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).

image242
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 ΔhΔR, % 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.