16. Определение устойчивости асфальтобетонных смесей модифицированных резинополимерным модификатором рпм и гидратной известью усталостному разрушению на экспериментальной установке ДорТрансНии ргсу

Установка для испытаний на усталостную долговечность ИУ-01 относится к классу механических испытательных установок и выполнена так, что укрепленный на рабочем столе испытуемый образец подвергается циклическим механическим воздействиям (рис. 14).

Рисунок 14. Установка для испытаний асфальтобетона на усталостную долговечность ИУ-01: 1 – асфальтобетонный образец; 2 – зажимные рамки; 3 – шарниры; 4 – стол для размещения образца; 5 – основание установки; 6 – двигатель; 7 – блок питания

С двух концов образец закрепляется на свободных шарнирах. Кинематическая схема нагружения представлена на рисунке 15. Образец с шарнирно-закрепленными концами в центре нагружается переменной силой, при этом производится измерение величины прикладываемой нагрузки и максимального прогиба образца в средней части. Все измеряемые параметры и значения вводятся в персональный компьютер с помощью аналогово-цифрового преобразователя и устройства сопряжения. С помощью прикладной программы по соответствующим алгоритмам производится обработка полученных данных.

Рисунок 15. Кинематическая схема нагружения образца

Экспериментальные исследования проводились на асфальтобетонных образцах в виде балочек размером 40*40*160 мм, сформованных по стандартной методике для горячих асфальтобетонных смесей (рис.16).

Рисунок 16. Асфальтобетонные образцы - балочки

Испытания по определению усталостной долговечности от растяжения при изгибе в настоящей работе проводились при температуре образцов 20 ⁰С и частоте приложения изгибающей нагрузки 20 Гц, при которой наблюдаются наибольшие амплитуды деформирования при эксплуатации покрытия на автомобильных дорогах и мостовых конструкциях.

Результаты испытаний усталостной долговечности асфальтобетонов ЩМА-15 без добавок и с ними представлены на рисунке 17.

Рисунок 17. Усталостная долговечность асфальтобетонов

Анализ полученных результатов показывает, что применение комплексной добавки, состоящей из РПМ и гидратной извести (ГИ), способствует повышению усталостной долговечности асфальтобетонов на 38 – 50%, что связано с меньшими энергетическими потерями в структуре модифицированных асфальтобетонов за счет упрочнения структуры и наличия эластичного состояния. Как известно отличительной чертой деформирования материалов, содержащих полимеры, является наличие эластичной области, связанной с раскручиванием клубков высокомолекулярных соединений. Поэтому, помимо увеличения вязкости введение полимерного модификатора, придает асфальтовяжущему эластичные свойства, т.е. способность обратимо деформироваться на относительно небольшие расстояния при малой нагрузке до вытягивания скрученных полимерных молекул. За счет этого при испытании в условиях заданной амплитуды деформации в материале возникают меньшие напряжения при повышенном времени релаксации. При этом предельная прочность на разрушение при изгибе повышается, поскольку здесь уже вступают в силу ковалентные связи и Ван-дер-ваальсовые силы вдоль длинных молекул полимеров.