МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
РАСПОРЯЖЕНИЕ
от 4 февраля 2002 г. N ИС-42-р
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ "МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОЦЕНКЕ
СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНА"
В целях методического обеспечения деятельности дорожных
организаций при испытании асфальтобетона на сдвигоустойчивость и
определении значений параметров к его сдвигоустойчивости для
однослойных и верхних слоев многослойных покрытий автомобильных
дорог общего пользования I - IV категорий:
1. Одобрить и рекомендовать к применению с 1 марта 2002 года
"Методические рекомендации по оценке сдвигоустойчивости
асфальтобетона" (далее - Методические рекомендации).
2. Федеральным управлениям автомобильных дорог, управлениям
автомобильных магистралей, межрегиональным дирекциям по дорожному
строительству, дирекциям по строительству (реконструкции)
федеральных автомобильных дорог организовать использование
Методических рекомендаций, упомянутых в п. 1 настоящего
распоряжения, и осуществление комплекса необходимых мероприятий,
направленных на их внедрение.
3. Территориальным органам управления дорожным хозяйством
субъектов Российской Федерации рекомендовать использование
Методических рекомендаций, упомянутых в п. 1 настоящего
распоряжения, и осуществление комплекса необходимых мероприятий,
направленных на их внедрение.
4. Управлению инноваций и технического нормирования в дорожном
хозяйстве Росавтодора (Чванов В.В.) с участием Информавтодора
(Мепуришвили Д.Г.) в установленном порядке организовать
распространение Методических рекомендаций в организациях,
упомянутых в п. 2 настоящего распоряжения.
5. Контроль за исполнением настоящего распоряжения оставляю за
собой.
Заместитель Министра
О.В.СКВОРЦОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ОЦЕНКЕ СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНА
Методические рекомендации по оценке сдвигоустойчивости
асфальтобетона содержат методику испытания асфальтобетона на
сдвигоустойчивость и рекомендуемые значения параметров к его
сдвигоустойчивости для однослойных и верхних слоев многослойных
покрытий автомобильных дорог общего пользования I - IV категорий.
Предисловие
1. Методические рекомендации разработаны объединением
"Дорстройпроект" и ФГДУП "Омский Союздорнии". В работе
использованы результаты научных исследований, опытно -
экспериментальных работ в различных регионах России и широкого
опыта строительства асфальтобетонных покрытий в г. Санкт -
Петербурге и Ленинградской области.
Внесены Государственной службой дорожного хозяйства.
2. Одобрены и введены в действие распоряжением Росавтодора
N ИС-42-р от 4 февраля 2002 года.
3. Вводятся впервые.
4. Настоящие Методические рекомендации не могут быть полностью
или частично воспроизведены, тиражированы и распространены в
качестве официального издания без разрешения Государственной
службы дорожного хозяйства.
5. Настоящие Методические рекомендации подготовлены
специалистами объединения "Дорстройпроект", ФГДУП "Омский
Союздорнии".
1. Общие положения
Практика эксплуатации асфальтобетонных дорожных покрытий
показывает, что стандартный показатель - предел прочности при
одноосном сжатии при температуре 50 град. C не отражает реальных
условий работы асфальтобетона в покрытии в теплый период года, что
зачастую приводит к образованию пластических деформаций даже при
выполнении требований по вышеназванному показателю.
В связи с этим в действующем стандарте ГОСТ 9128-97
рекомендовано дополнительно определять показатель
сдвигоустойчивости асфальтобетона при устройстве дорожных покрытий
исходя из конкретных условий эксплуатации.
Методика испытаний асфальтобетона на сдвигоустойчивость и
значения параметров сдвигоустойчивости асфальтобетона дорожных
покрытий основаны на обобщении многолетних результатов большого
объема научно - исследовательских работ, проводимых в Санкт -
Петербургском филиале Союздорнии и ФГДУП "Омский Союздорнии", а
также практического опыта на объектах строительства объединения
"Дорстройпроект".
2. Область применения
Настоящие Методические рекомендации распространяются на
горячий высокоплотный и плотный песчаный и мелкозернистый
асфальтобетон, используемый для устройства однослойных и верхних
слоев многослойных покрытий автомобильных дорог общего пользования
I - IV категорий.
Толщина слоя асфальтобетона в покрытии принимается согласно
СНиП 2.05.02-85 "Автомобильные дороги".
Предметом рекомендаций настоящего документа является оценка
сдвигоустойчивости асфальтобетона и методика испытания его на
сдвиг.
Данный документ носит рекомендательный характер и используется
в соответствии с действующими межгосударственными стандартами
(ГОСТ 9128-97 "Смеси асфальтобетонные, дорожные, аэродромные и
асфальтобетон. Технические условия" и ГОСТ 12801-98 "Материалы на
основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного
строительства. Методы испытания").
3. Определения
В настоящих Методических рекомендациях применяют следующие
термины и определения:
Асфальтобетонная смесь - рационально подобранная смесь
минеральных материалов (щебня (гравия) и песка с минеральным
порошком) с битумом, взятых в определенных соотношениях и
перемешанных в нагретом состоянии.
Асфальтобетон - уплотненная асфальтобетонная смесь.
Сдвигоустойчивость - свойство асфальтобетона в покрытии
сопротивляться образованию пластических деформаций под
воздействием транспорта в теплый период года, которое косвенно
оценивается пределом прочности стандартных асфальтобетонных
образцов в условиях объемного напряженно - деформированного
состояния при температуре 50 град. C.
4. Расчет температурного режима
Температурный режим работы асфальтобетонных покрытий за теплый
период года определяется по следующим зависимостям:
t = t + t , (1)
п в э
(1 - А) J
ср
t = -----------, (2)
э альфа
н
где:
t - температура воздуха, град. C;
в
t - температура покрытия, град. C;
п
t - температура нагрева покрытия за счет солнечного
э
облучения, град. C;
J - интенсивность солнечного облучения покрытия при средней
ср
облачности неба за определенный час, ккал/кв. м x ч;
А - альбедо покрытия (коэффициент отражения);
альфа - общий коэффициент теплоотдачи, принимается равным
н
20,8 ккал/кв. м x ч x град.
При расчете следует учитывать, что значение солнечной радиации
(J ) принимается раньше расчетного времени за 2,5 часа.
ср
Прочие исходные данные принимаются в зависимости от
географического расположения района строительства по
СНиП 2.01.01-82. Строительные нормы и правила "Строительная
климатология и геофизика".
В связи с тем, что механические свойства асфальтобетона как
термопластичного материала изменяются от температуры, необходимо
приведение периодов работы покрытия в узких различных
температурных интервалах, начиная с 30 град. C и выше, к одному
общему периоду с расчетной температурой 50 град. C.
Для приведения используется коэффициент, учитывающий
реологические свойства асфальтобетона:
эта
ti 50
K = -----, (3)
пр эта
ti
где эта и эта - значения динамической вязкости
50 ti
асфальтобетонов в диапазоне эксплуатационных температур покрытия в
конкретном районе строительства.
Общий расчетный сдвиговой период работы асфальтобетонных
покрытий, приведенный к температуре 50 град. C, определяется по
формуле:
50 ti ti
T = 3 SUM T x K , (4)
пр пр пр
где:
ti
T - период работы покрытия при конкретной температуре ti,
пр
начиная от 30 град. C и выше, час;
ti
K - коэффициент приведения, вычисляемый по формуле (3).
пр
Выполненные расчеты для пунктов Российской Федерации позволили
произвести деление всей территории на 10 районов (табл. 1).
Таблица 1
РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО УСЛОВИЯМ РАБОТЫ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА
-------T-----------------------------------------T---------------¬
¦Номер ¦Географические и административные границы¦Расчетный сдви-¦
¦района¦ ¦говой период ¦
¦ ¦ ¦работы покрытия¦
¦ ¦ ¦ 50 ¦
¦ ¦ ¦(Т ), час ¦
¦ ¦ ¦ пр ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦1 ¦Территория Российской Федерации севернее ¦ 25 ¦
¦ ¦68 параллели северной широты (с.ш.), ¦ ¦
¦ ¦включая Чукотский автономный округ, ис- ¦ ¦
¦ ¦ключая Кольский полуостров ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦2 ¦Южнее границы 1 района включает: ¦ 70 ¦
¦ ¦Мурманская область, Республика Карелия и ¦ ¦
¦ ¦Архангельская область севернее 63 парал- ¦ ¦
¦ ¦лели с.ш.; Ненецкий национальный округ; ¦ ¦
¦ ¦Республика Коми; Тюменская область север-¦ ¦
¦ ¦нее 61 параллели с.ш.; Эвенкийский авто- ¦ ¦
¦ ¦номный округ; Красноярский край и Иркут- ¦ ¦
¦ ¦ская область севернее 60 параллели с.ш.; ¦ ¦
¦ ¦Ямало - Ненецкий автономный округ; Рес- ¦ ¦
¦ ¦публика Саха (Якутия); Магаданская об- ¦ ¦
¦ ¦ласть; Хабаровский край севернее 56 па- ¦ ¦
¦ ¦раллели с.ш.; Корякский автономный округ;¦ ¦
¦ ¦Камчатская область; Командорские острова ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦3 ¦Южнее границы 2 района включает: ¦ 90 ¦
¦ ¦Республика Карелия и Архангельская об- ¦ ¦
¦ ¦ласть южнее 63 параллели с.ш.; Вологод- ¦ ¦
¦ ¦ская область; Коми - Пермяцкий автономный¦ ¦
¦ ¦округ; Пермская, Свердловская и Тюменская¦ ¦
¦ ¦области и Красноярский край севернее 58 ¦ ¦
¦ ¦параллели с.ш.; Ханты - Мансийский авто- ¦ ¦
¦ ¦номный округ; Томская область; Иркутская ¦ ¦
¦ ¦область южнее 60 параллели с.ш.; Респуб- ¦ ¦
¦ ¦лика Бурятия, Читинская и Амурская облас-¦ ¦
¦ ¦ти севернее 54 параллели с.ш.; Хабаров- ¦ ¦
¦ ¦ский край и Сахалинская область севернее ¦ ¦
¦ ¦50 параллели с.ш. ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦4 ¦Южнее границы 3 района включает: ¦ 140 ¦
¦ ¦Ленинградская, Псковская, Новгородская, ¦ ¦
¦ ¦Тверская, Ярославская, Костромская, Ива- ¦ ¦
¦ ¦новская, Кировская области; Республика ¦ ¦
¦ ¦Марий Эл; Республика Удмуртия севернее 58¦ ¦
¦ ¦параллели с.ш.; Пермская, Свердловская и ¦ ¦
¦ ¦Тюменская области южнее 58 параллели ¦ ¦
¦ ¦с.ш.; Омская и Новосибирская области се- ¦ ¦
¦ ¦вернее 55 параллели с.ш.; Кемеровская об-¦ ¦
¦ ¦ласть, Республика Хакасия и Красноярский ¦ ¦
¦ ¦край севернее 54 параллели с.ш.; Усть - ¦ ¦
¦ ¦Ордынский Бурятский автономный округ ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦5 ¦Южнее границы 4 района включает: ¦ 260 ¦
¦ ¦Смоленская, Московская, Калужская, Туль- ¦ ¦
¦ ¦ская, Рязанская, Владимирская, Муромская,¦ ¦
¦ ¦Нижегородская области; Чувашская Респуб- ¦ ¦
¦ ¦лика; Республика Татария; Республика Баш-¦ ¦
¦ ¦кортостан севернее 54 параллели с.ш.; Че-¦ ¦
¦ ¦лябинская и Курганская области; Омская и ¦ ¦
¦ ¦Новосибирская области южнее 55 параллели ¦ ¦
¦ ¦с.ш.; Кемеровская область, Республика Ха-¦ ¦
¦ ¦касия и Красноярский край южнее 54 парал-¦ ¦
¦ ¦лели с.ш.; Республика Бурятия южнее 54 ¦ ¦
¦ ¦параллели с.ш.; Агинский Бурятский авто- ¦ ¦
¦ ¦номный округ ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦6 ¦Южнее границы 5 района включает: ¦ 500 ¦
¦ ¦Брянская, Ульяновская, Орловская и Кали- ¦ ¦
¦ ¦нинградская области; Республика Мордовия;¦ ¦
¦ ¦Республика Башкортостан южнее 54 паралле-¦ ¦
¦ ¦ли с.ш.; Алтайский край; Республика Ал- ¦ ¦
¦ ¦тай; Республика Тыва; Сахалинская область¦ ¦
¦ ¦южнее 50 параллели с.ш. ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦7 ¦Южнее границы 6 района включает: ¦ 1150 ¦
¦ ¦Курская, Белгородская, Липецкая, Воронеж-¦ ¦
¦ ¦ская, Тамбовская, Пензенская, Саратов- ¦ ¦
¦ ¦ская, Самарская и Оренбургская области; ¦ ¦
¦ ¦Амурская область южнее 54 параллели с.ш.;¦ ¦
¦ ¦Еврейская автономная область; Хабаровский¦ ¦
¦ ¦край южнее 50 параллели с.ш. ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦8 ¦Южнее границы 7 района включает: ¦ 2300 ¦
¦ ¦Луганская, Ростовская, Волгоградская об- ¦ ¦
¦ ¦ласти; Республика Калмыкия; Республика ¦ ¦
¦ ¦Карачаево - Черкесская; Кабардино - Бал- ¦ ¦
¦ ¦карская Республика; Республика Северная ¦ ¦
¦ ¦Осетия; Ингушская Республика; Астрахан- ¦ ¦
¦ ¦ская область севернее 47 параллели с.ш.; ¦ ¦
¦ ¦Республика Адыгея; Приморский край ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦9 ¦Южнее границы 8 района включает: ¦ 2800 ¦
¦ ¦Краснодарский край; Ставропольский край; ¦ ¦
¦ ¦Чеченская Республика; Астраханская об- ¦ ¦
¦ ¦ласть южнее 47 параллели с.ш. ¦ ¦
+------+-----------------------------------------+---------------+
¦10 ¦Южнее границы 9 района включает: ¦ 3600 ¦
¦ ¦Республика Дагестан ¦ ¦
L------+-----------------------------------------+----------------
5. Рекомендуемые значения параметров
сдвигоустойчивости асфальтобетона
5.1. Асфальтобетонные смеси изготавливаются в соответствии с
требованиями ГОСТ 9128-97 по технологическому регламенту,
утвержденному в установленном порядке.
5.2. Показатели физико - механических свойств асфальтобетона
должны отвечать требованиям ГОСТ 9128-97.
5.3. Сдвигоустойчивость в покрытии обеспечивается при условии:
50 тр
R >= R , МПа, (5)
сдв сдв
где:
50
R - предел прочности стандартных образцов конкретного
сдв
состава при испытании на сдвиг при температуре 50 град. C,
определяемый по методу, изложенному в разделе 7 настоящих
Методических рекомендаций;
тр
R - требуемая прочность асфальтобетона для конкретных
сдв
условий эксплуатации покрытия.
При этом:
тр
R = K x SUM тау x K x K , (6)
сдв 3 i 1i 2i
где:
каждое из i-х слагаемых характеризует конкретный режим
движения автотранспорта;
тау - суммарные сдвигающие напряжения от вертикальной и
сдв
горизонтальной нагрузок, определяемые на расчетной глубине
асфальтобетонного слоя, и принимаются для участков с транзитным
движением: тау = 0,307 МПа, участков плавного торможения:
тау = 0,422 МПа;
K - коэффициент, учитывающий влияние повторности воздействия
1
транспортных нагрузок;
K - коэффициент, учитывающий фактор времени воздействия
2
транспортных нагрузок за расчетный период;
K - коэффициент, учитывающий уровень надежности работы
3
покрытия без образования пластических деформаций.
Коэффициент повторности (K ) определяется по зависимости:
1
K = 0,5 + 0,4 x lg n, (7)
1
где n - количество повторных воздействий в зависимости от
среднечасовой интенсивности движения автомобилей, приведенных к
расчетным по одной полосе, определяемой по формуле:
50
n = T x N , (8)
пр ср
где:
50
T - расчетный сдвиговой период покрытия со сдвигоопасной
пр
температурой (30 град. C и выше), приведенный к температуре 50
град. C;
N - среднечасовая интенсивность движения автомобилей,
ср
приведенных к расчетному по одной полосе, авт./час, и принимается
в соответствии с данными табл. 2.
Таблица 2
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРИВЕДЕНИЯ
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ К РАСЧЕТНОМУ АВТОМОБИЛЮ ГРУППЫ А
1
---------------------------------------T------------T------------¬
¦ Тип подвижного состава ¦Максимальная¦Коэффициент ¦
¦ ¦нагрузка на ¦ приведения ¦
¦ ¦ ось, тс ¦к расчетному¦
¦ ¦ ¦ автомобилю ¦
+--------------------------------------+------------+------------+
¦Легковые автомобили ¦1,25 ¦0,2 ¦
¦Грузовые автомобили ¦4,0 ¦0,5 ¦
¦грузоподъемностью ¦7,0 ¦0,7 ¦
¦ ¦10,0 ¦1,0 ¦
¦ ¦более 10,0 ¦2,0 ¦
+--------------------------------------+------------+------------+
¦Автобусы марки "ЛИАЗ", "ЛАЗ" ¦8,0 ¦0,7 ¦
¦Автобусы марки "Икарус" ¦более 10,0 ¦2,0 ¦
¦Троллейбусы ¦более 10,0 ¦2,0 ¦
¦Прицепы ¦4,5 ¦0,5 ¦
L--------------------------------------+------------+-------------
Примечание. Коэффициент приведения для оценки воздействия на
сдвигоустойчивость асфальтобетонных покрытий базируется на
закономерностях пластического деформирования и принят по данным
А.В. Руденского (Росдорнии).
Коэффициент, учитывающий фактор времени воздействия
транспортных нагрузок за расчетный период (K ), определяется по
2
формуле:
m
K = (T / T ) , (9)
2 ф л
где:
T - фактическое время воздействия транспортных нагрузок на
ф
покрытие за расчетный период, час;
T - время, затраченное на разрушение асфальтобетонного
л
образца в лабораторных условиях, определяемое по предлагаемой в
настоящих Методических рекомендациях методике, принимается равным
0,0083 час.;
m - коэффициент пластичности, принятый по данным исследований
равным 0,1.
Фактическое время воздействия (T ) транспортных нагрузок на
ф
покрытие за расчетный период, час, определяется по формуле:
T = n x (d / V ), (10)
ф к р
где:
n - количество повторных воздействий, рассчитывается по
зависимости (8);
d - диаметр колеса расчетного автомобиля группы А , равный
к 1
0,37 м;
V - расчетная скорость автомобиля, м/час.
р
Коэффициент K определяют как статистический параметр по
3
формуле:
K = 1 + t x ипсилон , (11)
3 р
где:
t - коэффициент нормативного отклонения проектной надежности
конструкции дорожной одежды, принимаемый в соответствии с ОДН
218.046-01 в зависимости от заданного уровня надежности для
дорожных одежд;
ипсилон - коэффициент вариации сдвиговой прочности
р
асфальтобетона, равный 0,17.
Для вычисления требуемых значений предела прочности
асфальтобетона на сдвиг при температуре 50 град. C в зависимости
от режима движения формула (6) принимает следующий вид:
Для расчетов транзитного движения (перегоны):
тр 1 1
R = (0,307K x K + 0,422K x K ) x K , МПа, (12)
сдв 1 2 1 2 3
где при вычислении K и K принимают основной объем (99,9%)
1 2
1
движения автомобилей, проходящих транзитом, а при вычислении K ,
1
1
K количество автомобилей принимают равным 0,1% от общего объема
2
движения за расчетный период по одной полосе, проходящих при
плавном торможении.
Для участков торможения (дороги в населенных пунктах, места
пересечений и примыканий):
тр 1 1
R = (0,307К x K + 0,422К x K ) x K , МПа, (13)
сдв 1 2 1 2 3
где при вычислении K и K количество автомобилей принимают
1 2
равным 90% от общего объема движения за расчетный период по одной
1 1
полосе, проходящих транзитом, а при определении K , K количество
1 2
автомобилей принимают равным 10% от общего объема движения,
проходящих при плавном торможении.
5.4. При назначении рекомендуемых значений параметров
свигоустойчивости асфальтобетона по его сдвиговой прочности при
температуре 50 град. C, отраженных в табл. 3, приняты следующие
значения среднечасовой интенсивности движения расчетных
автомобилей по одной полосе для автомобильных дорог:
I категории - 200 авт./час; II категории - 150 авт./час;
III категории - 70 авт./час; IV категории - 30 авт./час.
За расчетный принят автомобиль группы А с номинальной
1
статической нагрузкой на ось 100 кН, средним удельным давлением
колеса на покрытие P = 0,6 МПа, с расчетным диаметром следа колеса
движущегося автомобиля равным 37 см.
Время воздействия колесной нагрузки на покрытие в зависимости
от категории дорог и режима движения принято следующим:
при транзитном движении - I и II категорий - 0,02 с;
III категории - 0,03 с;
IV категории - 0,04 с;
для участков торможения - вне зависимости от категории дорог -
0,30 с.
Таблица 3
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ
АСФАЛЬТОБЕТОНА НА СДВИГ, МПА, НЕ МЕНЕЕ
-------T---------------------------------------------------------¬
¦Районы¦Значения предела прочности для различных режимов движения¦
¦ ¦ транспорта ¦
¦ +----------------------------T----------------------------+
¦ ¦участки транзитного движения¦участки торможения (дороги в¦
¦ ¦ (перегоны) ¦ населенных пунктах, места ¦
¦ ¦ ¦ пересечений и примыканий) ¦
¦ +----------------------------+----------------------------+
¦ ¦ категории дорог ¦ категории дорог ¦
¦ +------T-------T------T------+------T-------T------T------+
¦ ¦ I ¦ II ¦ III ¦ IV ¦ I ¦ II ¦ III ¦ IV ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 1 ¦ 1,0 ¦ 0,95 ¦ 0,80 ¦ 0,65 ¦ 1,50 ¦ 1,40 ¦ 1,20 ¦ 1,0 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 2 ¦ 1,20 ¦ 1,15 ¦ 1,0 ¦ 0,85 ¦ 1,80 ¦ 1,70 ¦ 1,50 ¦ 1,25 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 3 ¦ 1,30 ¦ 1,25 ¦ 1,10 ¦ 0,90 ¦ 1,90 ¦ 1,80 ¦ 1,60 ¦ 1,35 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 4 ¦ 1,40 ¦ 1,35 ¦ 1,15 ¦ 1,0 ¦ 2,10 ¦ 1,95 ¦ 1,70 ¦ 1,45 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 5 ¦ 1,60 ¦ 1,50 ¦ 1,30 ¦ 1,15 ¦ 2,35 ¦ 2,20 ¦ 1,95 ¦ 1,70 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 6 ¦ 1,80 ¦ 1,70 ¦ 1,50 ¦ 1,30 ¦ 2,60 ¦ 2,50 ¦ 2,20 ¦ 1,90 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 7 ¦ 2,10 ¦ 2,0 ¦ 1,75 ¦ 1,50 ¦ 3,0 ¦ 2,85 ¦ 2,50 ¦ 2,20 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 8 ¦ 2,40 ¦ 2,30 ¦ 2,0 ¦ 1,75 ¦ 3,40 ¦ 3,20 ¦ 2,90 ¦ 2,50 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 9 ¦ 2,50 ¦ 2,40 ¦ 2,10 ¦ 1,85 ¦ 3,50 ¦ 3,40 ¦ 3,0 ¦ 2,60 ¦
+------+------+-------+------+------+------+-------+------+------+
¦ 10 ¦ 2,60 ¦ 2,50 ¦ 2,20 ¦ 1,90 ¦ 3,70 ¦ 3,50 ¦ 3,10 ¦ 2,70 ¦
L------+------+-------+------+------+------+-------+------+-------
Примечание. Указанные значения соответствуют участкам дорог с
продольным уклоном 20 промилле. При больших продольных уклонах
значения увеличивают на 5% на каждые 10 промилле уклона свыше 20
промилле.
6. Основные пути повышения сдвигоустойчивости
Сдвигоустойчивость асфальтобетонов зависит от двух факторов:
от величины внутреннего трения (гамма) и сцепления (с). Получение
асфальтобетона требуемой сдвигоустойчивости возможно путем
достижения определенной величины внутреннего трения и обеспечения
соответствующего сцепления системы.
Величина внутреннего трения асфальтобетона (гамма) зависит от
величины внутреннего трения минерального остова и от количества
битума. Основными путями повышения величины внутреннего трения
минерального остова являются:
- оптимизация зернового состава минеральной части
асфальтобетона;
- применение щебня кубовидной формы (с малым содержанием зерен
пластинчатой и игловатой формы);
- увеличение максимального размера зерен щебня;
- включение песков из отсевов дробления;
- использование прочных щебеночных материалов в соответствии с
ГОСТ 9128-97.
Немаловажное значение в обеспечении сдвигоустойчивости
асфальтобетона имеет сцепление (с), обусловливаемое степенью
взаимодействия минеральных материалов с битумом, а также
свойствами вяжущего.
Повышение сцепления в асфальтобетоне может быть достигнуто
следующими способами:
- использование минеральных материалов основного химико -
минералогического состава;
- применение предварительно активированных минеральных
материалов, в том числе активированных минеральных порошков;
- использование коротковолокнистых материалов для дисперсного
армирования асфальтобетона;
- увеличение жесткости асфальтобетона за счет добавок
минеральных вяжущих;
- применение битумов повышенной вязкости и с меньшей ее
изменчивостью при повышении температуры;
- применение соответствующих полимеров и добавок других
веществ в качестве модификаторов битумов и асфальтобетонов;
- другие известные способы повышения когезионных и адгезионных
свойств асфальтового вяжущего.
7. Методика испытаний асфальтобетона на сдвиг
7.1. Изготовление образцов асфальтобетона для испытаний
производят по ГОСТ 12801-98.
Внутренний диаметр испытательных форм сдвигового прибора
должен быть больше номинальных размеров внутреннего диаметра форм
для изготовления цилиндрических образцов, установленных
ГОСТ 12801-98, на величину: для форм с внутренним диаметром 50,5
мм - 0,5 мм, 71,4 мм - 0,6 мм.
7.2. Определение предела прочности асфальтобетона при сдвиге
производят по следующей методике.
Сущность метода заключается в том, что в процессе испытания
центральная часть образца сдвигается относительно остального его
объема. Для этого образец плотно вставляют в металлическую
цилиндрическую форму, установленную на упорное кольцо, внутренний
диаметр которого меньше диаметра образца. Сверху на образец
устанавливают плоский круглый нагрузочный штамп, диаметр которого
меньше внутреннего диаметра упорного кольца. Прикладывая сжимающее
возрастающее усилие к хвостовику штампа, происходит сдвиг
асфальтобетона.
7.3. Аппаратура.
Сдвиговой прибор (см. рисунок) <*> состоит из формы, в которую
помещают образец асфальтобетона, упорного кольца, нагрузочного
штампа и насадки, которая служит для центровки нагрузочного штампа
на испытуемом образце. Сдвиговой прибор имеет два типа - размера
(табл. 4) для испытания образцов h = d = 50,5 мм из песчаных
смесей и размерами h = d = 71,4 мм из мелкозернистых смесей по
ГОСТ 12801-98.
--------------------------------
<*> Не приводится.
Таблица 4
СПЕЦИФИКАЦИЯ И РАЗМЕРЫ ДЕТАЛЕЙ СДВИГОВОГО
ПРИБОРА
-----------------------T-----------------------------------------¬
¦Спецификация и размеры¦Размеры деталей, мм, для асфальтобетонных¦
¦ деталей, мм ¦ образцов диаметром, мм ¦
¦ +--------------------T--------------------+
¦ ¦ 50,5 ¦ 71,4 ¦
+----------------------+--------------------+--------------------+
¦Форма ¦ ¦ ¦
¦h1 ¦ 100 ¦ 120 ¦
¦d3 ¦ 51 ¦ 72 ¦
¦d5 ¦ 62 ¦ 84 ¦
¦d7 ¦ 70 ¦ 92 ¦
+----------------------+--------------------+--------------------+
¦Упорное кольцо ¦ ¦ ¦
¦h6 ¦ 150 ¦ 150 ¦
¦h7 ¦ 4 ¦ 4 ¦
¦d2 ¦ 42 ¦ 59 ¦
¦d6 ¦ 70 ¦ 92 ¦
+----------------------+--------------------+--------------------+
¦Штамп ¦ ¦ ¦
¦h2 ¦ 70 ¦ 85 ¦
¦h5 ¦ 10 ¦ 10 ¦
¦d1 ¦ 23 ¦ 38 ¦
¦d4 ¦ 18 ¦ 24 ¦
+----------------------+--------------------+--------------------+
¦Насадка ¦ ¦ ¦
¦h3 ¦ 30 ¦ 30 ¦
¦h4 ¦ 20 ¦ 20 ¦
L----------------------+--------------------+---------------------
7.4. Подготовка к испытанию.
Изготовленные по стандартной методике (ГОСТ 12801-98)
цилиндрические образцы асфальтобетона до испытания выдерживают при
комнатной температуре в течение 12 - 48 часов.
Перед испытанием образцы выдерживают при температуре (50 +/-
2) град. C в термошкафу в течение 2-х часов или в течение 1 часа в
воде. Кроме того, в термошкафу при этой же температуре следует
выдержать: испытательную форму, нагрузочный штамп и упорное
кольцо. Образцы, выдержанные в воде, перед испытанием на сдвиговую
прочность вытирают мягкой тканью или фильтровальной бумагой.
7.5. Проведение испытания.
Предел прочности при сдвиге асфальтобетонных образцов
определяют на прессах с механическим или гидравлическим приводом
по ГОСТ 28840-90 при скорости деформирования образца (3,0 +/- 0,3)
мм/мин.
Перед проведением испытания на прессах с гидравлическим
приводом следует установить скорость холостого хода поршня 3
мм/мин. Пресс должен быть снабжен силоизмерителем любого типа,
позволяющим определять прочность при сдвиге с погрешностью не
более 2% измеряемой нагрузки. Испытательный пресс должен регулярно
(не реже 1 раза в год) проходить метрологическую поверку.
Непосредственно перед испытанием образец извлекают из воды или
из термошкафа и производят измерение его высоты (h) с точностью
+/- 0,1 мм и значение высоты фиксируют в испытательном журнале.
Для получения достоверных данных необходимо, чтобы высота
образцов отличалась от номинальной не более:
- для образцов из песчаных смесей - +/- 1,0 мм;
- для образцов из мелкозернистых смесей - +/- 1,5 мм.
На нижнюю плиту испытательного механического (гидравлического)
пресса устанавливают упорное кольцо. Затем в нагретую
испытательную форму вставляют испытываемый образец, имеющий
заданную температуру (50 +/- 2) град. C. Образец должен входить в
форму плотно с небольшим нажатием, прикладываемым рукой, и не
выпадать из нее под действием собственного веса. В случае
необходимости образец обматывают калькой для обеспечения плотного
контакта боковой поверхности образца и внутренней поверхности
формы. Форму с образцом устанавливают на упорное кольцо сдвигового
прибора. Сверху на торец образца по центру устанавливают
нагрузочный штамп, центрируемый с помощью насадки. Для уменьшения
потерь тепла образца и исключения прилипания к нему нагрузочного
штампа между ними прокладывают кусок кальки.
К хвостовику нагрузочного штампа подводят верхнюю плиту
испытательного пресса и прикладывают возрастающую нагрузку. В
процессе испытания необходимо поддерживать скорость движения
силовой плиты равную (3,0 +/- 0,3) мм/мин. Нагружение продолжают
до тех пор, пока показания силоизмерителя не начнут уменьшаться.
При этом фиксируют максимальное усилие, что и принимают за
разрушающую нагрузку. Затем снимают нагрузку и извлекают образец
из формы. Для ускорения испытаний серии образцов и уменьшения
теплопотерь испытуемых образцов целесообразно в комплекте каждого
типа размера сдвигового прибора иметь минимум по две испытательные
формы, которые попеременно выдерживают в термошкафу при
температуре (50 +/- 2) град. C. Образец после испытания
выталкивается из формы теми же средствами, что и при их
изготовлении.
7.6. Обработка результатов.
50
Предел прочности при сдвиге образцов асфальтобетона (R )
сдв
вычисляют с погрешностью 0,01 МПа по формулам:
50
R = 2P x cos альфа / пи (d + d ) x h, МПа, (14)
сдв max ш кол
где:
P - максимальная нагрузка, H;
max
альфа - угол между вертикальной плоскостью и плоскостью
сдвига, который определен расчетным путем и равен 9°;
d - диаметр штампа, мм;
ш
d - внутренний диаметр упорного кольца, мм;
кол
h - высота образца, мм.
При достаточно точном обеспечении стандартной высоты образцов
при их изготовлении формула (14) для практических расчетов может
быть упрощена и представлена в следующем виде:
50
для образцов d = h = 50,5 мм R = P / 525, МПа;
сдв max
50
для образцов d = h = 71,4 мм R = P / 1100, МПа,
сдв max
где P - максимальное (разрушающее) усилие в кгс.
max
За результат определения принимают округленное до второго
десятичного знака среднеарифметическое значение испытаний трех
образцов.
|
