(11)
7. Определение водонасыщения
7.1. Для определения водонасыщения необходимы: весы технические не ниже 2-го класса точности с приспособлением для гидростатического взвешивания или весы гидростатические; вакуум-прибор; термометр химический ртутный стеклянный с ценой деления шкалы 1 °С (ГОСТ 215-73); сосуд для термостатирования образцов емкостью 2,5 - 3,0 л.
7.2. Для определения водонасыщения используют образцы-таблетки, для которых определяли объемную массу. Образцы тщательно обтирают и очищают от свободных частиц смеси.
7.3. После определения объемной массы по п. 4 настоящего приложения те же образцы погружают в сосуд с водой так, чтобы уровень воды над образцами был не менее 3 см. Сосуд с образцами устанавливают в вакуум-приборе, в котором создают разрежение до остаточного давления, равного 10 - 15 мм рт. ст., и поддерживают его 1 ч 30 мин. Затем давление доводят до нормального и образцы выдерживают в том же сосуде с водой 1 ч. После этого образцы вынимают, обтирают мягкой тканью и взвешивают с точностью до 0,01 г на воздухе и в воде.
7.4. Водонасыщение образца W (в % по объему) вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле
(12)
где Р0 - масса сухого образца, взвешенного на воздухе, г; Р1 - масса образца, выдержанного в воде в течение 30 мин, а затем взвешенного на воздухе, г; Р2 - масса того же образца, взвешенного в воде, г; Р3 - масса насыщенного водой образца, взвешенного на воздухе, г. Значения Р0, Р1 и Р2 берут по результатам определения объемной массы. За величину водонасыщения принимают среднее арифметическое из результатов испытаний трех образцов. Расхождение между наибольшим и наименьшим значениями водонасыщения не должно быть более 0,5 % (по абсолютному значению водонасыщения).
8. Определение коэффициента водопроницаемости
8.1. Для определения коэффициента водопроницаемости необходимы: прибор1 (рис. 4); резиновое кольцо (для уплотнения) к прибору, вакуум-прибор, пенетрометр с иглой (ГОСТ 1440-42), стакан для разогрева парафина емкостью 0,5 л, парафин, вода, смачиватель ОП-7 или ОП-10, шаблон.
1 За основу взята рабочая часть прибора по определению коэффициента фильтрации грунтов модели КФ-ООМ.
8.2. При испытании образцов из смесей, предназначенных для устройства замыкающих и заполняющих слоев, используют три образца-таблетки, для которых определяли водонасыщение по п. 7 настоящего приложения.
Рис. 4. Схема прибора для определения коэффициента водопроницаемости твердых образцов из битумных шламов:
1 - металлический цилиндр; 2 - образец-таблетка; 3 - резиновое кольцо; 4 - нижняя перфорированная часть цилиндра (дно); 5 - парафин
Если смесь предназначена для закупорочных слоев, для испытания используют три новых образца-таблетки (в случае подбора состава) или три образца-таблетки, для которых ранее определяли водонасыщение (в случае текущего контроля качества смеси).
8.3. Перед проведением испытания на дно прибора (см. рис. 4) укладывают латунную сетку, резиновое кольцо 3 и поверх него образец 2. По центру на поверхность образца устанавливают шаблон. Образец плотно прижимают шаблоном к дну, и паз, образовавшийся между образцом с шаблоном и внутренними стенками дна, заливают расплавленным парафином.
Через 50 - 60 с вдавливают в паз с парафином металлический цилиндр 1. После застывания парафина шаблон убирают.
8.4. Проверяют прибор на герметичность закрепления образца, для чего в него заливают воду и визуально фиксируют по истечении 5 мин, просачивается ли вода. Если герметичность установлена, то в прибор заливают воду слоем около 50 мм и помещают его на столик пенетрометра или у его основания. Опускают иглу пенетрометра на поверхность испытываемого образца и устанавливают стрелку пенетрометра на нуль. Затем подводят иглу к поверхности воды и отсчитывают высоту ее столба над образцом H1 с точностью до 0,1 мм.
Далее прибор с образцом помещают под вакуумом при разрежении 760 мм рт. ст. на 1 ч, после чего при помощи пенетрометра производят отсчет уровня воды над образцом Н2.
8.5. Коэффициент водопроницаемости Кп характеризует количество воды, проникающее в образец за время испытания 1 ч при разрежении 760 мм рт. ст., и вычисляется (в см/с) по формуле
(13)
где - коэффициент, учитывающий температуру воды при испытании (при температуре 10 °С ???? = 1. При температуре 20 °С ?? = 0,77); Dст, Dп – диаметр соответственно стакана (цилиндра) и круга, в пределах которого в образец просачивается вода. При Dп = 40 мм, Dст = 50 мм
Кп = 0,34 10-8 (Н1 - H2). (14)
За величину коэффициента водопроницаемости принимают среднее арифметическое из результатов испытаний трех образцов.
9. Определение набухания после длительного выдерживания образцов в воде
9.1. После определения водонасыщения по п. 7 настоящего приложения те же образцы помещают в воду и выдерживают в ней в течение 15 сут при температуре 20 ± 2 °С. Слой воды над образцом должен быть не менее 3 см.
Для определения набухания используют данные, полученные при определении водонасыщения и объемной массы (см. п. 4 и 7 настоящего приложения).
Набухание образца в % по объему Н вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле
(15)
где Р1 - масса сухого образца из уплотненной смеси, выдержанного 30 мин в воде, а затем взвешенного на воздухе, г; Р2 - масса того же образца, взвешенного в воде, г; Р3 - масса насыщенного под вакуумом водой и выдержанного в ней в течение 15 сут образца, взвешенного на воздухе, г; Р4 - масса того же образца, взвешенного в воде, г.
Значения P1 и Р2 берут по результатам определения объемной массы. За величину набухания принимают среднее арифметическое из результатов испытаний трех образцов. Расхождение между наибольшим и наименьшим значениями набухания не должно превышать 0,4 % (по абсолютной величине набухания).
10. Определение износа
10.1. Для определения износа необходимы: круг истирания1 ЛКИ-2 или ЛКИ-3 (рис. 5); обойма для образцов-балочек2 (рис. 6) конструкции Гипродорнии; металлическая пластина размером 40140??2 мм с цилиндрическим выступом по центру для передачи давления на образец; весы технические; песок одномерный кварцевый, размером 0,14 - 0,63 мм; щетка-смётка; вода.
1 Выпускается серийно Топкинским механическим заводом (г. Топки, Кемеровской обл.).
2 Обойму изготавливают на месте и крепят к стойке держателя груза прибора ЛКИ-2 или ЛКИ-3 таким образом, чтобы обеспечить зазор 1 - 2 мм между нижней поверхностью обоймы и поверхностью диска. Расстояние от упора рычага нагружения до края обоймы составляет 85 мм.
10.2. Шесть образцов-балочек на пластинах-подложках после определения их объемной массы по п. 4.5 настоящего приложения насыщают водой по п. 7.3 настоящего приложения. Предварительно образцы делят на две партии по три образца так, чтобы средние значения объемной массы для обеих партий не отличались более чем на 0,01 г/см3. Одну партию испытывают сразу, а другую оставляют в сосуде с водой на длительное водонасыщение.
10.3. Указатель оборотов круга ЛКИ-3 ставят на отметку «0» (см. рис. 5). Испытываемый образец закладывают в обойму 1 и устанавливают под прижимное устройство 7 так, чтобы штифт рычага прижимного устройства вошел в гнездо металлической пластины, укладываемой на образец для равномерной передачи на него нагрузки, равной 440 гс/см2.
Рис. 5. Круг истирания ЛКИ-2 для определения износа образцов битумных шламов:
1 - обойма; 2 - диск; 3 - кожух ограждения; 4 - электродвигатель; 5 - редуктор; 6 - счетчик-выключатель; 7 - прижимное устройство
10.4. По диску прибора равномерно распределяют 20 г одномерного кварцевого песка, увлажненного 10 г воды, после чего включают электродвигатель и производят истирание образца. После каждых 28 оборотов останавливают диск и извлекают образец. Отработанный песок сметают щеткой через отверстие в диске в пескосборник и по диску вновь распределяют 20 г свежего увлажненного песка. Далее вновь устанавливают образец в обойму, перевернув его на 90° по отношению к предыдущему положению, и продолжают испытание. Базовым циклом испытания принято 560 оборотов. После окончания испытания образцы очищают от песка, высушивают до постоянной массы и взвешивают на воздухе. Из результата взвешивания вычитают массу пластины.
10.5. Износ в г/см2 И выражается потерей первоначальной массы, приходящейся на 1 см2 площади образца, и определяется с точностью 0,01 г/см2 по формуле
(16)
где Р - масса сухого образца до истирания, г; Р1 - масса сухого образца после истирания, г; S - площадь истирания образца, равная 64 см2.
За величину износа принимают среднее арифметическое из результатов испытания трех образцов.
11. Определение коэффициента длительной водоустойчивости по износу образцов-балочек
Коэффициент длительной водоустойчивости по износу образцов-балочек Кдв вычисляют с точностью 0,01 по формуле
(17)
где Идв - износ в г/см2, насыщенных под вакуумом водой и выдержанных в ней в течение 15 сут аналогично п. 9.1 настоящего приложения образцов-балочек, определяемый аналогично п. 10 настоящего приложения; Ив - износ в г/см2 водонасыщенных под вакуумом образцов-балочек, определенный по п. 10 настоящего приложения.
Рис. 6. Обойма к кругу ЛКИ-2 для испытания на износ:
1 - основание упора; 2 - боковая стенка узла крепления обоймы - левая; 3 - задняя стенка узла крепления обоймы; 4 - упор рычага нагружения; 5 - обойма; 6 - боковая стенка узла крепления - правая
12. Определение коэффициента сцепления колеса с мокрым покрытием
Определение коэффициента в лабораторных условиях
12.1. Для определения коэффициента ?? необходимы: маятниковый прибор1 МП-3 (рис. 7); форма из стали или чугуна для испытания образцов (ГОСТ 310-60); металлический вкладыш размером 35´40160 мм к форме; уровень; пластины металлические размером 4040??1 для установки образцов в требуемом положении; образец-эталон размером 40??40??160 мм из цементного раствора или металлический с насечкой с обозначенным на нем значением ??м (для сухой поверхности) в единицах показания прибора; три образца-балочки, подготовленные к испытанию на износ (см. п. 10.2 настоящего приложения); линейка-шаблон; вода; мел.
1 Выпускается серийно Мытищинским опытно-производственным механическим заводом Минавтодора РСФСР по рабочим чертежам Союздорнии.
12.2. Прибор устанавливают по уровню, закрепляют на рабочем столе металлическую форму и осуществляют поверку и юстировку прибора по образцу-эталону.
12.3. Образец устанавливают в центральной секции собранной формы и выравнивают его по уровню при помощи металлических пластин. Образец должен выступать над стенками формы на 1 - 2 мм.
12.4. При помощи мерной линейки регулируют высоту закрепления прибора так, чтобы путь трения маятника по образцу был равен 125 ± 2 мм.
12.5. Испытания проводят при температуре 20 ± 2 °С.
12.6. Перед выполнением измерения маятник прибора запорным механизмом закрепляют в исходное положение. Указательную стрелку прибора устанавливают параллельно стержню маятника. Перед каждым испытанием поверхность образца по всей длине трения увлажняют водой в количестве не менее 50 мл.
12.7. Для выполнения измерения нажимом на кнопку запорного механизма производят сброс маятника и его удар по образцу. При движении маятника в обратном направлении останавливают его рукой до момента соприкосновения с поверхностью образца. Подняв башмак маятника при помощи рукоятки, переводят маятник в исходное положение и производят отсчет в единицах показателя скользкости. Затем переводят указательную стрелку в исходное положение и повторяют испытание.
Рис. 7. Маятниковый прибор МП-3 для определения скользкости дорожных покрытий с формой для испытания и установленным в нее образцом
Рис. 8. График для определения динамометрического коэффициента сцепления колеса с мокрым покрытием при скорости 60 км/ч по показаниям маятникового прибора МП-3 ??м:
1 - при замерах на дороге; 2 - то же, на лабораторных образцах
12.8. Первые три показания не учитывают. Испытание повторяют до получения пяти последовательных показаний прибора, отличающихся не более чем на 3 единицы показателя скользкости.
За показатель скользкости образца принимают среднее арифметическое из пяти замеров.
12.9. Перед проведением замеров образец помещают на круг истирания и подвергают износу, как указано в п. 10 настоящего приложения. Через каждый цикл, т.е. 28 оборотов круга, образец очищают от песка и производят замер ??м. Эту операцию повторяют до тех пор, пока значения м не начнут уменьшаться. За окончательный результат принимают максимальное значение м. После окончания испытания образца на износ также определяют м.
12.10. Коэффициент ?? при скорости 60 км/ч определяют по корреляционному графику (рис. 8, прямая 2).
Определение коэффициента в полевых условиях
12.11. Для определения коэффициента необходимы: маятниковый прибор МП-3 (см. рис. 7), линейка-шаблон, термометр для замера температуры воздуха, мерная лента 10 м, уровень, щетка-смётка, вода 50 - 60 л на 1 км дороги, мел.
12.12. На одном километре дороги каждую полосу движения делят на шесть участков, расстояние между которыми составляет 100 - 150 м. Протяженность одного участка 20 - 30 м. На участке выполняют пять замеров через каждые 5 - 7 м. Замеры производятся на расстоянии 3 - 3,2 м от кромки покрытия (по полосе движения левых колес автомобилей). Выбирают участок дороги, по возможности горизонтальный, с небольшим продольным уклоном и характерной для данного покрытия структурой поверхности.
12.13. Перед установкой прибора каждое место замера площадью 1 м2 очищают от пыли и грязи щеткой.
12.14. Установку прибора и подготовку его к работе осуществляют в соответствии с п. 12.2 и 12.4 настоящего приложения. При установке прибора предварительно поднимают башмак маятника так, чтобы он не касался поверхности дороги.
