ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

роспвтопор

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБЪЁМНОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ ПО МЕТОДОЛОГИИ МАРШАЛЛА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (РОСАВТОДОР)

МОСКВА 2017

5.1    Индексация объёмных характеристик но методологии Маршалла

В ходе проектирования смеси проводится ряд лабораторных испытаний на определение плотности асфальтобетонной смеси и ее компонентов. Для обозначения объемных свойств в показателях асфальтобетонных смесей используются различные индексы.

5.1.1    Начальная заглавная буква для обозначения типа свойства:

G (Gravity) - плотность;

М (Mass) - масса;

V (Volume) - объем;

Р (Percent) - процентное содержание.

5.1.2    Буква, следующая за начальной, в нижнем регистре, обозначает

материал:

a (air) - воздух;

I) (binder) - вяжущее; s (stone) - заполнитель; m (mix) - смесь.

5.1.3    Буква, следующая за второй в нижнем регистре, дает сведения о характере показателя.

a (absorbed) - абсорбированный (только для вяжущего); a (apparent) - истинный (только для заполнителя);

I) (bulk) - объемный (кажущийся - только для объема); е (effective) - эффективный; m (maximum) - максимальный; о (optimum) - оптимальный.

5.1.4    Четвертая буква, которая следует за заглавной и двумя последующими в нижнем регистре, дает дополнительные сведения о материале.

с (coarse) - крупнозернистый (только для заполнителя); f (fine) - мелкозернистый (только для заполнителя);

5.2 Номенклатура объёмных характеристик методологии Маршалла

При объемном проектировании по методологии Маршалла используются следующие характеристики:

5.2.1    Плотность вяжущего (7*

Плотность вяжущего    г/см*    - это масса единицы объема

вяжу щего. Плотность вяжущего обычно находится в пределах от 1,00 до 1,05 г/см³.

5.2.2    Общая объёмная плотность заполнителя G*

Общая объемная плотность заполнителя (j± ((iravitv л„я). г/см^л - это отношение массы заполнителя, просушенного в печи, к объему заполнителя с учетом объема водопроницаемых и водонепроницаемых пустот.

ю

5.2.2.1 Определение объемной плотности крупнозернистого заполнителя G& выполняется в соответствии с ПНСТ 78-2015 как для объёмной плотности (Sj) по формуле 1 данного норматива.

О)

где: А - масса пробы крупнозернистого минерального заполнителя на воздухе, высушенного до постоянной массы, г;

И - масса пробы крупнозернистого минерального заполнителя на воздухе после его выдерживания в воде в течение (17 ± 2) ч, г;

С - масса пробы крупнозернистого минерального заполнителя в воде после его выдерживания в воде в течение (17 ± 2) ч, г;

/)„ - плотность воды при температуре испытания 23 °С, равная 0,997 г/см³.

5.2.2.2 Определение объёмной плотности мелкозернистого заполнителя (лу выполняется в соответствии с ПНСТ 71-2015 как для объёмной плотности (S_d) по формуле 2 настоящего документа.

^Gsbf - д_{+ s}-__г • Рв , г/см³

где: А - масса пробы мелкозернистого минерального заполнителя на воздухе, высушенного до постоянной массы, г;

И - масса пикнометрической колбы с водой, г;

S - масса пробы минерального заполнителя в водонасыщенном, поверхностно-сухом состоянии, которой заполняли колбы, г;

С - масса пикнометрической колбы с минеральным заполнителем и водой, наполненной до отметки, г;

р„ - плотность воды при температу ре испытания 23 °С, равная 0,997 г/см³.

5.2.2.3 Определение общей объёмной плотности заполнителя (/«/, из несортированного отвала.

Некоторые отвалы бывают представлены крупнозернистой фракцией заполнителя (которая удерживается на сите с размером ячейки 4,75 мм), некоторые — мелкозернистой фракцией (которая проходит через сито с размером ячейки 4,75 мм), а некоторые — как крупнозернистой, так и мелкозернистой фракциями.

Для отвалов, включающих в себя как крупнозернистую, так и мелкозернистую фракции, должно определяться только одно значение объёмной плотности. Значение общей плотности Ga для несортированного заполнителя из одного отвала рассчитывается как сочетание показателей для крупнозернистой и мелкозернистой фракций по следующему уравнению:

и

где: Psbc - процентное содержание (по массе) крупнозернистого заполнителя, удерживаемого на сите с ячейкой 4,75 мм, к общей несортированной пробе, %;

Psbf - процентное содержание (по массе) мелкозернистого заполнителя, проходящего через ячейку сита 4,75 мм, к общей несортированной пробе, %;

G_sbc - объемная плотность крупнозернистого заполнителя, г/см³;

Gsbf~ объемная плотность мелкозернистого заполнителя, г/см³;

5.2.2.4 Расчет общей объемной плотности заполнителя а о, из смеси разных фракций.

Как только была определена объемная плотность для каждой фракции заполнителя, необходимо рассчитать общую объемную плотность всей смеси используемых фракций заполнителя. Расчет производится по уравнению 4.

₌ р,+р₂+...+р„

^л р    р    р    , г/см    (4)

-^L + ^J- + ... + ^JL gi ^Gi    ^G„

где: Pi, P2, P„ - процентное содержание по массе каждой фракции заполнителя I, 2, ... п в общей смеси заполнителя, %

6'/, G₂, G„ - объёмная плотность каждой фракции заполнителя 1,2, ... л, г/см³

Это уравнение полезно для оценки (7,* в ходе испытаний по проектированию смеси. Рассчитанные значения объемных плотностей для крупнозернистого и мелкозернистого заполнителя могут быть проверены путем дозирования комбинированного заполнителя, разделения его на фракции при помощи сита с ячейкой размером 4,75 мм и определения (7^. проектного крупнозернистого и G_shj мелкозернистого заполнителя. Процесс разделения смеси заполнителей на фракции через сито с ячейкой 4,75 мм и определение значений объемной плотности отдельно для крупной и мелкой фракции смеси часто используется для проверки результатов проектирования смеси и для контроля качества промышленной смеси, использующейся на участке проведения работ.

Общую объемную плотность (7,а можно также определить по следующей формуле:

G_Sb - — , г/см³    (5)

^Vsb

где: А - масса пробы минерального заполнителя на воздухе, высушенного до постоянной массы, г;

Vrf, - кажущийся объем минерального заполнителя, см³

Кажущийся объём минерального заполнителя V& - это совокупность объёма твёрдой фазы заполнителя и объёма водопроницаемых пустот, показанных на рисунке 3.

^ Объём твёрдой фаты

Заполнитель

шш

Объём водопроницаемых пор

Рисунок* 3. Иллюстрация кажущегося объёма заполнителя l'_sb.

5.2.3. Общая истинная плотность заполнителя G_M и абсорбция заполнителя Abs

Общая истинная плотность заполнителя (7^ (Gravity

slotic apparent.

). г/см³ - это

отношение массы заполнителя, просушенного в печи до постоянной массы, к единице объема, без учета водопроницаемых пустот. Значение объема, которое используется при расчете С„ меньше, чем значение объема, которое используется для расчета G_st, поэтому значение G_sa всегда будет больше, чем значение 6\/>.

Лабораторные испытания по определению общей объёмной плотности G& также предоставляют данные для простого определения двух дополнительных свойств заполнителей, а именно общей истинной плотности (7„ и степени абсорбции воды заполнителем. Эти расчеты не требуются для определения объемных свойств смеси, но могут служить ценными инструментами для специалиста, проектирующего смесь, при контроле качества. Степень абсорбции заполнителя указывает на конечные характеристики смеси. Заполнители с высокой степенью абсорбции потребуют использования дополнительного вяжущего для заполнения водопроницаемых пустот в заполнителе, что повысит стоимость смеси. Характерным явлением для заполнителей является то, что они абсорбируют вяжущее в объеме, равном 40 - 80% объема водопроницаемых пустот.

Для того чтобы определить эти значения для общей смеси заполнителей используются различные методики, которые зависят от способа определения G&-Если испытания на определение G* проводились отдельно для каждой фракции, то G„ и степень абсорбции также следует определять отдельно для каждой фракции, а затем необходимо совмещать данные для определения значения, соответствующего конечной смеси. Если (/^определялась на отдельных образцах крупнозернистого и мелкозернистого заполнителя из какого-либо отвала, то для определения G_sa применяется формула 8, а для определения степени абсорбции Abs для этого отвала может использоваться уравнение 12.

Как только будут получены значения G_%a для каждого отвала, их необходимо будет совместить для получения данных по конкретной смеси. Для этого может

использоваться формула 9. Формула 12 применяется для расчета степени абсорбции смеси заполнителей.

Если данные по С** определялись непосредственно для смеси (в ходе проверки смеси или промышленного образца, отобранного с конвейера, подающего заполнитель на завод), то специалист по проектированию смеси может напрямую использовать формулы 8, 12, для определения G_sa и абсорбции Abs смеси.

5.2.3.1 Определение истинной плотности крупнозернистого заполнителя выполняется в соответствии с ПНСТ 78-2015 как для максимальной плотности (S_a) по формуле 6 настоящего документа.

(6)

где: А - масса пробы минерального заполнителя на воздухе, высушенного до постоянной массы, г;

С - масса пробы минерального заполнителя в воде после его выдерживания в воде в течение (17 ± 2) ч, г;

/)_в - плотность воды при температуре испытания 23 °С, равная 0,997 г/см³.

Таким образом, выражение (А    С),    это истинный объем заполнителя без

объема водопроницаемых пустот.

5.2.3.2 Определение истинной плотности мелкозернистого заполнителя G^f выполняется в соответствии с ПНСТ 71-2015 как для максимальной плотности (S_a) по формуле 7 настоящего документа.

где: А - масса пробы мелкозернистого минерального заполнителя на воздухе, высушенного до постоянной массы, г;

В - масса пикнометрической колбы с водой, г;

С - масса пикнометрической колбы с минеральным заполнителем и водой, наполненной до отметки, г;

р_в - плотность воды при температу ре испытания 23 °С, равная 0,997 г/см³.

5.2.3.3 Определение обшей истинной плотности G„ несортированного заполнителя из одного отвала.

Для отвалов, включающих в себя как крупную, так и мелкую фракцию, должно определяться только одно значение обшей истинной плотности. Значение общей истинной плотности G_sa для несортированного заполнителя из одного отвала рассчитывается как сочетание показателей для крупнозернистой и мелкозернистой фракций по следующему уравнению:

_а Объем твёрдой фазы

Заполнитель

Без учёта объёма пустот Рисунок 4. Иллюстрация истинного объёма заполнителя V_sa.

5.2.3.5. Абсорбционная способность заполнителя (Абсорбция) Abs Абсорбция Abs - это свойство минерального заполнителя наполняться водой за счёт своей поглощающей способности.

Абсорбционная способность заполнителя необходима для специалистов, проектирующих смеси и специалистов, работающих в лаборатории. Абсорбция является одним из показателей качества заполнителя, так как при высокой абсорбции заполнителя требуется больший объем вяжущего. Абсорбция вяжу щего обычно составляет 40 - 80 % от уровня абсорбции воды.

Степень абсорбции Abs для мелкозернистых и крупнозернистых фракций заполнителя рассчитывается по одной методике, указанной как в ПНСТ 71-2015, так и в ПНСТ 78-2015 следуя, например, данному уравнению:

Abs = —-^-100    ,%    _(П)

А

где: А - масса пробы минерального заполнителя на воздухе, высушенного до постоянной массы, г;

В - масса водонасыщенной пробы с просушенной поверхностью, г.

Расчёт общего значения абсорбции для смеси разных фракций заполнителя выполняется, используя средние арифметические значения, так как величина Abs представляет собой процент от массы и не включает в себя дополнительных отношений.

Общая величина абсорбции для всей смеси заполнителей рассчитывается, согласно ПНСТ 78-2015, следующим образом:

где: Р/, Р₂, Р_п ~ процентное содержание по массе каждой фракции заполнителя 1, 2, ... п в общей смеси заполнителя, %

Abs_/t Abs₂, Abs,, - значение абсорбции для каждой фракции заполнителя /, 2, п, %

5.2.4    Содержание заполнителя Р_я

Содержание заполнителя /\ {Percent .„,.Л % - общее содержание заполнителя в асфальтобетонной смеси, выраженное как процент от общей массы смеси.

5.2.5    Содержание вяжущего Ph

Содержание вяжущего l\ (Percent % - общее процентное содержание битумного вяжущего в асфальтобетонной смеси, выраженное как процент от общей массы смеси. В соответствии с вышеуказанным параметром P_s, справедливо выражение: Р_%+ Рь= 100 %.

5.2.6    Максимальная плотность асфальтобетонной смеси G_mm

Максимальная плотность асфальтобетонной смеси {Gravity*»,г/см' -это отношение массы асфальтобетонной смеси к единице объема, без учета воздушных пустот.

Для того чтобы рассчитать объемные свойства смеси, необходимо определить G_mn, и G_mb для каждого пробного содержания вяжущего, использующегося при проектировании смеси. Процедуры уплотнения позволяют определить значения G,„b для каждого образца, затем эти значения усредняются для каждого пробного содержания вяжущего. Соответствующее значение G_nu„ также необходимо определить при каждом процентном содержании вяжущего. При проектировании смеси возможно подготовить образцы и провести испытания на определение G_nw„ при каждом пробном содержании вяжущего, но в следствии того, что G„„, непосредственно связана с объемом битумного вяжущего, абсорбированного заполнителем существует и другой способ, при котором абсорбция вяжущего принимается за постоянную величину, не зависящую от количества вяжущего, добавляемого в смесь, при условии, что содержание вяжущего, добавленного к смеси, превышает величину абсорбции вяжущего заполнителем. Такой подход позволяет специалисту', проектирующему смесь, подготовить образец и определить значение G„_uu при одном лабораторном содержании вяжущего. Значения G_nu„ для оставшихся значений содержания вяжу щего могут быть рассчитаны с учетом эффективной плотности заполнителя G_x. Эффективная плотность заполнителя Gявляется постоянной величиной, которая может использоваться для обратного расчета G_nun для любого содержания вяжущего.

5.2.6.1 Определение максимальной плотности асфальтобетонной смеси G.,,,,, при любом содержании вяжущего.

Значение (#,, используется для расчета G„_un при каждом требуемом содержании вяжущего. Этот шаг не является обязательным, если специалист, проектирующий смесь, проводит испытания на определение G_nun при каждом пробном содержании вяжущего. G_mm может быть определена визуально при помощи диаграммы, показанной на рисунке 2, и рассчитывается по следующему уравнению:

ОД.VI 218.3.096-2017

и минимизировать проникание воды в заполнители при проведении испытаний под вакуумом. После определения среднего значения G_nutt для двух образцов с одинаковым содержанием вяжущего (или, при желании, для образцов с каждым пробным процентным содержанием вяжущего) G_w может быть рассчитана по следующему уравнению:

°^ле 100 _1\ >г/см³    (16)

^Gm* ^СЧ

где: Р_я - процентное содержание заполнителя в обшей смеси по массе, %

Рь - процентное содержание вяжущего в общей смеси по массе, при котором проводятся испытания по определению G_mm, %

Gmm - максимальная плотность асфальтобетонной смеси, г/см'

Gb - плотность вяжу щего, г/см

Эффективную плотность заполнителя G_%e также можно представить в виде формулы:

г - А ,

^Gse~ ТГ    ,Г/СМ    (17)

' ,w

где: А - масса пробы минерального заполнителя на воздухе, высушенного до постоянной массы, г;

Vse - эффективный Объем заполнителя, см

Эффективный объем заполнителя - это совокупность объема твердой фазы заполнителя и объема водопроницаемых пор незаполненных вяжущим (рисунок 5).

Рисунок 5. Иллюстрация эффективного объема заполнителя V%e.

5.2.8 Объёмная плотность асфальтобетона G„&

Объемная плотность асфальтобетона G^ (Gravity „,._r h..n), г/см* - это отношение массы уплотненного асфальтобетона, к единице объема вместе с порами и пустотами.

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН: рабочей группой секции №4 «Стандартизация, повышение качества и внедрение новых технологий, техники и материалов» Научно-технического совета Федерального дорожного агентства

2    ВНЕСЕН:    Управлением научно-технических исследований и

информационного обеспечения Федерального дорожного агентства

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ распоряжением Федерального дорожного агентства от 28.05.2018 г. № 1872/1-р

4    Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных

положений MANUAL SERIES №02    (MS-2), 7th Edition «Методы

проектирования асфальтобетонных смесей» (MANUAL SERIES №02 (MS-2) 7th Edition «Asphalt Mix Design Methods») и входит в комплекс документов нормирующих метод объемного проектирования асфальтобетонных смесей в Российской Федерации.

5    ИЗДАН:

6    ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

7    ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ.

Характеристика объёмной плотности G,„h определяется в соответствии с ПНСТ 106-2016 и применима к любым образцам, уплотненным в лабораторных или в полевых условиях, включая керны, образцы в виде балки, плитные образцы дорожного полотна и т. д.

5.2.9 Содержание воздушных пустот Р_а

Содержание воздушных пустот l*._± (Percent ,„Л % - это объем воздуха в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженный в процентах от общего объема уплотнённой асфальтобетонной смеси.

Следует обратить внимание, на то, что Р_а обозначает процентное содержание воздушных пустот по объему, a У_а - измеренный объем воздушных пустот, выраженный в см¹. Воздушные пустоты — это небольшие заполненные воздухом промежутки между частицами заполнителя, покрытыми вяжущим. Значение Р_а может быть визуально определено но фазовой диаграмме, показанной на рисунке 2, и рассчитано по следующему отношению:

= loo— ,%    (18)

mb

где: V_a - объём воздушных пустот, см¹

V_mh - кажущийся объём асфальтобетонной смеси, см¹

Р_а может быть рассчитано различными способами, но наиболее часто используется следующее выражение:

Содержание воздушных пустот Р_а асфальтобетонной смеси, уплотненной в лабораторных условиях, - это важный критерий для подбора содержания вяжущего в асфальтобетонной смеси. Согласно проверенной временем практике, понижение содержания воздушных пустот в структуре заполнителя на 1% увеличивает проектное содержание вяжущего в среднем на 0,3 - 0,4%.

5.2.10 Содержание пустот в минеральном заполнителе УМА

Содержание пустот в минеральном заполнителе УМА (Voids in the Mineral Aiinrcaatc). % - это пустоты, образованные структурой заполнителя в уплотнённой асфальтобетонной смеси. Выражается в процентах от общего объема смеси. УМА складывается из объема воздушных пустот и эффективного содержания вяжущего (неабсорбированного заполнителем).

Содержание

1.    Область применения.............................................................. 4

2.    Нормативные ссылки............................................................. 4

3.    Термины и определения......................................................... 7

4.    Общие положения................................................................. 7

5.    Теоретические основы объёмного проектирования по методологии

Маршалла........................................................................... 8

6.    Алгоритм объёмного проектирования по    методологии Маршалла.....    27

7.    Особенности проектирования по методологии Маршалла............... 33

8.    Влияние характеристик проектирования на эксплуатационные

свойства плотных асфальтобетонных смесей............................... 41

9.    Соответствие щебёночно-мастичных асфальтобетонных смесей, и смесей с открытым гранулометрическим составом, запроектированных

по методологии Маршалла......................................................... 49

10.    Требования безопасности и охраны окружающей среды................... 50

11.    Требования к оборудованию и вспомогательным материалам.........    50

12.    Требования к условиям измерений........................................... 52

13.    Подготовка образцов............................................................ 52

14.    Применение модифицированного метода Маршалла для смесей с

крупным заполнителем......................................................... 59

15.    Испытания на физико-механические свойства асфальтобетонных

смесей по методу Маршалла.................................................... 60

16.    Оформление результатов....................................................... 63

Приложение А. Обязательная форма отчёта проектирования по методологии Маршалла............................................................. 65 ¹

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Методические рекомендации по объёмному проектированию асфальтобетонных смесей по методологии Маршалла

1    Область применения

1.1    Отраслевой дорожный методический документ «Методические рекомендации по объёмному проектированию асфальтобетонных смесей по методологии Маршалла» (далее - методический документ) является актом рекомендательного характера.

1.2    Методический документ устанавливает метод проектирования состава асфальтобетонных смесей по методологии Маршалла, основанный на определении объёмных свойств асфальтобетона.

1.3    Настоящий норматив распространяется на асфальтобетонные смеси и асфальтобетон, предназначенные для устройства конструктивных слоев в дорожном, аэродромном, промышленном и гражданском строительстве.

1.4    Методический документ рекомендован к применению изыскательскими, проектными, строительными и эксплуатирующими организациями, а также при реализации проектов по заданию государственных и иных исполнительных органов управления.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы следующие нормативные ссылки: ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

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. Общие технические требования. Методы испытаний ГОСТ 17.2.3.02-2014 Правила установления допустимых выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ОДМ 218.3.096-2017

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия ГОСТ 16557-2005 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия

ГОСТ 22245-90 Биту мы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия ГОСТ 31424-2010 Материалы строительные нерудные от отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня. Технические условия

ГОСТ 32183-09 Материалы битуминозные полутвёрдые. Определение плотности пикнометром

ГОСТ 32703-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и г равий из горных пород. Технические требования

ГОСТ 32730-2014    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Песок

дробленый. Технические требования

ГОСТ 32761-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Порошок минеральный. Технические требования

ГОСТ 32824-2014    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Песок

природный. Технические требования

ГОСТ 32826-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и песок шлаковые. Технические требования

ГОСТ 33133-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические требования

ГОСТ Р 51568-99 Сита лабораторные из металлической проволочной сетки. Технические условия

ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия

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

ОДМ 218.3.097-2017 Методические рекомендации по определению устойчивости уплотнённых асфальтобетонных смесей к пластическому течению на установке Маршалла (на образцах диаметром 152,4 мм)

ПНСТ 71-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные мелкозернистые для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения плотности и абсорбции

ПНСТ 75-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения зернового состава

ПНСТ 78-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные крупнозернистые для приготовления асф&зьтобетонных смесей. Метод определения плотности и абсорбции

ПНСТ 82-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом уровней эксплуатационных транспортных нагрузок

ПНСТ 85-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжу щие нефтяные битумные. Технические требования с учетом температу рного диапазона эксплуатации

ОДМ 218.3.096-2017

ПНСТ 86-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Порядок определения марки с учетом температурного диапазона эксплуатации

ПНСТ 90-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод отбора проб

ПНСТ 92-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения максимальной плотности

ПНСТ 106-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения объемной плотности

ПНСТ 107-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения объемной плотности с использованием парафинированных образцов

ПНСТ 108-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения содержания воздушных пустот

ПНСТ 109-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные    дорожные    и    асфальтобетон.    Метод    определения

сопротивления пластическому течению цилиндрических образцов на установке Маршалла

ПНСТ 110-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные    дорожные    и    асфальтобетон.    Метод    подготовки

цилиндрических образцов с использованием установки Маршалла

ПНСТ 111-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные    дорожные    и    асфальтобетон.    Метод    проведения

термостати рования

ПНСТ 112-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод приготовления образцов вращательным уплотнителем (Гиратором)

ПНСТ 113-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения водостойкости и адгезионных свойств

ПНСТ 114-2016    Дороги    автомобильные    общего    пользования.    Смеси

асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Технические требования для метода объемного проектирования по методологии «Superpave»

Примечание - При пользовании настоящим стажкгртом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования на (м/)ицна1ьном сайте национального органа Российской Феде/зации по стат)артизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «национальные стандарты», который опубликован по состоянию на I января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменён (изменён), то при пользовании настоящим стандартам следует руководствоваться заменённым (изменённым) документом. Если ссылочный документ отменён без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем    стандарте применены    следующие    термины с

соответству ющи м и определен и я м и:

3.1    Эквивалентная одноосная нагрузка ЭООН (design ESALs): Нагрузка, равная 80 кН, передаваемая на дорожное покрытие от одной оси транспортного средства.

3.2    Номинальный максимальный размер минерального заполнителя

(nominal maximum aggregate size): Размер минерального    заполнителя,

соответствующий размеру ячейки сита, которое на один размер больше первого сита, остаток минерального заполнителя на котором составляет более 10 %.

3.3    Максимальный размер минерального заполнителя (maximum aggregate size): Размер минерального заполнителя, который на один размер больше, чем номинальный максимальный размер минерального заполнителя.

3.4    Стабильносгь по Маршаллу 5.»/, Н (Marshall stability): Характеризует устойчивость образца к стандартной нагрузке при температуре 60 °С в результате проведения испытаний, выраженная в Ньютонах.

Стабильность по Маршаллу представляет собой значение максимальной нагрузки, полученной при постоянной скорости деформирования до начала разрушения образца.

3.5    Текучесть по Маршаллу F\/ (Marshall flow): Значение текучести по Маршаллу представляет собой величину общей (упругой и пластической) деформации образца, определяемой в ходе испытаний на стабильность. При этом деформация измеряется в диапазоне от нулевой до максимальной нагрузки и выражается в единицах, кратных 0,25 мм.

3.6    Испытуемый образец (test sample):    Образец    асфальтобетона,

изготовленный путем уплотнения в лабораторных условиях, а также вырубка или керн, отобранные из покрытия автомобильной дороги или аэродрома.

3.7    Посгоянная масса (constant mass): Масса материала, высушиваемого в сушильном шкафу, различающаяся не более чем на 0,1 % по результатам двух последних последовательно проводимых взвешиваний через промежутки времени, составляющие не менее 1 ч.

4    Общие положения

Для каждого выбранного гранулометрического состава заполнителей выбирается пять разных значений содержания битума. Полученные смеси испытываются на объемные свойства и на физико-механические показатели, с целью подбора оптимального количества вяжущего. В отчете результаты испытаний всегда указываются как среднее значение по трем «идентичным» уплотненным образцам. Подбор оптимального содержания вяжущего требует инженерной оценки и зависит от интенсивности дорожного движения, климатических условий, а также от опыта использования местных материалов. При проектировании по методологии Маршалла, оптимальное количество вяжущего в смеси подбирается таким образом, чтобы содержание воздушных пустот в уплотненных образцах составляло 4 ±1%.

5 Теоретические основы объёмного проектирования по методологии

Маршалла

В связи с тем, что при традиционном проектировании асфальтобетонной смеси основные эксплуатационные свойства не измеряются напрямую, то содержание битумного вяжущего должно подбираться на основании измеряемого параметра, который позволяет наилучшим образом осуществлять контроль за эксплуатационными характеристиками покрытия. В ходе многосторонних исследований было определено, что таким параметром является содержание воздушных пустот. В результате, за проектный уровень содержания воздушных пустот был принят диапазон от 3 до 5%. Внутри этого диапазона было принято оптимальное значение содержания воздушных пустот для проектирования асфальтобетонной смеси, с целью получения требуемых свойств, равное 4%. После этого, результаты тестирования смеси в незначительной степени могут быть откорректированы. Объемные свойства уплотненного асфальтобетона являются важным критерием, по которому производится оценка асфальтобетонной смеси. Объемные свойства определяются на основании определения массы и/или объема смеси и ее составляющих компонентов (вяжу щее, заполнитель, воздух). Практика показала, что по объемным свойствам смеси можно достаточно точно определять дальнейшие эксплуатационные характеристики асфальтобетона на протяжении всего срока службы покрытия.

Термин «объемный» применительно к асфальтовой промышленности обычно подразумевает использование измерений ас фат ьтобето иной смеси по массе (Л/) и объему (У) для определения различных соотношений. Объемные свойства часто определяются как содержание в общем объеме смеси указанных проектных элементов: отдельно заполнителя или отдельно вяжущего. Отношение между массой и объемом определяется как плотность материала (G).

Так как предполагается, что любая плотность может быть рассчитана из значений массы и объема. Если в ходе тестирования были определены две из трех величин: (7, М или V - третья величина может быть легко рассчитана. Принцип использования плотности является основным, так как лабораторные измерения выполняются по массе, а критерии смеси являются производными от объема. Использование описанных принципов позволяет рассчитывать данные по массе или по объему на основании имеющихся данных.

Некоторые типы плотности определяются в ходе объемного анализа асфальтобетонной смеси. Для каждого типа плотности используется определенная масса (вяжущего и/или заполнитель) и определенный объем (воздух, вяжущее, заполнитель или их комбинации). Некоторые значения плотности используют показатель объема заполнителя с учетом водопроницаемых пустот, а некоторые значения плотности — показатель объема с учетом водопроницаемых пустот, не заполненных абсорбированным биту мным вяжущим. (Так как битумное вяжущее имеет большую вязкость, чем вода, он не способен проникать в пустоты заполнителя в той же степени, как и вода). На рисунке 1 показан характерный вид заполнителя, битума и воздушных пустот под микроскопом.

Эффективное содержание вяжущего (неабсорбированного заполнителем)

Непроницаемые пустоты Заполнитель Воздушные пустоты

Водопроницаемые пустоты, не заполненные б1пумом Водопрошшаемые пустоты

Пустоты, заполненные битумом (битум абсорбированный заполнителем)

/

Рисунок 1. Типичное изображение заполнителя, битума и воздушных пустот в асфальтобетонной смеси под микроскопом.

Уплотненную асфальтобетонную смесь в виде различных масс и объемов, использующихся при расчете объемных характеристик, также можно рассмотреть и в виде фазовой диаграммы на рисунке 2 При такой демонстрации смесь разбивается по компонентам: воздух, эффективное вяжущее (неабсорбированное), абсорбированное вяжу щее и заполнитель.

Различные типы плотности, описанные в разделах 5.2.1 - 5.2.3, 5.2.6 - 5.2.8 могут либо определяться напрямую, либо рассчитываться на основании результатов лабораторных испытаний вяжущего, заполнителей и ас фат ьтобето иной смеси. Были выведены несколько уравнений, которые позволяют рассчитывать каждое объемное свойство при помощи фазовой диаграммы.

М (Mass) - Масса, г    V    (Volume)    -    Объём,    см3

A (Air) - Воздух Be (Binder effective) - Вяжущее эффективное Ва (Binder absorbed) - Вяжущее абсорбированное S (Stone) - Заполнитель Рисунок 2. Фазовая диаграмма объёмных характеристик асфальтобетонной смеси.

1