Испытания асфальтобетона: методы, технологии и оборудование

Асфальтобетон - искусственная строительная смесь битума, щебня, песка и минеральной основы. Условия к составу и качеству компонентов прописаны в регламенте ГОСТ 9128-2013. Современное дорожное строительство предусматривает применение различных марок данного материала. В основе классификации лежат: размер кристаллов щебня, вязкость и температурный коэффициент битума, качество заполнителя, пропорции минерального порошка и песка.

Асфальтобетон маркируют по следующему типу:

  • опираясь на базовый состав выделяют гравийный, щебёночный, песчаный асфальт;
  • согласно категории битума материал подразделяют на горячий и холодный;
  • по структуре фракций : песчаный, мелко зернистый и крупнозернистый;
  • ориентируясь на остаточную пористость, асфальтобетон делят на строительный материал повышенной плотности и плотный, пористый и высокой пористости;
  • по предназначению: промышленный, дорожный, аэродромный, декоративный.

Перед применением каждая категория строительной смеси проходит испытание на соответствие техническим и нормативным требованиям. Испытание асфальтобетона опирается на правила, обозначенные в ГОСТ 12801-98. Другой документ, регламентирующий параметры качества асфальтового полотна, СП 78.13330.2012.

Для чего проводят изучение дорожного покрытия?

Изучение и тестирование состава проводят для определения следующих факторов:

  • подтвердить или опровергнуть соответствия смеси установленным стандартам;
  • установить риски снижения эксплуатационных характеристик;
  • составить экспертное заключение о качестве, физико-механических свойствах материала для урегулирования конфликтных ситуаций.

Специалисты центра строительных испытаний «Архибилд» имеют надлежащую квалификацию и оборудование, чтобы произвести испытание асфальтобетонной смеси на любом этапе. Возможно провести исследование компонентов на стадии производства, экспертизу в процессе возведения объекта или диагностику спустя определённое время эксплуатации покрытия.

На стадии строительства отбирают образцы – керны, после чего лаборанты придают им необходимую для испытаний форму и размер. С помощью специального оборудования пробы испытывают на определение:

  • коэффициента уплотнения
  • плотности
  • водонасыщения
  • прочности.

Правила подготовки тестовых образцов

Методы и технологии испытания асфальтов регулируются ГОСТом. На подготовительном этапе специалист отбирает эталоны для изучения. В зависимости от цели исследования подбирается методика. Из свежей смеси формируются кубы для тестирования асфальта на прочность, влагоустойчивость, сопротивляемость деформациям и адгезию.

Используют два способа формовки асфальтобетона. На выбор влияет объём щебня в сырье.

Техника формовки испытательных экземпляров для изучения в лаборатории:

  1. Прессование смеси под воздействием 40МПа подходит для сырья, в котором содержится до 35% щебёнки.
  2. Ели сырьё содержит от 35% и более щебня, то материал уплотняют с помощью вибрационного устройства. После чего отправляют под пресс. В данном случае будет достаточно давления 20 МПа.
  3. Асфальтобетон холодной марки подготавливают для диагностики под незначительным давлением. Всего 0,5 МПа. Таким образом, будет установлена способность этой марки покрытия противостоять деформациям и механическим повреждениям. Забор образцов для тестирования выполняется в течение получаса с момента изготовления смеси.
  4. Контроль качества уже положенного асфальтобетона предполагает, что материал для проб будет высверливаться из общего полотна, а возможно вырубаться. Для этого в арсенале лаборанта имеется бур и пневмомолоток.

Методология испытаний

Инженеры разработали ряд методов для экспертизы асфальтобетона, которые позволяют изучать отдельные компоненты, приготовленный замес, уложенное покрытие.

Расчёт средней плотности

  • Сформированный образец взвешивают перед началом эксперимента.
  • Отправляют на полчаса в контейнер с водой.
  • Определяют его массу в жидкости.
  • Извлекают, высушивают, повторно взвешивают.

Искомый результат предстаёт как среднее арифметическое показателей плотности, полученных при обследовании минимум трёх образцов.

Истинная плотность

  • Керн дробится на мелкие частицы, равные величине самого крупного зерна асфальта.
  • Готовится раствор из дистиллированной воды и ПАВ.
  • Измельчённую массу взвешивают и на 1/3 заливают подготовленной жидкостью.
  • Контейнер с исследовательским материалом отправляют на полчаса в вакуумную камеру и включают давление 2000 Па.
  • Поднимают уровень жидкости до полного погружения смеси, опускают давление до 1 атмосферы и выдерживают образец ещё 30 минут.
  • Пробы взвешиваются в жидкости.

Истинная плотность – есть среднее арифметическое двух кёрнов.

Водонасыщение

Испытание асфальтобетона на водонасыщение проводят на заранее заготовленных кернах, которые применялись для расчёта средней плотности.

  • Образец опускают в контейнер с водой на 3 см.
  • Ёмкость отправляют в камеру с давлением 2000 Па. Время выдержки для холодных смесей – полчаса, для горячих – полтора часа.
  • По истечению этого времени давление в шкафу приравнивают к атмосферному. Керн холодного асфальта находится в камере ещё 30 минут, а горячего – 60 минут.
  • Пробы извлекают из воды, насухо обтирают и взвешивают.

Предел прочности

Для диагностики берут образцы, участвующие в исследовании на водонасыщение.

  • Заготовка из горячего асфальта помещается на водяную баню со льдом в течение часа, холодная смесь выдерживается на воздухе около двух часов.
  • В испытании участвует пресс для асфальтобетона. В качестве разрушающей нагрузки принимают максимальное значение силового измерителя.

Коэффициент водостойкости

Показатель является отношением сухого образца к выдержанному в воде минимум 15 суток.

  • Определяется вес заготовки на воздухе и в воде.
  • Образец насыщают водой в вакуумной камере. Опускают в ёмкость с жидкостью при температуре 150С и оставляют на 15 суток.
  • После чего керн вытирают и испытывают на определение предела прочности.

Оценка сцепления битума

  • Лаборант подготавливает 2 образца: для испытания и для сравнения (контрольный).
  • 15% раствор поваренной соли доводят до кипения.
  • Окунают в него заготовку так, чтобы жидкость на 3-4 см накрыла материал.
  • Вязкий битум подвергают воздействию агрессивной среды на 1\2 часа, для жидкого битума достаточно 3-х минут.
  • Пробу очищают от соли и просушивают на фильтровальной бумаге.
  • Показатели снимают после полного высыхания.

Испытательное оборудование

Чтобы в лабораторных условиях воссоздать уровень нагрузки, равный длительному периоду воздействия на асфальтобетон капризными погодными и техногенными условиями, необходимо специализированное оборудование:

  • Универсальный плотномер для экспертизы состояния дорожного полотна.
  • ПС – прибор для определения устойчивости покрытия к образованию колеи.
  • Вакуумная камера для насыщения образцов жидкостями.
  • Термометр для измерения температуры.
  • Смеситель для изготовления особых минеральных составов.
  • ПСЛ – оборудование для отслеживания утрамбованности минеральных компонентов.
  • Тигель для обжига битума.
  • Различные прессы.
  • Буровые установки и пневматические молотки для извлечения кернов из готового покрытия.
  • Весы для контроля массы проб.