СТАНДАРТ УКРАВТОДОР Будівельні матеріали СПОСОБИ ОЦІНКИ СТІЙКОСТІ АСФАЛЬТОБЕТОННИХ ПОКРИТТІВ ДО УТВОРЕННЯ КОЛІЇ. МЕТОДИ ВИПРОБУВАНЬ СОУ 45.2-00018112-039:2008 Видання офіційне Київ Державна служба автомобільних доріг України (Укравтодор) 2009
ПЕРЕДМОВА 1
РОЗРОБЛЕНО: Державний дорожній науково-дослідний інститут імені М.П.Шульгіна (ДерждорНДІ) Державної служби автомобільних доріг України (Укравтодор); Харківський національний автомобільно-дорожній університет (ХНАДУ) Міністерства освіти і науки України РОЗРОБНИКИ: С. Головко, канд. техн. наук (науковий керівник розробки); В. Губенко; П. Коваль, канд. техн. наук (ДерждорНДІ); В. Жданюк, докт. техн. наук; О.Воловик; Д. Костін (ХНАДУ)
2
ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Державної служби автомобільних доріг України від 18 грудня 2008 р. № 811
3
УВЕДЕНО ВПЕРШЕ
4
Зареєстровано: ДП “УкрНДНЦ” від 18.05.2009 р. № 32595752/1898
Право власності на цей документ належить Державній службі автомобільних доріг України (Укравтодор) Відтворювати, тиражувати і розповсюджувати цей документ повністю чи частково на будьяких носіях інформації без офіційного дозволу Укравтодору заборонено Стосовно врегулювання прав власності треба звертатися до Державної служби автомобільних доріг України СТАНДАРТ УКРАВТОДОР
Будівельні матеріали
СПОСОБИ ОЦІНКИ СТІЙКОСТІ АСФАЛЬТОБЕТОННИХ ПОКРИТТІВ ДО УТВОРЕННЯ КОЛІЇ. МЕТОДИ ВИПРОБУВАНЬ Строительные материалы СПОСОБЫ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ К ОБРАЗОВАНИЮ КОЛЕИ. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ Чинний від 2009-04-01 1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ 1.1 Цей стандарт встановлює методи оцінки стійкості асфальтобетонних покриттів до утворення колії за підвищених температур. 1.2 Вимоги цього стандарту поширюються на дорожні покриття, влаштовані з асфальтобетонів різних типів. 1.3 Сфера застосування цього стандарту - проектування, будівництво, ремонт та утримання автомобільних доріг загального користування. 2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи: ДБН В.2.3-4:2007 Споруди транспорту. Автомобільні дороги. Частина І Проектування. Частина ІІ. Будівництво ДБН В.2.5-28:2006 Природне і штучне освітлення ДСТУ Б В.2.7-89-99 (ГОСТ 12801-98) Будівельні матеріали. Матеріали на основі органічних в'яжучих для дорожнього і аеродромного будівництва. Методи випробувань ДСТУ Б В.2.7-119-2003В.2.7-119-2003В.2.7-119-2003 Будівельні матеріали. Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Технічні умови ДСТУ Б В.2.7-127-2006 Будівельні матеріали. Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон щебенево-мастикові. Технічні умови Видання офіційне ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (ССБП. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони) ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (ССБП. Шкідливі речовини. Класифікація і загальні вимоги) ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты (ССБП. Електробезпека. Загальні вимоги і номенклатура видів захисту) ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов (ССБП. Електробезпечність. Гранично допустимі значення напруг дотику та струмів) ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности (ССБП. Устаткування виробниче. Загальні вимоги безпеки) ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия (Штангенциркулі. Технічні умови)
ГОСТ 400-80 Термометри стеклянные для испытаний нефтепродуктов Технические условия (Термометри скляні для випробувань нафтопродуктів. Технічні умови) ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия (Лінійки вимірювальні металеві. Технічні умови) ГОСТ 5072-79* Секундомеры металлические. Технические условия (Секундоміри металеві. Технічні умови) ГОСТ 24104-88 Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия (Ваги лабораторні загального призначення та зразкові. Загальні технічні умови) ДСН 3.3.6.037-99 Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку ДСН 3.3.6.039-99 Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації ДСН 3.3.6.042-99 Державні санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень ВБН В.2.3-218-186-2004 Споруди транспорту. Дорожній одяг нежорсткого типу 3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ Нижче подано терміни, що вжиті в цьому стандарті, та визначення позначених ними понять. 3.1 колія Залишкова деформація покриття автомобільної дороги, що утворюється на смугах руху від проїзду коліс транспортних засобів. 3.2 колієвимірювач Лабораторний прилад, за допомогою якого визначається глибина колії в асфальтобетонному зразку (виготовленому у лабораторії або відібраному із покриття автомобільної дороги) шляхом моделювання багаторазового проїзду коліс транспортних засобів, при заданій температурі. 3.3 секторний прес Лабораторний прилад, що відтворює умови ущільнення асфальтобетону котками або моделює рух проїзду транспортних засобів, при заданій температурі. 4 Загальні технічні вимоги 4.1 Враховуючи умови роботи асфальтобетонних покриттів у літній період (згідно з ВБН В.2.3-218-186), температура оцінювання стійкості асфальтобетонів до утворення колії повинна становити не нижче ніж 50 °С. 4.2 Для оцінювання стійкості асфальтобетонів до утворення колії необхідно: 1) перевірити відповідність асфальтобетону вимогам норм згідно з ДСТУ Б В.2.7-119 або ДСТУ Б В.2.7-127 за показником ”границя міцності при стисканні за температури 50 °С”. 2) визначити показники деформації асфальтобетону за методами, що наведені в цьому стандарті: - визначення залишкової деформації типу колія на секторному пресі; - визначення залишкової деформації типу колія на колієвимірювачі. 4.3 Методи призначені для апробації і накопичення статистичних даних з нормування оцінки стійкості асфальтобетонів до накопичення залишкових деформацій типу ”колія”. 5 ВІДБИРАННЯ ПРОБ 5.1 Відбирання проб сумішей асфальтобетонних та асфальтобетонів здійснюють згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801). 5.2 Асфальтобетонні зразки для визначення показника ”границя міцності при стисканні за температури 50°С” виготовляють згідно з ДСТУБВ.2.7-89 (ГОСТ 12801). 5.3 Асфальтобетонні зразки для визначення залишкової деформації типу ”колія” при випробуванні на секторному пресі виготовляють згідно з додатком А.
5.4 Асфальтобетонні зразки для визначення залишкової деформації типу ”колія” при випробуванні на колієвимірювачі виготовляють згідно з додатком А. 6 МЕТОДИ ВИПРОБУВАНЬ 6.1 Метод випробування асфальтобетону на стійкість до накопичення залишкових деформацій типу «колія» на секторному пресі Суть методу полягає у визначенні сумарної величини залишкових деформацій при цикловому навантаженні асфальтобетонну. 6.1.1 Засоби вимірювальної техніки (ЗВТ), випробувальне обладнання (ВО), пристрої та матеріали: - секторний прес; - лінійка металева довжиною не менше ніж 0,25 м, згідно з ГОСТ 427; - штангенциркуль згідно з ГОСТ 166; - шафа електрична сушильна, що забезпечує відтворення температури до 200°С з похибкою ± 1 °С; - термометр хімічний ртутний скляний, що забезпечує вимірювання температури до 100 °С з ціною поділки шкали 1 °С згідно з ГОСТ 400; - ваги лабораторні 4 класу точності згідно з ГОСТ 24104.
1 - станина, 2 - візок, 3 - форма, 4 - електродвигун з редуктором і маховиком, 5 - шатунно-кривошипний механізм, 6 - сектор, 7 - ричаг, 8 - рама, 9 - різьбова муфта, 10 - стійка, 11 - вантаж Рисунок 1 - Схема приладу секторний прес для випробування на колієутворення 6.1.2 Порядок підготовки до проведення випробування Відбирання та приготування сумішей виконують згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801). Для проведення випробування виготовляють не менше трьох зразків. Не раніше ніж через добу зразок термостатують протягом 60 хвилин при температурі (50 ± 2) о С. 6.1.3 Порядок підготовки до випробування Зразок виймають з електричної сушильної шафи при температурі (50 ± 2) оС та встановлюють у візок (2). На зразок встановлюють сектор (6), що моделює дію колеса на покриття. Вмикають електродвигун (4), який приводить у рух візок (2). Загальна кількість прикладень сектору повинна становити 20000. 6.1.4 Обробка результатів випробування
Визначення глибини колії виконують штангенциркулем у 5 точках. Проміри виконують по всій довжині колії, яка становить (230 ± 10) мм. Усі вимірювання виконують по центру колії, що утворена в результаті випробування. Результати вимірювань заносяться у таблицю 1. Таблиця 1 - Бланк реєстрації глибини колії Результати вимірювань глибини колії, мм, Дата Час Кількість Температура, на відстані від лівої крайки зразка, см проведення вимірювання, проїздів ºС випробувань год. 6 9 12 15 18 -
-
-
-
-
-
-
-
-
Для одержання вірогідного значення глибини колії виконують статистичну обробку даних результатів вимірювань згідно з [ 1 ]. 6.2 Метод випробування асфальтобетону на стійкість до накопичення залишкових деформацій типу «колія» на колієвимірювачі 6.2.1 Засоби вимірювальної техніки, випробувальне обладнання, пристрої: - колієвимірювач (загальні технічні характеристики наведені у додатку Б); - шафа електрична сушильна, що забезпечує відтворення температури до 100 ºС з похибкою ± 1 ºС; - лінійка металева довжиною не менше ніж 0,25 м згідно з ГОСТ 427; - штангенциркуль згідно з ГОСТ 166; - термометр ртутний скляний з ціною поділки шкали 1 ºС згідно з ГОСТ 400 та діапазоном вимірювань від 0 ºС до 100 ºС; - ваги лабораторні 4 класу точності згідно з ГОСТ 24104; - ЗВТ, ВО та пристрої згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801). Матеріали: дорожні асфальтобетони згідно з ДСТУ Б В.2.7-119, ДСТУ Б В.2.7-127 та інші бітумомінеральні матеріали, що застосовують для влаштування покриття на автомобільних дорогах. 6.2.2 Порядок підготовки до проведення випробування Випробування проводять на зразках розміром 300 мм × 100 мм × 50 мм. Для проведення випробування виготовляють не менше трьох зразків. Не раніше ніж через добу зразок термостатують протягом 60 хвилин при температурі (50 ± 2) оС. 6.2.3 Порядок проведення випробування 6.2.3.1 Підготовлений зразок з асфальтобетону укладають лицьовою стороною вгору у касету приладу (рисунок Б.1). 6.2.3.2 Вмикають систему термостатування. Для цього на панелі керування приладом встановлено вмикач. Час термостатування температури у випробувальній камері приладу становить не менше ніж 30 хвилин. Термостатування зразка рекомендується виконувати у шафі електричній сушильній, що забезпечує стабільність температури у сталому режимі не менше ніж ± 1оС. 6.2.3.3 Тиск на зразок повинен бути постійним. Рівень питомого тиску на зразок визначається відповідно до ВБН В.2.3-218-186 за категорією автомобільної дороги, на якій буде влаштовано покриття з матеріалу, що досліджується: а) для доріг Іа, Іб і ІІ категорії - 0,8 МПа; б) для доріг ІІІ, IV категорії - 0,6 МПа.
6.2.3.4 Вмикають систему циклічних навантажень та їх реєстрацію згідно з [ 2 ]. Загальна кількість проїздів повинна становити не менше ніж 20000. 6.2.4 Обробка результатів випробування 6.2.4.1 Визначення глибини колії виконують шляхом вимірювання в 5 точках. Перша точка знаходиться на відстані 6 см від крайки зразка, що пов’язано з урахуванням особливості руху колеса на так званих “кінцевих” ділянках. Усі вимірювання виконують по центру колії, що утворена в результаті випробування. Наступні точки розташовані на відстані 3 см одна від одної (рисунок 2). Рисунок 2 - Схема розташування точок вимірювання глибини колії на зразку Результати вимірювань заносяться у таблицю 1. Для одержання вірогідного значення глибини колії виконують статистичну обробку даних результатів вимірювань згідно з [ 1 ]. 7 Вимоги безпеки ПРАЦІ та охорони довкілля 7.1 При виготовленні зразків та їх випробуванні повинні бути забезпечені вимоги ГОСТ 12.2.003. 7.2 При роботі з асфальтобетонними сумішами та асфальтобетоном граничні допустимі норми (ГДК) викидів не повинні перевищувати значень, які наведені у таблиці2 згідно з ГОСТ 12.1.007 і ГОСТ 12.1.005. Таблиця 2 - Значення ГДК Назва шкідливої речовини
ГДК мг/м3
Клас небезпеки (ГОСТ 12.1.007)
Парафін
300
IV
Циклогексан
80
IV
Етанол
1000
IV
Кам’яний пил
6
IV
7.3 Умови виготовлення зразків повинні відповідати вимогам, що встановлені в стандартах безпеки та гігієни праці ДСН 3.3.6.037, ДСН 3.3.6.039, ДСН 3.3.6.042 та [ 3 ]. 7.4 Освітленість (загальна та місцева) робочого міста лаборанта (оператора) повинна відповідати вимогам ДБН В.2.5-28. 7.5 При випробуванні зразків повинна бути забезпечена електробезпека згідно з ГОСТ 12.1.019 та ГОСТ 12.1.038. 7.6 Лаборант (оператор) повинен бути забезпечений халатом і рукавицями, якими він повинен користуватись впродовж всього циклу випробування зразка асфальтобетону. 7.7 Випробування зразків не пов'язане з наявністю шкідливих викидів в навколишнє середовище. 7.8 Лаборант (оператор) повинен пройти інструктаж по техніці безпеки: первинний та на робочому місці при роботах з електромеханічним приводом приладу для випробування зразків асфальтобетону на стійкість до накопичення залишкових деформацій. 7.9 Робоче місце лаборанта (оператора) повинно знаходитись в ізольованому приміщенні, забезпеченому вентиляцією (душником). ДОДАТОК А (довідковий) ВИГОТОВЛЕННЯ ЗРАЗКІВ-ПЛИТ З АСФАЛЬТОБЕТОННИХ СУМІШЕЙ
А.1 Виготовлення зразків-плит з асфальтобетонних сумішей на секторному пресі А.1.1 Зразки для оцінки стійкості асфальтобетонів до утворення колії з розміром вказаному таблиці А.1 виготовляють на модернізованому секторному пресі [ 4 ], що відтворює умови ущільнення асфальтобетону котком. А.1.2 Асфальтобетонна суміш, що використовується для приготування зразків, може бути виготовлена в лабораторних умовах згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801) або іншими нормативними документами, може бути взята з проб сумішей, які відібрані на змішувальних установках або на ділянці виконання робіт. А.1.3 У зібрану форму, що нагріта до температури згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801), засипається необхідна кількість суміші (вага суміші визначається залежно від пористості матеріалу). А.1.4 Суміш, що знаходиться у формі, з метою забезпечення рівномірності розподілу по об’єму, штикують шпателем, а надлишок знімають. А.1.5 Форму із засипаною і розрівняною по площі сумішшю встановлюють у пристрій. На поверхню суміші встановлюють сектор для навантаження. На сектор надають необхідне навантаження яке еквівалентне навантаженню, що діє на асфальтобетон при ущільненні його котком (визначеному відповідно до [ 4 ]). А.1.6 Асфальтобетонний зразок ущільнюється до одержання коефіцієнту ущільнення не менше ніж 0,98 згідно з ДБН В.2.3-4. А.1.7 По закінченню ущільнення форму необхідно охолодити до температури не вище ніж 60 о С, розібрати та вийняти зразок. А.2 Виготовлення зразків-плит з асфальтобетонних сумішей на гідравлічному пресі А.2.1 Зразки для оцінки стійкості асфальтобетонів до утворення колії з розміром, що зазначений у таблиці А.1 виготовляють шляхом ущільнення сумішей, що виготовлені в лабораторних умовах, а також з проб сумішей які відібрані на змішувальних установках або на ділянці виконання робіт. Вирубки або керни готують до випробування згідно ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801). Таблиця А.1 - Розміри та орієнтовна кількість суміші для виготовлення зразка Розміри зразка, мм Довжина
Ширина
Висота
300
100
50 ± 2,0
Орієнтовна кількість суміші на зразок, г 4400 - 4700
А.2.2 Розміри елементів форми для виготовлення зразка наведені на рисунку А.1. Форма повинна відповідати вимогам ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801). А.2.3 Температура асфальтобетонних сумішей під час виготовлення зразків повинна відповідати вимогам ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801). А.2.4 Ущільнення зразків із сумішей виконують згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ12801). А.2.5 По закінченню ущільнення зразок з форми витискають на гідравлічному пресі за процедурою згідно з 6.2 ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801).
1 - корпус; 2 - ручка; 3 - вкладиш верхній; 4 - вкладиш нижній Рисунок А.1 - Форма для виготовлення зразка на гідравлічному пресі
ДОДАТОК Б (довідковий) ЗАГАЛЬНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛІЄВИМІРЮВАЧА Прилад для випробування асфальтобетонів на опір колієутворенню складається із навантаженого колеса (рисунок Б.1), яке опирається на зразок асфальтобетону, що, в свою чергу, закріплений на рухомому столі (візку). Візок рухається між направляючими рейками назад і вперед. Технічні характеристики колієвимірювача:
- кількість проходів колеса по одному сліду за хвилину від 40 до 80; - ширина колеса 30 ± 5 мм; - навантаження на колесо 0-10 кН; - довжина зразка 300 ±5 мм; - ширина зразка 100 ±5 мм; - висота зразка понад 40 мм до 100 мм; - переміщення колеса по зразку не менше ніж (270 ± 5) мм; - температура випробування понад 20 ºС до 70°С; - живлення перемінний електричний струм 380В (частота 50 Гц). Стіни шафи мають спеціальну теплоізоляцію. Дверцята шафи засклені органічним склом для спостереження за випробуваннями. Кількість проходів візка реєструється з допомогою електромеханічного лічильника. Конструкція приладу така, що поділена по висоті на дві частини. Кожна частина має дверцята. Верхня частина відокремлена від нижньої пінопластовими плитами. В цій частині розміщено каретку із зразком асфальтобетону, яка переміщується в горизонтальній площині по направляючим під тиском навантаження. В нижній частині розміщено електродвигун і редуктор. Колесо приладу під впливом навантаження утворює колію при певних умовах швидкості, температури і кількості проходів колеса по одному сліду.
1 - станина; 2 - візок; 3 - касета для зразка; 4 - електродвигун; 5 - редуктор з маховиком; 6 - шатунно-кривошипний механізм; 7 - колесо; 8 - рама; 9 - стійка; 10 - вантаж Рисунок Б.1 - Загальна схема приладу для випробування на колієутворення ДОДАТОК В (довідковий) БІБЛІОГРАФІЯ 1. РМГ 43-2001 Применение “Руководства по выражению неопределенности измерений” 2. М 218-03450778-257-2004 Методика визначення показника утворення колії в асфальтобетоні у лабораторних умовах 3. СН 1042 - 73 Санитарные правила организации технологических процессов и гигиенические требования к производственному оборудованию.
4. ПМА 218-21476215-450:2006 Прилад для виготовлення зразків щебенево-мастикового асфальтобетону. Програма та методика первинної та періодичної атестації.
УКНД 93.080.20 Ключові слова: асфальтобетон, бітум, колія, колієвимірювач, покриття автомобільної дороги.