1 В форму помещают горячую асфальтобетонную смесь массой m, вычисленной по формуле 2, равномерно распределяют металлической лопаткой и штыкуют металлическим стержнем (рисунок 22).

Затем поверх асфальтобетонной смеси помещают термостойкую бумагу размерами, не превышающими внутренние размеры формы.

8.4.2 Асфальтобетонную смесь, подготовленную в соответствии с подразделом 8.3, уплотняют вальцом по одному из следующих методов уплотнения:

• основному;
• альтернативному.

8.4.3 Основной метод уплотнения содержит предварительное и основное уплотнение.

\cdot Предварительное уплотнение:

• опускают валец в форму до соприкосновения его со смесью, при этом создаваемая нагрузка на каждый миллиметр ширины образца-плиты должна быть не более 4 Н;

- уплотняют смесь равномерным снижением вальца на (0,5 +/- 0,1) мм за один проход до достижения нагрузки (10 +/- 1) Н на каждый миллиметр ширины образца-плиты;

• делают пять проходов без изменения вертикального положения сектора вальца;
• снимают нагрузку до 0 равномерным поднятием вальца на (0,5 +/- 0,1) мм за проход.

\cdot Основное уплотнение:

• увеличивают нагрузку до (2 +/- 1) Н на каждый миллиметр ширины образца-плиты и уплотняют образец-плиту при этой нагрузке в течение 15 проходов;
• уплотняют смесь равномерным повышением нагрузки на (5 +/- 1) Н на каждый миллиметр ширины образца-плиты в течение 15 проходов до достижения максимальной нагрузки (75 +/- 1) Н;
• равномерно снижают нагрузку на (5 +/- 1) Н на каждый миллиметр ширины образца-плиты в течение 15 проходов до полного удаления нагрузки;
• поднимают валец в исходное положение.

8.4.4 При альтернативном методе допускается проводить уплотнение при переменной или фиксированной нагрузке по следующим параметрам:

• в течение заданного числа проходов;
• до достижения заданной высоты образца-плиты;
• до достижения заданного содержания воздушных пустот.

Примечание — В спорных ситуациях при расхождениях значений показателей, определяемых на образцах-плитах, контрольные испытания проводят на образцах-плитах, уплотненных по основному методу, представленному в пункте 8.4.3.

8.4.5 После окончания уплотнения форму с образцом-плитой извлекают из установки. В случае если установка оборудована извлекающим устройством для образцов-плит, они извлекаются из формы таким образом, чтобы избежать повреждения или деформации. Для этого необходимо предварительно выдержать образец-плиту в форме при температуре (22 +/- 3) °C не менее 1 ч (рисунок 23).

Примечание — В случае если установка не оборудована извлекающим устройством, при уплотнении образцов-плит применяют разборную форму.

Рисунок 23 — Форма с образцом после проведения уплотнения

После извлечения из установки или формы образца-плиты с него удаляют термостойкую бумагу (рисунок 24) и дают остыть до температуры (22 +/- 3) °C.

Рисунок 24 — Готовый образец-плита

8.5 Контроль качества приготовленных образцов

8.5.1 После достижения образцом-плитой требуемой температуры необходимо измерить его толщину линейкой по ГОСТ 427-75 (рисунок 25) не менее чем в двух местах на каждом ребре образца и зафиксировать среднеарифметическое значение высоты. Измеренные значения высоты не должны отличаться друг от друга более чем на 5%. В противном случае необходимо изготовить новый образец.

Рисунок 25 — Измерение толщины готового образца-плиты

8.5.2 Ровность поверхности образца-плиты измеряют линейкой по ГОСТ 427-75. Для этого линейку прикладывают на поверхность образца-плиты продольным ребром и под ней второй линейкой измеряют просвет (рисунок 26). Просвет под продольным ребром линейки не должен превышать 2 мм. Линейку прикладывают в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Если просвет превышает 2 мм, необходимо изготовить новый образец.

Рисунок 26 — Определение ровности образца-плиты (а, б) во взаимно перпендикулярных плоскостях

9 Метод изготовления асфальтобетонных образцов на вращательном уплотнителе

9.1 Сущность метода

Данный метод уплотнения применяют для приготовления цилиндрических образцов диаметром 150 мм. Готовые образцы испытывают на определение объемных свойств и водостойкости по методологии Superpave в соответствии с ГОСТ Р 58401.1-2019 и ГОСТ Р 58401.2-2019, а также динамического модуля, жесткости, долговечности, сопротивления сдвигу и т.п.

9.2 Средства измерения и вспомогательное оборудование

При приготовлении асфальтобетонных образцов применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

• электромеханический или электрогидравлический вращательный уплотнитель по ГОСТ Р 58401.13-2019 (рисунок 27). Схема работы вращательного уплотнителя приведена на рисунке 28;
• металлические формы для уплотнения образцов по ГОСТ Р 58401.13-2019 (рисунок 29);
• термометр с диапазоном измерения температур от 0 °C до 200 °C с ценой деления 1 °C;
• весы лабораторные по ГОСТ Р 53228-2008 с максимальным пределом взвешивания не менее 6000 г и ценой деления не более 0,1 г;
• сушильный шкаф для нагрева и поддержания температуры до 220 °C с точностью до 3 °C;
• металлический лоток для засыпки асфальтобетонной смеси в форму, представленный на рисунке 30;
• лотки металлические для разогрева и хранения материала;

- бумажные диски диаметром от 149,5 до 150 мм;

Рисунок 29 — Стальная форма с вкладышами для приготовления образцов диаметром 150 мм

Рисунок 30 — Металлический лоток для засыпки асфальтобетонной смеси в форму

9.3 Подготовка образцов к уплотнению

9.3.1 Для получения образцов требуемой толщины и содержания воздушных пустот сначала вычисляют массу навески асфальтобетонной смеси m, кг, по формуле

m = 10^{- 6}\pi R^{2}h'G_{mm} \frac{10 - V_{a}}{100} , (3)

где R — радиус образца, мм;

h' — требуемая толщина образца, мм.

9.3.2 Приготовленные составы асфальтобетонных смесей выдерживают в сушильном шкафу при температуре уплотнения в течение (120 +/- 5) мин в соответствии с ГОСТ 58401.24-2019. Данное термостатирование имитирует время выдерживания смеси в накопительном бункере асфальтобетонного завода, время транспортировки и выгрузки смеси в бункер асфальтоукладчика или перегружателя.

Примечание — Если при изготовлении образцов используют смесь, отобранную на асфальтобетонном заводе, то ее необходимо нагреть до температуры уплотнения без дополнительного выдерживания.

Температурой уплотнения является температура, при которой вязкость несостаренного вяжущего находится в пределах (0,28 +/- 0,03) Па·с, определяется по ГОСТ Р 58401.13-2019.

Примечание — Рекомендуемые температурные интервалы для смесей, изготавливаемых на ПБВ и битумных вяжущих с модификаторами, выбираются исходя из рекомендаций производителя битумного вяжущего.

9.3.3 Рекомендуется асфальтобетонную смесь делить на пробы массой, необходимой для приготовления одного образца по методу А ГОСТ Р 58401.9-2019 (см. рисунок 13).

9.3.4 Металлическую форму и вкладыши помещают в сушильный шкаф не менее чем за 30 мин до начала уплотнения. Температура в шкафу должна соответствовать температуре уплотнения.

Если температура смеси совпадает с температурой уплотнения, то начинают уплотнение. Если температура смеси отличается от температуры уплотнения более чем на 3 °C, то смесь помещают в сушильный шкаф с установленной в нем температурой уплотнения на промежуток времени не более 30 мин.

9.3.5 Число оборотов вращательного уплотнителя выбирают в зависимости от интенсивности движения в месте строительства и в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4

Число оборотов вращательного уплотнителя в зависимости от условий движения

Условия движения по количеству приложений нагрузки АК-11,5	Число оборотов вращательного уплотнителя
	Nнач.	Nпр.	Nмакс.
Л	7	75	115
Н	8	100	160
Т	8	100	160
Э	9	125	205

1 Указаны ориентировочные данные, которые могут не совпадать с фактической интенсивностью движения в месте строительства.

2 Условия движения: Л — легкие (до 0,5 млн приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5 за весь срок службы дорожной одежды); Н — нормальные (от 0,5 до 1,8 млн приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5 за весь срок службы дорожной одежды); Т — тяжелые (от 1,8 до 5,6 млн приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5 за весь срок службы дорожной одежды); Э — экстремально тяжелые (более 5,6 млн приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5 за весь срок службы дорожной одежды).

3 Nнач., Nпр., Nмакс. — начальное число оборотов вращательного уплотнителя соответственно начальное, проектное и максимальное.

9.4 Уплотнение асфальтобетонных образцов

9.4.1 После того как металлическая форма была выдержана при температуре уплотнения в сушильном шкафу, ее вынимают, на дно формы укладывают нижний вкладыш и один бумажный диск.

9.4.2 За один прием высыпают асфальтобетонную смесь в форму (рисунок 31), выравнивают, сверху укладывают бумажный диск и верхний вкладыш. Форму со смесью устанавливают во вращательный уплотнитель и центрируют.

Рисунок 31 — Засыпка асфальтобетонной смеси в форму при помощи специального лотка за один прием

9.4.3 Создают давление на образец, равное (600 +/- 18) кПа, и начинают вращательное уплотнение таким образом, чтобы угол между осью нагрузки и осью формы составлял (1,16 +/- 0,02)°, а скорость вращения — 30 об/мин.

9.4.4 После требуемого количества оборотов уплотнение завершается, механизм вращения отключается.

9.4.5 Выравнивают форму и снимают нагрузку с толкателя. Возвращают толкатель в исходное положение.

9.4.6 После окончания уплотнения вынимают форму из уплотнителя и выдавливают образец из формы (рисунок 32). В зависимости от вида вращательного уплотнителя процесс демонтажа может отличаться.

Рисунок 32 — Извлечение асфальтобетонного образца при помощи выжимного устройства

Примечание — Для некоторых типов асфальтобетонов требуется охлаждать образец при комнатной температуре, чтобы не происходило разрушения образцов при их извлечении из формы.

9.4.7 После того как образец был извлечен из формы, с нижней и верхней его части удаляют бумажные диски и помещают на ровную чистую поверхность. В случае если необходимо выполнить уплотнение следующего образца, форму снова помещают в сушильный шкаф и выдерживают не менее 5 мин при температуре уплотнения асфальтобетонной смеси.

9.5 Контроль качества приготовленных образцов

После приготовления образцов необходимо измерить их высоту в трех равнораспределенных по окружности точках с точностью до 0,1 мм при помощи штангенциркуля по ГОСТ 166-89.

10 Рекомендации по применению методов уплотнения

10.1 Метод изготовления асфальтобетонных образцов в стальных формах на прессе

10.1.₁ Данный метод не имеет широкого распространения в мире и применяется только на территории стран бывшего СССР. В процессе постепенного нагружения и статического уплотнения асфальтобетонной смеси в стальных формах на прессе крупные зерна каменного материала, входящие в состав асфальтобетонной смеси, соприкасаясь друг с другом, прекращают движение при давлении, гораздо ниже требуемого. С увеличением давления до требуемого происходит дробление зерен каменного материала, в результате чего степень распределения в объеме образца и текстура образца существенно отличаются от асфальтобетона, уплотненного катками. Особенно это проявляется на многощебенистых смесях, что является существенным недостатком данного метода уплотнения.

10.1.2 К преимуществу данного метода уплотнения можно отнести широкое распространение оборудования на территории Российской Федерации и его сравнительно невысокую стоимость.

10.2 Метод изготовления асфальтобетонных образцов на установке Маршалла

10.2.1 Уплотнение асфальтобетонной смеси на установке Маршалла осуществляется поочередно повторяющимися нагружениями и разгрузками аналогично каткам при устройстве асфальтобетонного покрытия. В отличие от уплотнения в стальных формах на прессе, где происходит уплотнение статической нагрузкой, на уплотнителе Маршалла асфальтобетонная смесь уплотняется под динамической нагрузкой падающего груза, вследствие чего частицы материала свободно перемещаются вертикально и горизонтально относительно друг друга, что обеспечивает необходимое уплотнение. Большим преимуществом данного метода является его простота, невысокая стоимость оборудования и возможность проведения уплотнения в полевых условиях.

10.2.2 К недостаткам метода можно отнести требования установки уплотнителя на бетонное основание, высокий уровень шума и вибрации при уплотнении, что не позволяет проводить параллельные измерения на весах в вагонах-лабораториях.

10.3 Метод изготовления асфальтобетонных образцов на вальцовом уплотнителе

10.3.1 По сравнению с остальными методами уплотнения конструкция вальцового уплотнителя и процесс уплотнения асфальтобетонной смеси на нем в максимальной степени моделируют процедуру уплотнения асфальтобетонной смеси на дороге гладковальцовыми катками, что позволяет подготовить образцы-плиты с текстурой асфальтобетона, максимально похожей на асфальтобетон из покрытия автомобильной дороги. Также стоит отметить, что при уплотнении асфальтобетонной смеси в вальцовом уплотнителе не происходит дробления частиц минерального материала. Уплотнение асфальтобетонной смеси на вальцовом уплотнителе, без сомнения, является одним из приоритетных методов подготовки образцов в лабораторных условиях.

10.3.2 Недостатками данного метода являются высокая стоимость вальцового уплотнителя и, как правило, большие габариты. К недостаткам также можно отнести вальцовые уплотнители с ручным управлением, в результате чего возможно получение образцов с различной степенью уплотнения.

10.4 Метод изготовления асфальтобетонных образцов на вращательном уплотнителе

10.4.1 Вращательный уплотнитель (гиратор) при уплотнении асфальтобетонной смеси имитирует физику и механику процесса уплотнения смеси на дороге за счет вращения цилиндрической формы под углом и одновременного приложения вертикального давления. При уплотнении асфальтобетонной смеси на вращательном уплотнителе не происходит дробления частиц минерального материала и, как правило, достигается самая высокая степень уплотнения в сравнении с предыдущими лабораторными методами. Основная часть модификаций вращательных уплотнителей (гираторов) выполнена с возможностью перемещения (на колесах), что позволяет размещать вращательный уплотнитель в непосредственной близости от мест подготовки образцов. Современные модификации вращательных уплотнителей (гираторов) имеют программное обеспечение, позволяющее обрабатывать и отображать данные о высоте образца после каждого оборота формы. Все перечисленные факторы делают метод изготовления асфальтобетонных образцов на вращательном уплотнителе наряду с вальцовым уплотнителем приоритетным среди лабораторных методов уплотнения.

10.4.2 Недостатками данного метода уплотнения являются высокая стоимость вращательного уплотнителя и отсутствие их производства на территории Российской Федерации.

Также к недостаткам можно отнести отсутствие единых унифицированных методик и эталонов для оценки действительных метрологических характеристик, вследствие чего на гираторах разных производителей возможно получение различных значений объемной плотности образцов.

ОКС 93.080.01
Ключевые слова: рекомендации, асфальтобетон, правила применения, гиратор, пресс, уплотнитель Маршалла, вальцовый уплотнитель

Руководитель организации-разработчика

---