DIN EN 12697-46:2020-05 Битумные смеси. Методы испытаний. Часть 46. Низкотемпературное растрескивание и свойства при испытаниях на одноосное растяжение; Немецкая версия EN 12697-46:2020

Стандартный №: DIN EN 12697-46:2020-05
Дата публикации: 2020
Разместил: German Institute for Standardization
Последняя версия: DIN EN 12697-46:2020-05

сфера применения

Обзор стандарта и технологическое развитие

DIN EN 12697-46:2020, являясь важной частью европейской системы стандартов методов испытаний асфальтобетонных смесей, конкретно определяет метод оценки стойкости асфальтобетонных смесей к низкотемпературному растрескиванию. Стандарт был выпущен в мае 2020 года, заменив версию от июля 2012 года, и был всесторонне обновлен с точки зрения технического содержания и редакционного формата.

Важные изменения в этой редакции включают в себя: область применения названия стандарта была расширена и больше не ограничивается горячей асфальтобетонной смесью; формат аннотаций был полностью обновлен в соответствии с требованиями Директив ISO/IEC Часть 2:2016; Технические параметры испытательного оборудования были тщательно пересмотрены, в частности, ужесточились требования к системе измерения нагрузки, которая теперь должна иметь возможность контролировать осевые нагрузки до (25±0,025) кН с разрешением 0,001 кН или лучше и пределом погрешности ±0,01 кН или лучше.

Техническое сравнение пяти основных методов испытаний

Метод испытания	Сокращение	Принцип испытания	Основные параметры оценки	Применимый диапазон температур
Прямое испытание на растяжение	UTST	Растяжение до разрушения при постоянной температуре и постоянной скорости	Прочность на растяжение, деформация разрушения	-25°C до +20°C
Испытание на температурное напряжение защемленных образцов	TSRST	Температурное напряжение, создаваемое охлаждением при постоянной длине	Напряжение разрушения, температура разрушения	+20°C до разрушения температура
Испытание на релаксацию	RT	Релаксация напряжений при постоянной деформации. Наблюдение	Время релаксации, остаточное напряжение	-25°C до +20°C
Испытание на ползучесть при растяжении	TCT	Деформация ползучести при постоянном напряжении	Кривая ползучести, реологические параметры	-25°C до +20°C
Испытание на одноосное циклическое растяжение	UCTST	Циклическая нагрузка, имитирующая транспортную нагрузку	Усталостная долговечность, затухание жесткости	-15°C до +5°C

Подробное описание технических требований к испытательному оборудованию

Конфигурация статического испытательного оборудования

Раздел 5.1 стандарта подробно описывает конфигурацию оборудования, необходимую для испытаний UTST, TSRST, RT и TCT. Основное оборудование включает: нагружающее устройство должно быть способно генерировать перемещение с точностью 0,1 мкм; система измерения деформации должна иметь точность измерения ±0,5 мкм в диапазоне ±2,5 мм; а камера постоянной температуры должна поддерживать диапазон температур от -40°C до +30°C с допуском ±0,5 К и изменять температуру сердцевины образца со скоростью 10 К/ч. Особо следует отметить, что поскольку само испытательное устройство испытывает те же температурные колебания, что и образец, измерительный стандарт должен быть изготовлен из термонечувствительных материалов (таких как инварная сталь или специальные пластмассы, армированные углеродным волокном) для обеспечения точного измерения деформации. Для испытаний UCTST требуется сервогидравлическая динамическая испытательная машина, способная прилагать динамические нагрузки на выбранной испытательной частоте с допуском частоты ±0,1 Гц. Форма волны нагрузки должна быть синусоидальной, с периодом покоя или без него. Измерительная система должна включать датчик силы с диапазоном не менее ±15 кН и пределом погрешности ±10 Н; и датчик перемещения с диапазоном не менее ±2,5 мм и пределом погрешности ±5 мкм.

Подготовка образцов и контроль качества

В главе 7 стандарта указаны подробные требования к подготовке образцов. Образцы могут быть призмами или цилиндрами, размеры которых определяются номинальным максимальным размером частиц асфальта: поперечное сечение 40 ± 2 мм для D ≤ 11,2 мм; поперечное сечение 50 ± 2 мм для 11,2 < D < 22,4 мм; и поперечное сечение 60 ± 2 мм для D ≥ 22,4 мм. Все образцы должны иметь минимальную длину 160 мм.

Образцы могут быть выпилены из лабораторно прессованных панелей или высверлены из дорожного покрытия. Подготовленные в лаборатории панели должны быть, по крайней мере, требуемой высоты и достаточно толстыми, чтобы можно было распиливать призматические образцы со всех четырех сторон. Образцы должны быть распилены от центра панели, по крайней мере, в 20 мм от края. Плотность определяется в соответствии с EN 12697-6. Для асфальтобетонных смесей, требующих содержания пустот 7% < V < 10%, рекомендуется метод B (метод сухой насыщенной поверхности) или метод D (метод размерного измерения). После распиловки образцы должны быть высушены до постоянного веса при относительной влажности <80% и температуре 15-25 °C. Образцы считаются сухими, если разница массы между двумя взвешиваниями, взятыми с интервалом 24 часа, составляет менее 0,25%. Основные моменты процедуры и проведения испытания: Прямое испытание на растяжение UTST. При постоянной температуре испытания образцы растягиваются до разрушения с постоянной скоростью деформации (0,625±0,025)%/мин. Рекомендуемые температуры испытания составляют +20 °C, +5 °C, -10 °C и -25 °C. Для образца длиной 160 мм эта скорость деформации соответствует скорости растяжения 1 мм/мин. Результат расчета: прочность на растяжение σt рассчитывается путем деления усилия растяжения, измеренного при разрыве, на начальную площадь поперечного сечения образца; относительная деформация разрушения εfailure рассчитывается путем деления деформации, измеренной при разрыве, на начальную длину образца. TSRST (Temperature Stress Test) - Длина образца поддерживается постоянной, в то время как температура со временем понижается. Температурные напряжения развиваются внутри образца из-за предотвращения термической усадки. Рекомендуется начинать испытание при T0 = +20 °C и охлаждать образец со скоростью dT = 10 K/ч. Обратите внимание, что температура сердцевины образца имеет запаздывание относительно температуры воздуха в камере; точное определение фактической температуры образца имеет важное значение, либо путем измерения с помощью дополнительного образца, либо путем предварительного определения разницы температур. UCTST (Oniaxial Cyclic Tensile Test) - Это самый сложный метод испытаний, сочетающий термические и механические напряжения. Базовое напряжение σkry(T) получается из испытания TSRST и равно термическому напряжению при температуре испытания T. Пиковое напряжение σtot является суммой базового напряжения и напряжения транспортной нагрузки σ: σtot = σkry(T) + σ. Напряжение транспортной нагрузки рекомендуется рассчитывать с использованием линейно-упругой модели. Для асфальтобетонного покрытия было показано, что подходящим является σ = 1,6 МПа. Рекомендуются частота испытания 15 Гц и температура испытания -15 °C. Для промежуточных низкотемпературных условий более подходящими являются температура испытания +5 °C и частота 10 Гц. Стандарт вводит понятие запаса прочности: Δσt(T) = σt(T) - σkry(T), который представляет собой разницу между пределом прочности на растяжение и температурным напряжением при той же температуре. Эта метрика количественно определяет способность материала противостоять механическим нагрузкам в присутствии температурного напряжения. Метод оценки: Нанесите результаты испытания UTST как минимум для четырёх температур испытания на диаграмму «температура-напряжение», соединив измеренные значения кубическим сплайном. Нанесите на ту же диаграмму кривые зависимости «температура-напряжение», полученные с помощью испытания TSRST. Рассчитайте разницу запаса прочности при каждой температуре.

Оценка усталостных характеристик

Испытание UCTST использует два критерия отказа: обычный критерий усталости Nf/50 (количество циклов нагрузки, необходимое для того, чтобы комплексный модуль E* снизился до половины своего начального значения, E*0) и дополнительный критерий отказа Nfailure (количество циклов, необходимое для того, чтобы в образце появились видимые, идентифицируемые трещины).

Расчет комплексного модуля учитывает эффекты инерции: E*mix=√(E₁²+E₂²), где E₁=F/z×κ×cos(φ)+10⁻⁶×ω²×μ, и E₂=F/z×κ×sin(φ), где κ — коэффициент формы (H/A), а μ — коэффициент массы (M/2+m).

Обзор стандарта и технологическое развитие

Техническое сравнение пяти основных методов испытаний

Подробное описание технических требований к испытательному оборудованию

Конфигурация статического испытательного оборудования

Подготовка образцов и контроль качества

Оценка усталостных характеристик

Рекомендации по внедрению и контролю точности

Ключевые моменты для внедрения в лаборатории

Рекомендации по применению в инженерных целях

DIN EN 12697-46:2020-05 История

стандарты и спецификации