2.4.2. Метод определения сдвигоустойчивости полимерасфальтобетона
Существующий стандартный метод определения и нормирования сдвигоустойчивости асфальтобетона по показателям tg φ и С основан на получении указанных характеристик в области напряжений, при которых материал полностью разрушен, то есть находится в нерабочем состоянии.
По нашему мнению, более объективным способом была бы методика, позволяющая оценивать это качество материала в области напряжений, приводящих к незначительному разрушению их структуры, то есть в условиях, близких к реальным.
Такая позиция тем более обоснована, когда мы говорим о полимерасфальтобетоне, характеризующемся высокой скоростью разрушения структуры при напряжениях, превы-шающих его предел текучести РК2.
В связи с этим нам представился наиболее обоснованным для оценки сдвигоустойчивости метод вдавливания штампа, широко применяемый и стандартизованный для литых, наиболее пластичных асфальтобетонов как в России, так и за рубежом.
При этом предложено проводить испытания при 50 °С образцов-семерок, изготовленных в цилиндрической стандартной форме при стандартном уплотнении (ГОСТ 12801), и испытывать их после извлечения из формы, то есть максимально упростить этот
метод в целях создания возможности проводить испытания в обычных заводских лабора-ториях на стандартном оборудовании (см. рис. 31).
Рис. 31. Схема испытания на глубину вдавливания штампа:
1 — образец диаметром 71,4 мм и высотой (71,4±0,15) мм;
2,4 — нижняя и верхняя плиты пресса;
3 — штамп круглый диаметром 25,2 мм высотой 30,0 мм;
5 — емкость для испытания, площадь дна не менее 100 см2;
6 — индикатор; 7 — стойка.
В таблице 20 приведены результаты испытаний по определению вдавливания штампа h, которые доказывают, что действительно возможно проводить это испытание на образце вне формы при 50 °С и даже при 60 °С, что данный метод более чувствителен при изменении температуры испытания, вязкости вяжущего и его типа, типа смеси, чем предел прочности при одноосном сжатии, а судя по данным, приведенным в таблице 17, — более чувствителен, чем показатели tg φ и С.
Так, если R при изменении температуры испытания меняется в среднем на 41%, то h — на 65%.
При этом с повышением температуры испытания с 50 °С до 60 °С R падает в среднем на 30%, a h — на 70%.
Сопоставление показателя h с tg φ и С при 50 °С показывает, что для смеси типа А изменение марки ПБВ с ПБВ 40 до ПБВ 3000 приводит к изменению h от 1,05 мм до 2,15 мм, т.е. на 105%, a tg φ — на 3%, С — на 36%; для смесей типа Б, соответственно h меняется на 101%, tg φ — на 5,7%, С — на 29%.
В таблицах 17 и 21 представлены значения h50 для всех типов смеси и марок ПБВ.
Наиболее сдвигоустойчивыми проявили себя смеси типов А и Г на основе ПБВ 40 и ПБВ 60, как и следовало ожидать.
Таблица 20.
Результаты испытания полимерасфальтобетона на вдавливание штампа
№ п/ п | Тип смеси | Марка ПБВ | Температура испытания t,°C | Rt,МПа | (R40 — R60), % ΔR | Вдавливание штампа 5 см2 h, мм | Примечание | |||
В образец в форме | Δh—ΔR, % | В образец без формы | h60 – h40, % Δh | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
1 | А | ПБВ 300 | 40 | 1,35 | — | 2,51 | ||||
50 | 1,23 | — | 3,14 | |||||||
60 | 1,0 | 26 | — | -3 | 3,1 | 23 | Трещина через 3 мин. | |||
ПБВ 130 | 40 | 1,63 | — | 2,49 | ||||||
50 | 1,05 | — | 3,01 | |||||||
60 | 0,93 | 43 | — | -14 | 3,21 | 29 | ||||
ПБВ 90 | 40 | 1,56 | — | 0,78 | ||||||
50 | 1,48 | — | 1,10 | |||||||
60 | 1,25 | 20 | — | 63 | 1,43 | 83 | ||||
ПБВ 60 | 40 | 1,85 | — | 1,5 | ||||||
50 | 1,3 | — | 2,03 | |||||||
60 | 1,0 | 46 | — | -1 | 2,17 | 45 | ||||
ПБВ 40 | 40 | 2,01 | — | 1,0 | ||||||
50 | 1,35 | — | 2,05 | |||||||
60 | 1,01 | 50 | — | 70 | 2,2 | 120 | ||||
БНД 60/90 | 40 | 2,58 | — | 1,69 | ||||||
50 | 1,56 | — | 2,22 | |||||||
60 | 0,86 | 33 | — | 15 | 2,46 | 45 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
2 | Б | ПБВ 300 | 40 | 1,71 | — | 2,54 | ||||
50 | 1,32 | — | 3,02 | |||||||
60 | 1,03 | 40 | — | 25 | 4,2 | 65 | Трещина через 3 мин. | |||
ПБВ 130 | 40 | 1,53 | — | 1,03 | ||||||
50 | 1,23 | — | 1,35 | |||||||
60 | 1,03 | 33 | — | 190 | 3,33 | 223 | Трещина через 3 мин. | |||
ПБВ 90 | 40 | 1,54 | — | 1,45 | ||||||
50 | 1,42 | — | 1,93 | |||||||
60 | 1,33 | 14 | — | 57 | 2,48 | 71 | ||||
ПБВ 60 | 40 | 1,78 | — | 1,63 | ||||||
50 | 1,43 | — | 2,0 | |||||||
60 | 1,10 | 38 | — | 37 | 2,36 | 45 | ||||
ПБВ 40 | 40 | 2,4 | — | 0,97 | ||||||
50 | 1,7 | — | 1,5 | |||||||
60 | 1,08 | 55 | — | 51 | 2,0 | 106 | ||||
БНД 60/90 | 40 | 1,9 | — | 1,97 | ||||||
50 | 1,29 | — | 2,21 | |||||||
60 | 0,98 | 48 | — | 55 | 4,0 | 103 | Трещина через 3 мин. | |||
3 | Г | ПБВ 300 | 40 | 1,52 | — | 2,19 | ||||
50 | 1,33 | — | 2,59 | |||||||
60 | 1,10 | 28 | — | -6 | 2,68 | 22 | ||||
ПБВ 130 | 40 | 1,37 | — | 2,29 | ||||||
50 | 1,26 | — | 2,76 | |||||||
60 | 1,08 | 21 | — | 7 | 2,92 | 28 | ||||
ПБВ90 | 40 | 2,25 | — | 1,17 | ||||||
50 | 1,46 | — | 1,89 | |||||||
60 | 1,18 | 48 | — | -34 | 2,02 | 14 | ||||
ПБВ 60 | 40 | 2,6 | — | 2,05 | ||||||
50 | 1,8 | — | 2,15 | |||||||
60 | 1,14 | 56 | — | -46 | 2,25 | 10 | ||||
ПБВ 40 | 40 | 2,57 | — | 1,68 | ||||||
50 | 1,9 | — | 2,53 | |||||||
60 | 1,25 | 51 | — | 27 | 3,00 | 78 | ||||
БНД 60/90 | 40 | 1,83 | — | 1,86 | ||||||
50 | 1,40 | — | 2,69 | |||||||
60 | 1,0 | 45 | — | 13 | 3,13 | 68 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
4 | Д | ПБВ 300 | 40 | 1,21 | 1,15 | 2,27 | ||||
50 | 1,01 | 1,67 | 3,14 | |||||||
60 | 0,87 | 28 | 1,91 | 55 | 4,17 | 83 | Трещина через 3 мин. | |||
70 | 0,75 | 2,17 | — | |||||||
76 | 0,72 | 2,34 | — | |||||||
84 | 0,52 | 2,47 | — | |||||||
ПБВ 130 | 40 | 1,50 | 1,17 | 1,15 | ||||||
50 | 1,35 | 1,83 | 1,57 | |||||||
60 | 1,12 | 25 | 2,01 | 113 | 2,74 | 138 | ||||
ПБВ 90 | 40 | 2,12 | 1,01 | 1,45 | ||||||
50 | 1,3 | 1,29 | 1,63 | |||||||
60 | 0,93 | 56 | 1,63 | 25 | 2,63 | 81 | ||||
ПБВ 60 | 40 | 2,18 | 0,42 | 1,34 | ||||||
50 | 1,37 | 0,86 | 2,64 | |||||||
60 | 0,92 | 58 | 1,01 | 63 | 2,96 | 121 | ||||
ПБВ 40 | 40 | 2,07 | 0,21 | 1,25 | ||||||
50 | 1,25 | 0,53 | 1,32 | |||||||
60 | 0,85 | 59 | 0,88 | 19 | 2,23 | 78 | ||||
БНД 60/90 | 40 | 2,06 | 1,33 | 2,92 | ||||||
50 | 1,81 | 1,73 | 3,33 | |||||||
60 | 1,30 | 37 | 1,81 | 11 | 3,69 | 26 |
Таблица 21.
Значения показателя вдавливания штампа (h50) полимерасфальтобетонов на разных марках ПБВ
№ п/п | Марка вяжущего | Глубина вдавливания штампа при температуре +50°С, мм, не более, для полимерасфальтобетона | ||||
Плотный, типов смеси | ||||||
А | Б | В | Г | Д | ||
1 | ПБВ 300 | 2,15 | 3,02 | 2,32 | 2,59 | 2,27 |
2 | БНД 200/300 | 2,22 | 3,27 | 2,67 | 2,76 | 2,67 |
3 | ПБВ 200 | 2,07 | 2,70 | 2,12 | 2,16 | 1,96 |
4 | ПБВ 130 | 2,01 | 2,35 | 2,04 | 1,89 | 1,57 |
5 | ПБВ 90 | 1,1 | 1,93 | 1,94 | 1,24 | 1,63 |
6 | ПБВ 60 | 1,03 | 2,0 | 0,97 | 0,89 | 2,6 |
7 | БНД 60/90 | 1,15 | 1,7 | 0,97 | 0,91 | 2,8 |
8 | ПБВ 40 | 1,05 | 1,5 | 0,91 | 0,86 | 1,32 |
На основе исследований, приведенных в данном разделе, получены следующие результаты:
1. Показано, что чувствительность предлагаемого метода определения глубины вдавливания штампа больше, чем определения предела прочности при одноосном сжатии при 50 °С или угла внутреннего трения tg φ и сцепления С, нормированных в ГОСТ 9128-97.
2. Показана возможность и целесообразность снижения норм на значение предела прочности при одноосном сжатии при 50 °С для полимерасфальтобетона по сравнению с требованиями к аналогичному показателю асфальтобетона как минимум на 10% для соответствующих типов смеси и вязкости вяжущих.
3. Показано, что по показателю h50 подтверждается более высокая сдвигоустойчивость полимерасфальтобетонов по сравнению с асфальтобетонами, также как и по tg φ и С.
4. Установлены нормы на h50 для полимерасфальтобетонов типов А, Б, В, Г, Д на основе ПБВ всех марок по ГОСТ Р 52056-2003.