ПНСТ 115-2016
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
Дороги автомобильные общего пользования
СМЕСИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ ДОРОЖНЫЕ И АСФАЛЬТОБЕТОН
Метод проектирования объемного состава по методологии Superpave
Automobile roads of general use. Hot asphalt mixtures and asphalt concrete. Design method of volumetric composition according to Superpave methodology
ОКС 93.080.20
ОКП 57 1841
Срок действия с 2016-06-01
по 2019-06-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Центр метрологии испытаний и стандартизации" (ООО "ЦМИиС")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 апреля 2016 г. N 37-пнст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее, чем за девять месяцев до истечения срока его действия, разработчику настоящего стандарта по адресу: [email protected] и в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: Ленинский просп., д.9, Москва В-49, ГСП-1, 119991.
В случае отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты" и журнале "Вестник технического регулирования". Уведомление будет размещено также на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()
Введение
Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений AASHTO R35* "Объемный метод проектирования состава асфальтобетонных смесей по системе "Superpave" [AASHTO R35 "Standard practice for superpave volumetric design for Hot Mix Asphalt (HMA)"] и входит в комплекс стандартов, нормирующих метод объемного проектирования асфальтобетонных смесей в Российской Федерации.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод проектирования состава асфальтобетонных смесей по методологии Superpave, основанный на определении объемных свойств асфальтобетона.
Настоящий стандарт распространяется на асфальтобетонные дорожные смеси и асфальтобетон, предназначенные для устройства конструктивных слоев дорожной одежды.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.4.131-83 Халаты женские. Технические условия
ГОСТ 12.4.132-83 Халаты мужские. Технические условия
ГОСТ 12.4.252-2013 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты рук. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ПНСТ 71-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные мелкозернистые для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения плотности и абсорбции
ПНСТ 75-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения зернового состава
ПНСТ 76-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения содержания пылеватых частиц при промывке
ПНСТ 77-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения максимальной плотности минерального порошка
ПНСТ 78-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные крупнозернистые для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения плотности и абсорбции
ПНСТ 92-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения максимальной плотности
ПНСТ 106-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения объемной плотности
ПНСТ 112-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод приготовления образцов вращательным уплотнителем (Гиратором)
ПНСТ 113-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения водостойкости и адгезионных свойств
ПНСТ 114-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Технические требования для метода объемного проектирования по методологии Superpave
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения национального стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и сокращения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 эквивалентная одноосная нагрузка; ЭООН (design ESALs): Нагрузка, равная 80 кН, передаваемая на дорожное покрытие от одной оси транспортного средства.
Примечание - Методика расчета количества приложений ЭООН представлена в ПНСТ 114 (приложение А).
3.3 пустоты в минеральном заполнителе; ПМЗ (voids in the mineral aggregate; VMA): Общее количество пустот между зернами минерального заполнителя в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси, которое включает в себя количество воздушных пустот и оптимально эффективное содержание вяжущего.
3.6 пустоты, наполненные битумом; ПНБ (voids filled with asphalt; VFA): Общее количество пустот, заполненных вяжущим, выраженное в процентах от объема ПМЗ.
3.7 отношение пыль-вяжущее (dust-to-binderratio): Коэффициент, выраженный как отношение между количеством наполнителя, прошедшим через сито с размером ячеек 0,075 мм, и оптимальным содержанием вяжущего вещества.
3.8 номинальный максимальный размер минерального заполнителя (nominal maximum aggregate size): Размер минерального заполнителя, соответствующий размеру ячейки сита, которое на один размер больше первого сита, остаток минерального заполнителя на котором составляет более 10%.
3.9 максимальный размер минерального заполнителя (maximum aggregate size): Размер минерального заполнителя, который на один размер больше, чем номинальный максимальный размер минерального заполнителя.
4 Метод проектирования
Сущность метода заключается в выборе исходного материала, проектировании состава минеральной части смеси, определении количества требуемого вяжущего, уплотнении асфальтобетонных образцов на гираторе и определении объемных свойств асфальтобетонной смеси.
Примечание - Данный стандарт допускает проектирование теплых асфальтобетонных смесей, температура которых может быть ниже более чем на 30°С.
5 Требования безопасности и охраны окружающей среды
При работе с асфальтобетонами используют специальную защитную одежду по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки по ГОСТ 12.4.252.
При выполнении измерений соблюдают правила по электробезопасности по ГОСТ Р 12.1.019 и инструкции по эксплуатации оборудования.
6 Требования к условиям измерений
При выполнении измерений соблюдают следующие условия для помещений, в которых испытывают материалы:
- температура - (22±3)°С;
- относительная влажность - (55±15)%.
7 Порядок выполнения проектирования
7.1 Подготовка минеральной части асфальтобетонной смеси
7.1.1 Отбирают минеральный материал, который планируется применять при приготовлении асфальтобетонной смеси.
7.1.2 Каждую фракцию крупнозернистого заполнителя и мелкозернистого заполнителя промывают в соответствии с ПНСТ 76 и определяют зерновой состав заполнителя в соответствии с ПНСТ 75.
7.1.3 Определяют качество минерального материала на соответствие требованиям 5.1.1 ПНСТ 114.
7.1.4 Определяют объемную плотность и максимальную плотность каждого крупнозернистого и мелкозернистого заполнителя в соответствии с ПНСТ 78 и ПНСТ 71, а также плотность минерального порошка в соответствии с ПНСТ 77.
7.1.5 Используя формулу (1), смешивают все минеральные материалы, которые планируется применять при приготовлении асфальтобетонной смеси таким образом, чтобы зерновой состав минеральной части смеси удовлетворял требованиям таблицы 1 ПНСТ 114.
7.1.6 На применяемых материалах готовят не менее трех различных составов минеральной части асфальтобетонной смеси одного вида. Графический пример подготовки трех различных составов смеси представлен в приложении А,
7.1.7 Путем просеивания проверяют все запроектированные составы на соответствие требованиям таблицы 1 ПНСТ 114.
7.2 Определение первоначального содержания вяжущего
Для каждого подобранного зернового состава минеральной части смеси определяют первоначальное содержание вяжущего. Это может быть сделано на основе опыта работы с применяемыми материалами. В том случае, если данного опыта работы нет, расчет первоначального содержания вяжущего осуществляют в соответствии с приложением Б.
7.3 Приготовление образцов
Таблица 1
Приложения ЭООН , млн | Количество оборотов гиратора | Категория и класс автомобильной дороги | ||
|
| |||
<0,3 | 6 | 50 | 75 | Дороги обычного типа, категории V с минимальной интенсивностью движения |
От 0,3 до <3 | 7 | 75 | 115 | Дороги обычного типа, категории III и IV со средней интенсивностью движения |
От 3 до <30 | 8 | 100 | 160 | Дороги обычного типа, категории IB, II и III с высокой интенсивностью движения |
30 | 9 | 125 | 205 | Скоростные дороги и автомагистрали категории IБ и IA |
Количество приложений ЭООН рассчитывают на 20 лет срока службы автомобильной дороги. Указаны ориентировочные данные. Данные могут не совпадать с фактической интенсивностью движения в месте строительства. В том случае, если фактическое количество приложений ЭООН в месте проведения работ рассчитано как от 0,3 до <10 млн, то по согласованию с заказчиком количество оборотов гиратора можно уменьшить для -начального ( ) до 7, -проектного ( ) до 75, а -максимального ( ) до 115. | ||||
7.3.2 Определяют объемную плотность каждого приготовленного образца в соответствии с ПНСТ 106.
7.3.3 У асфальтобетонной смеси каждого запроектированного состава определяют максимальную плотность в соответствии с ПНСТ 92.
7.4 Определение объемных свойств асфальтобетона
7.4.2 Определяют объемные свойства для каждого уплотненного образца с пересчетом того, что образец должен иметь 4 % воздушных пустот.
7.4.2.7 Сравнивают полученные данные всех проектируемых смесей с требованиями ПНСТ 114 и выбирают тот состав, который максимально удовлетворяет этим требованиям.
В таблице 2 представлен пример выбора требуемого состава асфальтобетонной смеси на основе расчетных данных.
Таблица 2
Асфальтобетонная смесь с номинальным максимальным размером заполнителя 19,0 мм и с проектным количеством приложения ЭООН в месте строительства от 3 до 10 млн | ||||
Объемные свойства | состав 1 | состав 2 | состав 3 | Требования |
Асфальтобетонные смеси с начальным содержанием вяжущего | ||||
Первоначальное содержание битума , % | 4,4 | 4,4 | 4,4 | |
Относительная плотность, % от максимальной плотности смеси при | 88,3 | 88,0 | 87,3 | 89,0 |
Относительная плотность, % от максимальной плотности смеси при | 95,6 | 94,9 | 94,5 | |
Содержание воздушных пустот , %, при | 4,4 | 5,1 | 5,5 | 4±0,3 |
Количество ПМЗ, % | 13,0 | 13,6 | 14,1 | 13,0 |
Рассчитанные отклонения | ||||
Отклонения от требуемого содержания воздушных пустот , % | -0,4 | -1,1 | -1,5 | |
Рассчитанное изменение в количестве вяжущего , % | 0,2 | 0,4 | 0,6 | |
Изменение количества пустот в минеральном заполнителе , % | -0,1 | -0,2 | -0,3 | |
Предполагаемые значения свойств асфальтобетонных смесей | ||||
Предполагаемое необходимое количество вяжущего , % | 4,6 | 4,8 | 5,0 | |
Полученное значение ПМЗ, % | 12,9 | 13,4 | 13,8 | 13,0 |
Относительная плотность, % от максимальной плотности смеси при с учетом изменения количества воздушных пустот | 88,7 | 89,1 | 88,8 | 89,0 |
В этой части таблицы представлены результаты, полученные после испытания каждой из трех подготовленных смесей с начальным содержанием вяжущего. Результаты испытания показывают, что содержание воздушных пустот в образцах во всех трех случаях превышает требуемое значение, поэтому необходимо провести расчеты для корректировки содержания вяжущего, при котором содержание воздушных пустот в образцах будет соответствовать требуемому, для определения скорректированного значения ПМЗ и значения относительной плотности при количестве оборотов гиратора. В этой части таблицы представлены отклонения, на которые изменятся представленные показатели при получении требуемого количества воздушных пустот. С учетом того, что составы N 2 и 3 не удовлетворяют требованиям, а состав 3 удовлетворяет всем необходимым на данный момент требованиям, то именно его выбирают для дальнейшего проектирования асфальтобетонной смеси. | ||||
7.5 Определение фактического содержания вяжущего для асфальтобетонной смеси
7.5.2 Определяют объемную плотность каждого приготовленного образца в соответствии с ПНСТ 106.
7.5.3 У асфальтобетонных смесей с различным содержанием вяжущего определяют максимальную плотность в соответствии с ПНСТ 92.
7.5.10 Определяют объемную плотность приготовленных образцов в соответствии с ПНСТ 106.
7.5.11 Определяют максимальную плотность смеси в соответствии с ПНСТ 92.
Рисунок 1 - Пример построения графиков для выбора необходимого количества вяжущего
Таблица 3
, % | , % | ПМЗ, % | ПНБ, % | Объемная плотность при , г/см |
4,3 | 9,5 | 15,9 | 40,3 | 2,320 |
4,8 | 7,0 | 14,7 | 52,4 | 2,366 |
5,3 | 6,0 | 14,9 | 59,5 | 2,372 |
5,8 | 3,7 | 13,9 | 73,5 | 2,412 |
Примечания 1 Расчетным количеством вяжущего в данном примере является 4,8%. Количество ПНБ должно быть от 65% до 75%, а значение ПМЗ - не менее 13,0%. 2 По представленным данным в таблице 3 и на рисунке 1 видно, что содержание воздушных пустот, равное 4%, достигается при содержании вяжущего 5,7%. 3 В данном примере при содержании вяжущего, равном 5,7%, количество ПНБ и значение ПМЗ будет удовлетворять установленным требованиям. | ||||
7.5.14 В случае несоответствия каких-либо показателей требованиям ПНСТ 114 следует воспользоваться рекомендациями, указанными в приложении В.
7.6 Определение водостойкости
Водостойкость асфальтобетона определяют в соответствии с ПНСТ 113 и сравнивают с требованием ПНСТ 114.
8 Оформление результатов проектирования
Результаты проектирования оформляют в виде рецепта асфальтобетонной смеси, который должен содержать:
- вид смеси;
- дату проведения проектирования;
- данные об уровне транспортного движения в районе предполагаемого строительства;
- идентификацию применяемых минеральных заполнителей с указанием источника получения, требуемых качественных характеристик и зернового состава;
- марку применяемого вяжущего с указанием организации изготовителя и качественных характеристик;
Приложение А
(рекомендуемое)
Пример построения трех различных составов асфальтобетонной смеси одного вида
Рисунок А.1 - Пример построения кривых трех различных зерновых составов асфальтобетонной смеси с номинальным максимальным размером заполнителя 19,0 мм
Приложение Б
(обязательное)
Расчет первоначального содержания вяжущего
где 0,8 - коэффициент, учитывающий абсорбцию минерального заполнителя.
Приложение В
(рекомендуемое)
Изменение состава смеси для повышения качественных характеристик
В.1 Изменение ПМЗ
Для увеличения значения ПМЗ рекомендуется выполнить следующие операции:
- изменить соотношение минеральных заполнителей в составе смеси;
- уменьшить количество зерен размером менее 0,075 мм в случае высокого их содержания, но не менее допустимого значения для данной смеси;
- провести дополнительное дробление или замену одного или более минеральных заполнителей, входящих в состав асфальтобетонной смеси.
В.2 Изменение ПНБ
Количество ПНБ напрямую зависит от количества ПМЗ. Если количество ПМЗ соответствует установленным требованиям в ПНСТ 114, то минимальное значение ПНБ подбирается под требуемые 4,0% воздушных пустот в асфальтобетонной смеси.
Количество ПНБ больше допустимого по верхней границе диапазона говорит о высоком содержании ПМЗ и необходимости их снижения. Снижение ПМЗ возможно за счет изменения зернового состава минеральной части смеси, а также увеличения количества зерен менее 0,075 мм. В том случае, если данные действия не изменили значения ПНБ, необходимо заменить применяемый минеральный заполнитель.
В.3 Изменение водостойкости
Увеличение значения водостойкости асфальтобетона возможно достигнуть за счет введения в вяжущее адгезионных добавок.
УДК 625.856:006.354 | ОКС 93.080.20 | ОКП 57 1841 |
Ключевые слова: асфальтобетонная смесь, минеральный заполнитель, воздушные пустоты, плотность, вяжущее, проектирование | ||
