ГОСТ Р 58400.11-2019 Дороги автомобильные общего пользования. МАТЕРИАЛЫ ВЯЖУЩИЕ НЕФТЯНЫЕ БИТУМНЫЕ. Метод определения температуры растрескивания при помощи устройства ABCD

ГОСТ Р 58400.11-2019 устанавливает метод определения температуры растрескивания нефтяных битумных вяжущих при помощи устройства ABCD. Документ применяется для материалов, используемых в качестве вяжущего при строительстве, ремонте и реконструкции дорожных покрытий и оснований. Стандарт введен в действие с 1 июля 2019 года, введен впервые и действует взамен ПНСТ 83-2016. Для дорожной отрасли он важен тем, что позволяет оценивать устойчивость битумного вяжущего к низкотемпературному растрескиванию.

Что регулирует стандарт

По содержанию документа видно, что ГОСТ Р 58400.11-2019 охватывает область применения, нормативные ссылки, термины и определения, требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам и реактивам, сущность метода, требования безопасности, условия измерений, подготовку к выполнению измерений, порядок испытаний, обработку результатов, оформление протокола и контроль точности. Это делает стандарт полноценной методикой лабораторного определения температуры растрескивания битумного вяжущего.

Что такое температура растрескивания по ГОСТ Р 58400.11-2019

В разделе терминов температура растрескивания определяется как прогнозируемая предельная температура устойчивости битумного вяжущего к растрескиванию при эксплуатации. Дополнительно вводятся понятия температуры растрескивания ABCD, напряжения разрушения и скачка деформации. Температура растрескивания ABCD — это температура, при которой на графике наблюдается скачок деформации, то есть момент разрушения образца в форме кольца.

Для чего нужен метод ABCD

Метод ABCD предназначен для оценки поведения битумного вяжущего при охлаждении. Он помогает определить ту температуру, при которой материал уже не способен компенсировать возникающие внутренние напряжения и растрескивается. Для дорожных лабораторий и проектировщиков этот показатель особенно важен при выборе битумных вяжущих для регионов с низкими зимними температурами и повышенными рисками температурного растрескивания покрытий.

Какое оборудование требуется для испытаний

В стандарте подробно описана система устройств для растрескивания битумного вяжущего. В нее входит климатическая камера воздушного охлаждения с рабочим диапазоном от минус 60,0 ± 0,5 градуса до 25,0 ± 0,5 градуса, система регистрации и отображения данных с компьютерным управлением, кольцо устройства, изготовленное из инвара, форма из силиконовой резины, поворотный столик, сушильный шкаф, весы, а также разделительный состав на основе талька и глицерина. На страницах 3–5 приведены рисунки кольца, силиконовой формы и поворотного столика, которые помогают понять конструкцию оборудования и размеры элементов.

Почему используется инвар и силиконовая форма

Инвар в стандарте определяется как сплав никеля и стали с очень низким коэффициентом линейного теплового расширения. Именно поэтому из него изготавливают кольцо устройства ABCD: оно обеспечивает стабильность геометрии и позволяет точно регистрировать деформацию вяжущего при охлаждении. Силиконовая форма изготавливается в виде неразъемного кольца и служит для заливки битумного вяжущего в контролируемую геометрию, необходимую для корректного испытания.

В чем заключается сущность метода

Сущность метода, как указано в разделе 5, заключается в охлаждении образца битумного вяжущего в форме кольца и фиксации скачка деформации. В процессе снижения температуры вяжущее сжимается, в нем накапливаются напряжения, а в момент разрушения на графике деформации появляется резкий скачок. Именно этот момент и используется для определения температуры растрескивания ABCD.

Какие условия измерений необходимо соблюдать

Испытания проводят в помещении при температуре 22 ± 3 градуса и относительной влажности не более 80 процентов. Такие условия нужны для обеспечения стабильности подготовки образцов и корректной работы испытательной системы. Соблюдение температурно-влажностного режима влияет на воспроизводимость результатов и сопоставимость данных между лабораториями.

Как подготавливают образцы битумного вяжущего

Перед заливкой образца битумное вяжущее доводят до подвижного состояния. Сначала его нагревают в сушильном шкафу при температуре не выше 163 градусов, затем при постоянном перемешивании доводят до температуры, при которой динамическая вязкость составляет 0,28 ± 0,03 Па·с. Время нагрева при этих условиях не должно превышать 50 минут. Для некоторых материалов стандарт допускает нагрев до 175 градусов, в том числе для состаренных по методу PAV вяжущих.

Как выполняют заливку образца

После подготовки кольцо покрывают разделительным составом, устанавливают его в силиконовую форму так, чтобы оно было заподлицо с верхним краем формы, и размещают форму с кольцом в центре поворотного столика. Затем в форму заливают горячее битумное вяжущее в таком количестве, чтобы после охлаждения до 25 градусов объем составил 14,38 ± 0,50 см³. В тексте стандарта отдельно подчеркивается, что заливку нужно выполнять быстро и непрерывно, чтобы избежать падения температуры и образования воздушных полостей в образце.

Что делают после заливки образца

После заливки образцу, форме, кольцу и поворотному столику дают остыть до комнатной температуры не менее 30 минут. Затем записывают массу образца в сборе, охлаждают его до 0 градусов и поворачивают кольцо примерно на 30 градусов, чтобы разрушить соединение между кольцом и образцом. После этого кольцо возвращают в исходное положение так, чтобы индикатор и тензодатчик были совмещены. Этот этап нужен для корректного отслеживания деформации при последующем охлаждении.

Как проходит основное испытание

Подготовленные образцы помещают в климатическую камеру, подключают кольцо устройства к системе регистрации данных и задают температурный режим. Камера должна понижать температуру с 20 до 0 градусов со скоростью 40 градусов в час, а затем от 0 до минус 60 градусов со скоростью 20 градусов в час. Во время понижения температуры с шагом 20 секунд регистрируют значения деформации и температуры. О растрескивании образца свидетельствует скачок деформации на графике зависимости деформации от температуры.

Как обрабатывают результаты испытаний

Температуру растрескивания ABCD определяют в момент скачка деформации по графику. На странице 8 документа приведен рисунок 7, который показывает пример такого графика и помогает определить деформацию до и после растрескивания. Затем по формулам рассчитывают усилие в поперечном сечении кольца, напряжение разрушения и итоговую температуру растрескивания. Температуру растрескивания рассчитывают на основе температуры растрескивания ABCD по формуле, приведенной в пункте 10.5.

Какие результаты принимают за окончательные

За результат испытания принимают среднее арифметическое значений температуры растрескивания, скачка деформации, температуры растрескивания ABCD и напряжения разрушения, полученных на четырех параллельно испытанных образцах. Такой подход позволяет снизить влияние случайных отклонений и получить более надежный показатель для оценки качества битумного вяжущего.

Требования к сходимости и воспроизводимости

На странице 9 стандарта приведены численные требования к сходимости и воспроизводимости результатов. Для двух результатов, полученных одним исполнителем в одной лаборатории, допустимая разница температуры растрескивания составляет 2,7 градуса, скачка деформации — 15,5 мкм, напряжения разрушения — 2,5 МПа. Для результатов, полученных в разных лабораториях разными исполнителями, допускаются более широкие пределы: 3,9 градуса, 20,4 мкм и 3,2 МПа соответственно.

Что должно быть в протоколе испытаний

Стандарт требует включать в протокол идентификацию образца, дату испытания, наименование организации, обозначение стандарта и возможные отклонения от него, тип испытательного оборудования, акт отбора проб, среднее арифметическое масс образцов, скорость остывания, температуру растрескивания, значение скачка деформации и напряжение разрушения. Такой состав протокола позволяет использовать результаты в техническом контроле, сравнительном анализе и проектной документации.

Требования безопасности

Битумы в стандарте отнесены к малоопасным веществам четвертого класса опасности и одновременно к трудногорючим жидкостям. При работе с ними необходимо использовать специальную защитную одежду и перчатки, соблюдать правила электробезопасности и требования пожарной безопасности. Испытанный материал следует утилизировать по рекомендациям паспорта безопасности химической продукции.

Практическое значение ГОСТ Р 58400.11-2019

ГОСТ Р 58400.11-2019 имеет большое значение для дорожных лабораторий и производителей битумных вяжущих, поскольку позволяет оценивать низкотемпературное поведение материала по современному лабораторному методу. Определение температуры растрескивания при помощи устройства ABCD помогает прогнозировать риск температурных трещин в дорожном покрытии и выбирать более устойчивые битумные вяжущие для холодных климатических условий.

Вывод

ГОСТ Р 58400.11-2019 — это специализированный стандарт, который устанавливает метод определения температуры растрескивания нефтяных битумных вяжущих при помощи устройства ABCD. Документ подробно описывает оборудование, подготовку образцов, порядок охлаждения, обработку графика деформации и расчет итоговых показателей. Для дорожного строительства этот стандарт важен как инструмент оценки устойчивости битумного вяжущего к низкотемпературному растрескиванию и как часть современной системы контроля качества материалов.

ДЕЙСТВУЕТ ВЗАМЕН ПНСТ 83—2016