Диэлектрическая проницаемость смесей

Автор А.М. Кулижников, д.т.н., Р.А. Еремин, к.т.н. (ФГБУ «РОСДОРНИИ»)

Асфальтобетон является одним из наиболее дорогих материалов в конструкциях дорожных одежд. Однако заказчик строительно-монтажных работ может только выборочно контролировать подрядную организацию в процессе укладки асфальтобетонных смесей. Оперативно оценить толщину слоев и объем уложенного материала в дорожной одежде после ее устройства позволяет метод георадиолокации.

Слои в конструкциях дорожных одежд чаще всего представлены различными типами смесей, каждая из которых имеет свои отличительные характеристики, а главное, различную стоимость. Поэтому, когда заказчик рассчитывает соответствие толщины уложенного слоя асфальтобетона проектным значениям, ему важно знать и о соответствии толщины каждого из слоев различных типов смесей. Целью исследований является анализ диэлектрической проницаемости различных типов асфальтобетонных слоев.

Для ее достижения необходимо решить следующие задачи:

– получить данные о диэлектрической проницаемости различных типов асфальтобетонов по разным объектам;

– рассчитать средние значения для каждого типа асфальтобетона;

– проанализировать закономерности изменения диэлектрической проницаемости слоев асфальтобетона по глубине;

– проанализировать зависимость изменения диэлектрической проницаемости различных типов асфальтобетонов в отличающихся погодно­климатических условиях.

Часто в учебной и публицистической литературе диэлектрическая проницаемость асфальтобетона (έ) характеризуется интервалом значений «от» и «до», и если зависимость έ от влажности материала и возраста обсуждалась неоднократно [1–7], то тип асфальтобетонной смеси обычно не упоминается как влияющий фактор. В работе [1] были установлены следующие средние значения диэлектрической проницаемости асфальтобетона в зависимости от применяемых антенных блоков: 4,25–4,5 – контактный антенный блок АБ­400; 4,5–5,0 – бесконтактный антенный блок АБ­1700Р; 6,5–7,75 – контактный антенный блок АБ­1700У, а по данным работы [2] έ асфальтобетона находится в пределах 3–5. При этом έ для гранитного щебня варьируется в пределах 4–7 [2], для битума – 2,6–2,8 [4], для песка – 2,93–15 (содержание воды 0–16%) [2, 8]. Т. Сааренкето [7] констатировал, что свежий асфальтобетон имеет диэлектрическую проницаемость чуть больше 5 (порядка 5,2). Далее, после первой зимы, его диэлектрическая проницаемость резко увеличивается и достигает 6,2. Затем в процессе эксплуатации за 20–25 лет значение диэлектрической проницаемости плавно увеличивается и становится равным 7,5–8,0. К указанному времени асфальтобетон разрушается: вяжущее теряет свои свойства, асфальтобетон покрывается трещинами и так далее, в результате чего диэлектрическая проницаемость резко снижается и достигает значения 4,5 (рис. 1). Кроме того, минимальные значения (έ =4,5) свойственны асфальтобетонам с сухими заполнителями [4].

Для получения объективных данных были выбраны участки с однотипными асфальтобетонными слоями. Все измерения были произведены в осенний период, до наступления заморозков, при положительной температуре воздуха. Основная часть объектов располагалась в городе Сочи и один объект – в Московской области. Георадиолокационные измерения выполнялись георадаром серии ОКО­2 (производство ООО «Логис») с бесконтактным антенным блоком частотой зондирования 1700 МГц. Методика работ заключалась в выполнении георадиолокационного профилирования с последующим определением мест отбора кернов. В ходе постобработки на радарограммах выделялись различные слои асфальтобетона и послойно изменялась диэлектрическая проницаемость каждого слоя, с учетом данных отобранных кернов.

В рамках исследований была измерена диэлектрическая проницаемость слоев асфальтобетона дорожных одежд в общей сложности в 28 точках на 7 различных участках автомобильных дорог. Данные об измеренных значениях έ представлены в табл. 1.

По полученным данным табл. 1 видно, что более высокая диэлектрическая проницаемость характерна для пористых асфальтобетонов. Возможно, это связано с составом смеси (соотношение щебня, песка, минерального порошка и органического вяжущего). Существенных отличий в средних значениях диэлектрической проницаемости различных асфальтобетонных слоев не наблюдается, однако между минимальным и максимальным значениями разница составляет 0,89, что можно округлить до 1. Приведем элементарный анализ изменения толщины слоев трехслойного асфальтобетонного покрытия для участка радарограммы (рис. 2).

Полную версию статьи читайте в номере.

Прочитано 2502 раз

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Заявка на подписку

Заполните это поле.
Введите, пожалуйста, адрес электронной почты!
Укажите версию подписки
Укажите период подписки
Введен недействительный тип данных
Введен недействительный тип данных
Заполняя данную форму, я передаю свои персональные данные в компанию АО "Издательство Дороги" и выражаю согласие на их последующую обработку и хранение в соответствии с ФЗ РФ №152 "О персональных данных"