Методы оценки трещиностойкости

Автор Б.Г. Печеный, д. т. н., профессор, СКФ БГТУ им. В.Г. Шухова

Автоматическая установка УОНДА 14-20 позволяет определять в автоматическом режиме 18 показателей свойств композиционных материалов (асфальтобетонов, цементобетонов, растворов и других) в диапазоне температур от –70 до +70 °С по трем схемам испытания образцов.

Установка УОНДА позволяет испытывать образцы материалов как в исходном состоянии, так и после старения. Старение образцов можно производить как непосредственно в термостатирующей камере установки, так и образцов, постаревших в других условиях, в том числе и эксплуатационных. Она выгодно отличается по числу определяемых показателей, точности испытания, простоте конструкции и обслуживания, ассортименту испытуемых материалов от известного аппарата CRT­APTTC, используемого для изучения трещинообразования асфальтобетонов по стандартам AASHTO TP10 и EN 12697­46­93: 2011.

В дорожных покрытиях при совместном действии различных факторов (транспортных, погодных, старения) возникают растягивающие напряжения Ϭр. При достижении Ϭр величины, равной прочности при растяжении Rр, происходит растрескивание покрытия.

В ГОСТ 9128­2013 характеристиками трещиностойкости асфальтобетонов являются прочность при сжатии и на растяжение при расколе при 0°С, которые определяются по ГОСТ 12801­98. Согласно ГОСТ 9128­2013 прочность при сжатии в асфальтобетонах при 0°С не должна быть выше определенного предела, а прочность на растяжение при расколе – не ниже и не выше определенных пределов. Несовершенство и субьективность стандартных показателей трещиностойкости вынуждало исследователей искать более объективные характеристики трещиностойкости асфальтобетонов.

Предложен ряд методов и устройств для определения трещиностойкости асфальтобетонов. Есть методы определения теплостойкости, плотности, трещиностойкости, динамического модуля упругости материалов [1, 2]. Л.С. Губач и С.Г. Пономарева в своей работе [3] предложили температуру хрупкости асфальтобетонов находить по температуре, при которой зависимость «напряжение – время», определяемая при испытании образцов при различных низких температурах, становится прямолинейной. В другом изобретении этих же авторов [4] трещиностойкость битумоминеральных материалов предложено определять по температуре, при которой модуль сдвига образцов достигает максимального значения и носит нерелаксационный характер.

В патенте [5] трещиностойкость материалов предложено характеризовать по величинам коэффициентов динамического упрочнения, полученным в результате испытаний образцов при различных скоростях нагружения, и определять критическую длину магистральной трещины.

Согласно [6] в конструкциях, работающих в условиях невозможности свободного перемещения, при охлаждении на ∆Т при линейном напряженном состоянии возникают температурные напряжения Ϭт, равные:Ϭт=Е(αп –αо)∆Т

где Е и αп – модуль упругости и коэффициент линейного теплового расширения материала покрытия; αо – коэффициент линейного теплового расширения материала основания.

Создание асфальтобетонов или цементобетонов для дорожных покрытий с наиболее низкими температурами расрескивания Тр возможно при установлении влияния составляющих компонентов материалов на показатели, определяющие температуру растрескивания по уравнению (1): модуль упругости, коэффициенты линейного теплового расширения материалов покрытия и основания в интервале температур ∆Т от Т1 до Тр, где Т– температура появления температурных напряжений при охлаждении защемленного по концам образца.

Характеристика трещиностойкости покрытий по температуре растрескивания от температурных напряжений является более рациональной не только потому, что этот показатель гораздо легче определить, чем комплекс любых других реологических характеристик, но и потому, что найденная при эксплуатационных скоростях охлаждения Тр асфальтобетонного образца с учетом поправок, обусловленных влиянием на Трэксплуатационных факторов [7], в том числе вызывающих старение асфальтобетона, может быть использована в качестве расчетной характеристики асфальтобетона для применения в конкретных условиях работы.

Предложено устройство для определения внутренних напряжений и трещиностойкости материалов, представляющее форму, в которой расположен образец [8, 9]. Форма ограничена захватами и боковыми пластинами. Захваты выполнены из материала, термический коэффициент линейного расширения которого больше, чем ТКЛР материала боковых пластин, а их температурные зависимости пропорциональны. Длина захватов l, их ТКЛР α, длина боковой пластины l1, ее ТКЛР α1 связаны соотношением 2lα=l1α1. Таким образом, термическое расширение (сужение) захватов полностью компенсирует расширение (сужение) боковых пластин. Этим обеcпечивается постоянство длины защемленного в захватах образца при его охлаждении­нагревании, простота и точность определения внутренних напряжений и температур растрескивания образца.

Однако эти устройства не позволяют определять другие показатели: модули упругости, коэффициенты линейного теплового расширения, прочность при растяжении, которые влияют на Ϭт и Тр материала, знание которых позволяет целенаправленно подбирать составы и технологические решения производства материалов с требуемой трещиностойкостью.

Полную версию статьи читайте в номере.

Прочитано 2418 раз
Другие материалы в этой категории: Асфальтобетоны бех волонистого адсорбета »

1 Комментарий

  • Комментировать Борис Понедельник, 04 Июль 2016 21:45 написал Борис

    Всё новое в этой статье - давно "забытое" т.е. опубликованное уже старое!!!

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"