Метод определения водостойкости и адгезионных свойств (ГОСТ 58401.18-2019)

ГОСТ Р 58401.18-2019 устанавливает метод определения водостойкости и адгезионных свойств дорожных асфальтобетонных смесей и асфальтобетона. Документ введен в действие 7 июня 2019 года, введен впервые и действует взамен ПНСТ 113-2016. Стандарт применяется для оценки того, как асфальтобетон переносит воздействие воды и цикла замораживания и оттаивания, а также насколько прочно битумное вяжущее удерживается на поверхности минерального материала.

Для чего нужен этот стандарт

Этот ГОСТ важен для лабораторий, производителей асфальтобетонных смесей и дорожных организаций, потому что позволяет объективно оценить водостойкость асфальтобетона и его адгезионные свойства. По сути, метод показывает, насколько материал сохраняет прочность после увлажнения, вакуумного насыщения водой и последующего цикла замораживания и оттаивания.

Что именно определяют по ГОСТ Р 58401.18-2019

Ключевым результатом испытания является коэффициент водостойкости TSR. В стандарте он определяется как отношение предела прочности при непрямом растяжении серии образцов, прошедших водонасыщение и цикл замораживания и оттаивания, к пределу прочности при непрямом растяжении серии образцов, выдержанных в обычных условиях. Дополнительно после разрушения образцов визуально оценивают адгезионные свойства по поверхности разлома.

Суть метода испытания

Метод основан на сравнении двух групп образцов. Первая группа выдерживается на воздухе при температуре 22 ± 3 °С, а вторая сначала подвергается неполному водонасыщению, затем циклу замораживания при температуре минус 18 °С в течение не менее 16 часов и последующему оттаиванию в водной среде при температуре 60 °С в течение 24 часов. После этого обе группы испытывают на непрямое растяжение, а затем рассчитывают итоговый коэффициент водостойкости.

Какое оборудование требуется для испытаний

Для выполнения испытаний стандарт предусматривает использование вращательного уплотнителя или уплотнителя Маршалла, металлического противня, водяного термостата, вакуумной установки для насыщения образцов водой, морозильной камеры, сушильного шкафа, весов, термометра, герметичных пакетов и пресса с максимальной нагрузкой не менее 50 кН. На странице 2 и на схеме на странице 3 документа также показаны параметры нагрузочных пластин, через которые передают усилие на цилиндрический образец при испытании на непрямое растяжение.

Подготовка образцов

Для испытания необходимо подготовить не менее шести образцов: три для сухой группы и три для группы, которую будут насыщать водой и подвергать циклу замораживания и оттаивания. Образцы можно изготовить из смеси, приготовленной в лаборатории, из смеси, отобранной на асфальтобетонном заводе, или отобрать из готового покрытия в виде кернов. При этом стандарт требует, чтобы количество воздушных пустот в подготовленных образцах составляло 7,0 ± 0,5 процента.

Если испытания проводят на кернах из покрытия, необходимо отбирать образцы толщиной не менее 40 мм при диаметре 100 ± 1,5 мм или толщиной не менее 60 мм при диаметре 150 ± 2,5 мм. После распиливания слоев керны просушивают при температуре не более 50 °С до постоянной массы. Для каждой группы должно быть не менее шести отобранных кернов.

Оценка объемных свойств перед испытанием

Перед основным испытанием для каждого образца определяют объемную плотность, максимальную плотность и количество воздушных пустот. Затем рассчитывают объем воздушных пустот и делят все образцы на две группы так, чтобы среднее содержание пустот в них было примерно одинаковым. Это необходимо для корректного сравнения прочности после разных режимов выдерживания.

Как проходит водонасыщение и цикл замораживания и оттаивания

Для второй группы образцов сначала определяют массу на воздухе, затем помещают их в вакуумную камеру и заливают водой температурой 23 ± 1 °С так, чтобы слой воды над поверхностью был не менее 25 мм. После этого создают остаточное давление в диапазоне от 13 до 67 кПа и выдерживают образцы 5–10 минут. Далее рассчитывают степень насыщения водой. Если она находится в диапазоне от 70 до 80 процентов, образцы заворачивают в пленку, помещают в герметичные пакеты, добавляют по 10,0 ± 0,5 мл воды и отправляют в морозильную камеру.

Если степень насыщения ниже 70 процентов, процедуру водонасыщения повторяют с большим вакуумом или более длительным временем насыщения. Если насыщение выше 80 процентов, образцы отбраковывают. После морозильной камеры образцы выдерживают в водяном термостате при температуре 60 ± 1 °С в течение 24 ± 1 часа, а затем вместе с сухой группой помещают в водяную ванну при температуре 23 ± 1 °С на 120 ± 10 минут.

Как рассчитывают коэффициент водостойкости

После термостатирования измеряют толщину каждого образца и раздавливают его с применением нагрузочных пластин до полного разрушения на две части, фиксируя максимальную нагрузку. Для каждого образца вычисляют предел прочности при непрямом растяжении, а затем коэффициент водостойкости TSR определяют как отношение среднего значения прочности второй группы к среднему значению прочности первой группы. Именно этот показатель и показывает устойчивость асфальтобетона к воздействию воды и цикла замораживания и оттаивания.

Как оценивают адгезионные свойства

После разрушения образцов второй группы по поверхности разлома визуально оценивают адгезионные свойства асфальтобетона. Оценка ведется по пятибалльной шкале: чем больше участков разрушения, где произошло отслаивание битумной пленки от минерального материала или разрушение самого каменного зерна, тем ниже итоговая оценка. Такая проверка дополняет расчет TSR и позволяет понять, насколько качественно работает система вяжущее и заполнитель.

Что должно быть в протоколе испытаний

Стандарт требует оформлять результаты с указанием обозначения ГОСТ, даты испытания, наименования организации, проводившей испытания, вида или типа асфальтобетона, числа образцов в каждой группе, коэффициента водостойкости и визуальной оценки адгезионных свойств по пятибалльной шкале. Это делает результаты сопоставимыми и пригодными для технического контроля и проектной документации.

Вывод

ГОСТ Р 58401.18-2019 — это ключевой лабораторный стандарт для оценки водостойкости асфальтобетона и его адгезионных свойств. Он помогает определить, насколько дорожный материал сохраняет прочность после воздействия влаги и замораживания, а также позволяет визуально проверить качество сцепления битумного вяжущего с минеральной частью смеси. Для дорожных лабораторий, подрядчиков и производителей асфальтобетона этот метод является важным инструментом контроля долговечности покрытия.

ДЕЙСТВУЕТ ВЗАМЕН ПНСТ 113—2016