Испытание асфальтобетона согласно ГОСТ 12801-84

Широкое применение асфальтобетона в строительной индустрии России развернулось в конце девятнадцатого века. Благодаря высокопрочному качеству, асфальт используется для укладки дорог и покрытий полов в технических помещениях. В испытание асфальтобетона ежегодно вносятся поправки, которые улучшают качество производимой смеси.

Асфальтобетон — это материал, используемый в строительстве, в состав которого входят минеральные добавки и органический материал. Искусственную смесь получают путем смешивания всех компонентов под высоким давлением и большой температурой.

Виды и характеристики асфальтобетонного продукта

В состав дорожного покрытия входят:

• Щебень или гравий;
• Гравий;
• Песок;
• Минеральный порошок;
• Битум.

В 19-20 веках вместо битума применялся каменноугольный деготь, позже запрещенный из-за опасных химических паров, выделяемых при нагреве.

По плотности данная смесь делится на:

1. Плотная структура;
2. Пористая структура;
3. Высокоплотная структура;
4. Высокопористая структура.

Смесь для бетонирования обладает крупно, мелко зернистым или песчаным составом.

Температурный режим укатывания поверхности подразделяется на:

• Горячую обработку;
• Холодную обработку.

Методы испытаний

Методы испытаний асфальтобетонного покрытия согласно ГОСТу, подразделяются на виды (зависит от плотности составной части) и основываются на индивидуальной обработке бетонной смеси:

• Определение плотности по среднему показателю;
• Определение общей массы состава;
• Процесс подготовки к динамическому испытанию заключен в отборе трех образцов для тестирования;
• Далее проводят испытания методом взвешивания и погружения образцов в воду;
• Последняя стадия заключена в обработке полученных результатов теста.

Плотность асфальтобетонной смеси

Общая плотность асфальтобетонного состава устанавливается двумя способами:

Расчетным методом.

На основании средних показателей от общей массы минеральной части состава и других содержащихся веществ в асфальтобетоне рассчитывают общую плотность по формуле:

\[ p^a=\frac{q_m+q_в}{\frac{q_m}{p^о}+\frac{q_в}{p^в}} \]

Средний показатель двух образцов, с расхождением не более 0,01 г. на куб. сантиметр вносят в результат теста.

Пикнометрическим методом.

В первом случае обработанные пробы погружают в сосуд с водой и смачивателем, заполненным на 1/3. Полученную смесь размешивают и помещают в вакуумный прибор. Выдерживают при температуре 20 градусов Цельсия, доливают дистиллированную воду и вынимают через 30 минут. Плотность находят по формуле:

\[ p^a=\frac{g_0p^в}{g_0+g_1+g_2} \]

Расчет средней плотности дорожного покрытия

Показатель средней плотности асфальтобетонного покрытия учитывается при нахождении значения общей густоты массы. Данный метод исследует содержащиеся поры в образцах вещества, полученных в результате лабораторных исследований или непосредственно изъятых из готового покрытия:

• Долю измельченной смеси, погруженной в колбу, замеряют на технических весах;
• Полученный результат фиксируют записями в документе;
• Части образцов опускают в сосуд с водой и взвешиваю по прошествии 30 минут;
• Итоговый результат вносится в документ, предварительно рассчитанный по формуле:

\[ p^a_m=\frac{g_0p^в}{g_1-g2} \]

Объемная масса минеральной части

Объемную массу минеральной части рассчитывают на основе средних показателей от общей массы состава и с учетом пористости вещества. Результаты получают путем вычислений по следующей формуле:

\[ p^0_m=\frac{p^a_mq_0}{q_0-q_в} \]

Погрешность вычислений не более 0,01 грамм на см³

Плотность минеральной части

Общую плотность минеральной части вычисляют методом отбора отдельных проб минеральных веществ, предварительно протестированных (щебень, минеральный порошок) по правилам ГОСТа. Густоту состава рассчитывают по формуле:

\[ p^0=\frac{100}{\frac{q_1}{p^1}+\frac{q_2}{p^2}+…+\frac{q_n}{p^n}} \]

, без учета пористости вещества.

Погрешность вычислений составляет не более 0,01 грамм на см³

Пористость минеральной части

Объем пористости минерального состава асфальтобетона вычисляют на основании положений по ГОСТу. В расчет берут средний показатель от общего объема минеральной смеси, которая делится на общую плотность минеральной части образцов:

\[ V^0_{пор}=(1-\frac{p_m^0}{p^0})*100 \]

Погрешность вычислений не более 0,01 грамм на см³

Водонасыщение асфальтобетона

Водонасыщение асфальтобетона определяют на образцах, раннее испытываемых на общий показатель плотности состава. Процентный показатель содержания воды в смеси рассчитывают следующим образом:

• Образцы погружают в колбу с водой при температуре не менее 20 C⁰;
• Колбу отправляют в вакуумный шкаф и выдерживают под давлением (от 30 минут до одного часа, в зависимости от типа образцов);
• Далее части смеси взвешивают. Объемную долю водонасыщения рассчитывают по формуле:

  \[ W=\frac{g_3-g_0}{g_1-g_2}*100 \]

• Фиксируют полученный результат в документе.

Разница в цифрах взвешивания первого и второго этапов соответствует количеству поглощённой воды. Погрешность вычислений составляет 0,1%.

Пористость асфальтобетона

Данным методом определяют объем пор в асфальтобетонном покрытии. Рассчитывают по формуле:

\[ V^0_{пор}=(1-\frac{p_m^a}{p^a})*100 \]

Состав тестируют на основании предварительно найденных общей и средней плотности бетонного покрытия.

Водонасыщение асфальтобетона

Объем поглощения воды дорожного покрытия тестируется на готовых образцах или созданных в лаборатории, использованных на определение средней плотности:

• Готовые элементы погружают в воду и отстаивают около получаса в вакуумном аппарате;
• После вынимают, притирают сухой тканью и взвешиваю на весах;
• Формула для расчета такова:

  \[ W=\frac{g_3-g_0}{g_1-g_2}*100 \]

• Погрешность не более 0,1%.

 Набухание асфальтобетона

Набухание асфальтобетона определяют от общего среднего показателя плотности состава. Формула набухания асфальтобетона:

\[ H=\frac{(g_1-g_4)-(g_2-g_3)}{g_1-g_3}*100 \]

 , где погрешность вычислений составляет не более 0,1%. Результат основывается на трех показателях взвешивания (первоначальное, последующие, полученная разница).

Предел прочности при сжатии ненасыщенных образов

Лабораторные испытания асфальтобетона проводят для выявлений показателей нагрузки, в следствие которой асфальтобетонный состав разрушается:

• Предварительно подготовленные образцы вынимают из воздушной бани;
• Затем подкладывают по пресс и проводят испытания.
• Предел прочности образца рассчитывают по формуле:

  \[ R_{сж}=\frac{P}{F}*10^{-2} \]

• Холодные образцы выдерживают два часа в воздушной среде

Расхождение результатов теста трех образцов не должно превышать 10%.

Предел прочности асфальтобетона при сжатии водонасыщенных образов

Предел прочности при сжатии водонасыщенных образов рассчитывают так же, как и ненасыщенные образы по формуле:

\[ R_{сж}=\frac{P}{F}*10^{-2} \]

Различия тестирования в том, что теплые образцы выдерживаю в водяной бане не менее одного часа. Расхождение результатов теста трех образцов не должно превышать 10 процентов.

Коэффициента водостойкости

Коэффициент водостойкости асфальтобетона нужен для определения воздействия воды на прочность смеси:

• Насыщенные образцы вынимают из вакуума, перекладывают в емкость с водой;
• Элементы состава оставляют выдерживаться на 15 суток;
• После вынимают и испытывают на прочность под прессом;
• Формула водостойкости следующая:

  \[ K_{ВД}=\frac{R_{ВД}}{R_{20}} \]

Отбор проб

Пробы асфальтобетона отбирают согласно с уставом ГОСТа (п. 2.3):

1. Вырубают или высверливают небольшую прямоугольную форму (диаметр писаного образца 50 мм, с крупными вкраплениями 100 мм, с мелкими вкраплениями 70 мм).
2. Для отбора проб не используют остатки образцов из керна, подвергшийся тестированию. Исключение распространяется на переформированные высушенные части асфальтобетона.

Также образцы изготавливают тремя способами:

• Уплотняют с помощью пресса под высоким давлением с подогревом форм (по методу Маршала);
• Уплотняют с помощью вибровальной машины, в отдельных формах.

Для производства смесей в лабораторных условиях, соблюдают норму по температуре обработки

Испытание согласно ГОСТ

Испытание согласно Гост 12801-84 «Смеси асфальтобетонные и аэродромные, дегтебетонные дорожные, асфальтобетон и дегте бетон. Методы испытаний» утвержден 23.02.1984 года Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам строительства. Опубликован в России в 1987 году и распространяется на:

• Выявление средней плотности асфальтобетона;
  
• Общей плотности асфальтобетона;
• Выявление средней и общей пористости состава;
• Выявление составной части асфальтобетонного покрытия;
• Выявление сцепления вяжущей части с минеральными элементами состава;
• Выявление водонасыщения состава;
• Выявление плотности бетонной смеси;
• Выявление слеживаемости состава.

Оборудование

Оборудование для испытания асфальтобетона, необходимое для лабораторных исследований перечислено ниже:

1. Плотномер универсальный. Предназначен для контроля качества дорожного покрытия;
   
2. Прибор ПС. С помощью него проводят испытания асфальтобетонного покрытия на колее образование;
3. Вакуумная установка. Предназначена для насыщения образцов асфальтобетонного покрытия;
4. Термометр. Измеряет температуру образцов;
5. Смеситель. С помощью прибора изготавливают минеральные смеси;
6. Прибор ПСЛ. Отслеживает минеральные составы на процент слеживания;
7. Тигель. С помощью данной установки обжигают битум;
8. Прессы для испытаний асфальтобетона. Извлекают образцы нужной формы из дорожного покрытия;
9. Весы. Предназначены для взвешивания проб.

Документы

Для фиксирования результатов лабораторных исследований, используют протокол испытаний, в который вносятся следующие пункты:

• Название марки тестируемой категории асфальтобетонной смеси;
• Наименование марки и содержание в процентном виде битумных веществ в составе;
• Количество используемых образцов и их размеры;
• Наименование машинного аппарата, взятого для тестирования образцов;
• Условия лабораторных испытаний;
• Описание деформации образцов (трещины, изменение объема);
• Полученные вычисления по формулам для испытаний;
• Инициалы лица, проводившего тестирование;
• Дата окончания тестирования.

Проверяемые технические характеристики

Этап производства асфальтобетона делится на две группы:

• Непрерывное производство. Характеризуется выпускам огромного количества дорожного покрытия до 700 000 тонн в сутки;

Циклическое производство. Характеризуется выпуском до 400000 тонн дорожного покрытия и изменчивостью минерального состава.