Способ определения прочности асфальтобетона

(51)01 33/38 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный инженерно-технический центр(72) Авторы Яромко Вячеслав Николаевич Жайлович Игорь Львович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный инженерно-технический центр(57) Способ определения прочности асфальтобетона, включающий испытание цилиндрических образцов различной высоты путем нагружения их равномерным давлением с последующим разрушением и определение предела прочности при сжатии, отличающийся тем, что нагружают образцы по боковой поверхности при ограниченной деформации по одной из торцевых поверхностей, а прочность асфальтобетона экв(МПа) определяют по формуле эквтрсц, Зависимость предела прочности при сжатии от высоты образца при температуре испытания 50 С 1 - состав 1 2 - состав 2 7929 1 2006.04.30 где тр(МПа)параметр прочности, обусловленный внутренним трением асфальтобетона,численно равный тангенсу угла наклона графика линейной зависимости предела прочности при сжатии(МПа) от относительной высоты образца , описанной уравнениемтрсц сц(МПа)параметр прочности, обусловленный сцеплением в асфальтобетоне, численно равный величине отрезка на оси координат , отсекаемого графиком линейной зависимоститрсц. Изобретение относится к испытаниям дорожно-строительных материалов, а именно к определению прочности асфальтобетона. Известен способ определения прочности асфальтобетона, включающий установку цилиндрического образца торцевой поверхностью на неподвижную часть испытательной машины или пресса и передачу сжимающего усилия на другую торцевую поверхность с деформацией образца по боковой поверхности 1. Однако такой способ имеет ряд существенных недостатков и не отражает фактической работы материала покрытий в условиях эксплуатации. Способ определяет только усилие разрушения и не позволяет оценить величину внутреннего трения и сцепления асфальтобетона. Эти обстоятельства приводят к ошибкам при проектировании состава асфальтобетона и не обеспечивают требуемой прочности асфальтобетонных покрытий. Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является определение показателей прочности, учитывающих внутреннее трение и сцепление асфальтобетона и позволяющих испытывать образцы, взятые непосредственно из покрытия малой толщины, а также снижение энергетических, материальных и трудозатрат. Поставленная задача решается таким образом, что в способе определения прочности асфальтобетона, включающем испытание цилиндрических образцов различной высоты путем нагружения их равномерным давлением по боковой поверхности при ограниченной деформации по одной из торцевых поверхностей с последующим их разрушением, прочность асфальтобетона (экв, МПа) определяют по формуле эквтрсц,где тр - параметр прочности, обусловленный внутренним трением асфальтобетона (МПа),численно равный тангенсу угла наклоналинейной функциитрсц, построенной на основе данных испытаний в координатах предел прочности при сжатии- относительная высота образцасц - параметр прочности, обусловленный сцеплением в асфальтобетоне (МПа), численно равный величине отрезка, отсекаемого прямой на оси . Параметры (тр) и (сц) определяют известным способом графически (фигура) или аналитически (методом наименьших квадратов) из зависимости, построенной на основе данных испытаний в координатах предел прочности при сжатии- относительная высота образца . тр равно тангенсу угла наклонааппроксимирующей прямой, проведенной на графике, сц - величине отрезка, отсекаемого прямой на осиграфика. Способ осуществляется следующим образом. Из асфальтобетонной смеси изготавливают образцы требуемого диаметра и высоты и выдерживают их при определенной температуре и времени в соответствии с СТБ 1115-98 1. Затем образцы помещают в термобаню при заданной температуре, например, 50 С, после термостатирования в течение 60 мин образец устанавливают на основание и центрируют. Испытания проводят путем нагружения равномерным внешним давлением по боковой поверхности образца со скоростью 3 мм/мин, например, с помощью устройства по 2. Давление на образец осуществляется системой гидроцилиндров, снабженной силоизмерителем (манометр), через сферические скобы, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром образцов. Показания силоизмерителя принимаются за разрушающую нагрузку. 2 7929 1 2006.04.30 Пример. При испытании по предлагаемому способу изготовлено по три образца необходимой высоты 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 см - и диаметром 10,0 см. Перед испытанием образцы выдерживались в термобане при температуре 50 С. После термостатирования образцы нагружали равномерным внешним давлением. Скорость приложения нагрузки по боковой поверхности образца 3 мм/мин. Испытывались асфальтобетоны следующих составов состав 1 щебень - 35 песок природный - 56 минеральный порошок - 9 БНД 90/130-5 состав 2 щебень - 64 песок природный - 25 минеральный порошок - 11 БНД 90/130-4 . Для каждого образца фиксируют разрушающую нагрузку и определяют предел прочности при сжатиипо формуле/б,где Рр - разрушающая нагрузка, кгс (к) б - площадь боковой поверхности, см 2. Площадь боковой поверхности определяют по формуле б,где- диаметр образца, см- высота образца, см. В таблице приведены результаты испытания асфальтобетонов. Среднее значение предела прочности при сжатиипри 50 С, МПа Испытание по предлагаемому способу Высота образца , см Испытание по известному 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 способу 1 Относительная высота образца (/) 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 1 0,546 0,669 0,854 1,02 1,182 1,33 1,51 1,72 1,84 2 0,888 1,12 1,381 1,554 2,023 2,26 2,5 2,86 1,43 Зависимость предела прочности при сжатииот относительной высоты образцаописывается линейным уравнением трсц,где- предел прочности при сжатии при 50 С, МПа тр - параметр прочности, обусловленный внутренним трением асфальтобетона, МПа сц - параметр прочности, обусловленный сцеплением в асфальтобетоне, МПа- / ( - высота образца, см- диаметр образца, см). Параметры (тр) и (сц) уравнения (3) определяют известным способом графически или аналитически из зависимости, построенной на основе данных испытаний в координатах предел прочности при сжатии- относительная высота образца (/). тр равно тангенсу угла наклонааппроксимирующей прямой, проведенной на графике, ц - величине отрезка, отсекаемого прямой на осиграфика. На фигуре приведен график зависимости (3), построенный по данным таблицы, из которого видно, что чем больше прирост предела прочности при сжатии для одинакового увеличения высоты образца, тем больше тангенс угла наклона этой зависимости, тем в большей степени проявляются в асфальтобетоне силы внутреннего трения и сцепления. 3 7929 1 2006.04.30 Параметры (тр) и (сц) определены аналитически по известному методу наименьших квадратов и равны для состава 1 тр 3,336 МПа, сц-0,481 МПа для состава 2 тр 5,669 МПа, ц-0,87 МПа. По формуле эквтрсц получены следующие значения прочности асфальтобетонов для состава 1 экв 3,336 - 0,4812,855 МПа для состава 2 экв 5,669 - 0,874,799 МПа. Различия в экв испытанных составов наглядно представлены на графике. Полученные характеристики величин внутреннего трения и сцепления асфальтобетона полностью подтверждаются прочностными показателями. Образцы состава 2 (содержание щебня 64 ) имеют каркасную структуру, что определяет большую величину внутреннего трения в материале по сравнению с бескаркасной структурой образцов состава 1 (содержание щебня 35 ). Параметры прочности экв для состава 2 в 1,66 раза больше, чем у состава 1. Испытание по известному методу дает противоположные результаты. Предел прочности при сжатии состава 1 в 1,3 раза больше, чем у состава 2 (таблица). Таким образом, предлагаемый способ определения прочности асфальтобетона позволяет получать более полные и достоверные данные о работоспособности различных типов асфальтобетонов, а также предотвращать ошибки при проектировании составов асфальтобетона, существенно снизить энергетические, материальные и трудозатраты, связанные с приготовлением асфальтобетонной смеси, устройством покрытия и его эксплуатацией. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.