---

Рисунок 3 — Приспособление для уплотнения образцов из холодных смесей для определения слеживаемости

5.1.3 Для определения предела прочности на растяжение при изгибе укрепленных фунтов используют формы для изготовления образцов в виде призм квадратного сечения, размеры которых для разных грунтов указаны в таблице 4 и на рисунке 4.

Таблица 4

В миллиметрах

1 — корпус; 2 — ручка; 3 — вкладыш

1— днище; 2 — продольные стенки; 3 — поперечные стенки; 4 — стягивающие болты;

5 — рамка жесткости; 6 — насадка; 7 — плунжер

Рисунок 4 — Формы для изготовления образцов

а — из глинистых и песчаных грунтов;

б — из крупнообломочных грунтов

5.1.4 Требования к формам

5.1.4.1 Формы изготовляют из стали с механическими характеристиками не ниже соответствующих конструкционной стали Ст 35 по ГОСТ 1050.

5.1.4.2 На рабочих поверхностях форм, соприкасающихся со смесью, при изготовлении образцов не допускаются трещины, вмятины, риски и т.п. Шероховатость рабочих поверхностей R_a должна быть не более 3,2 мкм.

5.1.4.3 Допускаемые отклонения от номинальных размеров внутренних диаметров цилиндров и наружных диаметров вкладышей, приведенных в таблице 3 и на рисунке 3, должны обеспечивать зазор между цилиндром и вкладышем в пределах 0,1—0,5 мм.

5.1.4.4 Отклонение внутренней рабочей поверхности формы от цилиндрического профиля D не должно превышать 0,3 мм и рассчитывается по формуле

(1)

где d_mах, d_min^— соответственно максимальный и минимальный диаметры цилиндрической формы, мм.

5.1.4.5 Отклонение от плоскостности торцевых поверхностей вкладышей должно быть не более, мм:

0,025 — для вкладышей диаметром 50,5 мм;

0,04 — » » » 71,4 мм;

0,05 — » » » 101,0 мм.

5.1.4.6 Отклонение от перпендикулярности образующей цилиндрической поверхности вкладышей относительно поверхности их оснований должно быть не более, мм:

0,04 — для вкладышей диаметром 50,5 мм;

0,05 — » » » 71,4мм;

0,06 — » » » 101,0 мм.

5.1.4.7 Допускаемые отклонения от номинальных размеров внутренних рабочих поверхностей форм-призм и вкладышей, приведенных на рисунке 4, должны обеспечивать зазор между формой и вкладышем в пределах 0,1 — 0,3 мм.

5.1.4.8 Отклонения от плоскостности рабочих поверхностей форм (рисунок 4), образующих опорные грани образцов-призм, не должны быть более 0,06 мм на 100 мм длины.

5.1.4.9 Отклонения от перпендикулярности рабочих поверхностей форм-призм, а также вкладышей (рисунок 4) не должны быть более, мм:

0,04 — при высоте образца 40 мм;

0,05 — » » » 100мм.

6 Изготовление образцов

6.1 Изготовление образцов из смесей

6.1.1 Образцы цилиндрической формы для определения физико-механических свойств смесей изготовляют путем уплотнения смесей, приготовленных в лабораторных условиях, а также из проб смесей, отобранных на смесительных установках или на участке производства работ. Вырубки или керны нагревают на песчаной бане или в термостате до температуры, указанной в таблице 2, и затем измельчают ложкой или шпателем.

6.1.2 Температура горячих смесей при изготовлении образцов должна соответствовать указанной в таблице 2. Холодные смеси перед уплотнением не нагревают.

6.1.3 Уплотнение образцов из смесей, содержащих до 50 % щебня по массе, производят прессованием под давлением (40,0±0,5) МПа на гидравлических прессах в формах (рисунки 1 и 2). При уплотнении должно быть обеспечено двустороннее приложение нагрузки, что достигается передачей давления на уплотняемую смесь через два вкладыша, свободно передвигающихся в форме навстречу друг другу.

При изготовлении образцов из горячих смесей формы и вкладыши нагревают до температуры 90—100 °С. При изготовлении образцов из холодных смесей формы не нагревают.

Изготовляют пробный образец. Форму со вставленным нижним вкладышем наполняют ориентировочным количеством смеси в соответствии с таблицей 5.

Смесь равномерно распределяют в форме штыкованием ножом или шпателем, вставляют верхний вкладыш и, прижимая им смесь, устанавливают форму со смесью на нижнюю плиту пресса для уплотнения, при этом нижний вкладыш должен выступать из формы на 1,5—2,0 см.

Таблица 5

Верхнюю плиту пресса доводят до соприкосновения с верхним вкладышем и включают электродвигатель пресса.

Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа в течение 5—10 с, через (3,0±0,1) мин нагрузку снимают, а образец извлекают из формы выжимным приспособлением и измеряют его высоту штангенциркулем по ГОСТ 166 с погрешностью 0,1 мм.

Если высота образца не соответствует приведенной в таблице 5, то требуемую массу смеси для формования образца g, г, рассчитывают по формуле

(2)

где g_о— масса пробного образца, г;

h — требуемая высота образца, мм;

h_о — высота пробного образца, мм.

Образцы с дефектами кромок и непараллельностью верхнего и нижнего оснований бракуют.

6.1.4 Уплотнение образцов из горячих смесей, содержащих более 50 % щебня по массе, следует производить вибрированием с последующим доуплотнением прессованием.

При изготовлении образцов формы, нагретые до 90—100 °С, наполняют смесью, устанавливают на виброплощадку, плотно укрепляют на ней специальным приспособлением (конструкция приспособления для укрепления зависит от типа виброплощадки). Вкладыши должны выступать из формы на 2—2,5 см. Смесь в форме вибрируют в течение (3,0±0,1) мин при частоте (2900±100) мин^-1, амплитуде (0,40±0,05) мм и вертикальной нагрузке на смесь (30±5) кПа, которая передается на смесь грузом, свободно навешенным на верхний вкладыш формы.

По окончании вибрации форму с образцом снимают с виброплощадки, устанавливают на плиту пресса для доуплотнения под давлением (20,0±0,5) МПа и выдерживают при этом давлении 3 мин. Затем нагрузку снимают и извлекают образец из формы выжимным приспособлением.

6.1.5 Уплотнение образцов из смесей, испытываемых на слеживаемость, производят в цилиндрических формах (рисунок 3) при температуре приготовления смеси. Форму, нагретую до температуры (80±2) °С, устанавливают на две подставки, а нижний вкладыш со стержнем опускают в форму, как показано на рисунке 3. Смесь в количестве 440—460 г засыпают через воронку в форму. Верхний вкладыш вводят в форму таким образом, чтобы стержень, укрепленный в нижнем вкладыше, свободно вошел в отверстие в верхнем вкладыше. Поддерживая форму, подставки убирают, а на верхний вкладыш устанавливают груз, масса которого вместе с массой верхнего вкладыша должна быть (20,0±0,5) кг, что обеспечивает нагрузку 0,05 МПа. Под нагрузкой смесь выдерживают (3,0±0,1) мин, после чего груз снимают, форму поднимают и снимают с образца. Затем снимают с образца верхний вкладыш, а образец осторожно, двумя руками, снимают со стержня и переносят к месту хранения, где выдерживают при температуре воздуха (20±5) °С не менее 4 ч.

Если образец после уплотнения сразу рассыпается, то следующий образец после снятия нагрузки выдерживают в форме не менее 4 ч при температуре (20±5) °С.

Образец должен иметь высоту (60±1) мм. Корректировку количества смеси, пошедшей на изготовление образца, выполняют по формуле (2).

6.2 Изготовление образцов из укрепленных грунтов

6.2.1 Уплотнение образцов из укрепленных грунтов производят в цилиндрических формах, размеры которых выбирают по таблице 3 в зависимости от наибольшей крупности зерен применяемых грунтов.

Смесь грунта с вяжущим насыпают в ненагретую форму. Для равномерного распределения смеси ее штыкуют ножом или шпателем, затем вставляют в форму верхний вкладыш. Форму со смесью ставят на нижнюю плиту пресса, подводят верхнюю плиту до соприкосновения с верхним вкладышем и включают пресс. Уплотнение образцов проводят по 6.1.3 под следующими нагрузками, МПа:

(30,0±0,5) — для грунтов, укрепленных органическими вяжущими с активными добавками и без добавок;

(15,0±0,2) — для грунтов, укрепленных органическими вяжущими совместно с минеральными вяжущими.

Время выдерживания смеси под нагрузкой (3,0±0,1) мин, после чего образец извлекают из формы и измеряют штангенциркулем с погрешностью 0,1 мм. Если высота образца не соответствует указанной в таблице 5, то величину навески корректируют по формуле (2).

6.2.2 Уплотнение образцов-призм производят прессованием, при этом величину уплотняющей нагрузки подбирают с таким расчетом, чтобы плотность образца была максимальной, достигаемой при оптимальной влажности на приборе стандартного уплотнения. Ориентировочная нагрузка составляет (12,5±2,5) МПа, а время выдерживания под нагрузкой — (3,0±0,1) мин.

6.3 Хранение образцов

6.3.1 Образцы из смесей с вязкими и жидкими органическими вяжущими, а также образцы из смесей и укрепленных фунтов с активными добавками и без них хранят на воздухе в комнатных условиях. Образцы из смесей и укрепленных грунтов, содержащие в своем составе более 4 % минеральных вяжущих, хранят при температуре (20±5) °С в ванне с гидравлическим затвором или эксикаторе.

6.3.2 Образцы смесей и укрепленных грунтов испытывают через, сут:

0,5—2 — смесей с вязкими и жидкими органическими вяжущими, не содержащими в своем составе воду и минеральные вяжущие;

7 — грунтов, укрепленных органическими вяжущими совместно с активными добавками;

14 — смесей с жидкими и эмульгированными вяжущими, содержащими в своем составе воду и приготовленными совместно с минеральными вяжущими или без них;

28 — грунтов, укрепленных органическими вяжущими совместно с цементом;

90 — грунтов, укрепленных органическими вяжущими совместно с медленнотвердеющими минеральными вяжущими (золы-уноса, шлакощелочное вяжущее, белитовые шламы и т.п.).

6.3.3 Образцы из холодной асфальтобетонной смеси испытывают в прогретом и непрогретом состоянии. По истечении 1—2 сут после изготовления часть образцов испытывают в непрогретом состоянии, а другую часть прогревают в сушильном шкафу при температуре (90 ±2) °С. Продолжительность прогрева — 2 ч при применении жидких битумов класса СГ и 6 ч — жидких битумов классов МГ и МГО. Прогретые образцы испытывают на следующий день после прогрева.

7 Определение средней плотности уплотненного материала

Сущность метода заключается в определении гидростатическим взвешиванием средней плотности образцов, изготовленных в лаборатории или отобранных из конструктивных слоев дорожных одежд с учетом имеющихся в них пор.

7.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 4-го класса точности с приспособлением для гидростатического взвешивания.

7.2 Порядок проведения испытания

Образцы взвешивают на воздухе. Затем образцы из смесей погружают на 30 мин в сосуд с водой, имеющей температуру (20±2) °С, таким образом, чтобы уровень воды в сосуде был выше поверхности образцов не менее чем на 20 мм, после чего образцы взвешивают в воде, следя за тем, чтобы на образцах не было пузырьков воздуха. Образцы из укрепленных фунтов перед взвешиванием в воде погружают в парафин при температуре (60±5) °С. После взвешивания в воде образцы обтирают мягкой тканью и вторично взвешивают на воздухе.

7.3 Обработка результатов испытания

Среднюю плотность образца из смеси r_m, г/см³, вычисляют по формуле

(3)

где g — масса образца, взвешенного на воздухе, г ;

r^в — плотность воды, равная 1 г/см³;

g₁— масса образца, взвешенного в воде, г;

g₂— масса образца, выдержанного в течение 30 мин в воде и вторично взвешенного на воздухе, г.

Среднюю плотность образца из укрепленного грунта , г/см³, вычисляют по формуле

(4)

где g₃ — масса образца, покрытого парафином и вторично взвешенного на воздухе, г;

g₄ — масса образца, покрытого парафином и взвешенного в воде, г;

r^п — плотность парафина, равная 0,93 г/см³.

За результат определения средней плотности принимают округленное до второго десятичного знака среднеарифметическое значение результатов определения средней плотности трех образцов. Если расхождение между наибольшим и наименьшим результатами параллельных определений превышает 0,03 г/см³, то проводят повторные испытания и вычисляют среднеарифметическое из шести значений.

8 Определение средней плотности минеральной части (остова)

Сущность метода заключается в определении плотности минеральной части (остова) уплотненной смеси или укрепленного грунта с учетом имеющихся пор.

Среднюю плотность минеральной части определяют расчетом на основании предварительно установленной средней плотности образцов и соотношения минеральных материалов, вяжущего и воды при наличии ее в смесях или укрепленных грунтах.

Среднюю плотность минеральной части смеси , г/см³, вычисляют по формуле

(5)

где r_m — средняя плотность образцов по 7.3, г/см³;

q_б — массовая доля вяжущего в смеси, % (сверх 100 % минеральной части).

Среднюю плотность минеральной части укрепленного грунта или смеси, содержащих воду, , г/см³, вычисляют по формуле

(6)

где — средняя плотность образцов из укрепленного грунта по 7.3, г/см³;