Асфальтобетон в ходе своей эксплуатации подвергается самому разнообразному воздействию. Ведь машины на дорожном покрытии не только стоят неподвижно, но и ездят, разгоняются, тормозят, круто разворачиваются. Все это – разная по степени и направленности нагрузка. Именно поэтому для асфальта определяются разные виды прочности.
В нормативных документах устанавливаются такие методы испытаний:
- Предел прочности при сжатии
- Предел прочности на растяжение при расколе
- Предел прочности на растяжение при изгибе
- Усталостная прочность при многократном изгибе
Давайте разберемся, чем они отличаются друг от друга.
Предел прочности при сжатии
Он показывает, какое максимальное давление может выдержать материал при вертикальном сжатии. Например, когда на покрытии стоит или по нему едет тяжелый транспорт.
Это самый распространенный показатель, который нормируется в ГОСТ 9128-2013.
Он обязательно указывается в сертификате качества на асфальт:
- Для горячих смесей – при температуре 50°С и 20°С
- Для холодных смесей – при температуре 20°С, в сухом и водонасыщенном состоянии
Это обусловлено тем, что прочность материала, как мы уже отмечали, зависит от его температуры.
Испытание начинается с подготовки цилиндрических образцов – проб свежеприготовленной смеси или вырубок из уложенного покрытия. При этом первые уплотняются в лабораторном прессе, а вторые очищаются от пыли и мусора, промываются и высушиваются.
Перед началом измерений асфальт доводится до нужной температуры в термостате.
Прочность на сжатие определяют так:
- Образец нужной температуры ставят вертикально на нижнюю плиту гидравлического пресса. Верхнюю плиту устанавливают так, чтобы между ней и верхним краем образца оставалось еще 1,5-2 мм.
- Пробу асфальта начинают нагружать со скоростью движения плиты пресса 3 мм/мин. Фиксируют давление, при котором образец начинает разрушаться.
- Предел прочности при сжатии Rсж вычисляют по формуле:
Таким же образом определяется прочность асфальта, напитанного влагой. Для этого берутся образцы, прошедшие испытание на водонасыщение.
Предел прочности на растяжение при расколе
Это испытание показывает, какая нагрузка требуется для раскалывания образца асфальта по образующей. Показатель замеряется при температуре 0°С и используется для оценки такого свойства материала как трещиностойкость.
Процедура испытания аналогична описанной выше.
Отличаются только два момента:
- Цилиндрический образец устанавливается на нижнюю плиту пресса не вертикально, а горизонтально
- Верхняя плита движется быстрее – со скоростью 50 мм/мин
Как и при сжатии, фиксируют максимальную нагрузку, которую может выдержать образец.
Предел прочности на растяжение при расколе Rр вычисляют по формуле:
Обычно этот показатель в 6-8 раз меньше предела прочности при сжатии.
Предел прочности на растяжение при изгибе
Эта характеристика показывает, какую нагрузку может выдержать асфальт при изгибании, не ломаясь. В общем ГОСТе на асфальтобетон она пока не нормируется.
Для проведения испытания из проб асфальтобетонной смеси формируют плотные параллелепипеды.
Процедура выглядит следующим образом:
- Образец асфальта горизонтально устанавливают на две опоры, которые располагаются у его краев. Сверху на образец посередине кладут металлический стержень диаметром 10 мм.
- Опускают верхнюю плиту пресса и начинают нагружать образец со скоростью 3 мм/мин. При этом давление концентрируется в области под стержнем – образец прогибается посередине.
- Фиксируют максимальную нагрузку, под которой асфальт начинает разрушаться.
- Предел прочности на растяжение при изгибе Rизг вычисляется по формуле:
В этом же испытании фиксируют и определяют другие показатели:
- Величину прогиба
- Предельную относительную деформацию
- Модуль деформации
Они используются для характеристики деформативных свойств материала.
Усталостная прочность при многократном изгибе
Описанные выше характеристики показывают, насколько хорошо материал выдерживает статическое давление. Но это не совсем объективные показатели. Ведь в реальности нагрузка на дорожное покрытие – циклическая. Она то возрастает (например, в часы пик), то снижается.
Что происходит с материалом в это время? В его толще появляются крохотные трещины. На первых порах они никак себя не проявляют. Но со временем эти микроповреждения накапливаются, разрастаются и объединяются. В какой-то момент асфальт больше не выдерживает и разрушается.
Такой процесс называют усталостью материала. А способность сопротивляться ему – усталостной прочностью или выносливостью. Процедуру ее определения для асфальтобетона вывели сравнительно недавно.
Суть ее заключается в том, что на образец в форме плиты – уплотненный в лаборатории или вырезанный из покрытия – прикладывают циклическую нагрузку и смотрят, как изменяется его прочность с увеличением числа циклов. Эту зависимость изображают в виде графика.
Если вас интересуют конкретные инструкции к проведению испытания и формулы расчетов, вы можете найти их в ГОСТ Р 58401.11-2019.
Полную версию данной статьи вы найдете на нашей странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#асфальт #асфальтобетон #асфальтовое покрытие #асфальтобетонное покрытие #асфальтированное покрытие #прочность асфальта #прочность асфальтобетона #полезные советы #прочность асфальтового покрытия #прочность асфальтированного покрытия
