СТАНДАРТ ОРГАНІЗАЦІЇ УКРАЇНИ АСФАЛЬТОБЕТОН ДОРОЖНІЙ. МЕТОДИКА ОЦІНКИ ЗЧЕПЛЕННЯ МІЖ АСФАЛЬТОБЕТОННИМИ ШАРАМИ ПРИ ЗСУВІ СОУ 45.2-00018112-046:2009 КИЇВ ДЕРЖАВНА СЛУЖБА АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ УКРАЇНИ (УКРАВТОДОР) 2009 ПЕРЕДМОВА 1 РОЗРОБЛЕНО: Державний науково-технічний центр інспекції якості та сертифікації дорожньої продукції „Дор’якість” (ДНТЦ „Дор’якість”) РОЗРОБНИКИ: О. Білан, О. Шевчук За участю Національний транспортний університет (НТУ) В. Мозговий, докт. техн. наук (науковий керівник), Л. Мозгова, А. Онищенко, канд. техн. наук, О. Прудкий, О. Куцман, С. Баран Харківський національний автомобільно-дорожній університет (ХНАДУ) В. Ряпухін, канд. техн. наук, О. Гладкий 2 ПОГОДЖЕНО: Державний комітет України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду лист від 20.10.2009 р. № 01/05-08/7141 3 ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Державної служби автомобільних доріг України (Укравтодор) від 25.12.2009 р. № 605 4 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ 5 ЗАРЕЄСТРОВАНО ДП „УкрНДНЦ” за № 32595752/1982 від 08.02.2010 р. Право власності на цей документ належить Державній службі автомобільних доріг України (Укравтодор). Відтворювати, тиражувати і розповсюджувати цей документ повністю чи частково без офіційного дозволу Укравтодору заборонено
_________________СТАНДАРТ ОРГАНІЗАЦІЇ УКРАЇНИ_______________ АСФАЛЬТОБЕТОН ДОРОЖНІЙ. МЕТОДИКА ОЦІНКИ ЗЧЕПЛЕННЯ МІЖ АСФАЛЬТОБЕТОННИМИ ШАРАМИ ПРИ ЗСУВІ АСФАЛЬТОБЕТОН ДОРОЖНЫЙ. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СЦЕПЛЕНИЯ МЕЖДУ АСФАЛЬТОБЕТОННЫМИ СЛОЯМИ ПРИ СДВИГЕ
Чинний від 2010-03-01 1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ 1.1 Цей стандарт встановлює порядок проведення випробувань асфальтобетонних шарів та розрахунків при здійсненні оцінки зчеплення між асфальтобетонними шарами. 1.2 Отримані за цим стандартом результати призначені для використання дорожніми організаціями при будівництві, реконструкції та ремонті автомобільних доріг загального користування, у тому числі при проведенні приймальних випробувань. 2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи: ДБН В.2.5-28:2006 Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення. Норми проектування 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 _________________ Видання офіційне ДСН 3.3.6-042 99 Державні санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень. Вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони НПАОП 63.21-3.03-08 Норми безплатної видачі спеціального одягу, спеціального взуття та інших засобів індивідуального захисту працівникам дорожнього господарства, затверджено наказом Держгірпромнагляду від 24.12.2008 р. № 292, зареєстровано в Мінюсті від 24.01.2009 р. за № 73/16089 ДСТУ Б В.2.7-89-99 Будівельні матеріали. Матеріали на основі органічних в’яжучих для дорожнього будівництва. Методи випробувань СОУ 45.2-00018112-020:2007 Асфальтобетон дорожній. Метод випробування на стійкість до накопичення залишкових деформацій ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из углеродистой конструкционной стали. Общие технические условия (Прокат сортовий, калібрований зі спеціальною виделкою поверхні з вуглецевої сталі. Загальні технічні умови) ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (ССБП. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони) ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление (ЗСБП. Електробезпека. Захисне заземлення, занулення) ГОСТ 400-88 Термометры стеклянные для испытаний нефтепродуктов. Технические условия (Термометри скляні для випробувань нафтопродуктів. Технічні умови) ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования (Машини для випробування матеріалів на розтяг, стиск і згин. Загальні технічні вимоги) ВБН В.2.3-218-186-2004 Споруди транспорту. Дорожній одяг нежорсткого типу ВБН В.2.3-218-008-97 Споруди транспорту. Проектування і будівництво жорстких та з жорсткими прошарками дорожніх одягів 3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ Нижче подано терміни, вжиті в цьому стандарті, та визначення позначених ними понять: 3.1 оцінка зчеплення між асфальтобетонними шарами - перевірка умови міцності на зчеплення між асфальтобетонними шарами. 3.2 раціональний вид підгрунтовки
- вид підгрунтовки між асфальтобетонними шарами з оптимальною витратою, що дозволяє забезпечити необхідне зчеплення на зсув між ними та є найбільш доцільним для застосування з технічних та економічних міркувань. 3.3 екстрене гальмування - гальмування, що застосовується для негайної зупинки транспортного засобу, що призводить до виникнення максимальних дотичних напружень між асфальтобетонними шарами. 3.4 нормальний режим гальмування - гальмування транспортного засобу, при якому не виникають максимальні дотичні напруження між асфальтобетонними шарами. 4 ЗАГАЛЬНІ ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ Одним із основних факторів, що забезпечує міцність і надійну роботу асфальтобетонних шарів під час експлуатації дорожнього одягу, є створення міцного контакту між цими шарами за рахунок достатнього зчеплення. Виконання цієї обов’язкової важливої умови передбачається розрахунковими схемами роботи конструкцій дорожнього одягу при їх проектуванні згідно ВБН В.2.3-218-008 та ВБН В.2.3-218-186. 4.1 Методика оцінки зчеплення між асфальтобетонними шарами призначена для перевірки якості влаштування асфальтобетонних шарів покриття. Крім того, дані випробування за цим СОУ можна використовувати для встановлення оптимальної витрати та раціонального виду підгрунтовки між асфальтобетонними шарами (бітумної емульсії, емульсії, модифікованої полімерами, бітумів в’язких чи рідких, бітумів, модифікованих полімерами тощо). 4.2 Методика полягає у визначенні міцності зчеплення асфальтобетонних шарів при дії горизонтальних і вертикальних зусиль, що моделюють дію зовнішнього навантаження на асфальтобетонні шари при гальмуванні транспортних засобів згідно схеми рис. 4.1.
Q - вертикальне зусилля, що створює транспортний засіб; TT - дотичне зусилля на контакті шарів від дії транспортних засобів Рисунок 4.1 - Схема дії зусиль від колеса транспортного засобу при його гальмуванні 4.3 Зразок випробовують за допомогою приладу, що встановлюється на плиту випробувального пресу і дозволяє за допомогою спеціального пристрою створювати напруження σ та створювати між асфальтобетонними шарами напруження τ за схемою, що наведена на рис. 4.2.
Р - нормальне зусилля, що діє перпендикулярно до торця зразка імітуючи вертикальне зусилля від транспорту; - нормальне напруження рівномірно розподіленого по поверхні торців зразка, що імітує контактний тиск від транспортного колеса; TП - дотичне зусилля, що створює випробувальний прес на контакті шарів зразка імітуючи горизонтальне зусилля від транспорту TT (рис. 4.1); - дотичне напруження між асфальтобетонними шарами, що витримує зразок-керн до порушення зчеплення між ними. Рисунок 4.2 - Схема випробувань зразків кернів на зчеплення між шарами 4.4 Під час випробування при різних значеннях σ визначають граничне дотичне напруження τ, за якого порушується зчеплення між шарами. Врахування особливостей впливу реологічних властивостей на міцність зчеплення на контакті між шарами реалізується за рахунок випробування при різних режимах навантаження. Воно проводиться при швидкому режимі навантаження (швидкість переміщення траверси пресу становить 100 мм/хв) та повільному (швидкість переміщення траверси пресу становить 3 мм/хв). При швидкому режимі навантаження моделюється екстрене гальмування транспортних засобів, а при повільному - нормальний режим гальмування. 4.5 На основі результатів випробувань при визначенні граничних дотичних напружень τ обчислюють параметри f і c для відповідних режимів навантаження, що дозволяє вирахувати значення розрахунково гранично допустимого напруження [τ] між асфальтобетонними шарами для розрахункових груп автомобілів А1, А2 і Б (ВБН В.2.3-218-186). 4.6 Оцінку зчеплення між шарами асфальтобетону виконують, перевіряючи умову міцності за методикою, що наведена у розділі 5. 5 Методика Оцінки зчеплення між шарами асфальтобетону ПРИ ЗСУВІ 5.1 Засоби контролю та допоміжне обладнання Прилад для визначення напруження τ між асфальтобетонними шарами рисунок 5.1). Преси механічні або гідравлічні за ГОСТ 28840 з навантаженнями від 50 кН до 100 кН ((5-10) тс) з сило вимірювачами, що забезпечують похибку не більше 2 % навантаження, яке вимірюється. Термометр хімічний ртутний скляний з ціною поділки шкали 1 º С за ГОСТ 400. Посудина для термостатування зразків місткістю від 6 л до 8 л (залежно від кількості зразків).
1 - рама приладу; 2 - пневмокамери; 3 - рухомий кронштейн; 4 - наконечник; 5 - затискаючі гвинти; 6 - фіксатор; 7 - пуансон (механізм навантаження); 8 - накладна пластина; 9 затискаючі пластини;10 - пневматична система навантаження; 11 - асфальтобетонний зразок; 12 - манометр пневматичної системи навантаження. Рисунок 5.1 - Схема приладу НТУ-ЗЧ-1 для визначення напруження τ між асфальтобетонними шарами при випробуванні зразка-керна 5.2 Порядок підготовки до проведення випробувань 5.2.1 Випробування проводять за найбільш несприятливої для зчеплення між асфальтобетонними шарами температури (50 ± 2) оС (на вимогу Замовника при відповідному обґрунтуванні додатково можуть проводитись випробування і при інших температурах). 5.2.2 Для випробувань зразки відбирають у вигляді кернів діаметром 1500-3мм з асфальтобетонних шарів існуючої конструкції дорожнього одягу або із лабораторних зразків, виготовлених на секторному пресі за 5.2 СОУ 45.02-00018112-020. На зразки шар підгрунтовки наноситься розпиленням. 5.2.3 Граничне дотичне напруження τ між асфальтобетонними шарами зразка-керна визначається за допомогою приладу НТУ-ЗЧ-1 (рисунок 5.1) або інших приладів, які забезпечують задані режими навантаження (таблиця 5.1). Таблиця 5.1 - Режими навантаження та необхідна кількість зразків для випробувань Ч.ч.
Параметри режиму випробувань Навантаження
Швидкість ходу плити пресу, мм/хв
Мінімальна кількість зразків для випробувань, шт.
σ, МПа
Тиск в манометрі системи навантаження, МПа
1
0,3
0,23
3
3
2
0,3
0,23
100
3
3
0,7
0,54
3
3
4
0,7
0,54
100
3
5.3 Порядок проведення випробувань Випробування здійснюється в наступній послідовності:
5.3.1 Вимірюють діаметр зразка. 5.3.2 Зразки нагрівають до температури випробування (50 ± 2) оС, витримуючи їх у термошафі не менше 4-х годин. 5.3.3 Нагрітий зразок розміщують в приладі НТУ-ЗЧ-1, який встановлено на плиту випробувального пресу, закріплюючи фіксатором 6 за допомогою гвинтів 5. 5.3.4 На зразок з двох торців через пластини 9 за допомогою системи 10 створюють навантаження Р (рисунок 4.1), яке відповідає заданому рівню напружень (таблиця 5.1). 5.3.5 При заданій швидкості переміщення плити пресу (таблиця 5.1) навантажують зразок та визначають руйнівне навантаження TП (рисунок 4.1), яке відповідає відліку на шкалі пресу у момент порушення зчеплення між асфальтобетонними шарами зразку-керну. 5.4 Обробка результатів випробувань 5.4.1 Отримані при заданих швидкостях навантаження і нормальних напруженнях (таблиця 5.1) значення руйнівного навантаження ТП заносять у таблицю 5.2. Обчислюють площу перерізу зразка S і заносять у таблицю 5.2. Граничне дотичне напруження
в мегапаскалях обчислюється за формулою:
де ТП - руйнівне навантаження, Н; S - площа перерізу зразка, м2; 10-2 - коефіцієнт перерахунку у МПа. Обчислені значення граничних дотичних напружень заносять до таблиці 5.2 та розраховують їх середнє значення. 5.4.2 На основі даних таблиці 5.2, обчислюють коефіцієнт тертя f і питоме зчеплення c за формулами для кожної швидкості прикладання навантаження (3 мм/хв та 100 мм/хв, відповідно):
де τ1 - дотичне напруження при прикладанні навантаження ТП1, МПа; τ2 - дотичне напруження при прикладанні навантаження ТП2, МПа; σ1 - нормальне напруження при прикладанні навантаження ТП1, МПа; σ2 - нормальне напруження при прикладанні навантаження ТП2, МПа;
Таблиця 5.2 - Обчислені значення граничних дотичних напружень Швидкість Нормальне прикладання напруження, Ч.ч. навантаження, σ, МПа мм/хв
Руйнівне Площа Дотичне вертикальне перерізу напруження, навантаження, зразка, τ, МПа ТП, Н S, см2
Середнє значення дотичного напруження, τ, МПа
1 2
0,3
3
3
4 5
0,7
6 7 8
0,3
9
100
10 11
0,7
12 За результат визначення значень граничних дотичних напружень приймають округлене до другого десяткового знака середньоарифметичне значення трьох визначень. 5.4.3 Обчислюють значення розрахункового граничного дотичного напруження [τ] між асфальтобетонними шарами для кожного розрахункового автомобіля групи А1, А2 і Б за ВБН В-2.3-218-186 та таблицею 5.3 цього стандарту за формулою: де σ - нормальне напруження, МПа; f - коефіцієнт тертя; c - питоме зчеплення, МПа. Таблиця 5.3 - Нормативні табличні дані навантаження та максимального дотичного напруження Група розрахунко-вого наванта-ження
Розрахунковий параметр навантаження , МПа
Максимальне дотичне напруження , МПа При екстреному гальмуванні
При повільному гальмуванні
А1
0,80
0,56
0,45
А2
0,60
0,42
0,32
Б
0,50
0,35
0,25
5.4.4 Оцінку зчеплення між шарами асфальтобетону виконують перевіряючи умову:
де [τ] - розрахункове горизонтальне дотичне напруження (розраховується на основі результатів експериментального визначення параметрів зчеплення між асфальтобетонними шарами за виразом (5.4));
- допустиме горизонтальне дотичне напруження, що діє від навантаження на границі асфальтобетонних шарів (приймається на основі нормативних табличних даних (таблиця 5.3) або на основі розрахунків, які обґрунтовані та затверджені в установленому порядку Замовником індивідуально для кожного конкретного об’єкту). 6 Вимоги безпеки ПРАЦІ 6.1 Під час виготовлення зразків необхідно забезпечити виконання вимог згідно з СОУ 45.200018112-020. 6.2 Під час виготовлення зразків із асфальтобетонних сумішей гранично допустима концентрація (ГДК) шкідливих речовин та пилу у повітрі робочої зони відповідно до санітарно-гігієнічних вимог згідно з ГОСТ 12.1.005 не повинна перевищувати: для парафіну 300 мг/м3, циклогексану - 80 мг/м3, етанолу - 1000 мг/м3, кам’яного пилу - 6 мг/м3. 6.3 Умови виготовлення зразків повинні відповідати вимогам: Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку ДСН 3.3.6-037; Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації ДСН 3.3.6-039; Державні санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень ДСН 3.3.6-042. 6.4 Робоче місце лаборанта (оператора) повинно знаходитись у приміщенні з температурою повітря, яка підтримується у межах (20±5) оС та забезпечене припливно-витяжною вентиляцією. 6.5 На робочому місці лаборанта (оператора) освітленість (загальна та місцева) повинна відповідати вимогам ДБН В.2.5-28. 6.6 Під час випробування зразків випробувальне обладнання повинне бути заземлене згідно з ГОСТ 12.1.030. 6.7 Лаборант (оператор) під час випробувань зразків з асфальтобетону повинен бути забезпечений спецодягом та засобами індивідуального захисту відповідно до вимог норм НПАОП 63.21-3.03.
__________________________________________________________________ Код УКНК 93.080.20 Ключові слова: асфальтобетон, зчеплення, зсув, методика випробування, секторний прес, дотичні напруження, нормальні напруження. __________________________________________________________________