ОТРАСЛЕВОЙ
ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
ОДМ 218.2.002-2007
Утверждены
распоряжением Росавтодора
от 01.02.2007г. № 30-р
Метод определения эластичности
асфальтовяжущего в полимерасфальтобетонных смесях
(для опытного применения)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО
(РОСАВТОДОР)
МОСКВА
2007
Содержание
Предисловие
1. РАЗРАБОТАН: ОАО «Союздорнии»
(Открытое Акционерное Общество «Дорожный научно-исследовательский институт
«Союздорнии») по заказу Росавтодора.
2. ВНЕСЕН: Управлением организации
госзаказа и научно-технических исследований Федерального дорожного агентства.
3. ИЗДАН: на основании
распоряжения Федерального дорожного агентства от 01.02.2007 № 30-р.
4. ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ
ХАРАКТЕР.
Отраслевой дорожный
методический документ "Рекомендации по определению эластичности
асфальтовяжущего в полимерасфальтобетонных смесях (для опытного
применения)" распространяется на дорожные полимерасфальтобетонные смеси,
изготовленные с применением ПБВ на основе СБС по ГОСТ
Р 52056-2003, используемые при строительстве автомобильных дорог и мостов.
Данный ОДМ
рекомендуется использовать в следующих случаях:
в процессе
проектирования и подбора состава полимерасфальтобетонных смесей;
в целях уточнения
содержания минерального порошка в полимерасфальтобетонных смесях для повышения
долговечности полимерасфальтобетона, в частности, возможности уменьшения его
содержания, в том случае, если сдвигоустойчивость полимерасфальтобетона
обеспечивается с запасом;
в целях выяснения
целесообразности увеличения содержания полимера в ПБВ для повышения
долговременной прочности полимерасфальтобетона при технико-экономическом
обосновании;
в процессе контроля
качества полимерасфальтобетона;
в целях установления
взаимосвязи между показателем эластичности асфальтовяжущего в
полимерасфальтобетоне и образованием усталостных деформаций на
полимерасфальтобетонных покрытиях;
в целях накопления
данных по показателю эластичности асфальтовяжущих в полимерасфальтобетонных
смесях, доработки метода для возможности его нормирования и регулярного
использования в заводских лабораториях.
В настоящем ОДМ
использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ
Р 52056-2003 Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров
типа СБС. Технические условия.
ГОСТ
Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных
смесей. Технические условия.
В настоящем
методическом документе применяются следующие термины с соответствующими
определениями:
эластичность
- способность органического вяжущего материала к большим обратимым деформациям;
полимерно-битумное
вяжущее (ПБВ) - вяжущее, полученное введением полимера,
пластификатора и ПАВ в битум;
асфальтовяжущее
- смесь органического вяжущего материала с минеральным порошком;
полимерасфальтобетонная
смесь - смесь минеральных материалов оптимального
гранулометрического состава с полимерно-битумным вяжущим;
полимерасфальтобетон
- уплотненная полимерасфальтобетонная смесь;
блоксополимер
бутадиена и стирола типа СБС - блоксополимер
бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол.
Основным отличием
полимерно-битумного вяжущего (ПБВ) на основе полимера стирол-бутадиен-стирол
(СБС) от битума является высокая эластичность. Это свойство обусловливает более
высокую долговременную прочность полимерасфальтобетона по сравнению с
асфальтобетоном и проявляется в том, что в режиме постоянной амплитуды
деформации полимерасфальтобетон выдерживает в десятки и сотни раз больше циклов
до разрушения. Это свойство обусловливает и более высокую морозостойкость
полимерасфальтобетона по сравнению с асфальтобетоном. Эластичность уплотненного
стандартным методом образца полимерасфальтобетона оценивается предложенным нами
ранее методом оценки эластичности, заключающимся в определении числа циклов до
разрушения стандартного образца под действием напряжения равного половине от
разрушающего ("Методические рекомендации по контролю качества
полимерасфальтобетонных покрытий с применением полимерно-битумных вяжущих (ПБВ)
на основе СБС". Росавтодор. М., 2003 г. Введены в действие распоряжением
Минтранса России от 10.10.2003 г. № ОС-888-р).
Специальными расчетами
показано, что поверхность минерального порошка (фракции менее 1,25 мм)
составляет около 96 % от всей поверхности минеральной части
полимерасфальтобетонной смеси и адсорбирует около 85 % ПБВ, содержащегося во
всей смеси, что свидетельствует о доминирующей роли этой фракции в проявлении
эластических свойств полимерасфальтобетоном. Очевидно, что при определенном
содержании минерального порошка в составе асфальтовяжущего способность ПБВ
проявлять свои эластические свойства будет уменьшаться. Показано, что в
асфальтовяжущем, составленном из ПБВ и фракции минерального порошка размером
менее 0,07 мм, при минимальном содержании блоксополимера типа СБС в ПБВ (3,5 %)
эластичность начинает снижаться при содержании минерального порошка более 60 %
по массе, а при увеличении содержания полимера до 7 % - при содержании порошка
более 70 %.
Сущность определения
эластичности асфальтовяжущего, приготовленного смешением ПБВ с минеральным
порошком фракции менее 0,071 мм, или извлеченного из полимерасфальтобетонной
смеси, заключается в определении доли обратимой деформации в общей после снятия
нагрузки, с помощью которой образец деформирован на заданную величину.
5.1. Для определения
эластичности асфальтовяжущего рекомендуется использовать следующие аппаратуру,
реактивы и материалы.
Фракция
полимерасфальтобетонной смеси размером (2,5 - 1,25) мм в количестве не менее 50
г.
Стандартная
металлическая цилиндрическая форма диаметром 25 мм, высотой 70 мм с двумя
цилиндрическими вкладышами высотой 35 мм и диаметром 25 мм, применяемая при
испытаниях минерального порошка по ГОСТ
Р 52129-2003.
Смесь талька с
глицерином (1:3)
Линейка или
штангенциркуль.
Емкость для
термостатирования образца.
Металлическая
пластина, с помощью которой сжимают образец.
Упор для осуществления
сжатия образца высотой 35 мм на 10 мм.
Набор сит.
Термометр химический
0-200°С.
Стеклянная палочка.
Весы лабораторные
общего назначения по ГОСТ
24104-88
Секундомер.
Фарфоровая чашка с
ручкой ПО ГОСТ
9147-73, V = 50 мл, V = 200 мл.
5.2. Подготовку и
проведение работы по определению эластичности асфальтовяжущего рекомендуется
выполнять следующим образом.
Полимерасфальтобетонную
смесь типа А после охлаждения при постоянном перемешивании рассевают по
стандартным фракциям. Отбирают фракцию размером (2,5 - 1,25) мм. Указанную
фракцию разогревают до 150°С и в нее добавляют полимерно-битумное вяжущее
(ПБВ), содержащее 86,5 % битума марки БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90,
3,5 % блоксополимера типа СБС и 10 % индустриального масла марки И-40А. ПБВ
должно удовлетворять требованиям ГОСТ
Р 52056-2003 (стандартное ПБВ). Количество ПБВ, вводимое в эту фракцию,
должно быть равно шестикратному содержанию вяжущего, находящегося в той
полимерасфальтобетонной смеси, из которой выделили фракцию (2,5 - 1,25) мм при
использовании ПБВ марки ПБВ 60, 5,5 кратному - при использовании ПБВ 90 и 6,5
кратному - при ПБВ 130 и ПБВ 200.
Например: берем 100 г
фракции 2,5 - 1,25 мм. Известно, что в полимерасфальтобетонной смеси содержится
5 % вяжущего сверх 100 %. Допускаем, что в данной фракции так же содержится 5 %
вяжущего сверх 100 % - то есть 5 г. Следовательно, в 100 % содержится этой
фракции:
вяжущего, то есть в
100 г - 4,76 г.
Для проведения
испытания в случае применения полимерно-битумного вяжущего марки ПБВ 60
необходимо добавить в 100 г фракции 2,5 - 1,25 пять частей стандартного ПБВ, то
есть 6 - 1 = 5, а именно 4,76 ´
5 = 23,8 г, таким образом получаем шестикратное содержание вяжущего во фракции
2,5 - 1,25 мм.
Полученную смесь
фракции (2,5 - 1,25) мм с указанным количеством вяжущего тщательно перемешивают
при температуре 150 ±
5°С до однородного состояния и заливают в форму при температуре 120 - 125°С с установленным
в ней вкладышем. Стенки формы и вкладыш смазывают тальком с глицерином. После
остывания образец извлекают из формы и выдерживают на воздухе не менее 1 час,
затем образец термостатируют в воде при 30°С в течение 1 часа.
В том случае, если
образец асфальтовяжущего изготавливают из смеси ПБВ с заданным в проектном
составе полимерасфальтобетонной смеси содержанием фракции минерального порошка
размером менее 0,071 мм, то после его изготовления в том же самом режиме, и его
выдерживания на воздухе не менее 1 часа, образец допускается термостатировать в
воде при температуре не ниже 25°С в течение 1 часа.
После
термостатирования образцы сжимают на 10 мм с помощью металлической пластины и
шаблона, затем помещают в емкость с водой. Образцы, изготовленные на основе
фракций (2,5 - 1,25)мм с применением ПБВ марки ПБВ 60 восстанавливают в течение
30 мин при 35°С, а затем при 40°С; с применением ПБВ 90 - 30 мин при 35°С, а
затем при 45°С; с применением ПБВ 130 и ПБВ 200 - 30 мин при 35°С, а затем при
40°С. Образцы, изготовленные из смеси ПБВ с фр. минерального порошка менее
0,071 мм, независимо от марки ПБВ восстанавливают при 50°С. При этом высоту
образца замеряют через каждые 15 мин в течение первого часа, а затем через
каждые 30 мин. Образец восстанавливается в воде в горизонтальном положении.
5.3. Показатель
эластичности eе
определяют по следующей формуле:
где h1
- первоначальная высота образца, см;
h2
- высота образца после сжатия, см
h3
- высота образца после восстановления через определенное время,
Образец считается
выдержавшим испытания, если через 2 часа восстановления eе
≥ =70 %.
Ключевые
слова: эластичность асфальтовяжущего,
полимерасфальтобетонные смеси; полимерно-битумное вяжущее; полимерасфальтобетон