50 Ударов с каждой стороны образца трамбовкой весом 45,5 н (4,55 кг), падающей с высоты 46 см

Не испытывают

в) на слеживаемость (холодных смесей)

Уплотнение прессованием под нагрузкой 0,5 × 105 Па (0,5 кгс/см2)

Примечание. При применении поверхностно-активных веществ и активированных порошков температуру нагрева минеральных материалов и битума, а также температуру асфальтобетонных смесей при изготовлении образцов снижают на 10 - 20 °С (за исключением холодных смесей).

Таблица 7.3

Масса проб асфальтобетонных смесей, отбираемых из смесителя (извлечение из ГОСТ 12801-77)

Максимальный размер зерен минерального материала, мм

Масса асфальтобетонной смеси, кг

40

6 - 7

10; 15; 20

5 - 10

5

2 - 5

Из смеси формуют образцы в соответствии с п. 7.8 не позднее чем через 2 ч после приготовления смеси.

7.6. При контроле качества на заводе пробы отбирают в момент выгрузки смеси из смесителя в автомобили или другие транспортные средства. Каждую пробу составляют из порций, отобранных из трех - четырех замесов. Перед изготовлением образцов все отдельные порции тщательно перемешивают и получают одну среднюю пробу.

Примечание. Если асфальтобетонную смесь готовят в смесителях, работающих по принципу свободного перемешивания, пробу составляют из отдельных порций, отобранных в начале, середине и конце выпуска смеси из смесителя.

Отобранные из смесителя пробы горячих и теплых асфальтобетонных смесей помещают в металлический сосуд, разогревают при систематическом перемешивании в термостате или на песчаной бане до температуры, указанной в табл. 7.2, и изготовляют из них образцы. Температуру холодных асфальтобетонных смесей перед изготовлением образцов доводят до 20 ± 2 °С.

Масса проб смесей, отбираемых из смесителя в зависимости от размера зерен минерального материала, указана в табл. 7.3.

Образцы изготовляют не позднее 2 ч после отбора проб из смесителя. В случае вынужденного увеличения указанного срока в журнале испытаний делают соответствующую запись.

7.7. Образцы-вырубки отбирают из покрытия с помощью пневмолома или перфоратора, а цилиндрические керны - буровой установкой послойно или на всю толщину покрытия (верхний и нижний слои вместе) и разделяют слои в лаборатории.

Размеры вырубок и количество высверливаемых кернов устанавливают в зависимости от вида асфальтобетона и требуемого для испытаний количества образцов.

Диаметр кернов должен быть: при отборе проб из песчаного асфальтобетона не менее 50 мм; из мелкозернистого и среднезернистого с максимальным размером зерен до 20 мм не менее 70 мм и из крупнозернистого - не менее 100 мм. Керны, испытываемые по методу Маршалла, должны быть диаметром 101,6 ± 0,5 мм.

Перевозить образцы-вырубки следует в ящиках, размеры которых должны быть несколько больше размеров вырубок. Последние укладывают в ящики плашмя, не более двух вырубок в один ящик. При отсутствии специальных ящиков каждую вырубку упаковывают между двумя деревянными щитами, размеры которых также несколько больше размеров вырубок. Ящики или щиты устанавливают в автомобиль таким образом, чтобы вырубки лежали плашмя для сохранности при перевозке. Керны также перевозят в ящиках, устанавливая их по дну в один ряд; нельзя укладывать керны на боковую поверхность.

Изготовление образцов

7.8. Физико-механические свойства асфальтобетона определяют на цилиндрических образцах, полученных уплотнением асфальтобетонной смеси в стальных формах; свойства асфальтобетона из покрытия определяют на непереформованных образцах - вырубках или кернах и на цилиндрических образцах, переформованных из вырубок или кернов.

Формы для изготовления образцов представляют собой полые стальные цилиндры. При уплотнении в них асфальтобетонных смесей должно быть обеспечено двустороннее приложение нагрузки. Это достигается передачей давления на уплотняемую смесь через два вкладыша, свободно передвигающиеся в форме навстречу друг к другу, или уплотнением смеси ударами падающего груза сначала по одной, затем по другой стороне образца. Способ изготовления образцов и уплотняющую нагрузку выбирают в зависимости от содержания щебня в смеси, вида асфальтобетона и вида испытания (см. табл. 7.2).

Уплотнение образцов прессованием

7.9. Пресс для уплотнения асфальтобетонных образцов (гидравлический или механический) должен обеспечивать давление на образец 400 × 105 Па (400 кгс/см2). Пресс может быть оборудован приспособлением Союздорнии для одновременного приготовления трех образцов (рис. 7.1), которое представляет собой постоянно закрепленную на прессе кассету 5 с тремя взаимосвязанными цилиндрическими формами. Нижние вкладыши (пуансоны) 7 опираются шарнирно на нижнюю плиту пресса 8 и верхней частью введены в формы на глубину 2 - 3 см. Верхние пуансоны 4 смонтированы на отдельном откидном приспособлении 3, шарнирно связанном с верхней плитой пресса 2. Кассета с формами заключена в коробку с масляным подогревающим устройством 6, с помощью которого поддерживают постоянную температуру стенок форм 90 - 100 °С.

Образцы из форм извлекают упорным устройством 1, шарнирно связанным с верхней плитой.

Когда мощность пресса недостаточна для одновременного уплотнения трех образцов, его оборудуют аналогичным приспособлением с одной формой.

Кассету рекомендуется изготавливать с формами диаметром 71,4 мм, а для формования образцов диаметром 50,5 мм предусматривать дополнительные цилиндрические вкладыши, которые вставляют и укрепляют в основных формах.

На прессе, оборудованном уплотняющим приспособлением, образцы готовят следующим образом. Предварительно включают нагревательное устройство и доводят температуру масла в нем до 90 - 100 °С. Верхние пуансоны при этом должны быть введены в формы. При изготовлении образцов из холодных смесей нагревательным устройством не пользуются. Перед наполнением форм смесью верхние пуансоны выводят из форм и внутреннюю поверхность форм и пуансоны протирают тканью, слегка смоченной керосином. Формы наполняют предварительно нагретой до температуры, указанной в табл. 7.2, и взвешенной асфальтобетонной смесью через металлическую воронку, равномерно распределяют и штыкуют ее в форме ножом или шпателем, верхние пуансоны вводят в формы и опускают их до соприкосновения со смесью, а затем включают основной электродвигатель пресса и нагрузку на смесь доводят до 400 × 105 Па (400 кгс/см2). Через 3 мин нагрузку снимают, поднимают верхние пуансоны, упорное устройство подводят к центру кассеты, снова включают основной электродвигатель и выжимают образцы из форм вверх. Для изготовления образцов диаметром 101 мм рекомендуется приспособление с одной формой.

Рис. 7.1. Гидравлический пресс с приспособлением для формования образцов

При отсутствии на прессе уплотняющего приспособления образцы готовят в одиночных формах обычных или облегченных (рис. 7.2), размеры которых приведены в табл. 7.4. Обычные формы могут быть изготовлены из стали марки Ст. 3, облегченные - из стали не ниже марки Ст. 5.

Таблица 7.4

Размеры форм для изготовления образцов

Диаметр форм d, мм

Размеры, мм

Площадь образца, см2

Н

h1

h2

h3

h4

d

d1

d2

d3

d4

d1

Обычная форма

101

180

50

90

-

-

12

-

-

-

-

-

80

71,4

170

50

80

-

-

12

-

-

-

-

-

40

50,5

130

40

80

-

-

10

-

-

-

-

-

20

Облегченная форма

101

180

50

90

35

75

-

6

12

10

25

77

80

71,4

170

50

80

35

65

-

6

12

10

25

47,4

40

50,5

130

40

80

25

65

-

6

12

10

25

26,5

20

Рис. 7.2. Формы для изготовления образцов:

а - обычная; б - облегченная

В одиночных формах образцы готовят следующим образом. При изготовлении образцов из горячих и теплых асфальтобетонных смесей формы и вкладыши нагревают до 90 - 100 °С и протирают тканью, слегка смоченной керосином. При уплотнении холодных асфальтобетонных смесей формы и вкладыши не нагревают. Форму со вставленным нижним вкладышем наполняют предварительно взвешенной асфальтобетонной смесью через металлическую воронку. Смесь равномерно распределяют и штыкуют ее в форме ножом или шпателем, вставляют верхний вкладыш и устанавливают форму на нижнюю плиту пресса для уплотнения, при этом нижний вкладыш должен выступать из формы на 1,5 - 2 см. Верхнюю плиту пресса доводят до соприкосновения с верхним вкладышем и включают электродвигатель масляного насоса пресса; нагрузку на смесь доводят до 400 × 105 Па (400 кгс/см2) и выдерживают ее 3 мин; затем нагрузку снимают, а образец извлекают из формы выжимным приспособлением.

Примечание. Образцы с дефектами (облом кромок и непараллельность верхнего и нижнего оснований) бракуют.

Уплотнение образцов комбинированным методом

7.10. При комбинированном методе асфальтобетонные смеси уплотняют вибрированием на виброплощадке с последующим доуплотнением на прессе под давлением 200 × 105 Па (200 кгс/см2). В этом случае образцы изготовляют в одиночных формах.

Формы, нагретые до 90 - 100 °С, наполняют асфальтобетонной смесью, как указано в п. 7.9, устанавливают на виброплощадку и плотно укрепляют приспособлением. Нижний вкладыш должен выступать из формы на 2 - 2,5 см; асфальтобетонную смесь в форме подвергают вибрации в вертикальном направлении в течение 3 мин при частоте 3000 кол/мни, амплитуде 0,35 - 0,40 мм и нагрузке на смесь 0,3 × 105 Па (0,3 кгс/см2). Вибрация должна передаваться на смесь через вкладыш, а груз, создающий давление 0,3 × 105 Па (0,3 кгс/см2), должен иметь свободное крепление. По окончании вибрации форму с образцом устанавливают на плиту пресса для доуплотнения, прикладывают к нему нагрузку 200 × 105 Па (200 кгс/см2) и выдерживают при этой нагрузке 3 мин. Затем нагрузку снимают и образец извлекают из формы выжимным приспособлением.

Примечание. Если при извлечении из форм образцы деформируются, температуру уплотняемой асфальтобетонной смеси следует принимать на 5 - 10° ниже указанной в табл. 7.3.

Уплотнение образцов трамбованием

7.11. Образцы, испытываемые на устойчивость, условную пластичность и условную жесткость по методу Маршалла, уплотняют ударами падающего груза. Уплотняющее устройство состоит из рамы со стальной опорной плитой, укрепляемой на деревянной стопке (рис. 7.3), подставки под формы (рис. 7.4), формы с насадкой (рис. 7.5), уплотняющего штампа со штангой и грузом (рис. 7.6).

Рис. 7.3. Рама с опорной плитой:

1 - стальная плита 300´300´25; 2 - деревянная стойка 200´200´450

Рис. 7.4. Подставка под форму:

а - вид сбоку; б - план;

1 - пластина; 2 - шарнир; 3 - основание

Рис. 7.5. Форма для уплотнения образцов трамбованием с насадкой:

а - насадка; б - форма

Рис. 7.6. Уплотняющий штамп со штангой и грузом:

1 - штанга; 2 - груз; 3 - пружина; 4 - штамп

Раму укрепляют на деревянной стойке, установленной на бетонном основании, в строго вертикальном положении, а опорную плиту - в строго горизонтальном.

Перед изготовлением образцов форму с насадкой, подставку и уплотняющий штамп (снятый со штанги) нагревают до 90 - 100 °С, затем подставку закрепляют винтами на опорной плите и устанавливают форму с насадкой. В проушины насадки вводят крепежные болты, шарнирно связанные с подставкой, и с помощью верхних гаек (барашков) укрепляют форму с насадкой на подставке.

В форму загружают небольшими порциями взвешенную и нагретую асфальтобетонную смесь, равномерно распределяя ее штыкованием. Поверхности смеси придают слегка выпуклую форму и устанавливают на нее нагретый штамп, предварительно навинченный на штангу с грузом. Смесь уплотняют 50 ударами груза массой 4,55 кгс, падающего с высоты 46 см (частота ударов - 1 удар в секунду). Затем форму переворачивают, насадку укрепляют с другого конца формы и смесь уплотняют еще 50 ударами груза массой 4,55 кгс. После этого форму насаживают на полый стальной цилиндр с внутренним диаметром 105 мм и образец осторожно выдавливают с помощью уплотняющего штампа.

Уплотнение образцов из холодных асфальтобетонных смесей, испытываемых на слеживаемость

7.12. Образцы готовят в одиночных цилиндрических формах диаметром 71,4 мм. В отверстие диаметром 3,5 мм, высверленное в центре нижнего вкладыша (рис. 7.7), вставляют стальной стержень диаметром 3 и длиной 180 мм. В центре верхнего вкладыша, высота которого составляет 80 мм, также просверливают сквозное отверстие диаметром 3,5 мм. Перед уплотнением образцов форму с вкладышами и асфальтобетонную смесь нагревают в термостате до температуры 80 ± 2 °С.

Форму устанавливают на две подставки высотой 25 - 30 мм, а нижний вкладыш со стержнем опускают в форму, как показано на рис. 7.7. Пробу нагретой асфальтобетонной смеси засыпают через воронку в форму. Верхний вкладыш вводят в форму таким образом, чтобы стержень свободно вошел в его отверстие. Придерживая форму, подставки убирают, а на верхний вкладыш устанавливают груз, масса которого вместе с верхним вкладышем должна составлять 20 кг, т.е. создавать давление 0,5 × 105 Па (0,5 кгс/см2). Под этой нагрузкой асфальтобетонную смесь выдерживают 3 мин, после чего груз снимают, форму поднимают, верхний вкладыш снимают с образца, а сам образец осторожно двумя руками снимают со стержня. Если образец после уплотнения сразу рассыпается, необходимо снизить температуру уплотняемой асфальтобетонной смеси до 50 - 60 °С или выдержать образец в форме (сняв нагрузку) при температуре 15 ± 2 °С не менее 4 ч.

Готовый образец осторожно переносят к месту хранения, где выдерживают при температуре воздуха 15±2 °С в течение 4 ч. Высота образца должна быть 60 ± 1 мм.

Рис. 7.7. Приспособление для уплотнения образцов при определении слеживаемости холодных асфальтобетонных смесей:

1 - груз; 2 - верхний вкладыш; 3 - стальной стержень; 4 - образец; 5 - нижний вкладыш; 6 - форма; 7 - подставка

Таблица 7.5

Размеры образцов и ориентировочное количество асфальтобетонной смеси для приготовления одного образца (извлечение из ГОСТ 12801-77)

Вид испытания

Максимальный размер зерен минеральной части и асфальтобетонной смеси, мм

Размеры образца, мм

Ориентировочное количество смеси на образец, т

Диаметр

Высота

Испытание на прочность при сжатии (в сухом и водонасыщенном состоянии), водонасыщение и набухание

5

20, 15, 10

40

50,5

71,4

101,0

50,5 ± 1,0

71,4 ± 1,5

101 ± 2,0

220 - 240

625 - 630

1800 - 1950

Испытание на устойчивость, условную пластичность и условную жесткость по Маршаллу

40, 20

15, 10, 5

101,6

63,5 ± 1,0

1100 - 1200

Испытание на слеживаемость (холодных асфальтобетонных смесей)

15, 10, 5

71,4

60 ± 1,0

440 - 460

7.13. Температура асфальтобетонных смесей при изготовлении образцов из всех видов смесей должна быть в пределах, указанных в табл. 7.2.

7.14. Размеры образцов и ориентировочное количество асфальтобетонной смеси, требующееся на изготовление одного образца, указаны в табл. 7.5.

В процессе изготовления образцов количество смеси уточняют в зависимости от ее уплотняемости и удельных весов входящих в ее состав материалов. Количество смеси, необходимой для получения образцов соответствующей высоты, определяют по формуле

где q0 - масса пробного образца, г;

h - требуемая высота образца, мм;

h0 - высота пробного образца, мм.

7.15. Образцы из асфальтобетонных смесей, изготовленные по пп. 7.5 - 7.14 до испытаний выдерживают 12 - 42 ч при температуре 20 ± 2 °С. Образцы из холодных асфальтобетонных смесей в некоторых случаях (при проектировании состава) испытывают в прогретом и непрогретом состояниях, поэтому по истечении 12 - 42 ч после изготовления часть их прогревают при температуре 90 °С. Продолжительность прогрева 2 ч при применении жидких битумов класса СГ и 6 ч класса МГ. Прогретые образцы испытывают на следующий день после прогрева.

7.16. Образцы-вырубки или керны из асфальтобетонного покрытия очищают, измеряют толщину слоев и составляют описание внешних признаков, отмечая однородность распределения составляющих материалов и сцепление слоев между собой. После этого вырубки (керны) разделяют по слоям и каждый слой испытывают отдельно. Керны испытывают в целом виде, а от вырубки отделяют (отрубают) три образца с ненарушенной структурой массой 200 - 400 г каждый для определения плотности, водонасыщения и набухания. Образцы должны быть без трещин и иметь форму, приближающуюся к кубу или прямоугольному параллелепипеду со сторонами 5 - 10 см. Перед испытанием образцы высушивают в вакуум-термостате при 35 - 40 °С или в эксикаторе над безводным хлористым кальцием до постоянных результатов взвешивания.

Оставшуюся часть вырубки или два - три керна разогревают на песчаной бане или в термостате и готовят образцы согласно пп. 7.5 - 7.14. Керны испытывают без нарушения структуры: три на водонасыщение и набухание (с одновременным определением плотности) и три на устойчивость, условную пластичность и условную жесткость по Маршаллу.

Для проверки состава асфальтобетонной смеси или асфальтобетона из покрытия берут пробу 100 - 500 г для экстрагирования битума. При этом обращают внимание на то, чтобы навеска отражала средний состав всей пробы.

Примечание. Пробу 100 г берут при проверке составов песчаных смесей, а 500 г - мелко-, средне- и крупнозернистых смесей.

7.17. При определении характеристик по пп. 7.19, 7.21 для асфальтобетонов, приготовленных на основе жидких битумов, следует учитывать, что в процессе приготовления и уплотнения смеси из битума испаряется разжижитель, содержание битума в смеси уменьшается и после уплотнения равно

g = g1 - g2,

где g1 - расчетное содержание битума, % от массы минеральной части асфальтобетона;

g2 - количество разжижителя, испарившегося из смеси, % от массы минеральной части асфальтобетона.

Количество испарившегося из смеси разжижителя вычисляют по предварительно определенному количеству испарившегося разжижителя из смеси жидкого битума (по ГОСТ 11504-73)

где G - масса жидкого битума до испытания, г;

G1 - масса жидкого битума после испытания, г.

Количество испарившегося из смеси разжижителя в процентах от массы минеральной части асфальтобетона

В случае поставки жидкого битума с нефтеперерабатывающего завода g3 указывается в паспорте и не требует специального определения. Требования к этому показателю изложены в ГОСТ 11855-74 п. 2.

Определение плотности (объемной массы) асфальтобетона