4.1.2 Климатическая камера, способная термостатировать образцы при разных температурах.
Климатическая камера должна поддерживать температуру испытания образца в диапазоне от минус 10 °C до 60 °C с точностью 0,5 °C. Камера должна быть достаточно вместительной, чтобы разместить испытуемый образец и фиктивный образец с термопарой, установленной в центре для контроля температуры.
4.2 Вращательный уплотнитель (гиратор) и вспомогательное оборудование для подготовки образцов. Уплотнитель должен быть рассчитан на уплотнение образцов высотой не менее 170 мм.
4.3 Сушильный шкаф, способный нагревать и поддерживать температуру до 220 °C с погрешностью 3 °C.
4.4 Осевые деформации следует замерять с помощью линейного дифференциального датчика (далее - ЛДД), установленного между точками контроля. Пример установки датчика ЛДД приведен на рисунке 1.
![]() d - диаметр испытуемого образца
Деформации следует измерять в четырех точках, диаметрально противоположных друг другу. Это обусловлено тем, что в случае отказа одного ЛДД можно пренебречь показаниями противоположного ЛДД и основываться на измерениях двух ЛДД для получения среднего значения деформации. Наибольший предел измерения деформации должен быть равным 0,5 мм. Деформацию следует измерять между точками на образце, удаленными друг от друга в соответствии с рисунком 1. Система измерения деформации должна иметь функцию автоматического обнуления и функцию выбора диапазона измерений согласно таблице 2.
Таблица 2
4.5 Нагрузочные диски диаметром (104,5 +/- 0,5) мм, используемые для укладки сверху и снизу образца для передачи нагрузки с испытательной машины на образец.
Примечание - Как правило, эти диски изготавливаются из закаленной стали либо из высокопрочного анодированного алюминия. Если диски изготовлены из более мягкого материала, потребуется более частая их замена. Материалы с модулем упругости и твердостью ниже, чем у алюминия марки АД-33, применять не следует.
4.6 Амортизирующие прокладки, которые устанавливают между торцами образца и нагрузочными дисками для уменьшения трения. Эти прокладки состоят из двух тефлоновых листов или двух мембран из латекса толщиной (0,30 +/- 0,05) мм и диаметром (104,5 +/- 0,5) мм, между которыми нанесен слой силиконовой смазки.
4.7 Установка для распила асфальтобетона (циркулярная пила) для обработки торцов образцов. Циркулярная пила должна иметь алмазную режущую кромку и должна отпиливать торцы образцов без нагрева и ударной нагрузки.
4.8 Колонковый бур, снабженный системой охлаждения и алмазным наконечником для выбуривания образцов диаметром (102 +/- 2) мм.
Примечание - Для использования рекомендуется буровая установка со скоростью вертикальной подачи 0,05 мм/об и угловой скоростью 450 мин-1. Для отбора образцов можно также использовать электрический пробоотборник с держателем.
Сущность метода заключается в определении динамического модуля упругости асфальтобетона и фазового угла. Синусоидальное осевое сжимающее напряжение прикладывают к образцу асфальтобетона при заданной температуре и заданной частоте нагружения. Проводят измерения напряжения, приложенного к образцу и результирующей осевой деформации образца. На основе полученных данных проводят расчет динамического модуля упругости асфальтобетона и фазового угла.
При работе с асфальтобетонами используют специальную защитную одежду по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки по ГОСТ 12.4.252.
При выполнении измерений соблюдают правила электробезопасности по ГОСТ Р 12.1.019 и инструкции по эксплуатации оборудования.
При приготовлении и испытании асфальтобетонных образцов соблюдают следующие условия для помещений:
- температура - (22 +/- 3) °C;
- относительная влажность - (55 +/- 15)%.
Если образцы не будут испытаны в течение ближайших двух суток, обертывают их в полиэтиленовую пленку и хранят в закрытом помещении при температуре (22 +/- 3) °C. Образцы при хранении не следует укладывать друг на друга.
Примечание - Для исключения влияния эффекта естественного старения на результаты испытания рекомендуется ограничить срок хранения образцов до испытания двумя неделями.
При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы:
- изготовление образцов;
- подготовка испытуемых образцов;
- подготовка и настройка оборудования к измерениям.
8.1 Изготовление образцов
Асфальтобетонные смеси, приготовленные в лабораторных условиях, должны быть термостатированы путем их выдерживания в сушильном шкафу при температуре 135 °C в течение (240 +/- 5) мин, при этом необходимо перемешивать асфальтобетонную смесь каждые (60 +/- 5) мин. Толщина слоя асфальтобетонной смеси на поддоне во время термостатирования должна быть в пределах от 25 до 50 мм. Образцы смеси, отобранные в полевых условиях, предварительного термостатирования перед испытаниями не требуют.
Для определения динамического модуля используют образцы из асфальтобетонной смеси, уплотненные с помощью вращательного уплотнителя (гиратора). Высота образца должна составлять (170 +/- 1) мм. Диаметр образца должен быть (150 +/- 2,5) мм.
8.2 Подготовка испытуемых образцов
При подготовке испытуемых образцов для испытания необходимо осуществить следующие операции:
- выбуривают испытуемый образец диаметром (102 +/- 2) мм из середины асфальтобетонного образца, уплотненного с помощью вращательного уплотнителя. Колонковый бур и уплотненный образец должны устанавливаться на устойчивой опоре так, чтобы выбуриваемый испытуемый образец имел строго цилиндрическую форму, а его наружные поверхности были параллельными, без уступов, гребней и бороздок;
- измеряют диаметр испытуемого образца с помощью штангенциркуля по ГОСТ 166 в трех точках относительно высоты образца и в трех точках, расположенных под углом 90° относительно друг друга. Следует зафиксировать результаты всех шести замеров с точностью до 1 мм. Рассчитывают среднее значение и стандартное отклонение шести замеров. Если стандартное отклонение превышает 2,5 мм, испытуемый образец должен быть отбракован. Если результаты замеров приемлемы, средний диаметр, зафиксированный с точностью до 1 мм, должен использоваться во всех последующих расчетах;
- обрабатывают с помощью циркулярной пилы торцевые поверхности всех испытуемых образцов так, чтобы высота образца составляла (150,0 +/- 2,5) мм. Поверхности торцов испытуемых образцов должны быть перпендикулярными к вертикальной оси образца. Торцевая плоскость испытуемого образца не должна отклоняться от перпендикулярности более чем на 1°, что соответствует 2,7 мм при длине образца 152,4 мм. Это требование должно быть проверено на каждом образце с помощью угольника по ГОСТ 3749 и штангенциркуля по ГОСТ 166. Если данное требование не соблюдено, отбраковывают соответствующие образцы;
- плоскостность поверхности торцов испытуемого образца не должна превышать 0,05 мм. Это требование должно быть проверено как минимум в трех точках, отстоящих друг от друга примерно на 120° с использованием угольника по ГОСТ 3749 и набора измерительных щупов толщиной от 0,02 до 0,05 мм;
- определяют остаточную пористость в испытуемом образце, подготовленном для окончательных испытаний, по формуле
(2)где V - остаточная пористость, %;
Gmm - максимальная плотность асфальтобетонной смеси, определенная в соответствии с ПНСТ 92, г/см3;
Gmb - объемная плотность образцов, определенная в соответствии с ПНСТ 106, г/см3.
При определении динамического модуля упругости остаточная пористость асфальтобетона должна составлять (7,0 +/- 0,5)%. Если остаточная пористость превышает требуемое значение, образец отбраковывают.
Для испытаний рекомендуется подготовить не менее трех испытуемых образцов.
8.3 Подготовка и настройка оборудования к измерениям
Перед испытанием необходимо прикрепить монтажные шпильки ЛДД к боковым поверхностям испытуемого образца эпоксидным клеем. Расположение монтажных шпилек и крепежных средств ЛДД показано на рисунке 2.
![]() Рисунок 2 - Схема расположения монтажных шпилек
и крепежных средств ЛДД
Примечание - Для крепления шпилек рекомендуется использовать быстросхватывающийся эпоксидный клей, прочность на отрыв которого составляет не менее 20 МПа.
Схема проведения испытания по определению динамического модуля упругости представлена на рисунке 3.
![]() Рисунок 3 - Схема проведения испытания по определению
динамического модуля упругости
Для построения обобщающих кривых и анализа эксплуатационных характеристик дорожного покрытия испытание должно быть проведено при температурах минус 10 °C; 4,4 °C; 21,1 °C; 37,8 °C и 54 °C и нагрузочных частотах 0,1; 0,5; 1; 5; 10 и 25 Гц при каждой из перечисленных температур.
При определении динамического модуля упругости асфальтобетона необходимо осуществить следующие операции:
- помещают испытуемый образец в климатическую камеру и дожидаются стабилизации заданной температуры испытания. Для определения того момента, когда температура испытуемого образца достигнет тестового значения, используют контрольный образец, в центре которого закреплена термопара. В таблице 3 приведено ориентировочное время стабилизации температуры;
Таблица 3
- устанавливают амортизирующую прокладку на диск из закаленной стали. Устанавливают испытуемый образец на прокладку и прикрепляют осевые ЛДД к крепежным элементам, ранее приклеенным к испытуемому образцу. Регулируют ЛДД для всего диапазона деформации при испытании;
- устанавливают амортизирующую прокладку и диск из закаленной стали на верхнюю поверхность испытуемого образца. Отцентровывают испытуемый образец;
- прикладывают контактную нагрузку Pmin, равную (15 +/- 5) кПа, для обеспечения плотного прижатия испытуемого образца, не деформируя его. При необходимости регулируют электронную измерительную систему;
- прикладывают синусоидальную (динамическую) циклическую нагрузку на образец. Динамическая нагрузка должна быть отрегулирована таким образом, чтобы осевая деформация находилась в пределах от 50 до 150 мкм/м (от 0,0005 до 0,0015 мм/см). В начале испытания проводят предварительное нагружение испытуемого образца так, чтобы осевая деформация находилась в пределах от 50 до 150 мкм/м (от 0,0005 до 0,0015 мм/см), выполнив 200 циклов с частотой 25 Гц;
Примечание - Динамическая нагрузка зависит от жесткости испытуемого образца и обычно находится в пределах от 15 до 2800 кПа. Чем ниже температура, тем больше должна быть нагрузка. Типовые динамические напряжения при разных температурах представлены в таблице 4.
Таблица 4
- при проведении испытаний следует начинать с самой низкой температуры и постепенно переходить к самой высокой, т.е. от минус 10 °C до 54 °C. При каждой температуре прикладывают нагрузку от самой высокой до самой низкой частоты, т.е. от 25 до 0,1 Гц. Приложение нагрузки к испытуемому образцу проводят в соответствии с таблицей 5. Стандартная выдержка между испытаниями при разной частоте - 2 мин. Выдержка между двумя испытаниями при двух разных частотах не должна превышать 30 мин.
Таблица 5
После окончания серии испытаний испытуемый образец должен быть утилизирован. Если суммарная пластическая деформация превышает 1,5 мм, испытание следует проводить заново, используя новый испытуемый образец.
В настоящем разделе приведена процедура расчетов динамического модуля
и фазового угла Примечание - Данные, полученные при проведении испытаний по определению динамического модуля при частоте
Для расчета динамического модуля
и фазового угла 10.1 Определяют среднее напряжение по следующей формуле:
(3)где
n - число точек в массиве данных.
10.2 Затем рассчитывают центрированные напряжения по следующей формуле:
(4)где
10.3 По значению центрированного напряжения рассчитывают три коэффициента напряжения: коэффициент неравномерности, синфазный и несинфазный коэффициенты напряжения по следующим формулам:
(5) (6) (7)где
ti - время измерения в точке i в массиве данных, с;
n - число точек в массиве данных.
10.4 Используя коэффициенты напряжения, рассчитывают значения напряжения и фазовые углы по следующим формулам:
(8) (9)где
10.5 Рассчитывают массив прогнозируемых центрированных напряжений и стандартную ошибку в расчетах приложенных напряжений по формулам:
(10) (11)где
ti - время измерения в точке i в массиве данных, с;
n - число точек в массиве данных;
10.6 Вычисляют среднее значение деформации, определенное каждым датчиком деформации по следующей формуле:
(12)где
n - число точек в массиве данных.
10.7 Корректируют данные по деформации, используя формулу
(13)где
Dj - скорость отклонений показаний датчика j,
;ti - время измерения в точке i в массиве данных, с;
10.8 По корректированным и центрированным значениям, полученным от каждого датчика, рассчитывают три коэффициента деформации: коэффициент неравномерности, синфазный и несинфазный коэффициенты по следующим формулам:
(14) (15) (16)где
ti - время в точке i в массиве данных, с;
n - число точек в массиве данных.
10.9 Используя коэффициенты деформации, рассчитывают значения и фазовые углы деформации по каждому датчику по следующим формулам:
(17) (18)где
10.10 По каждому датчику рассчитывают массив прогнозируемых корректированных и центрированных деформаций и стандартную ошибку по следующим формулам:
(19) (20)где
ti - время замера в точке i в массиве данных, с;
n - число точек в массиве данных;
10.11 Рассчитать средний фазовый угол, значение деформации и стандартную ошибку по всем датчикам m деформации, используя два коэффициента неравномерности, выражающих отклонения измерений датчиков деформации по следующим формулам:
(21) (22) (23) (24) (25)где
m - число датчиков деформации;
10.12 Рассчитывают фазовый угол и динамический модуль при выбранной частоте
(26) (27)где
- динамический модуль при частоте Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:
- температуру испытаний;
- частоту напряжения при проведении испытаний;
- значение динамического модуля;
- значение среднего фазового угла между приложенным напряжением и измеренной деформацией;
- среднее значение деформации;
- значение напряжения;
- стандартную ошибку в измерениях приложенного напряжения;
- среднюю стандартную ошибку при измерениях деформации;
- коэффициент неравномерности при измерениях деформации;
- коэффициент неравномерности при измерениях фазового угла;
- идентификацию испытуемого асфальтобетона;
- дату проведения измерений;
- дату отбора асфальтобетонной смеси;
- наименование организации, проводившей измерения;
- ссылку на протокол приготовления образцов с помощью вращательного уплотнителя;
- ссылку на настоящий стандарт и отклонения от его требований;
- ссылку на тип испытательного оборудования.
В дополнение к динамическому модулю и фазовому углу в результате анализа данных определяют четыре показателя качества данных: стандартную ошибку измерений деформации, среднюю стандартную ошибку измерений деформации, коэффициент неравномерности измерений деформации и коэффициент неравномерности измерений фазового угла.
Эти показатели качества данных могут быть использованы для оценки надежности данных. В таблице 6 приведены рекомендуемые пределы допустимых значений показателей качества данных.
Таблица 6
Также точность результата испытания обеспечивается:
- соблюдением требований настоящего стандарта;
- проведением периодической оценки метрологических характеристик средств измерений;
- проведением периодической аттестации оборудования.
Лицо, проводящее измерения, должно быть ознакомлено с требованиями настоящего стандарта.
Испытательную систему следует калибровать до первоначального использования и, по меньшей мере, один раз в год или по требованию изготовителя либо после каждых 200 испытаний.
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/pnst_predvaritelnyj-nacionalnyj-standart/1/pnst_81261.html
На правах рекламы:
|