За стандартом.
Розглянуто на засіднні циклової
комісії будівництва доріг та ор-
ганізації перевезень
Протокол №___ від_____ 2012 р.
Голова ЦК ______ В.В.Кіселюк
Надвірна 2012р
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАДВІРНЯНСЬКИЙ КОЛЕДЖ
НАЦІОНАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
Методичні вказівки до
ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 15.
Визначення границі міцності під час стиску асфальтобетонних
зразків за стандартом.
Розглянуто на засіднні циклової
комісії будівництва доріг та ор-
ганізації перевезень
Протокол №___ від_____ 2012 р.
Голова ЦК ______ В.В.Кіселюк
Надвірна
2012р
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАДВІРНЯНСЬКИЙ КОЛЕДЖ
НАЦІОНАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
Методичні вказівки до
ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 16.
Визначення коефіцієнту водостійкості асфальтобетону
За стандартом..
Розглянуто на засіднні циклової
комісії будівництва доріг та ор-
ганізації перевезень
Протокол №___ від_____ 2012 р.
Голова ЦК ______ В.В.Кіселюк
Надвірна
2012р
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАДВІРНЯНСЬКИЙ КОЛЕДЖ
НАЦІОНАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
Методичні вказівки до
ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 17.
Відбір зразків з покриття.
Розглянуто на засіднні циклової
комісії будівництва доріг та ор-
ганізації перевезень
Протокол №___ від_____ 2012 р.
Голова ЦК ______ В.В.Кіселю
Надвірна
Загальні відомості.
Міцність плівки бітуму при температурі 25°С пов'язана з в'язкістю - глибиною проникнення голки в бітум, яку визначають приладом пенетрометром. Чим менша глибина проникнення голки в бітум, тим більша міцність.
Пенетрометр складається з опорної площадки з трьома регульовочними гвинтами для приведення приладу в горизонтальне положення. До опорної площадки прикріплена стійка з кронштейнами та предметний столик, що обертається. На предметний столик встановлюється кристалізатор з металевим стаканчиком циліндричної форми, в який заливається підготовлений бітум. На верхньому кронштейні кріпиться лімб, поділений на 360° С та кремольєра. Кожний градус лімба відповідає зануренню голки на 0.1 мм. На нижньому кронштейні закріплений вільно падаючий стержень з голкою та вантажем масою 100 грам. Стержень фіксується стопорною кнопкою.
Марка бітуму визначається комплексом показників властивостей (таблиця № 1). Марка бітуму позначається - БНД - бітум нафтовий дорожний.
В'язкі дорожні бітуми бувають таких марок - БНД 40 /60, БНД 60 /90, БНД 90 /130, БНД 130 /200.
Пластичність бітуму характеризується його розтяжністю - здатністю витягуватися в тонку нитку під дією прикладеної розтягуючої сили. Величина розтяжності - дуктильності - визначається довжиною нитки бітуму в сантиметрах, в яку витягується бітумний зразок до розриву при визначеній температурі і швидкості розтягу. Для дорожніх бітумів розтяжність визначають при 25° С і 0° С.
Розтяжність визначають на приладі дуктилометрі, який представляє собою витягнуту металічну ванну. Всередині вздовж приладу по направляючому гвинтовому стержню при включені двигуна рухаються полозки., за які закріплюється один кінець зразка. В дуктилометрі є шкала довжиною 100 см, по якій рухається стрілка, яка показує подовження зразка. На одному боці приладу закріплена упорна пластина з трьома штифтами. Такі штифти розташовані на полозках.
Лабораторна робота № 6.
6.1. Визначення глибини проникнення голки в бітум
За стандартом.
Мета роботи: визначити глибину проникнення голки в бітум та за отриманими
даними визначити марку бітуму.
Обладнання: пенетрометр, водяна баня, термостат, термометр, секундомір.
Х І Д Р О Б О Т И.
1. Обезводнений і розігрітий до стану текучості бітум проціджують через
металеве сито 07мм і наливають в металевий стаканчик діаметром 5.5 см і
висотою 4 см так, щоб його поверхня була нижче верхнього краю на 5 мм.
2. Стаканчик з бітумом охолоджують на повітрі при температурі не нижче
18 - 22°С на протязі 1 години.
3. Стаканчик з бітумом ставлять в кристалізатор з водою. Температура води
повинна бути 25°С і рівень води над бітумом повинен бути вище рівня
бітуму на 10 см.
4. Кристалізатор разом з водою та стаканчиком встановлюють на столик
пенетрометра в строго горизонтальному положені і підводять голку приладу
до поверхні бітуму на віддалі не ближче 10 мм від стінки стаканчика.
5. Опускають кремольєру до верхнього краю стержня, що несе голку, та
встановлюють стрілку лімба на нуль.
6. Одночасно натискають на стопорну кнопку і включають секундомір. Вільне
занурення голки в бітум - 5 секунд при визначенні пенетрації при 25°С.
При 0°С занурення голки - 60 секунд.
7. Між кремольєрою і стержнем утворився зазор. Кремальєру підводять до
верхнього краю стержня. Разом з кремольєрою рухається і стрілка, яка
показує глибину проникнення голки.
8. Визначення повторюють не менше трьох разів, опускаючи голку в бітум у
різних точках, ближче до середини стаканчика і на віддалі 10 мм один від
одного. Після кожного занурення голку виймають з бітуму і її нижню
частину протирають розчинником і витирають насухо в напрямку голки.
9. Середнє із трьох визначень дає величину пенетрації бітуму. Розбіжність між
результатами не повинна перевищувати величин:
- для бітумів з глибиною проникності від 0 до 40 - 2×0.1 мм;
- для бітумів з глибиною проникності від 40 до 130 - 4×0.1 мм;
- для бітумів з глибиною проникності від 130 до 200 - 6×0.1 мм.
Дані заносять у таблицю:
| № досліду | Відліки на крузі в градусах пенетрації | Середнє значення відліків | Марка бітуму | ||
| 1-е визначення | 2-е визначення | 3-є визначення | |||
6.2. Визначення розтяжності бітуму за стандартом.
Мета роботи: визначити розтяг бітуму та зробити висновок про
відповідність його вимогам стандарту.
Обладнання: дуктилометр, термометр, форми " вісімки " латунні, скляна
термостійка пластина, ніж.
Х І Д Р О Б О Т И.
1.Скляну термостійку пластину змащуємо сумішшю тальку з гліцерином
(1: 2). На неї встановлюємо три форми, внутрішні поверхні яких також
змащені сумішшю тальку з гліцерином.
2.Зневоднений очищений бітум нагрівають до температури 100 - 160° С.
3. Заливаємо бітум у три підготовлені форми-"вісімки" вище рівня їх країв.
4. Охолоджуємо на протязі 30 хвилин.
5. Надлишок бітуму зрізаємо гарячим ножем.
6. Пластину з формами кладемо у воду у ванну дуктилометра так, щоб рівень
води над шаром бітуму був не менше 25 мм і витримуємо при температурі
води (25±0.5)° С 1 годину.
7. Через годину пластину з формами виймають, знімають з пластин форми з
бітумом і встановлюють їх на штифти дуктилометра.
8. Знімають бокові вкладиші форми.
9. Вмикають двигун дуктилометра і розтягують зразки до моменту розриву, при
цьому швидкість руху повзунків повинна становити 5 см /хв. при температурі
25° С і 0.5 см /хв. при температурі 0° С.
10. Зафіксовують по лінійці дуктилометра місце розриву нитки.
Дані випробувань заносимо у таблицю
| Назва матеріалу | Температура води під час досліду | Розтяжність, см | |||
| 1 - е значення | 2 - е значення | 3 - е значення | середнє значення | ||
Висновок:
Питання самоконтролю:
1. Чим характеризується в'язкість бітуму?
2. На якому приладі визначається в'язкість?
3. Які марки в'язкого бітуму?
4. Що таке розтяжність бітуму?
5. Що являється показником розтяжності бітуму7
Технічні вимоги до дорожніх бітумів.
| № п /п | Назва показника | Значення для марок | Метод випробу- вання | |||
| БНД 40 /60 | БНД 60 /90 | БНД 90 /130 | БНД 130 /200 | |||
| 1. | Глибина проникності голки (пенетрації) при температурі 25°С, 0.1мм | 40 - 60 | 60 - 90 | 90 -130 | 130-200 | Згідно з ГОСТ 11501 |
| 2. | Температура розм'якше- ності за кільцем і кулею, °С | 51 - 57 | 47 - 53 | 43 - 49 | 39 - 45 | Згідно з ГОСТ 11506 |
| 3. | Розтяжність (дуктильність), см, не менше: при температурі 0°С при температурі 25° С | - | 3.0 | 4.0 | 6.5 | Згідно з ГОСТ 11505 |
| 4. | Зміна властивостей після прогріття: зміна маси після прогріття, %, не більше залишкова пенетрація,%, зміна температури розм'як- шеності, °С, не більше | 0.8 6.0 | 0.8 6.0 | 1.0 6.0 | 1.2 7.0 | Згідно з ГОСТ 18180 Згідно з ГОСТ 11501 Згідно з ГОСТ 11507 |
| 5. | Температура крихкості, °С, не вище | - 10 | - 12 | - 15 | - 17 | Згідно з ГОСТ 11507 |
| 6. | Температура спалаху, яку визначають у відкритому тиглі, °С, не нижче | Згідно з ГОСТ 4333 | ||||
| 7. | Зчеплюваність зі склом, % | Згідно з ДСТУ Б В. 2.7-81 | ||||
| 8. | Масова частка парафінів,% | Не нормується. Визначення обов'яз- Кове для накопичення даних | Згідно з ГОСТ 17789 | |||
| 9. | Розчинність в органічному розчиннику, % не менше | 99.0 | 99.0 | 99.0 | 99.0 | Згідно з ГОСТ 20739 |
| 10. | Індекс пенетрації | Від -2.0 до + 1.0 |
Загальні відомості.
Про міцність плівки бітуму при підвищених літніх температурах можна судити за температурою розм'якшення бітуму, яку визначають за допомогою приладу "Кільце й куля".
Чим вища температура розм'якшення, тим більша міцність плівки бітуму.
Прилад "Кільце і куля " складається з металевого штатива, на якому закріплені три диска. Відстань між середнім та нижнім контрольним диском чітко фіксована і рівна 25 мм. В середньому диску є 4 отвори діаметром біля 10 мм для установки в них кілець, заповнених бітумом, що випробовується. На кільця встановлюються кульки масою 3.5 грама і діаметром 9.53 мм. В отвір верхнього диска вставляється термометр, який вставляється так, щоб ртутна кулька знаходилася на рівні кілець.
Температура розм'якшеності є умовною характеристикою теплостійкості бітуму та його переходу з в'язкого в текучий стан. Це температура, при якій бітум, що знаходиться в кільці заданих розмірів, розм'якшується в рідині (воді для в'язких бітумів), яка підігрівається з нормованою швидкістю, а потім опускаючись під дією кулі, торкається контрольної полички приладу.
Лабораторна робота № 7.
Мета роботи: визначити температуру роз'якшення бітуму та зробити висновок
про відповідність стандарту.
Обладнання: прилад "Кільце і куля", термометр, ніж для зрізання бітуму,
електроплитка, гліцерин з тальком.
Х І Д Р О Б О Т И.
1. Скляну пластину і кільця змащують сумішю тальку з гліцерином у
співвідношенні 1: 3.
2. На пластину кладуть кільця і заливають їх розплавленим і підготовленим
бітумом з надлишком.
3. Кільця з бітумом охолоджують на повітрі на протязі 20 хвилин при
температурі (25±5)° С.
4. Надлишок бітуму зрізають гарячим ножем врівень з краями кілець.
5. Кільця з бітумом встановлюють в отвори середнього диску. Термометр
встановлюють в середній отвір верхнього диску так, щоб ртутна кулька була на рівні кілець.
6. Штатив з кільцями розміщують у хімічний стакан і заливають їх водою,
температура якої становить (5±1)° С. Висота шару води над поверхнею
бітуму повинна становити не менше 50 мм.
7. Після 10 хвилин витримування у воді підвіску виймають і в центр кожної
кульки пінцетом кладуть стальну кульку масою 3.5 грами і діаметром
9.53 мм і знову опускають у воду.
8. Стакан встановлюють на електроплитку таким чином, щоб площина кілець
була горизонтальною.
9. Воду у стакані починають нагрівати так, щоб швидкість піднімання
температури після перших 3 хвилин підігріву становила (5±0.5)° С за
хвилину.
10. Нагрівають до тих пір, поки кулька не продавить розм'якшений бітум і
опуститься на поверхню нижнього диску.
11. В момент дотику кульки з нижнім диском фіксують температуру, яку і
приймають за температуру розм'якшення бітуму.
Дані випробування заносять у таблицю
| Назва матеріалу | Температура розм'якшення, градус | Середнє значення | Марка бітуму | |||
| 1-е кільце | 2-е кільце | 3-єкільце | 4-е кільце | |||
Примітка: - для бітумів з температурою розм'якшення вище 80° С в стакан
наливають суміш води з гліцерином у співвідношенні 1: 2;
- якщо температура розм'якшення вища 110° С в стакан наливають
гліцерин.
Відхилення між двома паралельними випробуваннями не повинна
перевищувати 1 – 2 ° С.
Висновок:
Загальні відомості.
Температура крихкості - це температура, при якій бітум переходить із в'язкопружного в крихкий стан. Із температурою крихкості пов'язана деформативність плівки бітуму при понижених мінусових температурах, тобто визначає темперпатура крихкості визначає тріщиностійкість матеріалу. Така температура є важливою при вирішенні питання про застосування бітуму в різних регіонах.
Чим нижча температура крихкості бітуму, тим більш деформативний він у зимовий час.
Температуру крихкості бітуму визначають на приладі Фрааса, який є пристроєм для згинання пластини з нанесеним на неї шаром бітуму. Він складається з двох концентричних трубок із теплоізоляційного матеріалу та механізму для переміщення внутрішньої трубки відносно зовнішньої.
Температура спалаху є технологічним показником і свідчить про температуру, при якій бітум може спалахнути. Всі основні технологічні процеси підготовки бітумних в'яжучих та приготування матеріалів на їх основі виконуються при високих температурах. Тому необхідно знати мінімальну критичну температуру - температуру спалаху - щоб уникнути небезпеки.
Температурою спалаху називають температуру, при якій газоподібні продукти, що виділяються з бітуму при нагріванні, утворюють суміш з повітрям, яка спалахує на короткий час при контакті з відкритим вогнем.
Температура спалаху свідчить про пожаронебезпечні умови роботи з бітумом, його вогнестійкість. Її визначають за допомогою приладу Бренкеля, який складається з штативу, на якому закріплено термометр та піщану баню із залізним тигелем діаметром (64±1) мм, висотою (47±1) мм, з товщиною стінок 1 мм. Тигель підігрівається газовою або спиртовою горілкою.
Лабораторна робота № 8.
8.1 Визначення температури крихкості бітуму за стандартом.
Мета роботи: визначити температуру крихкості бітуму та зробити висновок
про відповідність вимогам стандарту.
Обладнання: прилад Фрааса, термометр, хлористий кальцій, стальні пластини.
Х І Д Р О Б О Т И.
1. На три чисті сухі пластини відважують по (0.4 ± 0.1)г бітуму.
2. Обережно підігрівають знизу пластини так, щоб бітум розтікся по пластині
тонкою плівкою по всій поверхні. Час розплавлення та розподілу бітуму
складає 6 – 8 хвилин.
3. Швидким рухом палаючого сірника видаляють із поверхні бітуму повітряні
бульбашки.
4. Охолоджують пластини з бітумом при кімнатній температурі на протязі 30
хвилин.
5. Вставляють пластини в захвати згинаючого пристрою так, щоб бітумний шар
був розташований назовні. Початкова температура в приладі повинна бути не
нижче 15°С.
6. За допомогою охолоджуючого реагенту знижують температуру до 0°С зі
швидкістю 1°С за хвилину.
7. Продовжуючи зниження температури, починають згинати та розгинати плас-
тину з рівномірною швидкістю на протязі 20 – 24 секунд. Згинання та роз-
гинання проводять на початку кожної хвилини. Найбільший прогин пластин
повинен досягати (3.4 ± 0.2) мм.
Перша тріщина свідчить про досягнення крихкого стану.
8. З двома іншими пластинами проводять аналогічні випробування. Дані випро-
бування заносять у таблицю:
| Марка бітуму | Температура крихкості, ° С | Середнє значен- ня крихкості, °С | ||
| 1-а пластина | 2-а пластина | 3-я пластина | ||
Висновок:
8.2. Визначення температури спалаху бітуму за стандартом.
Мета роботи: визначити температуру спалаху бітуму і встановити її відповід-
ність вимогам стандарту.
Обладнання: прилад Бренкена, термометр.
Х І Д Р О Б О Т И.
1. Зневоднений і очищений бітум нагріваємо до температури 100 - 160°С.
2. Підготовлений бітум заливаємо в залізний тигель на 12 мм нижче його країв.
3. Встановлюємо тигель у піщану баню. Рівень піску в бані повинен знаходи-
тись на одній висоті з рівнем бітуму в тиглі, а між дном тигля та банею
має бути шар піску товщиною 5 – 8 мм.
4. Встановлюємо термометр у тигель вертикально так, щоб ртутна кулька зна-
ходилась в середині шару бітуму.
5. Проводимо нагрів бітуму. Швидкість нагріву бітуму повинна складати 10°С
за хвилину.
6. За 40° С до очікуваної температури спалаху зменшують швидкість нагріву
до 4° С за хвилину.
7. За 10° С до очікуваної температури спалаху повільно проводять по краю
тигеля на відстані 10 – 14 мм від поверхні бітуму полум'я сірника. Довжина
полум'я 3 – 4 мм. Час руху полум'я від однієї сторони тигеля до іншої 2 – 3
секунди.
8. Випробування проводять через кожні 2° С підняття температури.
За температуру спалаху приймають температуру, яку показує термометр
при появі першого синього полум'я на поверхні бітуму.
Температуру спалаху бітуму приймають як середнє арифметичне за резуль-
татами двох визначень.
Якщо газоподібні продукти спалахнуть на поверхні бітуму і прогорять не
менше 5 секунд, то температуру, що показує термометр на цей момент,
приймають за температуру загоряння.
Дані випробування заносять у таблицю:
| Номер досліду | Температура спалаху, ° С | Температура запалюван- ня, ° С. |
Висновок:
Питання для самоконтролю:
1.На якому приладі визначається температура крихкості?
2.Що характеризує значення температури крихкості?
3.На якому приладі визначають температуру спалаху бітуму?
4.З якою метою визначають температуру спалаху бітуму?
Загальні відомості.
Рідкі дорожні бітуми виробляють на нафтопереробних та асфальтобетонних заводах або бітумних базах розрідженням в'язких бітумів, що відповідають стандарту, рідкими нафтовими продуктами відповідного фракційного складу з додаванням або без нього поверхнево-активних речовин.
Рідкі нафтові дорожні бітуми використовують як в'яжучий матеріал при будівництві дорожніх покриттів та основ, для виготовлення холодних асфальтобетонних сумішей, а також для поверхневої обробки дорожніх покриттів, улаштування дорожніх шарів способом прпосочування та приготування грунтових, гравійних та щебеневих сумішей холодним способом но полотні дороги.
Відповідно до нормативних документів виділяють два класи рідких бітумів:
- СГ - густіючі з середньою швидкістю;
- ПГ та ПГЗ - густіючі повільно.
Залежно від в'язкості в козному класі виділяють такі марки:
СГ 40 / 70, СГ 70 /130, СГ 130 /200;
ПГ 40 / 70, ПГ 70 /130, ПГ 130 /200;
ПГЗ 40 /70, ПГЗ 70 /130, ПГЗ 130 /200.
Для одержання рідких бітумів різних класів використовують різні розріджувачі. Рідкі бітуми класу СГ готують змішуванням в'язких бітумів марок БНД 40 / 60, БНД 60 / 90 з легкими розріджувачами:
- арктичним дизельним паливом А;
- зимовим дизельним паливом З;
- гасом для технічних цілей.
Рідкі бітуми класу ПГ готують змішуванням в'язких бітумів марок БНД 40 /60, БНД 60 /90 з розріджувачами:
- паливом дизельним літнім Л;
- паливом для швидкохідних дизелів ДЗ, ДА, ДС;
- зеленим маслом.
При приготуванні рідких бітумів температура в'язкого бітуму повинна бути не вище 120° С. Розріджувач вводять непідігрітим, поверхнево-активні речовини вводять непідігрітими або розігрівають відповідно до рекомендацій виробника.
При роботі з рідкими нафтовими дорожніми бітумами температура їхнагрівання встановлюється відповідно до марок бітуму:
- СГ 40 /70, ПГ 40 /70 - 70 - 80° С;
- СГ 70 /130, ПГ 70 /130 80 - 90° С;
- СГ 130 /200, ПГ 130 /200, ПГЗ 40 /70, ПГЗ 70 /130, ПГЗ 130 /200 - 90 - 100° С.
Якість рідких бітумів оцінюють, визначаючи умовну в'язкість
Умовна в'язкість характеризується часом, за який відповідна кількість бітуму протікає крізь отвір визначеного розміру при заданій температурі. Умовну в'язкість визначають у стандартному віскозиметрі.
Стандартний віскозиметр складається з латунної водяної бані діаметром 160 мм, висотою 100 мм з кришкою і патрубком для підігріву води на бані. В середині бані знаходиться трубка, на краю якої підвішують латунний циліндр для матеріалу, що випробовується. У центрі дна циліндра є отвір діаметром 10 мм. У отвір циліндра вставляється вкладиш діаметром 5 мм. Отвір дна циліндра закривається кульовим клапаном, на стержні якого знаходиться штіфт, що показує рівень бітуму. Віскозиметр закривається крищкою з отвором для термометра.
Показником умовної в'язкості для рідкого бітуму є час (в секундах) витікання 50 мл бітуму крізь отвір діаметром 5 мм при температурі 60°С.
В'язкість позначається символом 
, де верхнє число вказує на діаметр стічного отвору, а нижнє - на температуру випробування.
