ОДМ 218.2.002-2007
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ
МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
Утвержден
распоряжением Росавтодора
от 01.02.2007 г. № 30-р
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ЭЛАСТИЧНОСТИ АСФАЛЬТОВЯЖУЩЕГО В
ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ
(для
опытного применения)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ
АГЕНТСТВО
(РОСАВТОДОР)
Москва 2007
Предисловие
1. РАЗРАБОТАН: ОАО «Союздорнии» (Открытое Акционерное Общество «Дорожный
научно-исследовательский институт «Союздорнии») по заказу Росавтодора.
2. ВНЕСЕН: Управлением строительства и проектирования автомобильных
дорог Федерального дорожного агентства.
3. ИЗДАН: на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от
01.02.2007 № 30-р.
4. ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
1.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Отраслевой дорожный
методический документ «Метод определения эластичности асфальтовяжущего в
полимерасфальто-бетонных смесях (для опытного применения)» распространяется на
дорожные полимерасфальтобетонные смеси, изготовленные с применением ПБВ на
основе СБС по ГОСТ
Р 52056-2003, используемые при строительстве автомобильных дорог и мостов.
Данный ОДМ рекомендуется
использовать в следующих случаях:
в процессе проектирования и
подбора состава полимерасфальтобетонных смесей;
в целях уточнения содержания
минерального порошка в полимерасфальтобетонных смесях для повышения
долговечности полимерасфальтобетона, в частности, возможности уменьшения его содержания
в том случае, если сдвигоустойчивость полимерасфальтобетона обеспечивается с
запасом;
в целях выяснения
целесообразности увеличения содержания полимера в ПБВ для повышения
долговременной прочности полимерасфальтобетона при технико-экономическом обосновании;
в процессе контроля качества
полимерасфальтобетона;
в целях установления
взаимосвязи между показателем эластичности асфальтовяжущего в
полимерасфальтобетоне и образованием усталостных деформаций на
полимерасфальтобетонных покрытиях;
в целях накопления данных по
показателю эластичности асфальтовяжущих в полимерасфальтобетонных смесях,
доработки метода для возможности его нормирования и регулярного использования в
заводских лабораториях.
2.
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем ОДМ использованы
ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ
Р 52056-2003 Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров
типа СБС. Технические условия.
ГОСТ
Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных
смесей. Технические условия.
3. ТЕРМИНЫ
И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем методическом
документе применяются следующие термины с соответствующими определениями:
эластичность - способность
органического вяжущего материала к большим обратимым деформациям;
полимерно-битумное вяжущее
(ПБВ) - вяжущее, полученное введением полимера, пластификатора и ПАВ в битум;
асфальтовяжущее - смесь
органического вяжущего материала с минеральным порошком;
полимерасфальтобетонная
смесь - смесь минеральных материалов оптимального гранулометрического состава с
полимерно-битумным вяжущим;
полимерасфальтобетон -
уплотненная полимерасфальтобетонная смесь;
блоксополимер бутадиена и
стирола типа СБС - блоксополимер бутадиена и стирола типа
стирол-бутадиен-стирол.
4.
ОБОСНОВАНИЕ
Основным отличием
полимерно-битумного вяжущего (ПБВ) на основе полимера стирол-бутадиен-стирол
(СБС) от битума является высокая эластичность. Это свойство обусловливает более
высокую долговременную прочность полимерасфальтобетона по сравнению с
асфальтобетоном и проявляется в том, что в режиме постоянной амплитуды
деформации полимерасфальтобетон выдерживает в десятки и сотни раз больше циклов
до разрушения. Это свойство обусловливает и более высокую морозостойкость
полимерасфальтобетона по сравнению с асфальтобетоном. Эластичность уплотненного
стандартным методом образца полимерасфальтобетона оценивается предложенным нами
ранее методом оценки эластичности, заключающимся в определении числа циклов до
разрушения стандартного образца под действием напряжения, равного половине от
разрушающего («Методические рекомендации по контролю качества
полимерасфальтобетонных покрытий с применением полимерно-битумных вяжущих (ПБВ)
на основе СБС» Росавтодор. М., 2003 г. Введены в действие распоряжением
Минтранса России от 10 10.2003 г. № ОС-888-р).
Специальными расчетами показано,
что поверхность минерального порошка (фракции менее 1,25 мм) составляет около
96 % от всей поверхности минеральной части полимерасфальтобетонной смеси и
адсорбирует около 85 % ПБВ, содержащегося во всей смеси, что свидетельствует о
доминирующей роли этой фракции в проявлении эластических свойств
полимерасфальтобетоном. Очевидно, что при определенном содержании минерального
порошка в составе асфальтовяжущего способность ПБВ проявлять свои эластические
свойства будет уменьшаться. Показано, что в асфальтовяжущем, составленном из
ПБВ и фракции минерального порошка размером менее 0,071 мм, при минимальном
содержании блоксополимера типа СБС в ПБВ (3,5 %) эластичность начинает
снижаться при содержании минерального порошка более 60 % по массе, а при увеличении
содержания полимера до 7 % - при содержании порошка более 70 %.
5.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭЛАСТИЧНОСТИ АСФАЛЬТОВЯЖУЩЕГО В
ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ
Сущность определения
эластичности асфальтовяжущего, приготовленного смешением ПБВ с минеральным
порошком фракции менее 0,071 мм или извлеченного из полимерасфальтобетонной
смеси, заключается в определении доли обратимой деформации в общей после снятия
нагрузки, с помощью которой образец деформирован на заданную величину.
5.1. Для определения эластичности асфальтовяжущего рекомендуется
использовать следующие аппаратуру, реактивы и материалы.
Фракция
полимерасфальтобетонной смеси размером (2,5 - 1,25) мм в количестве не менее 50
г.
Стандартная металлическая
цилиндрическая форма диаметром 25 мм, высотой 70 мм с двумя цилиндрическими
вкладышами высотой 35 мм и диаметром 25 мм, применяемая при испытаниях
минерального порошка по ГОСТ
Р 52129-2003.
Смесь талька с глицерином (1
: 3).
Линейка или штангенциркуль.
Емкость для
термостатирования образца.
Металлическая пластина, с
помощью которой сжимают образец.
Упор для осуществления
сжатия образца высотой 35 мм на 10 мм.
Набор сит.
Термометр химический 0 - 200
°С.
Стеклянная палочка.
Весы лабораторные общего
назначения по ГОСТ
24104-88.
Секундомер.
Фарфоровая чашка с ручкой по
ГОСТ
9147-73, V = 50 мл, V = 200 мл.
5.2. Подготовку и проведение работы по определению эластичности
асфальтовяжущего рекомендуется выполнять следующим образом.
Полимерасфальтобетонную
смесь типа А после охлаждения при постоянном перемешивании рассевают по
стандартным фракциям. Отбирают фракцию размером (2,5 - 1,25) мм. Указанную
фракцию разогревают до 150 °С и в нее добавляют полимерно-битумное вяжущее
(ПБВ), содержащее 86,5 % битума марки БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90,
3,5 % блоксополимера типа СБС и 10 % индустриального масла марки И-40А. ПБВ
должно удовлетворять требованиям ГОСТ
Р 52056-2003 (стандартное ПБВ). Количество ПБВ, вводимое в эту фракцию,
должно быть равно 6-кратному содержанию вяжущего, находящегося в той
полимерасфальтобетонной смеси, из которой выделили фракцию 2,5 - 1,25 мм при
использовании ПБВ марки ПБВ 60, 5,5-кратному - при использовании ПБВ 90 и
6,5-кратному - при ПБВ 130 и ПБВ 200.
Например: берем 100 г фракции
2,5 - 1,25 мм. Известно, что в полимерасфальтобетонной смеси содержится 5 %
вяжущего сверх 100 %. Допускаем, что в данной фракции также содержится 5 %
вяжущего сверх 100 %, т.е. 5 г. Следовательно, в 100 % содержится этой фракции
× 100 % = 4,76 % вяжущего,
т.е. в 100 г - 4,76 г.
Для проведения испытания в
случае применения полимерно-битумного вяжущего марки ПБВ 60 необходимо добавить
в 100 г фракции 2,5 - 1,25 пять частей стандартного ПБВ, то есть 6 - 1 = 5, а
именно 4,76 × 5 = 23,8 г, таким образом
получаем шестикратное содержание вяжущего во фракции 2,5 - 1,25 мм.
Полученную смесь фракции
(2,5 - 1,25) мм с указанным количеством вяжущего тщательно перемешивают при
температуре (150 ± 5) °С до однородного состояния и заливают в форму при
температуре 120 - 125 °С с установленным в ней вкладышем. Стенки формы и
вкладыш смазывают тальком с глицерином. После остывания образец извлекают из
формы и выдерживают на воздухе не менее 1 ч, затем образец термостатируют в
воде при 30 °С в течение 1 ч.
В том случае, если образец
асфальтовяжущего изготавливают из смеси ПБВ с заданным в проектном составе
полимерасфальтобетонной смеси содержанием фракции минерального порошка размером
менее 0,071 мм, то после его изготовления в том же самом режиме и выдерживания
на воздухе не менее 1 ч, образец допускается термостатировать в воде при
температуре не ниже 25 °С в течение 1 ч.
После термостатирования
образцы сжимают на 10 мм с помощью металлической пластины и шаблона, затем
помещают в емкость с водой. Образцы, изготовленные на основе фракций 2,5 - 1,25
мм с применением ПБВ марки ПБВ 60 восстанавливают в течение 30 мин при 35 °С, а
затем при 40 °С; с применением ПБВ 90 - 30 мин при 35 °С, а затем при 45 °С; с
применением ПБВ 130 и ПБВ 200 - 30 мин при 35 °С, а затем при 40 °С. Образцы,
изготовленные из смеси ПБВ с фракциями минерального порошка менее 0,071 мм,
независимо от марки ПБВ восстанавливают при 50 °С. При этом высоту образца
замеряют через каждые 15 мин в течение первого часа, а затем через каждые 30
мин. Образец восстанавливается в воде в горизонтальном положении.
5.3. Показатель эластичности eе определяют
по следующей формуле:
%,
где h1 - первоначальная высота
образца, см;
h2 - высота образца после
сжатия, см;
h3 - высота образца после
восстановления через определенное время, см.
Образец считается
выдержавшим испытания, если через 2 ч восстановления eе ³ 70 %.
Ключевые
слова: эластичность асфальтовяжущего,
полимерасфальтобетонные смеси; полимерно-битумное вяжущее; полимерасфальтобетон
СОДЕРЖАНИЕ
1. Область
применения. 1
2. Нормативные
ссылки. 2
3. Термины и
определения. 2
4. Обоснование. 2
5. Рекомендации по определению эластичности
асфальтовяжущего в полимерасфальтобетонных смесях. 3
|