Проблема качества дорожного покрытия в нашей стране стоит чрезвычайно остро. Поэтому очень важно при приемке работ строительных служб качественно и правильно произвести испытания железобетона. И по результатам этих работ уже должно приниматься решение о вводе в эксплуатацию объектов дорожно-транспортной инфраструктуры. В данной статье речь как раз и будет идти об особенностях и правилах (ГОСТ) испытаний асфальтобетона.
Основные положения
Для проверки соответствия дорожного покрытия принятым нормам необходимо изготовить специальные образцы, форма и геометрические размеры которых жестко заданы. Это позволит избежать возникновения погрешностей измерений. При этом материал подвергается значительному давлению с целью уплотнения. Однако в ряде случаев испытания асфальтобетона производятся на материале без упрочнения давлением. Ведь физические и механические свойства смеси устанавливаются для всех ее состояний, и если материал не будет соответствовать нормам, то и готовое покрытие не сможет обеспечить ни надежное сцепление шин транспортных средств, ни безопасность передвижения в различных погодных условиях.
В ряде случаев необходимо использовать не специально изготовленные образцы, а вырезанные из реального дорожного покрытия керны. Испытания асфальтобетона в данном случае позволят зафиксировать несоответствие характеристик заявленным и установленным требованиям.
Некоторые особенности изготовления смеси для проб
Испытание асфальтобетона необходимо проводить лишь на правильно изготовленных образцах. Для изготовления смеси используется мешалка с электроприводом, оснащенная нагревательными элементами для поддержания необходимых технологических температур.
Перед помещением в мешалку все компоненты в обязательном порядке сушатся и нагреваются до определенных температур. В зависимости от типа смеси нагревать материал можно от 80 до 170 градусов Цельсия.
Вяжущий материал смешивается с минералами еще до помещения в устройство. Эта работа осуществляется вручную оператором установки. Хорошо перемешать руками смесь просто невозможно, поэтому после смешивания при помощи лопатки, полученную субстанцию загружают в специальную лабораторную мешалку. Время, необходимое для равномерного смешивания всех компонентов смеси, может значительно разниться в зависимости от применяемого вяжущего вещества и компонентов (от трех до шести минут).
Испытания по определению состава образцов дорожного покрытия
Данное испытание позволяет довольно точно определить процентную долю содержания минералов и связующих веществ в пробах (образцах) дорожного покрытия.
Содержание минералов определяется при помощи так называемого метода экстрагирования.
Для проведения работы понадобятся точные электронные весы, специальная экстрагирующая насадка, сушильный шкаф, холодильник, тигель из фарфора, растворители и достаточное количество ваты.
При подготовке к проведению данного испытания необходимо очень хорошо просушить образцы. Для этого они закручиваются в три, а лучше четыре слоя фильтровальной бумаги и помещаются в сушильный шкаф на определенное время.
Стеклянный сосуд, наполненный растворителем, нагревают до температуры кипения содержимого. Так как растворитель является легковоспламеняющимся веществом, то нагрев с целью обеспечения безопасности должен проводиться в песчаной ванне. При нанесении на образец горячего растворителя он извлекает и отводит вяжущее вещество асфальтобетона. Процедура повторяется до тех пор, пока растворитель не перестанет менять окрас. Остается лишь взвесить минералы и посчитать их массовую долю.
Метод гидростатического взвешивания
Данный метод испытания покрытия является одним из самых распространенных благодаря простоте реализации, дешевизне и показательности. В соответствии с ГОСТом испытание асфальтобетона методом гидростатического взвешивания может осуществляться как на вырубленных из реального покрытия кернах, так и на специально изготовленных в лабораторных условиях образцах.
Исследования проводятся с целью определить плотность асфальтобетона с учетом пор по всему объему образца. Дело в том, что их количество и размеры нельзя точно и быстро определить никакими методами диагностики. А ведь плотность является одним из самых важных показателей, регламентируемых ГОСТом и отраслевыми стандартами.
Во всех образцах необходимо просверлить тонкие отверстия. Затем в эти отверстия продевается нить и производится взвешивание на воздухе. Требуется точность показателей массы до трех знаков после запятой, поэтому рекомендуется пользоваться современными электронными весами с высокой точностью. Затем образцы нужно взвесить в воде. Однако перед процедурой необходимо выдержать их в жидкости в течение 30 минут для того чтобы они пропитались водой. Далее процесс может протекать по двум сценариям: взвешивание пропитанных образцов в воздухе, либо же в воде. В зависимости от принятой технологии будет разниться техника расчетов.
Данный метод известен уже очень давно, но и по сей день активно используется ведущими лабораториями по всему миру.
Расчет плотности армирующих минералов в составе покрытия
При испытании асфальтобетона лаборатория обязательно проводит комплекс мероприятий по определению удельного веса минералов в составе смеси. Данная методика является расчетной, но, несмотря на отсутствие экспериментальных данных, играет очень важную роль при оценке качества дорожных покрытий различного типа и консистенции.
В основе расчетов лежат справочные данные о плотности других характеристиках каждого из минералов, входящих в состав смеси. При выборе показателей плотности отдельных компонентов смеси следует руководствоваться исключительно государственными стандартами в этой области (ГОСТ). Если брать данные из других источников, то это приведет к ошибочному заключению и принятию неправильного решения со стороны руководства и исполнителей строительных или исследовательских работ. Разумеется, будут учитываться и массовые доли компонентов.
Можно ли определить плотность расчетным способом?
Лабораторные испытания асфальтобетона требуют дорогостоящего оборудования. И далеко не каждая организация может себе позволить закупку подобной техники. Поэтому в ряде случаев допускается определять значения некоторых величин расчетным методом. Возможно, этот метод и не даст точности до нескольких знаков до запятой, однако он все же позволяет определить степень качества покрытия.
Так, чтобы определить общую плотность асфальта можно воспользоваться простейшей формулой. Главное знать показатели плотности связывающего вещества, а также пропорции и состав минерального уплотнителя.
Пикнометрический способ определения плотности асфальта. В чем его сущность?
Данный метод вполне применим, ведь он регламентируется ГОСТом. Метод испытания асфальтобетона требует измельчения проб (кернов) покрытия до определенных размеров. Далее, при помощи высокоточных электронных весов необходимо получить две пробы массой 100 г. Погрешность при этом не должна превышать одной сотой грамма.
Полученная смесь помещается в стеклянную колбу с известными характеристиками (масса, вес, объем и так далее). Колба заполняется водой примерно на одну треть. Полученную смесь необходимо тщательно перемешать путем взбалтывания в руках, после чего проводится ряд манипуляций.
Для чего и каким образом проводится испытание на разбухание?
Такое испытание образцов асфальтобетона как распухание также проводится в обязательном порядке. Если данный показатель превышен, то это не только скажется на сроке эксплуатации транспортной автомобильной инфраструктуры, но и создает угрозу жизни и здоровья людей.
Принцип основан на сравнении геометрии материала до и после насыщения влагой. Для осуществления таких опытов потребуется сушильная печь.
Показатель рассчитывается по простой формуле.
Один и тот же образец поочередно взвешивается сначала на воздухе, а затем в воде. После чего образец в течение некоторого времени находится в жидкости, напитывается. По истечении нескольких часов данный образец повторно взвешивается на воздухе и в воде. Полученные данные подставляются в формулу.
Испытание дорожного покрытия на водостойкость
Данное испытание проводится на образцах после очень длительного нахождения в воде. Точнее, в ходе этого испытания сравниваются прочностные показатели сухих образцов с характеристиками кернов, которые в течение минимум 15 суток пробыли в водяной ванной.
Для проведения испытания понадобится вакуумная сушильная установка, ртутный лабораторный термометр и мощный гидравлический пресс.
Как определить способность материала к водопоглощению?
Протокол испытания асфальтобетона в обязательном порядке требует наличия результатов проведения опытов по определению водонасыщающей способности дорожного покрытия. Это очень важный показатель. Количество впитываемой жидкости значительно зависит не только от самого материала, но и от условий проведения насыщения (прежде всего температурный режим и давление).
Этот метод испытания требует наличия в лаборатории высокоточных весов, сушильного вакуумного шкафа, ртутного градусника и стеклянной колбы достаточного объема.
Принцип основан на определении изменения массы образца до и после проведения насыщений. Зная плотность воды, а также массу сухого образца, можно очень легко и просто определить данный показатель.
Метод испытания асфальтобетона на сопротивление сдавливающим нагрузкам
Показатель сопротивления сжатию является одним из самых важных. Именно с учетом его значения устанавливаются режимы эксплуатации дорог, максимальная нагрузка на ось транспортных средств и так далее.
Суть испытания заключается в том, что образец подвергается сдавливанию на мощном прессе до тех пор, пока не начинает происходить разрушительный процесс.
Подготовленный образец дорожного покрытия кладется на плиту пресса. Верхняя плита подводится к поверхности образца на расстоянии 1-2 миллиметров. Лишь после этих действий можно включить гидропривод. Металлические плиты хорошо поглощают тепло, что может повлиять на чистоту эксперимента. Для минимизации погрешности рекомендуется прогреть плиты пресса до заданных температур. Однако такая возможность не всегда имеется. Можно положить на плиту листок бумаги. Эта мера также позволит минимизировать потери тепла асфальтобетона.
Подготовительные работы к испытаниям на сопротивление сдавливанию
Прежде всего, необходимо подготовить образцы. В зависимости от поставленных целей это могут быть как керны из готового дорожного покрытия, так и изготовленный в лабораторных условиях материал для исследований.
Прежде чем приступить непосредственно к испытаниям на сдавливание, необходимо выдержать образцы при определенной температуре (50, 20 либо 0 градусов по Цельсию). Время выдержки может варьироваться. Так, образцы холодного покрытия достаточно выдержать на протяжении одного часа. Горячее покрытие (речь идет о технологии изготовления) необходимо выдерживать в нагревательном устройстве на протяжении не менее двух часов. Если необходимо выдержать образцы при нулевой температуре, то их помещают в воду со льдом.
Необходимая оборудование и аппаратура для испытаний на сопротивление сжимающим нагрузкам
Необходимо иметь в арсенале мощный (порядка 100 кН) гидравлический пресс с возможностью регулировки усилия с мелким шагом.
Так как испытания литого асфальтобетона необходимо проводить при различных температурных условиях, то необходимо чтобы в наличии обязательно был ртутный градусник. Ртуть относится к классу опасных веществ. Поэтому наличие подобных приборов требует получения разрешительной документации, проведения подготовки и переподготовки рабочего персонала лаборатории по правилам эксплуатации и обслуживания ртутных приборов различного назначения.
В процессе испытаний понадобятся также специальные термостатирующие емкости объемом не менее восьми литров.
