ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ УПЛОТНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (Росавтодор)

Москва 2019

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Инновационный технический центр» (000«ИТЦ»).

2    ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3    ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 27.06.2019 № 1617-р.

4    ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

6.3    11одготовка к уплотнению

6.3.1    Асфальтобетонную смесь разогревают до температуры в зависимости от применяемого вяжущего в соответствии с ГОСТ 12801. В процессе нагрева асфальтобетонную смесь тщательно перемешивают с периодичностью в 30 минут.

Металлическую форму и вкладыши помещают в сушильный шкаф за не менее чем 30 минут до начала уплотнения. Температуру в шкафу поддерживают в диапазоне от 90°С до 100°С.

Примечание - рекомендуется определять температуру уплотнения смеси в соответствии с ПНСТ 112 приложение Б

6.3.2    В случае необходимости асфальтобетонную смесь делят на пробы, массой необходимой для приготовления одного образца по методу Б ПНСТ 91.

6.4    Уплотнение асфальтобетонных образцов

6.4.1 Наполняют форму со вставленным нижним вкладышем ориентировочным количеством асфальтобетонной смеси (рисунок 4), в соответствии с таблицей 1.

Рисунок 4 - Приготовление асфальтобетонного образца

Таблица 1 - Характеристики асфальтобетонных образцов

Вид смеси Размеры образца, мм Ориентировочное количество смеси на образец, г Давление при изготовлении образцов, МПа Диаметр Высота Песчаные 50,5 50,5± 1,0 220-240 40,0 Мелкозернистые 71,4 71,4±1,5 640-670 Крупнозернистые 101,0 101,0±2,0 1900-2000

Смесь равномерно распределяют в форме и штыкуют металлическим

стержнем 15 раз по периметру и 10 раз по центру формы (рисунок 5), вставляют верхний вкладыш и, прижимают им смесь.

Рисунок 5 - Металлический стержень для штыкования в форме со смесью 6.4.2 Форму со смесью устанавливают на нижнюю плиту пресса для уплотнения, при этом нижний вкладыш должен выступать из формы на расстояние от 1,5 до 2,0 см. Верхнюю плиту пресса доводят до соприкосновения с верхним вкладышем и включают электродвигатель пресса (рисунок 6).

Рисунок 6 - Уплотнение асфальтобетонной смеси на прессе П-50 6.4.3    Давление на уплотняемую смесь доводят до 40,0 МПа в течение от 5 до 10 сек. Уплотнение продолжают в течение (3,0±0,1) мин, затем давление снижают до нуля и выключают электродвигатель пресса. 6.4.4    Форму со смесью помещают на выжимное устройство и извлекают асфальтобетонный образец из формы (рисунок 7).

Рисунок 7 - Выжимное устройство для извлечения образцов из форм 6.4.5 Уплотнение образцов, содержащих более 50% щебня по массе, следует производить вибрированием с последующим доуплотнением прессованием. Форму со смесью устанавливают на виброплощадку, плотно закрепляют на ней специальным приспособлением (рисунок 8) (конструкция приспособления для крепления зависит от типа виброплощадки).

Рисунок 9 - Измерение асфальтобетонного образца штангенциркулем Если высота образца не соответствует приведенной в таблице 1, то требуемую массу смеси для формования образца д, г, рассчитывают по формуле 1:

g = goT^L    (1)

^пО

где go - масса пробного образца, г;

h - требуемая высота образца, мм;

/?о - высота пробною образца, мм.

Образцы с дефектами кромок и не параллельностью верхнего и нижнего оснований бракуют.

7 Метод изготовлении асфальтобетонных образцов на установке Маршалла

7.1 Сущность метода

Данный метод применяют для приготовления цилиндрических асфальтобетонных образцов с использованием ударного уплотнителя

ОДМ 218.3.108-2019

Маршалла. На готовых асфальтобетонных образцах определяют, как объемные свойства (объемная плотность, содержание воздушных пустот, ПМЗ и ПНБ), так и физико-механические (течение по Маршаллу, водостойкость, жесткость, долговечность и т.п.) на соответствие требованиям ПНСТ 183 и ПНСТ 184.

7.2 Средства измерения и вспомогательное оборудование При приготовлении асфальтобетонных образцов применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

- сборная форма для уплотнения асфальтобетонной смеси с номинальным максимальным размером зерен заполнителя до 31,5 мм, состоящая из основания формы, цилиндрической части и удлинительного кольца (рисунок 10);

	.не менее 12,30
Огнпяаыи» fhnnww Рисунок 10 - Сборная форма для уплотнения образцов - уплотнительный молот для уплотнения образцов из асфальтобетонной смеси с номинальным максимальным размером зерен заполнителя до 31,5 мм со скользящим грузом, массой (4535 ± 15) г и с ходом свободного падения (457,2 ± 1,5) мм. Схема уплотнительного молота, представлена на рисунке 11.

Примечание - Существуют уплотнительные установки Маршалла с механическим, полуавтоматическим и автоматическим управлением с регулируемым количеством ударов молота при уплотнении.

Рисунок 11 - Схема уплотнительного молота - сборная форма для уплотнения асфальтобетонной смеси с номинальным максимальным размером зерен заполнителя 31,5 мм и более, состоящей из основания формы, цилиндрической части и удлинительного кольца должны соответствовать размерам, указанным на рисунке 12.

Рисунок 12 - Сборная форма для уплотнения образцов

-    уплотнительный молот для уплотнения образцов из асфальтобетонной смеси с номинальным максимальным размером зерен заполнителя более 31,5 мм и более со скользящим грузом, массой (10210±20)г и с ходом свободного падения (457±2) мм. Схема уплотнительного молота, представлена на рисунке 11.

-    опорная стойка уплотнителя, представляющая собой деревянную стойку с размером ребра не менее 180 мм, высотой не менее 450 мм накрытой стальной пластиной толщиной (25,0±2,5) мм с размером ребра не менее 295 мм. Деревянная стойка должна быть изготовлена из дуба, сосны или другой древесины со средней плотностью в сухом состоянии от 0,67 до 0,77 г/см³. Деревянная стойка крепится к цельному бетонному основанию кронштейнами. Стальная пластина должна быть прочно закреплена на стойке;

Примечание - Возможно применение конструкции стоики из металла, при этом масса стойки должна быть не менее 100 кг.

-держатель, позволяющий жестко закреплять и удерживать сборную форму в ходе всего цикла уплотнения образца. Держатель формы устанавливается на опорной стойке таким образом, что бы центр сборной формы находился по центру стойки;

Примечание - возможно применения ручной или автоматической установки Маршалла (рисунок 13 и 14).

Рисунок 13 - Ручная установка Маршалла

Рисунок 14 - Автоматическая установка Маршалла

ОДМ 218.3.108-2019

-    устройство для извлечения образца, выжимное устройство позволяющее извлечь образец из формы без повреждения;

-    сушильный шкаф для нагрева и поддержания температуры до 220 °С, с точностью до 3 °С;

-    металлический стержень для штыкования диаметром не более 5 мм и длиной не менее 250мм;

-листы неабсорбирующей бумаги;

-термометр с диапазоном измерения температур от 0 °С до 200 °С с ценой деления 1°С;

-    весы лабораторные по ГОСТ 53288, II (III) класса точности с ценой деления 0,1 г и максимальным пределом взвешивания не менее 2000 г;

-    штангенциркуль по ГОСТ 166.

7.3 Подготовка к уплотнению

7.3.1    Асфальтобетонную смесь разогревают до температуры уплотнения. Температурой уплотнения является температура, при которой вязкость не состаренного вяжущего находится в пределах (0,28±0,03) Па^хсек. Температуру уплотнения смеси определяют в соответствии с ПНСТ 112 приложение Б.

Примечание - Рекомендуемые температурные интервалы для смесей, изготавливаемых на ПБВ и биту мных вяжущих с модификаторами выбираются исходя из рекомендаций производителя битумного вяжущего.

7.3.2    Разогретую до необходимой температу ры асфальтобетонную смесь для исключения сегрегации и повышения однородности следует разделить на пробы, массой необходимой для приготовления одного образца в соответствии с ПНСТ 91.

В соответствии с Г1НСТ 91 применяется два метода деления:

-    Метод А. Уменьшение размера пробы с применением механического делителя;

-    Метод Б. Уменьшение размера пробы с применением шаблона для

квартования.

Содержание

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

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

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

4    Требование безопасности, охраны окружающей среды....................................

5    Требование к условиям испытаний......................................................................

6    Метод изготовления асфальтобетонных образцов прессованием....................

7    Метод изготовления асфальтобетонных образцов на установке Маршалла...

8    Метод изготовления асфальтобетонных образцов на вальцовом

уплотнителе ...............................................................................................................

9    Метод изготовления асфальтобетонных образцов на вращательном

уплотнителе ...............................................................................................................

10    Рекомендации по применению методов уплотнения.......................................

ОДМ 218.3.108-2019 ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Методические рекомендации по применению различных методов уплотнения асфальтобетонных смесей в лабораторных условиях

1    Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее -ОДМ) распространяется на асфальтобетонные смеси и смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные, применяемые для устройства конструктивных слоев дорожных одежд, и устанавливает процедуры приготовления образцов в лабораторных условиях.

ОДМ содержит описание методов изготовления асфальтобетонных образцов с уточнением процедуры подготовки и уплотнения асфальтобетонных образцов, обеспечивающих повышение воспроизводимости результатов испытаний.

Применение разработанного ОДМ позволит повысить качество выполняемых работ, точность получения результатов, а также их сходимость и воспроизводимость.

2    Нормативные ссылки

В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы:

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. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 166-89 (СТ СЭВ 704-77 - СТ СЭВ 707-77; СТ СЭВ 1309-78, ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия

ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний

ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

ГОСТ 31015-2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия

ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

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

ПНСТ 91-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод сокращения пробы

ПНСТ 92-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения максимальной плотности

ПНСТ 112-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод приготовления образцов вращательным уплотнителем (Гиратором)

ПНСТ 183-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия

ПНСТ 184-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Технические условия

3    Термины и определения

В    настоящем ОДМ применяются следующие термины с

соответству ющи м и оп редел ен и ям и:

3.1    щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь: Рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом состоянии.

3.2    асфальтобегоннан смесь: Рационально подобранная смесь, состоящая из минеральной части (щебня, песка и минерального порошка или без него) и битумного вяжущего, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии.

3.3    асфальтобетон: Уплотненная асфальтобетонная смесь.

3.4    эквивалентная одноосная нагрузка: Нагрузка, равная 80 кН, передаваемая на дорожное покрытие от одной оси транспортного средства.

3.5    воздушные пустоты: Общее количество пустот в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси.

3.6    пустоты в минеральном заполнителе (ПМЗ): Общее количество пустот между зернами минерального заполнителя в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси, которое включает в себя количество воздушных пустот и оптимально эффективное содержание вяжущего.

3.7    пустоты, наполненные битумом (ПНЬ): Общее количество пустот, заполненных вяжущим, выраженное в процентах от объема ПМЗ.

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

3.9    максимальный размер минерального заполнителя: Размер минерального заполнителя, который на один размер больше, чем номинальный максимальный размер минерального заполнителя.

3.10    водостойкость: Отношение предела прочности при непрямом растяжении серии образцов, подверженных водонасыщен и ю и циклу «замораживание-оттаивание», к пределу прочности при непрямом растяжении серин образцов, выдержанных при комнатных условиях.

3.11    образец-плита: Уплотненная асфальтобетонная смесь в специальной установке путем уплотнения секторным вальцом или другими средствами, имитирующими уплотнение асфальтобетонной смеси при укладке на автомобильной дороге.

3.12    установка Маршалла: Установка для приготовления образцов, уплотнение в которой достигается за счет нагрузки от падающего груза.

3.13    вальцовый уплотнитель: Установка для приготовления образцов-плит, уплотнение в которой достигается за счет раскатывающего усилия от секторного вальца, моделирующего уплотнение катками.

3.14    вращательный уплотнитель (гиратор): Установка для приготовления образцов, уплотнение в которой достигается за счет сочетания вращательного сдвигового действия и вертикальной нагрузки.

4 Требования безопасности, охраны окружающей среды

При работе с асфальтобетонами используют одежду специальную защитную - по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки - по ГОСТ 12.4.252.

При выполнении измерений соблюдают правила по электробезопасности - по ГОСТ Р 12.1.019 и инструкции по эксплуатации оборудования.

5 Требования к условиям испытаний

При выполнении измерений соблюдают следующие условия для помещений, в которых испытываются образцы: температура (22±3) °С;

- относительная влажность (55± 15)%.

6 Метод изготовления асфальтобетонных образцов прессованием

6.1    Сущность метода

Данный метод уплотнения применяют для определения объемных и физико-механических свойств асфальтобетонных и щебеночно-мастичных смесей на соответствие требованиям ГОСТ 9128 и ГОСТ 31015.

6.2    Средства измерения и вспомогательное оборудование

6.2.1 При приготовлении асфальтобетонных образцов применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

-    весы лабораторные по ГОСТ Р 53228 с пределом взвешивания не менее 3000 г и точностью 0,1 г;

-    установка (пресс) для уплотнения образцов с возможностью создания нагрузки не менее 320 кН и погрешностью измерения не более 2 %. Допускается применение установок, способных уплотнять несколько образцов одновременно с требуемым давлением;

-    штангенциркуль по ГОСТ 166;

-    металлический стержень для штыкования диаметром не более 5 мм и длиной не менее 250 мм;

-    термометр с погрешностью измерения не более 1 °С в диапазоне измеряемых температур от 0 °С до 200 °С;

-    сушильный шкаф для нагрева и поддержания температу ры до 220 °С, с точностью до 3 °С;

-    устройство для извлечения образца (выжимное устройство позволяющее извлечь образец из формы без повреждения);

-    формы для уплотнения асфальтобетонных образцов.

Формы для изготовления цилиндрических образцов представляют собой стальные полые цилиндры. В зависимости от наибольшей крупности минеральных зерен в асфальтобетонной смеси применяются формы диаметром 50,5 мм (рисунок 1); 71,4 мм (рисунок 2) и 101 мм (рисунок 3).

Требования к формам приведены в ГОСТ 12801.

Рисунок 1 - Цилиндрическая форма диаметром 50,5 мм и два вкладыша, предназначенная для приготовления асфальтобетонных образцов из песчаных смесей

Рисунок 2 - Цилиндрическая форма диаметром 71,4 и два вкладыша, предназначенная для приготовления асфальтобетонных образцов из мелкозернистых и щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей

Рисунок 3 - Цилиндрическая форма диаметром 101,0 мм и два вкладыша, предназначенная для приготовления асфальтобетонных образцов из крупнозернистых асфазьтобетонных смесей