Предварительный национальный стандарт ПНСТ 129-2016 "Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные. Метод объемного проектирования" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 июля 2016 г. N 51-пнст) (прекратил действие)

Предварительный национальный стандарт ПНСТ 129-2016
"Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные. Метод объемного проектирования"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 июля 2016 г. N 51-пнст)

Automobile roads of general use. Stone-mastic asphalt concrete mixtures. Method of volume design

Срок действия - с 1 сентября 2016 г.
по 1 июня 2019 г.

Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Обществом с ограниченной ответственностью "Инновационный технический центр" (ООО "ИТЦ")

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 15 июля 2016 г. N 51-пнст

4 Введен впервые

Введение

Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений AASHTO R46 "Стандартная процедура для проектирования щебеночно-мастичного асфальта (ЩМА)" [AASHTO R 46 "Standard Practice for Designing Stone Matrix Asphalt (SMA)"] и входит в комплекс стандартов, нормирующих метод объемного проектирования асфальтобетонных смесей в Российской Федерации.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на смеси асфальтобетонные дорожные щебеночно-мастичные, предназначенные для устройства верхних слоев покрытия.

Настоящий стандарт устанавливает метод объемного проектирования состава щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, уплотненных с помощью вращательного уплотнителя (гиратора).

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 111-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод проведения термостатирования

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 124-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения насыпной плотности и пустотности

ПНСТ 126-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные. Метод определения стекания вяжущего

ПНСТ 127-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные. Технические требования для метода объемного проектирования

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 щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь; ЩМА (stone matrix asphalt (SMA)): Горячая смесь минеральных заполнителей, битумного вяжущего (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, подобранная в таких пропорциях, чтобы обеспечить непосредственное соприкосновение зерен крупного заполнителя.

3.2 крупный заполнитель (coarse-graded aggregate): Каменный материал с крупностью зерен более 4,75 мм.

3.3 воздушные пустоты , % (air voids): Общее количество пустот в уплотненной щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси.

3.4 пустоты в минеральном заполнителе; ПМЗ (voids in the mineral aggregate (VMA)): Общее количество пустот между зернами минерального заполнителя в уплотненной щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси, которое включает в себя количество воздушных пустот и оптимально эффективное содержание вяжущего.

3.5 пустоты в крупном заполнителе; ПКЗ (voids in the coarse aggregate (VCA)): Общее количество пустот между зернами крупного заполнителя в уплотненной смеси, выраженное в процентах от объема смеси, которое включает в себя количество остальных компонентов смеси (мелкого заполнителя, минерального порошка, вяжущего, стабилизирующей добавки и др.) и воздушных пустот.

4 Метод проектирования

Сущность метода заключается в выборе исходных материалов, подборе оптимального гранулометрического состава минеральной части смеси, определении количества требуемого вяжущего, уплотнении смеси на гираторе и определении соответствия свойств запроектированной щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси требуемым параметрам.

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.

Испытанный асфальтобетон утилизируют в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, указанными в стандарте организации на материал.

6 Требования к условиям измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия для помещений, в которых испытываются материалы:

- температура - (223)°С;

- относительная влажность - (5515)%.

7 Порядок выполнения проектирования

7.1 Подготовка минеральных заполнителей

7.1.1 Отбирают минеральный материал, который планируется применять при приготовлении щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси.

7.1.2 Определяют качество минерального заполнителя на соответствие требованиям ПНСТ 127.

7.1.3 С целью определения количества частиц менее 0,075 мм каждую фракцию крупного заполнителя и мелкий заполнитель промывают в соответствии с ПНСТ 76.

7.1.4 Определяют зерновой состав всех минеральных заполнителей в соответствии с ПНСТ 75.

7.1.5 Определяют объемную плотность и максимальную плотность каждого крупного и мелкого заполнителя в соответствии с ПНСТ 78 и ПНСТ 71, а также определяют максимальную плотность минерального порошка в соответствии с ПНСТ 77.

7.2 Подбор первоначального зернового состава минеральной части смеси

Подбирают три различных зерновых состава минеральной части смеси таким образом, чтобы кривые всех зерновых составов соответствовали требованиям ПНСТ 127. Рекомендуется выполнить подбор так, чтобы одна кривая приближалась к верхней границе требований зернового состава, другая - к нижней границе, а третья находилась между этими кривыми.

Первоначальные зерновые составы следует проектировать на основе процентов по объему. Пример расчета первоначальных зерновых составов на основе объемов приведен в приложении А. В случае, если объемная плотность заполнителей различается менее чем на 0,2 , то допускается проектирование первоначальных зерновых составов на основе процентов по массе.

7.3 Определение количества пустот в крупном заполнителе после штыкования

Для определения количества пустот в крупном заполнителе после уплотнения штыкованием () проводят испытания в соответствии с ПНСТ 124 на заполнителе крупнее 4,75 мм для щебеночно-мастичных смесей с номинальным максимальным размером зерен заполнителя 12,5 и 19,0 мм и на заполнителе крупнее 2,36 мм для щебеночно-мастичных смесей с номинальным максимальным размером зерен заполнителя 9,5 мм.

Пустоты в крупном заполнителе после уплотнения штыкованием , %, рассчитывают по формуле

,

(1)

где - объемная плотность крупного заполнителя, ;

М - насыпная плотность крупного заполнителя после уплотнения штыкованием, .

7.4 Выбор первоначального содержания вяжущего

Первоначальное количество вяжущего выбирается в зависимости от объемной плотности крупного заполнителя в смеси. В случае если объемная плотность крупного заполнителя в смеси составляет 2,75 , то вяжущее следует брать в количестве не менее 6% от массы смеси. Если объемная плотность крупного заполнителя превышает 2,75 , то первоначальное содержание вяжущего следует уменьшать на 0,1% на каждое увеличение плотности, равное 0,05 , свыше 2,75 . Если объемная плотность крупного заполнителя меньше 2,75 , то первоначальное содержание вяжущего следует увеличить на 0,1% на каждое уменьшение плотности, равное 0,05 , меньше 2,75 . В приложении Б указаны значения первоначального содержания вяжущего в зависимости от объемной плотности крупного заполнителя.

7.5 Приготовление смесей и уплотнение образцов

7.5.1 Смешивают минеральные заполнители таким образом, чтобы получить минеральную часть смеси подобранного зернового состава. Масса смеси должна быть достаточной для получения уплотненного образца диаметром 150 мм и высотой от 110 до 120 мм. Ориентировочная масса смеси составляет (5000300) г. Для каждого образца готовят смесь в отдельных противнях.

7.5.2 Смешанный минеральный заполнитель и битумное вяжущее в отдельных емкостях разогревают в сушильном шкафу до температуры смешивания. Температурой смешивания является температура, при которой вязкость несостаренного вяжущего находится в пределах (0,170,02) , но не выше 165°С. Температуру смешивания определяют в соответствии с ПНСТ 112 (приложение Г).

Примечание - Если требуемую вязкость на модифицированных битумных вяжущих невозможно достичь при температуре до 165°С, то температуры смешивания и уплотнения выбираются исходя из рекомендаций производителя модифицированного битумного вяжущего.

7.5.3 К нагретому минеральному заполнителю добавляют стабилизирующую добавку в количестве, указанном в ПНСТ 127, и перемешивают до достижения равномерного распределения стабилизирующей добавки.

7.5.4 Помещают нагретые минеральные заполнители со стабилизирующей добавкой в емкость смесительного оборудования. Сформировывают лунку в сухой смеси минеральных заполнителей и добавляют требуемое количество нагретого вяжущего. Смешивают минеральные заполнители и битумное вяжущее до получения однородного состояния. Не допускаются потери смеси в ходе смешивания и последующей работы. Температура минеральных заполнителей и вяжущего должна быть в пределах температуры смешивания в процессе всего периода перемешивания.

7.5.5 Первый замес щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси используется для "смазывания" смесительного оборудования. Первый замес извлекают после перемешивания и выбрасывают, а емкость смесительного оборудования очищают от остатков смеси при помощи шпателя или лопатки. Для уплотнения образцов используются последующие замесы.

7.5.6 После перемешивания асфальтобетонную смесь ставят в сушильный шкаф и выдерживают там в соответствии с ПНСТ 111.

7.5.7 У щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси каждого запроектированного состава определяют максимальную плотность в соответствии с ПНСТ 92.

7.5.8 Приготовление образцов проводят при температуре уплотнения в соответствии с ПНСТ 112 при 100 оборотах гиратора. Температурой уплотнения является температура, при которой вязкость несостаренного вяжущего находится в пределах (0,280,03) , но не выше 165°С.

7.5.9 Определяют объемную плотность каждого приготовленного образца в соответствии с ПНСТ 106.

7.6 Выбор оптимального зернового состава минеральной части смеси

7.6.1 На основании полученных значений объемной и максимальной плотности вычисляют ПМЗ, %, ПКЗ, %, и , %, по формулам 2, 3 и 4 соответственно

,

(2)

,

(3)

,

(4)

где - объемная плотность уплотненного образца, ;

- количество минерального заполнителя в асфальтобетонной смеси, %;

- количество крупного заполнителя в асфальтобетонной смеси, %;

- максимальная плотность асфальтобетонной смеси, ;

- общая объемная плотность крупного заполнителя, входящего в состав асфальтобетонной смеси, , определенная аналогично без учета мелкого заполнителя и минерального порошка;

- общая объемная плотность минерального заполнителя, входящего в состав асфальтобетонной смеси, , определенная по формуле 5

,

(5)

где , , ..... - количество в асфальтобетонной смеси каждого отдельного минерального заполнителя, %;

, , ... - объемные плотности каждого отдельного минерального заполнителя, входящего в состав асфальтобетонной смеси, .

7.6.2 Из трех испытанных пробных составов испытывается один с наименьшим содержанием крупного заполнителя, значение ПМЗ которого соответствует или превышает требуемое, а значение ПКЗ меньше, чем значение . Состав, выбранный на основании вышеуказанных условий, называют оптимальным зерновым составом.

7.7 Выбор оптимального содержания вяжущего

После того, как был определен оптимальный зерновой состав минеральной части щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, следует определить оптимальное содержание вяжущего для получения требуемого количества пустот в уплотненной щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси . Для этого на выбранном оптимальном зерновом составе минеральной части смеси готовят не менее трех вариантов щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей с различным содержанием вяжущего.

Для каждого из трех вариантов щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси необходимо приготовление трех образцов для определения объемной плотности в соответствии с ПНСТ 106 и одной пробы для определения максимальной плотности в соответствии с ПНСТ 92.

Определяют свойства каждой смеси и выбирают оптимальное содержание вяжущего, при котором будет соответствовать требованиям ПНСТ 127.

7.8 Определение водостойкости

Водостойкость уплотненной щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси определяют в соответствии с ПНСТ 113 при (61)% и сравнивают с требованиями ПНСТ 127.

7.9 Определение стекания вяжущего

Стекание вяжущего определяют в соответствии с ПНСТ 126 и сравнивают с требованиями ПНСТ 127.

8 Изменение свойств смеси

8.1 Изменение содержания

Количество пустот регулируется с помощью изменения количества вяжущего. В случае, когда значение ниже требуемого, а количество вяжущего уже находится на минимальной границе, следует изменять зерновой состав минеральной части смеси с целью увеличения ПМЗ.

8.2 Изменение ПМЗ

Для увеличения значения ПМЗ необходимо увеличивать содержание крупного заполнителя. В случае, если количество крупного заполнителя находится на верхнем пределе, а значение ПМЗ не соответствует установленным требованиям, следует заменить исходный минеральный заполнитель.

8.3 Изменение ПКЗ

Если значение ПКЗ выше значения , то необходимо изменять зерновой состав минеральной части смеси. Как правило, в данном случае требуется увеличение содержания крупного заполнителя.

8.4 Изменение водостойкости

Увеличение значения водостойкости возможно достигнуть за счет изменения применяемых заполнителей или вяжущего, а также за счет введения в вяжущее адгезионных добавок.

8.5 Изменение стекания вяжущего

Уменьшение значения стекания вяжущего достигается путем увеличения количества стабилизирующей добавки или применения другой стабилизирующей добавки.

9 Оформление результатов проектирования

Результаты проектирования оформляются в виде рецепта асфальтобетонной смеси, который должен содержать:

- вид смеси;

- дату проведения проектирования;

- идентификацию применяемых минеральных заполнителей и стабилизирующей добавки с указанием источника получения, требуемых качественных характеристик и зернового состава;

- марку применяемого вяжущего с указанием организации изготовителя и качественных характеристик;

- оптимальный зерновой состав, содержание вяжущего и стабилизирующей добавки;

- объемные свойства смеси при оптимальном содержании битумного вяжущего;

- значение водостойкости;

- значение стекания вяжущего.