Испытание асфальтобетонной смеси для определения фактического коэффициента уплотнения

Асфальтобетонная смесь делается на битумной основе с добавлением минеральных компонентов. Смешивание осуществляется в заданных пропорциях строго в горячем состоянии. Во время уплотнения образуется асфальтобетон – основа покрытия дорожного полотна. С учетом состава, используемых материалов, физико-механических свойств смесь бывает разных марок (табл. 1.)

Таблица 1

Марки асфальтобетонов в зависимости от видов и типов смесей

С учетом параметров вязкости и температуры смеси укладываются холодным либо горячим способом. Первый тип изготавливается из жидких связующих компонентов, может укладываться при температуре не менее +5 градусов. Для работы с горячими смесями применяют битумные нефтяные материалы, разогретые до +120 градусов. Операции планируются на весенний или осенний период.

Сфера использования асфальтобетонных слоев указана в табл. 2.

Таблица 2

Область применения асфальтобетонов при устройстве верхних слоёв покрытий автомобильных дорог и городских улиц

Сроки службы, уровень прочности готового основания будет зависеть от качества уплотнения смеси, точности соблюдения технологии. Конкретно от уплотнения – финальный этап работ – во многом зависят структура и уровень качества асфальтобетонного полотна. Дорога должна спокойно выдерживать текущие нагрузки и не выходить из строя раньше заявленного срока. Без соблюдения технологических требований добиться этого не выйдет. В ходе уплотнения осуществляется перегруппирование зерен на минеральной основе, крупные пустоты заполняются мелкими фракциями. Одновременно выравнивается вяжущее вещество, свободный битум, воздух вытесняется, пористость слоя падает. После завершения уплотнительных работ дорожные одежды получают необходимые механические и физические параметры. Они должны стать прочными, плотными и не пропускающими влагу.

Какие методы могут использоваться

Для контроля степени, качества уплотнения асфальтобетонных дорог задействуют методы разрушающего и неразрушающего контроля. В первом случае сначала отбираются образцы (получить их можно путем вырубки), затем они раздавливаются под гидропрессом с заданным усилием. Для неразрушающего контроля задействуют радиоизотопную, ультразвуковую аппаратуру.

Рис. 1. Уплотнение асфальтобетонного слоя

Образцы для исследования берут стандартно в трех разных точках покрытия. Вырубку следует делать на удалении от 1 метра от края полотна. Если исследуются слои, уплотненные с применением горячей технологии, нужно выждать хотя бы сутки (в идеале 3 дня) после завершения уплотнения и только потом брать пробы. Когда смесь укладывалась холодным способом, этот интервал увеличивают до 2-4 недель. Если не соблюсти временные ограничения, результаты будут не корректными.

Фактические показатели уплотнения на объекте строительства не должны быть меньше рекомендованных:

• 96 для холодных смесей.
• 98 для плотного асфальтобетонного покрытия типа В.
• 99 для плотных асфальтобетонных дорог А, Б из горячих смесей.

Для расчета коэффициента Купл применяют такую формулу:

К_упл  = Рм/Рсм

где:

• РСМ – стандартные средние показатели плотности переформованных образцов;
• РМ – средние фактические показатели по плотности.

Измерения осуществляются в г/см3.

Как проводят испытания асфальтобетонных дорог

Для отбора проб делают сверление либо вырубку полотна. Применяются керны круглой или прямоугольной формы на полную толщину одежд трассы. Разделение на слои осуществляется в лабораторных условиях. За участок применяют прямоугольники 50 на 50 см. Напоминаем, что удаление от края не должно быть меньше 1 м, такой же интервал оставляют от оси по центру.

Число, размеры проб зависят от фракций зерен и необходимого для осуществления контроля количества. Диаметры кернов, минимальная масса для вырубки:

• 70 мм диаметр, 2 кг масса – мелкозернистые смеси;
• 50 мм и 1 кг – песчаные смеси;
• 6 кг и 100 мм – крупнозернистые.

Когда образцы будут взяты, из них вырезается (или вырубается) три пробы с цельной структурой. Важно исключить наличие трещин. Форма должна быть близкой прямоугольному параллелепипеду либо кубу, длина сторон 50-100 мм. Каждую пробу нужно испытывать целиком, при необходимости делается рубка или распил.

Рис. 2. Внешний вид керноотборника

Следующий этап – просушивание образцов до приобретения ими постоянной массы. Процедура должна занимать хотя бы час, температура – в пределах 50 градусов. После следует этап охлаждения, он занимает не меньше получаса. Массу взвешивают и рассчитывают плотность с применением формулы:

Р=m/V

• в которой m – масса образца в граммах;
• V – объемы в кубометрах.

Рис. 3. Внешний вид переформованных образцов

Чтобы узнать массу, нужно выполнить взвешивание, объем – рассчитать и перемножить геометрические размеры образца (высота, ширина, длина). В случаях, когда форма образца неправильная, объем определяют с применением технологии гидростатического расчета массы. Смысл в расчете объемов жидкости, которая была вытеснена, за счет погружения образца в нее.

Когда будет вычислена плотность набора образцов, берут средний маркер – показатель для трех проб при условии разницы в пределах 0.03 г на кубический см. Если диапазон шире, придется выполнить повторные исследования для получения среднеарифметического показателя по шести образцам.

Материалы, прошедшие исследования, остатки кернов задействуют в изготовлении переформированных изделий. Они нужны для расчета стандартных параметров плотности смеси. Керны либо вырубки прогревают на песчаной бане, либо в термошкафу до достижения нормативных температур. После делается измельчение – удобно использовать ложку либо шпатель. Полученный материал распределяют по форме равномерно, уплотняют с применением пресса, вкладыша. Образец достают из формы, измеряют его высоту.

Таблица 3

Определение температуры нагрева асфальтобетонной смеси

Когда полученные результаты не отвечают нормативным значениям, массу смеси рассчитывают с применением формулы:

M1 = M0*H/H0

в которой:

• Н – номинальная высота анализируемого образца;
• Н0 – высота пробы;
• М0 – масса заготовки.

Таблица 4

Ориентировочное количество смеси на один образец

Если есть дефекты кромки, отсутствуют горизонтальные параллельные основания, образец отбраковывают. Полученные из горячих смесей образцы, минимум на 50% состоящие из щебня, уплотняют вибрацией, после подвергают обработке под прессом.

Формы предварительно нагревают до 90 градусов (можно выше) и заполняют подготовленной смесью (она должна быть тщательно измельчена). Форму размещают на виброплощадке, закрепляют. Вкладыши должны выступать примерно на 20 мм. Сверху размещают подготовленный груз.

Виброплощадка приводится в действие, среднее время вибрирования – 3 минуты. После форму снимают с площадки, размещают под прессом для проведения дополнительного уплотнения. Рекомендованные нагрузки для воздействия – 30 Мпа, время – 3 минуты.

Рис. 4. Уплотнение смеси на прессе

Когда эти операции будут завершены, осуществляют взвешивание для расчета объема образца по рассмотренной выше методике. После делают калькуляции средних параметров плотности – для этого массу делят на объем. Останется рассчитать Купл (уплотнительный коэффициент), разделив фактическую плотность на стандартную. Полученные результаты сравнивают с нормативными параметрами, подготавливают заключение по степени уплотнения асфальтобетонного полотна.

Когда итоговые результаты ниже нормативных, анализируются причины недостаточного уплотнения. Они могут быть в низкой температуре смеси, малом числе проходов для катка, низкой массе, других объективных факторах.

Популярные статьи

Варианты исследования грунта

Асфальтобетон

Уплотнение грунта