способ определения сдвигоустойчивости асфальтобетона

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНА, по которому к испытуемому образцу прикладывают усилия, измеряют деформацию образца и по ней судят о сдвигоустойчивости, отличающийся тем, что усилия прикладывают в виде заданных циклических нормальных и тангенциальных нагрузок путем обкатывания образца жестким роликом, а деформацию определяют на стадии вязкого течения материала образца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к исследованию свойств дорожно-строительных материалов, а именно деформационно-прочностных характеристик асфальтобетона.

Известен способ определения сдвигоустойчивости асфальтобетона [1] заключающийся в том, что стандартный образец, выдержанный в течение 1 ч в водяной бане при температуре 50^оС, подвергают одноосному сжатию на прессе при скорости деформирования 3 мм/мин, регистрируя разрушающую нагрузку по максимальному показанию силоизмерителя, и вычисляют предел прочности при сжатии, по которому судят о сдвигоустойчивости асфальтобетона, сравнивая его с минимально допустимым пределом прочности по ГОСТ 9128-84 [2] Этот способ не дает достоверных показателей сдвигоустойчивости.

Наиболее близким к предлагаемому является принятый в ряде стран (США, Англии, Франции, и др.) и предусмотренный ГОСТом 12801-77 способ определения сдвигоустойчивости асфальтобетона по Маршаллу [3] заключающийся в том, что образец, изготовленный с помощью специального уплотняющего устройства, выдерживают перед испытанием вместе с приспособлением Маршалла в течение 1 ч в водяной бане при температуре 60^оС, устанавливают в приспособление на плиту испытательной машины, деформируют нагрузкой со скоростью 50 мм/мин, регистрируя одновременно максимальное показание силоизмерителя в момент разрушения образца и показание индикатора, определяя устойчивость Р (в кН) и условную пластичность, выраженную в 0,1 мм по Маршаллу, которая характеризует также сдвиговую устойчивость асфальтобетона. Показатель условной жесткости А по Маршаллу вычисляют по формуле А 10 Р/l.

Однако этот способ неэффективен, так как показатель пластичности по Маршаллу не учитывает накопления остаточных деформаций.

Целью изобретения является повышение эффективности испытания.

Сущность изобретения заключается в том, что измеряют начальную деформацию образца и нагружают его нормальными и тангенциальными усилиями в циклическом режиме путем обкатывания образца жестким роликом, моделируя взаимодействие пары колесо-покрытие в условиях качения и скольжения. Эти усилия вызывают вязкоупругопластическое накопление в контактной зоне образца остаточных деформаций сжатия и сдвига. Завершают испытание на стадии вязкого течения материала без его разрушения и измеряют конечную деформацию. По разности конечной и начальной деформаций определяют сдвигоустойчивость.

Стандартный цилиндрический асфальтобетонный образец диаметром d_o 50 мм из партии, предварительно испытанной на соответствие асфальтобетона физико-механическим показателям ГОСТ 9128-84, помещают в обоймы испытательного устройства и поджимают его в осевом направлении. Измеряют штангенциркулем диаметр d_н образца в четырех диаметральных сечениях, вычисляют среднее арифметическое d_н и определяют начальную деформацию в диаметральном сечении образца как разность d_н d_о. Подводят до соприкосновения с образцом жесткий ролик диаметром 110 мм, подвешивают к рычагу прижимного устройства ролика груз весом 30 Н, создавая контактное нормальное усилие 75 Н на образец путем его обкатки жестким роликом. Спустя не менее 1 мин после поджатия образца производят испытание, обеспечивая в течение 3 мин непрерывное циклическое нагружение образца, вращающегося с частотой 100 об/мин, на стадии вязкого течения материала без его разрушения. В процессе испытания на образец со стороны вращающего ролика, помимо нормального усилия 75 Н, действует тангенциальное окружное усилие, меньшее предельного значения силы трения скольжения между роликом и образцом. По окончании испытания снимают груз, отводят ролик, измеряют штангенциркулем диаметр d_к в четырех диаметральных сечениях контактной зоны образца, вычисляют среднее арифметическое d_к и определяют конечную деформацию как разность d_к-d_o. Затем вычисляют разность конечной и начальной деформаций. Подобным образом производят испытание трех образцов и определяют сдвигоустойчивость как среднее арифметическое разностей конечной и начальной деформаций, сравнивая ее с нормативной величиной, предварительно установленной для контрольных образцов.

Таким образом, предлагаемый способ наиболее эффективен по сравнению с прототипом, так как приближает условия испытания к реальным условиям взаимодействия пары колесо-покрытие при повторных нормальных и тангенциальных нагрузках. Процесс вязкоупругопластического накопления остаточных деформаций без разрушения материала при испытании аналогичен процессу накопления деформаций в покрытии, приводящему к образованию колеи и наплывов. Вследствие этого показатель сдвигоустойчивости достоверен. Кроме того, применение стандартного образца, изготавливаемого на типовом лабораторном оборудовании, и отсутствие необходимости его предварительного нагревания позволяют сократить длительность и трудоемкость испытания. Время испытания одного образца составляет примерно 5 мин, тогда как по прототипу более 1 ч. Простота и кратковременность испытаний позволяют рекомендовать этот способ для экспресс-анализа качества асфальтобетонных смесей и эффективности разработок по их модификации. В связи с этим он может быть использован как в заводских, так и в исследовательских лабораториях.