1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом "Институт "СТРОЙПРОЕКТ" (ЗАО "Институт "СТРОЙПРОЕКТ") совместно с Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса" (АНО "НИИ ТСК").

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

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 08.10.2015 N 1869-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1. Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - ОДМ) распространяется на асфальтобетонные смеси, применяемые для устройства конструктивных слоев дорожной одежды, и устанавливает методику проведения испытаний на определение низкотемпературных характеристик асфальтобетона.

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

ГОСТ 12.4.252-2013 Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты рук. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний

3. Термины и определения

В настоящем ОДМ применяются следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 низкотемпературное трещинообразование: Разрушение образца асфальтобетона под воздействием отрицательных температур.

3.2 образец: Образец асфальтобетона призматической формы с квадратным сечением полученный из образца-плиты.

3.3 образец-плита: Образец асфальтобетона уплотненный с помощью секторного либо роликового уплотнителя.

3.4 термическое напряжение: Напряжение, возникающее в образце асфальтобетона за счет внутреннего сжатия, вызванного понижением температуры окружающей среды.

3.5 кривая напряжения: Зависимость между температурой и возникающим при ее понижении напряжением.

4. Требования к испытательному оборудованию, средствам измерения, вспомогательным устройствам, реактивам

4.1 Испытательное оборудование.

4.1.1 Установка для проведения испытаний на определение низкотемпературных характеристик, приведенная на рисунке 1, способная возвращать образец к первоначальному размеру после сжатия при воздействии низких температур, и оснащенная электронным считывающим устройством, которое должно фиксировать показатели датчика напряжения, датчика перемещения, температуру образца асфальтобетона, и температуру внутри климатической камеры.

4.1.2 Климатическая камера, с функцией принудительной циркуляции воздуха, способная поддерживать постоянную температуру в диапазоне от минус 50 °C до 50 °C с точностью 0,5 °C, а также понижать температуру образца асфальтобетона со скоростью 10 °C в час.

4.1.3 Циркулярная пила с алмазным напылением для нарезки испытательных образцов из асфальтобетонных плит, приготовленных на секторном, или роликовом уплотнителе.

4.1.4 Эпоксидный клей способный выдерживать нагрузку не менее 20 МПа при температурах от минус 15 °C до минус 50 °C.

4.1.5 Для измерения температуры применяются три термодатчика с диапазоном измерений от минус 50 °C до 25 °C, с ценой деления 0,1 °C и точностью 0,3 °C.

4.1.6 Для измерения перемещения применяются два датчика с рабочим диапазоном измерений от 150 до 450 мкм, с ценой деления 1,25 мкм и точностью не более чем 5 мкм.

4.1.7 Монтажное устройство, приведенное на рисунке 2, с зажимом для приклеивания образцов асфальтобетона к крепежным устройствам, обеспечивающее центрическое и перпендикулярное расположение граней образца.

4.1.8 Глина формовочная, способная сохранять адгезионные свойства при низких температурах.

5. Метод измерений

Сущность метода заключается в определении температуры при которой образец асфальтобетона разрушается под воздействием внутренних сжимающих напряжений, вызванных низкотемпературным сжатием асфальтобетона. В течение испытания необходимо постоянно фиксировать температуру, напряжение, и деформацию в образце.

6. Требования безопасности, охраны окружающей среды

При работе с асфальтобетонными смесями используют одежду специальную защитную - по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки - по ГОСТ Р 12.4.246.

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

Испытанные асфальтобетонные смеси утилизируют в соответствии с рекомендациями завода изготовителя, указанными в стандарте организации на материал.

7. Требования к условиям измерений

При приготовлении образцов соблюдают следующие условия для помещений:

- температура (23 +/- 3) °C;

- относительная влажность (55 +/- 15)%.

8. Подготовка к проведению испытания

8.1 Испытательные образцы получают путем распила асфальтобетонных образцов-плит, приготовленных лабораторным методом на роликовом либо секторном уплотнителе. Образцы выпиливаются на циркулярной пиле, на расстоянии не менее чем 10 мм от краев образца-плиты.

Для проведения испытаний необходимо выпилить как минимум два асфальтобетонных образца призматической формы с квадратным сечением размером от 45 до 55 мм и длиной от 245 до 255 мм.

8.2 После распиливания образцов необходимо измерить средний размер сторон поперечного сечения образца. Для этого производятся измерения в пяти точках по высоте образца и рассчитывается среднеарифметическое значение размеров сторон сечения балки с точностью до 0,01 мм. Для вычисления средней площади сечения образца перемножаются средние размеры сторон поперечного сечения. Результат фиксируется с точностью до 0,001 мм².

8.3 Для обеспечения достоверности полученных результатов необходимо у выпиленных образцов определить остаточную пористость. Для этого необходимо определить истинную плотность исходной асфальтобетонной смеси и среднюю плотность образцов в соответствии с ГОСТ 12801.

Остаточную пористость асфальтобетонных образцов вычисляют по формуле 1.

где: V_пор - остаточная пористость;

- средняя плотность, г/см³;

- истинная плотность, г/см³.

Для проведения испытание необходимо чтобы остаточная пористость образцов не отличалась друг от друга более чем на 0,5%.

8.4 Перед проведением испытания необходимо убедиться что поверхности крепежей, приклеиваемые к образцу чистые и гладкие. При необходимости можно очистить приклеиваемые поверхности крепежей от остатков образца от предыдущего испытания с помощью наждачной бумаги с зернистостью 240.

8.5 Для обеспечения правильного центрированного приклеивания образца необходимо нанести линии по центру, вдоль каждой грани образца, а также необходимо нанести на крепеж четыре диаметральных линии под углом в 45°. При приклеивании образца к крепежам, линии на крепеже должны совпадать с ребрами образца и линиями нанесенными по центру каждой грани образца.

8.6 Приклейте образец эпоксидным клеем к крепежам с помощью монтажной подставки, как показано на рисунке 2, ось образца должна быть строго перпендикулярна поверхности стола. Выравнивание образца является основополагающим фактором для получения достоверных данных. При приклеивании образцов эпоксидной смолой с отвердителем строго следуйте инструкции производителя по дозировке компонентов, срокам отвердевания и т.д.

8.7 После полного отвердевания эпоксидного клея необходимо вручную открутить зажимное кольцо на монтажной подставке и изъять заготовку, состоящую из образца с приклеенными с двух торцов крепежами. Присоедините заготовку к креплениям испытательной установки и протермостатируйте до начальной температуры (5 +/- 2) °C в течение (6,25 +/- 0,25) часов.

8.8 Прикрепите к образцу термодатчики с помощью формовочной глины в верхней части, по середине и в нижней части по одному на разные грани.

8.9 Закрепите заготовку в испытательном стенде и закрепите стержни из инварной стали расположенные между верхним и нижним крепежом для предотвращения кручения образца вдоль своей оси.

8.10 Подключите датчики измерения деформации между верхним и нижним крепежом.

9. Порядок проведения испытания

9.1 Доведите температуру в климатической камере до 5 °C.

9.2 Когда средняя температура поверхности образца будет равна (5 +/- 1) °C необходимо приложить к образцу начальное усилие растяжения (50 +/- 5) Н, путем поворачивания рукоятки шагового двигателя.

9.3 По достижении требуемого напряжения, необходимо понижать температуру в климатической камере со скоростью (10 +/- 1) °C/ч.

9.4 В ходе проведения испытания необходимо фиксировать через равные промежутки времени температуру в климатической камере, температуру образца, величину деформации образца и напряжение в образце.

9.5 Испытание продолжается до тех пор, пока образец не разрушится. По окончании испытания фиксируются средняя температура образца в момент разрушения и нагрузка в момент разрушения.

10. Обработка результатов испытания

10.1 После проведения испытания необходимо вычислить предел прочности R, кПа по формуле 2.

где: P - усилие при растяжении в момент разрыва, Н;

A - средняя площадь поперечного сечения образца, мм².

10.2 Так же необходимо рассчитать падение кривой напряжения , Па/°C по формуле 3.

где: dS - среднее значение изменения напряжения вдоль линейной части кривой непосредственно перед разрушением, Па;

dT - среднее значение изменения температуры вдоль линейной части кривой непосредственно перед разрушением, °C.

Для определения dS и dT необходимо на кривой падения напряжения (см. рисунок 3), непосредственно на участке перед разрушением выделить прямой отрезок. Средние значения, на данном прямом отрезке, спроецированные на оси "термического напряжения" и "температуры" являются соответственно dS и dT.

10.3 На рисунке 3 приведен пример кривой напряжения вызванного термическим сжатием [1].

11. Оформление результатов испытания

Протокол проведения испытания на определение низкотемпературных характеристик асфальтобетона должен включать следующую информацию:

- дату проведения испытания;

- название организации, проводившей испытание;

- вид, тип и марку асфальтобетона;

- марку вяжущего;

- остаточную пористость;

- температуру образца в момент разрушения (среднее значение из трех показаний термодатчиков) с точностью до 0,1 °C;

- среднее значение поперечного сечения образца с точностью до 0,001 мм²;

- значение максимального напряжения в момент разрушения с точностью 5 Н;

- прочности при разрыве с точностью 5 кПа;

- падение кривой напряжения с точностью 100 Па/°C;

- описание разрушения (расположение разрыва по длине образца; характер разрыва: угловой, плоский, по минеральным зернам, по пленке битума и т.д.). Так же в протоколе могут быть приведены фотографии с характером разрушения.

12. Контроль точности результатов испытания

Точность результата испытания обеспечивается:

- соблюдением требований настоящего документа;

- проведением периодической оценки метрологических характеристик средств измерений;

- проведением периодической аттестации оборудования.

Лицо, проводящее измерения, должно быть ознакомлено с требованиями настоящего документа.