ОДМ 218.3.018-2011

     

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Методические рекомендации по определению усталостной долговечности асфальтобетонных покрытий

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Инновационный технический центр".

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований, информационного обеспечения и ценообразования Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 29.12.2011 N 1034-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

     1 Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) распространяется на асфальтобетонные смеси, применяемые для устройства конструктивных слоев дорожной одежды, и устанавливает методики определения усталостной долговечности асфальтобетонных покрытий альтернативными способами: двухточечной схемой испытания на изгиб образцов трапециевидной формы, четырехточечной схемой испытания на изгиб образцов призматической формы и испытанием на непрямое растяжение образцов цилиндрической формы.

Данные методики используют для возможности сравнения асфальтобетонных смесей по показателю усталостной долговечности с целью получения данных для наиболее приближенной оценки работы материала в покрытии и применения результатов испытания для нормирования свойств асфальтобетонных смесей.

     2 Термины и определения

В настоящем методическом документе применяются следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 усталость (усталостная долговечность): Снижение прочности материала под воздействием повторяющейся нагрузки по сравнению с прочностью при единичном нагружении.

2.2 обычные критерии отказа (постоянное смещение): Количество приложений нагрузки , при котором комплексный модуль упругости снижается вполовину от первоначального значения.

2.3 начальный комплексный модуль упругости: Комплексный модуль упругости после 100 приложений нагрузки.

2.4 усталостная долговечность образца: Число циклов в соответствии с обычным критерием отказа и условиями испытания (температурой, частотой и режимом нагрузки, например, постоянным уровнем деформации или постоянным уровнем силы и/или любыми другими постоянными условиями нагружения).

     3 Средства контроля и вспомогательное оборудование

     3.1 Двухточечная схема испытания на изгиб образцов трапециевидной формы

Используется следующее оборудование.

Испытательная машина, позволяющая применять синусоидальное смещение верха образца с фиксированной частотой и способная задавать нагрузки на образцы с частотой (25±1) Гц; если требуется испытание при других частотах, то должны использоваться устройства с точностью приложения нагрузки с частотой ±4%.

Термостатирующая (вентилируемая) камера, вмещающая образец и зажимающие устройства и способная поддерживать температуру испытания с точностью ±1 °С.

    3.2 Четырехточечная схема испытания на изгиб образцов-балочек призматической формы

Используется следующее оборудование.

Испытательная машина, позволяющая прикладывать синусоидальную нагрузку к образцу специальным механизмом к двум внутренним зажимам, установленным на образце (рисунок 1). Частота приложения нагрузки должна находиться в пределах от 0 до 60 Гц с точностью 0,1 Гц. Оборудование должно быть сконструировано из стойкого к коррозии металла. Предел измерения нагружающей установки не меньше ±2000 Н. Установка должна отвечать требованиям, предъявляемым к датчикам с классом точности 0,2. Измерение прикладываемой силы производится посередине между двумя внутренними зажимами. Измерение перемещений производится на поверхности нижней грани образца между зажимами или около одного из них.

1 - прикладываемая нагрузка; 2 - направление сопротивления прикладываемой нагрузки; 3 - образец; 4 - зажим образца; 5 - направление прогиба; 6 - направление возвращения образца в исходную позицию; 7 - свободная передача и вращение зажимов

Рисунок 1 - Основные принципы испытания образцов по четырехточечной схеме

Закрепляющие устройства, способные закреплять образец в изгибающей раме, с обеспечением горизонтального перемещения и свободного вращения на всех опорах.

Термостатирующая (вентилируемая) камера, обеспечивающая определение средней температуры воздуха на расстоянии не менее 10 мм от образцов с точностью ±1 °С и способная поддерживать и регулировать температуру испытания с точностью до 0,5 °С.

     3.3. Испытание на непрямое растяжение образцов цилиндрической формы

Используется следующее оборудование.

Испытательная машина, позволяющая прикладывать повторяющуюся синусоидальную нагрузку с периодами релаксации при заданном уровне нагружения в интервале от 0,5 до 10 кН с точностью 0,25%.

Датчик, измеряющий перемещения нагружающего устройства вдоль горизонтальной диаметральной оси с точностью не менее 1 мкм.

Термостатирующая (вентилируемая) камера, поддерживающая температуру испытаний с точностью ±1 °С.

Система измерения и записи, включающая записывающие и измеряющие устройства для определения сжимающей нагрузки и горизонтальных деформаций, способные производить измерения с минимальной частотой 10 Гц.

Нагружающая установка (рисунок 2), содержащая нагружающие и деформационные полосы.     

1 - нагружающее устройство; 2 - образец; 3 - тензометр; 4 - деформационные полосы; 5 - нагружающие полосы

Рисунок 2 - Нагружающая установка

Нагружающие полосы (рисунок 3) имеют вогнутые поверхности и закругленные края, радиус кривизны которых равен радиусу образца. Нагружающие полосы для образцов диаметром 100 и 150 мм должны иметь ширину соответственно (12,7±0,2) мм и (19,1±0,2) мм.

1 - деформационная полоса; 2 - нагружающая полоса; 3 - тензометр; 4 - образец

Рисунок 3 - Схема расположения нагружающих и деформационных полос: а, б - соответственно вид сбоку и спереди

Деформационные полосы (см. рисунок 3) представляют собой две изогнутые стальные полосы с радиусом кривизны, равным радиусу испытываемого образца, к которым должны быть прикреплены тензометры деформации. Стальные полосы должны иметь толщину 2 мм, ширину 10 мм, длину 80 мм и быть зафиксированы на боковых сторонах горизонтального диаметра либо клеем, либо пружинами (см. рисунки 2 и 3).

     4 Отбор проб и приготовление образцов

     4.1 Двухточечная схема испытания на изгиб образцов трапециевидной формы

Образцы в форме равнобедренной трапеции имеют постоянную толщину (рисунок 4) и размеры, приведенные в таблице 1.

Рисунок 4 - Трапециевидная форма асфальтобетонного образца

Таблица 1 - Размеры образцов трапециевидной формы