Глава 5. Определение свойств асфальтобетонных смесей

ВВЕДЕНИЕ

Определение свойств материалов, представленное в этой главе, это измерение и анализ реакции горячих асфальтобетонных смесей на нагрузку, деформацию или воздействие окружающей среды, при различных степенях нагружения и различных температурах. Испытания, проводимые в настоящее время, в основном имеют эмпирическую природу, однако непрерывные исследования в этой области привели к появлению тестов, которые позволяют измерять фундаментальные технические свойства. Эмпирические тесты используются наиболее часто (например: испытание на стабильность и на текучесть по Маршаллу и испытание на стабильность по Хвиму), но они перестают быть надежными в условиях, выходящих за рамки, в которых были развиты. Например, эти тесты не очень подходят для прогнозирования работы смеси, если осевая нагрузка или давление в шинах продолжают увеличиваться. Эта глава делает упор на свойствах смеси и на испытаниях необходимых для измерения этих свойств, от которых напрямую зависят ее эксплуатационные характеристики. Работа смеси зависит не столько от индивидуальных свойств вяжущего или заполнителя, сколько от свойств самой смеси. К сожалению, в настоящее время для обеспечения удовлетворительной работы смеси, недостаточно измерения только ее свойств. Поэтому необходима оценка ее индивидуальных компонентов. Бывают случаи, когда при соответствующих битумном вяжущем и заполнителе, смесь оказывается неработоспособной из-за плохого уплотнения, использования неправильного вяжущего, плохой адгезии или каких либо других проблем связанных со смесью.

Если дорожное покрытие ровное и обладает соответствующими фрикционными свойствами, автовладельцы считают его удовлетворительным. Однако инженеры понимают, что колееобразование, трещины, расслоение и т.д., могут привести к тряске, потере фрикционных характеристик и неудовлетворительной работоспособности. Таблица 5-1 показывает основные причины возникновения проблем, наблюдаемых в асфальтобетонном дорожном покрытии. Процедуры испытаний, обсуждаемые в этой главе, используются для оценки смесей на возможность появления проблем в дорожной одежде, указанных в таблице 5-1 и для определения возможных причин их возникновения. Более детальное описание повреждений в дорожном покрытии приводится в Главе 8.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Хотя на протяжении многих лет остается необходимость определения характеристик материалов, и уже проделана огромная работа в этом направлении, в отношении типов испытаний, необходимых для определения эксплуатационной пригодности смеси, а также технологии их проведения, до сих пор во всей индустрии нет единого мнения по этому поводу. Подход к решению этой задачи, в лучшем случае, был разрозненным, вовлекающий множество различных исследователей из множества различных компаний, работающих относительно независимо и не принимающих во внимание всех нюансов, но стремящихся к оптимальному решению этой особой задачи. В течении последних 50 или более лет, фирмы ведущие расчет дорожной одежды всегда требовали немедленное решение их проблем и нужд. В течении длительного срока, из-за высокой стоимости и трудоемкости, в этом направлении не прилагалось никаких последовательных усилий. В результате, пострадали методика конструкции дорожной одежды, а также методики проектирования смесей. Также, не смогли развиться интегрированное проектирование и система анализа.

Таблица 5-1. Свойства асфальтобетонных смесей отражающиеся на их эксплуатационной пригодности.

В попытке разрешить эту ситуацию была введена программа стратегических исследований в области автомобильных дорог (SHRP). Эта программа включает в себя широкие исследования для развития ориентированных на результат спецификаций битумного вяжущего, углубленные испытания и улучшенное проектирование конструкции дорожного покрытия, и усовершенствованную систему анализа. Программа стратегических исследований в области автомобильных дорог была завершена в 1993 году. Также выполняется дополнительная работа для развития модели, которая сможет прогнозировать работу смесей. Эта программа должна завершиться к началу 2000 года.