ГОСТ Р 58400.6-2019 Дороги автомобильные общего пользования. МАТЕРИАЛЫ ВЯЖУЩИЕ НЕФТЯНЫЕ БИТУМНЫЕ. Метод определения упругих свойств при многократных сдвиговых нагрузках (MSCR) с использованием динамического сдвигового реометра (DSR)

ГОСТ Р 58400.6-2019 устанавливает метод определения упругих свойств нефтяных битумных вяжущих при многократных сдвиговых нагрузках с использованием динамического сдвигового реометра. Стандарт применяется для материалов, которые используют в качестве вяжущего при строительстве, ремонте и реконструкции дорожных покрытий и оснований. Документ введен в действие с 1 июля 2019 года, введен впервые и действует взамен ПНСТ 88-2016.

Что регулирует стандарт

Документ описывает полный порядок испытаний по методу MSCR, начиная от области применения и терминов, заканчивая обработкой результатов, оформлением протокола и контролем точности. По содержанию стандарта видно, что в нем выделены разделы по средствам измерений, условиям испытаний, подготовке образцов, порядку выполнения измерений, расчету показателей и требованиям безопасности. Это делает ГОСТ Р 58400.6-2019 практическим руководством для дорожных лабораторий.

Для чего нужен метод MSCR

Метод MSCR используют для оценки упругого восстановления и относительной необратимой деформации битумного вяжущего под действием многократных циклических сдвиговых нагрузок. По сути, стандарт помогает определить, насколько хорошо битумное вяжущее сопротивляется накоплению остаточной деформации и насколько выражены его упругие свойства после снятия нагрузки. Эти характеристики особенно важны при оценке устойчивости вяжущего к колееобразованию в дорожных покрытиях.

Какие термины вводит ГОСТ Р 58400.6-2019

В разделе терминов стандарт дает определения битумного вяжущего, цикла ползучести и восстановления, фазы ползучести и фазы восстановления. Цикл ползучести и восстановления — это деформация образца под действием постоянного сдвигового напряжения в течение фиксированного времени с последующим восстановлением деформации при нулевом напряжении в течение следующего фиксированного периода. Такой подход позволяет последовательно оценить и деформируемость, и способность материала к восстановлению.

Какое оборудование требуется для испытаний

Испытания выполняют на динамическом сдвиговом реометре, который должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 58400.10. Дополнительно реометр обязан обеспечивать достижение заданного значения постоянного напряжения для каждой фазы ползучести в течение 0,03 секунды после начала цикла, фиксировать напряжение и деформацию с установленной частотой и регистрировать общую деформацию на первой и десятой секундах каждого цикла. Если прибор не измеряет деформацию точно в эти моменты, программное обеспечение должно корректно экстраполировать данные.

На каких образцах проводят испытания

В стандарте указано, что испытания проводят на битумном вяжущем, состаренном в соответствии с ГОСТ 33140. Допускается также проводить испытания на несостаренных или состаренных по другим методикам образцах, если это требуется техническими условиями или исследовательской программой. Образцы подготавливают по ГОСТ Р 58400.10 с использованием испытательной системы с диаметром плит 25 мм. Для улучшения адгезии образца к плитам измерительной системы рекомендуется предварительно нагреть плиты до температуры 64 градусов и выше.

В чем заключается сущность метода измерений

Сущность метода состоит в многократном циклическом воздействии на образец битумного вяжущего путем приложения и снятия сдвигового напряжения в течение заданного времени. В ходе испытания измеряют деформацию образца и его упругое восстановление в каждом цикле. Такой режим испытаний моделирует реальную работу вяжущего под повторяющимися нагрузками в составе дорожной конструкции.

Как выполняют испытание по ГОСТ Р 58400.6-2019

Температуру испытания выбирают в соответствии с ГОСТ Р 58400.2 или ГОСТ Р 58400.3. Испытание состоит из трех последовательных этапов: предварительного, первого и второго. На предварительном этапе выполняют 10 циклов при постоянном напряжении 0,1 кПа в фазе ползучести без регистрации данных. Это необходимо для подготовки образца к основному циклическому нагружению.

На первом этапе выполняют 10 циклов при постоянном напряжении 0,1 кПа с регистрацией данных. В каждом цикле в течение 1 секунды прикладывают постоянное напряжение, а затем на 9 секунд снижают его до нуля. После завершения одного цикла сразу начинается следующий. Общее время выполнения первого этапа составляет 100 секунд.

На втором этапе выполняют еще 10 циклов по той же схеме, но вместо напряжения 0,1 кПа используют значение 3,2 кПа. Таким образом, стандарт оценивает поведение материала при двух уровнях нагрузки и позволяет сравнить, как изменяются упругое восстановление и необратимая деформация при переходе от малого напряжения к более высокому.

Какие показатели рассчитывают по результатам испытаний

В разделе обработки результатов указано, что для каждого цикла рассчитывают деформацию за время фазы ползучести, деформацию за полный цикл и упругое восстановление в процентах. Затем определяют среднее значение упругого восстановления для первого этапа и среднее значение упругого восстановления для второго этапа, после чего рассчитывают изменение этого показателя между этапами. Эти данные позволяют оценить, насколько битумное вяжущее способно восстанавливаться после воздействия нагрузки.

Кроме того, для каждого цикла вычисляют относительную необратимую деформацию, выраженную в кПа в минус первой степени. После этого рассчитывают среднее значение относительной необратимой деформации для первого этапа и для второго этапа, а также изменение этого показателя между этапами. Именно относительная необратимая деформация считается одним из ключевых параметров для оценки устойчивости битумного вяжущего к накоплению остаточной деформации.

Какие требования к точности установлены в стандарте

На странице 6 приведены требования к сходимости и воспроизводимости результатов по показателю средней относительной необратимой деформации. Если значение этого показателя менее 0,1 кПа в минус первой степени, допустимое расхождение результатов от среднего значения составляет 9,0 процента при сходимости и 22,1 процента при воспроизводимости. Если показатель равен 0,1 кПа в минус первой степени и более, допустимые расхождения составляют 4,5 и 11,1 процента соответственно. Эти пределы позволяют оценить надежность лабораторных измерений.

Что должно быть в протоколе испытаний

Стандарт подробно перечисляет сведения, которые должны быть включены в итоговый документ. В протоколе указывают идентификацию образца, дату испытаний, наименование организации, обозначение стандарта, тип испытательного оборудования, акт отбора проб, температуру проведения испытаний, средние значения упругого восстановления и относительной необратимой деформации на разных этапах, а также изменение этих показателей между этапами. Это делает результаты испытаний удобными для последующего анализа и сравнения.

Требования безопасности при проведении испытаний

ГОСТ Р 58400.6-2019 указывает, что битумы относятся к малоопасным веществам четвертого класса опасности и одновременно к трудногорючим жидкостям. При работе с ними необходимо использовать специальную защитную одежду, перчатки, соблюдать требования электробезопасности и пожарной безопасности. Испытанный материал должен утилизироваться в соответствии с рекомендациями паспорта безопасности химической продукции.

Практическое значение стандарта для дорожных лабораторий

ГОСТ Р 58400.6-2019 особенно важен для лабораторий, которые оценивают битумные вяжущие по современным критериям. Метод MSCR позволяет точнее судить о способности материала сопротивляться остаточным деформациям, чем традиционные подходы, основанные только на базовых физико-химических показателях. Для проектировщиков, производителей вяжущих и дорожных организаций этот стандарт служит инструментом более точного выбора битума с учетом реальных эксплуатационных нагрузок.

Вывод

ГОСТ Р 58400.6-2019 — это современный стандарт, который описывает метод определения упругих свойств битумных вяжущих при многократных сдвиговых нагрузках с использованием динамического сдвигового реометра. Документ помогает оценить упругое восстановление и относительную необратимую деформацию битума, а значит — прогнозировать его устойчивость к колееобразованию и долговечность в дорожных покрытиях. Для дорожного строительства этот стандарт является важной частью системы лабораторного контроля качества битумных вяжущих.