Касательно методологии испытаний асфальтобетонной смеси, на сегодняшний день практикуются следующие методы:
- Предел прочности при сжатии.
- Предел прочности на растяжение при расколе.
- Сопротивление пластическому течению по Маршаллу.
- Устойчивость к колееобразованию (колейность) по методу Гамбургского колеса.
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.
Предел прочности при сжатии. Это самый распространенный показатель, который нормируется в ГОСТ 9128-2013.
Для горячих смесей – при температуре 50°С и 20°С (Р50 и Р20).
Для холодных смесей – при температуре 20°С, в сухом и водонасыщенном состоянии.
Это обусловлено тем, что прочность материала зависит от его температуры.
Он показывает, какое максимальное давление может выдержать материал при вертикальном сжатии. Например, когда на покрытии стоит или по нему едет тяжелый транспорт.
К минусам данного метода можно отнести, в первую очередь, что в реальной жизни нагрузки на асфальтобетон не только вертикальные (приложение сил) и они происходят в динамике в течение длительного времени. Результаты по данному тесту частично коррелируют с показателями колейности.
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. Отличия от вышеуказанного метода (кроме температуры) в том, что цилиндрический образец (керн) устанавливается не вертикально, а горизонтально.
Применение данного теста имеет смысл только в совокупности с другими методиками.
Сопротивление пластическому течению по Маршаллу. Метод заключается в приложении усилия на боковые поверхности цилиндрического образца асфальтобетона до момента его разрушения. В результате испытания определяются максимальная разрушающая нагрузка и предельная деформация образца.
Данный метод схож с вышеуказанным (растяжение при расколе), т.к. вектор силы прикладывается на боковые поверхности. Основное влияние на результаты данного теста оказывает адгезия (сцепляемость) вяжущего с каменными материалами и подбор компонентов каменной смеси.
К минусам данной методики, как и было сказано выше, можно отнести вектор приложения силы, не свойственный реальным нагрузкам дорожного полотна, а также отсутствие моделирования свойств асфальтобетонной смеси в течение продолжительного времени.
Испытание уплотненных асфальтобетонных смесей прокатыванием нагруженного колеса по гамбургскому методу. Используется для прогнозирования склонности покрытия к разрушениям, в следствие вызванных в нём пластических деформаций из-за слабости структуры минерального наполнителя, недостаточного качества вяжущего или низкой водостойкости асфальтобетона. Условия испытаний:
– прилагаемая нагрузка 80 кН.
– температура воды 55 0С.
– количество проходов 20 000.
Метод также позволяет определить глубину колеи и спрогнозировать степень колееобразования с течением времени, выявить недостатки подбора состава смеси и недостаточное уплотнение. Необходимо заметить, что данный метод относится к эксплуатационным характеристикам асфальтобетонной смеси, а не механическим.
По результатам опросов руководителей АБЗ в США в 39 штатах в 2016 году, около 78% респондентов указали, что при проектировании асфальтобетонной смеси используют методику оценки именно эксплуатационных характеристик.
На фото участок трёхполосной дороги, г. Днепр, ул. Маршала Малиновского, капитальный ремонт был выполнен летом 2020 года.
Фото №1 – участок равномерного движения, около 500 метров после светофора.
Фото №2, 3, 4 – участок первых 100 метров после светофора. В некоторых местах колея составляет более 200 мм, создавая существенную угрозу участникам дорожного движения и значительно повышая вероятность ДТП.
Выводы:
Исходя из полученной информации можно сделать выводы, что метод испытания уплотненных смесей прокатыванием нагруженного колеса по гамбургскому методу является на данный момент наиболее информативным в части прогнозирования поведения дорожного покрытия с течением времени, однако не исключает применение дополнительных методик для дополнительной оценки технических характеристик.