3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРЯЧЕГО АСФАЛЬТОБЕТОНА И ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОНА

3.1. Определение предела прочности асфальтобетона при сжатии

3.1.1.Определение предела прочности при сжатии заключается

вустановлении нагрузки, необходимой для разрушения образца при заданных условиях. Для испытаний используют пресс с гидравлическим приводом с нагрузками от 50 до 100 кН по ГОСТ 28840.

Силоизмеритель пресса должен обеспечить определение разрушающей нагрузки с точностью до 0,05 МПа для образцов, имеющих

предел прочности при сжатии меньше 1,5 МПа, и с точностью 0,1 МПа для образцов, имеющих предел прочностиИпри сжатии больше

1,5 МПа.

3.1.2.Предел прочности асфальтобетонаДпри сжатии определяют на цилиндрических образцах, изготовленных из асфальтобетонных

смесей в соответствии с разд. 1. Перед испытанием образцы выдерживают при заданной температуреА(50 ± 2), (20 ± 2) или (0 ± 2) °С. Образцы горячего асфальтобетона выдерживают в течение 1 ч в водяной бане емкостью 3 – 8бл (в зависимости от количества и размеров образцов) или термошкафу. Температуру (0 ± 2) °С создают смешением воды со льдом. и

3.1.3.Для определен я предела прочности при сжатии в водонасыщенном состоянСспользуют образцы, испытанные на водонасыщение в соответств с подразд. 2.7.

Насыщенные водой образцы после взвешивания на воздухе снова помещает на 10 – 15 мин в воду, температура которой (20 ± 2) °С. Перед испытанием образцы вытирают мягкой тканью или фильтровальной бумагой.

3.1.4. Предел прочности при сжатии асфальтобетонных образцов определяют на прессах при скорости деформирования образца

(3,0 ± 0,5) мм/мин.

На прессах с гидравлическим приводом следует установить скорость холостого хода поршня 3 мм/мин перед проведением испытания.

Образец, извлеченный из водяной или воздушной бани, устанавливают в центре нижней плиты пресса, предварительно положив под образец и на него плотную бумагу или картон (для уменьшения

14

потерь тепла). Затем опускают верхнюю плиту и останавливают ее выше уровня поверхности образца на 1,5 – 2 мм. После этого включают электродвигатель пресса и начинают нагружать образец.

Для повышения точности определения предела прочности при сжатии рекомендуется использовать шарнирное устройство (рис. 2), представляющее собой две металлические пластины с расположенным между ними стальным шариком диаметром 6 – 8 мм. Шарнирное устройство обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всей площади торца образца в случае непараллельности оснований

3 – прокладка из плотной бумаги;

4 – образец асфальтобетона

3.2. Определение коэффициента водостойкости асфальтобетона

Способность асфальтобетона сопротивляться воздействию воды характеризуется коэффициентом водостойкости. Коэффициент водостойкости Кв представляет собой отношение показателя прочности после водонасыщения к показателю прочности сухого образца и определяется с точностью 0,01 по формуле

15

где Rв – предел прочности водонасыщенных в вакууме образцов асфальтобетона при 20 °С, МПа; R20 – предел прочности сухих образцов асфальтобетона при температуре 20 °С, МПа.

3.3.Определение предела прочности на растяжение при расколе

3.3.1.Сущность метода заключается в определении нагрузки, необходимой для раскалывания образца по образующей. Для испытания готовят три цилиндрических образца, которые термостатируют

перед испытанием при температуре (0 ± 2) °С в течение 1 ч. Температуру (0 ± 2) °С создают смешением воды со льдом.

Образец, извлеченный из сосуда дляИтермостатирования, устанавливают в центре нижней плиты пресса на боковую поверхность

3.3.2. Предел прочности на растяжение при расколе образцов определяют на гидравлическом прессе при заданной скорости движе-

(рис. 3), затем опускают верхнюю плитуДи останавливают ее выше уровня поверхности о разца на 1,5 – 2 мм. После этого включают

ния плиты пресса (3,0 ± 0,3) или (50 ± 1) мм/мин.

16

3.4. Определение характеристик сдвигоустойчивости

3.4.1. Сущность метода заключается в определении максимальных нагрузок и соответствующих предельных деформаций стандартных цилиндрических образцов при двух напряженнодеформированных состояниях (рис. 4): при одноосном сжатии (а) и при сжатии специальным обжимным устройством по схеме Маршалла (б). Для реализации этого метода используют специальное обжимное устройство в виде двух одинаковых частей толстостенной цилиндрической обоймы с внутренним радиусом, равным половине диаметра образца (рис. 5).

3

4

17

3.4.2. Для испытания асфальтобетона на сдвигоустойчивость готовят четное число образцов в количестве не менее шести штук.

Перед испытанием образцы выдерживают в течение 1 ч при

температуре (50 ± 2) °С в воде. Половина образцов предназначена для испытания по первой схеме нагружения (одноосное сжатие), другая половина – по второй схеме (схема Маршалла).

Максимальные разрушающие нагрузки и соответствующие предельные деформации образцов определяют при двух схемах нагружения. Скорость деформирования образцов для обеих схем нагружения составляет (50 ± 1) мм/мин.

3.4.3.Образец, извлеченный из термостатирующего устройства, устанавливают в центре нижней плиты пресса (при одноосном сжа-

тии) или в нижнюю часть обжимного устройства (при сжатии по схеме Маршалла). Верхняя плита пресса должнаИнаходиться на расстоянии 5 – 10 мм от верха образца или от верхней части обжимного устройства. После этого включают электродвигательД пресса и начинают нагружать образец.

В процессе испытания образца фиксируют максимальное показание силоизмерителя, котороеАпринимают за разрушающую нагрузку. Одновременно с помощью индикатора перемещений замеряют предельную деформациюб, соответствующую разрушающей нагрузке,

ивремя нагружения образца по секундомеру. Допускается определять предельную деформацию по произведению постоянной скорости деформирования на время нагружения образца.

3.4.5.ДляСкаждого образца, испытанного на одноосное сжатие и по схеме Маршалла, выч сляют работу А, затраченную на разрушение, по формуле

где А – работа, Дж; Р – разрушающая нагрузка, Н; l – предельная деформация, мм.

Среднюю работу деформирования образцов при одноосном сжатии и при сжатии по схеме Маршалла вычисляют с точностью до второго десятичного знака как среднее арифметическое значение результатов испытания трех образцов.

3.4.6. Коэффициент внутреннего трения асфальтобетона tgφ вычисляют по формуле

18

где АМ и АС – средняя работа деформирования образцов асфальтобетона при испытании соответственно по схеме Маршалла и при одноосном сжатии, Дж.

Лабораторный показатель сцепления при сдвиге Сл вычисляют по формуле

4.1.1. Сущность метода заключается в определении температуры, при которой образуется трещина на образце полимерасфальтобетона при изгибанииСего по шаблону при отрицательных температурах.

Прогиб образца, равный 0,62 мм, обеспечивает дугообразная металлическая пластина-шаблон с внутренним радиусом кривизны 500 мм. Размеры шаблона: длина 100 мм, ширина 50 мм, толщина 2 мм. Шаблон может быть изготовлен из металла любой марки.

Морозильная камера для термостатирования образцов должна обеспечивать создание и поддержание в течение 30 мин заданной температуры в пределах от +10 до –60 °С.

4.1.2. Для испытания отбирают пробу полимерасфальтобетонной смеси массой не менее 10 кг для смесей типов В, Г, Д; для выс о- коплотных смесей и смесей типа А и Б – 20 кг. Если смесь остыла, ее нагревают на песчаной бане или в термошкафу до температуры, указанной в табл. 3 , но не выше 160 °С, и затем размешивают шпателем до образования подвижной массы.

19

4.1.3.Разогретую смесь охлаждают на воздухе, периодически перемешивая шпателем до комнатной температуры, в целях получения рыхлого состояния с содержанием фракции 1,25 – 0,63 мм массой не менее 300 г. Для облегчения рассеивания первоначально из смеси отделяют фракцию более 5,00 мм, затем отсеивают фракцию 1,25 –

0,63 мм.

Из фракции 1,25 – 0,63 мм по методике, изложенной в разд. 1, готовят три образца в виде дисков диаметром 71,4 мм и высотой 4,0 мм. Температура смесей при изготовлении образцов должна соответствовать требованиям, указанным в табл. 3. Уплотнение образцов проводят под давлением 40 МПа. Готовые образцы выдерживают на воздухе не менее 15 ч.

4.1.4.Из каждого цилиндрического диска перед испытанием разогретым ножом по шаблону вырезают квадратИсо сторонами 50 мм, затем квадрат делят на две равные части – плитки размерами 50 х 25 мм. Образцы-плитки до испытания выдерживаютД1 ч при комнатной температуре.

4.1.5.Изготовленные образцы (шесть штук) и металлический шаблон помещают в морозильнуюАкамеру на металлическую подставку и выдерживают при температуре (0 ± 2) °С в течение 30 мин.

Через 30 мин из морозильнойбкамеры извлекают шаблон, затем по очереди извлекают о разцы и прикладывают их одним концом к отметке на шаблонеитак, что ы при испытании центр образца совпадал с центром шаблона. Далее о разец вручную изгибают в течение 2 с по шаблонуС, пока весь образец полностью не соприкоснется с нимствия просветов между образцом и поверхностью, и вместе с шабло-

ном вновь помещают в морозильную камеру, температуру в которой снижают на 5 °С, выдерживают в течение 30 мин и повторно проводят испытание на пластине.

Испытание проводят, снижая каждый раз температуру в морозильной камере на 5 °С, до появления трещин или изломов хотя бы у одного из шести испытуемых образцов.

За температуру трещиностойкости принимают значение температуры, при которой испытание выдержали все шесть образцов.

20

щают в него образец. В течение всего испытания температуру воды в сосуде поддерживают (50 ± 2) °С. Уровень воды в сосуде испытания должен быть на 2,0 – 3,0 см выше верхней части образца.

На поверхность образца устанавливают металлический штамп, предварительно термостатируемый при температуре(50 ± 2) °С, затем верхнюю плиту пресса опускают и останавливают ее выше уровня поверхности штампа на 1,5 – 2,0 мм. Для измерения деформации индикатор, прикрепленный к стойке, размещают таким образом, чтобы подвижная часть его ножки касалась верхней плиты пресса (рис. 7).

После этого включают электродвигатель и начинают нагружать образец через штамп. Когда стрелка силоизмерителя пресса отклонится от нулевого значения и достигнет значения (525 ± 1) Н, что со-

ответствует напряжению на образец 1,05 МПа, электродвигатель отключают, не снимая нагрузки, и переводят в ручной режим. Стрелку индикатора деформации устанавливают на ноль и начинают замер деформации.

Рис. 7. Схема испытания на глубину вдавливания штампа: 1 – образец; 2, 4 – нижняя и верхняя плиты пресса; 3 – штамп;

5 – емкость для испытания; 6 – индикатор; 7 – стойка

Если стрелка силоизмерителя пресса отклонится от значения (525 ± 1) Н, усилие в ручном режиме доводят до требуемого значения. Нагрузку на штамп (525 ± 1) Н выдерживают в течение (3 ± 1) мин, обеспечивая указанное напряженное состояние.

По истечении времени испытания фиксируют показания индикатора. Температуру образца (50 ± 2) °С поддерживают во время испытания добавлением воды, избыток которой отбирают резиновой грушей.

22