AASHTO T 406-2023 Определение класса эксплуатационных свойств физически состаренного асфальтового вяжущего с использованием метода реометра с удлиненной изгибающей балкой (BBR)

Стандартный №: AASHTO T 406-2023
Дата публикации: 2023
Разместил: American Association of State Highway and Transportation Officials
Последняя версия: AASHTO T 406-2023

сфера применения

Предпосылки разработки стандарта и технологическое развитие

Стандарт T 406-23, официально выпущенный в 2023 году Американской ассоциацией государственных должностных лиц автомагистралей и транспорта (AASHTO), представляет собой специализированный метод испытаний физического старения асфальтобетонных вяжущих в условиях низких температур. Этот стандарт, ранее известный как временный стандарт TP122, был повышен до официального стандарта после многих лет практической проверки и технического совершенствования. Физическое упрочнение, зависящее от времени увеличение жесткости асфальтобетонных материалов во время хранения при низкой температуре, напрямую влияет на трещиностойкость дорожного покрытия в холодных условиях.

Традиционный метод испытаний с использованием изгибающего балочного реометра (BBR) (T 313) требует только одного часа кондиционирования и не может полностью имитировать изменения характеристик реальных дорожных покрытий, подвергающихся длительному воздействию низких температур. Инновация стандарта T 406-23 заключается во введении увеличенного времени кондиционирования (1 ч, 24 ч и 72 ч) и двойной системы температур кондиционирования (TLC и THC). Эта система использует экстраполяцию для определения предельных температур при трех временах кондиционирования и двух температурах кондиционирования, что позволяет более точно оценивать класс низкотемпературных эксплуатационных свойств асфальтобетонных вяжущих. Теоретической основой этого стандарта является зависящее от температуры и времени физическое упрочнение асфальтобетонных вяжущих при низких температурах. В этом стандарте используется реометр с изгибающей балкой для измерения образцов асфальтобетона, состаренных по RTFOT (T 240) и PAV (R 28). Диапазон температур испытания составляет от -36 °C до 0 °C и применим к материалам со значениями жесткости на изгиб от 20 МПа до 1 ГПа.

Основные нововведения в методологии отражены в:

< td>Точки температуры испытания

Размерность параметров	Традиционный метод T 313	Расширенный метод T 406-23	Технические преимущества
Время кондиционирования	1 час	1 ч/24 ч/72 ч три периода времени	Моделирование долговременного низкотемпературного старения
Температура кондиционирования	Единая температура	Двойные температуры TLC и THC	Охват различных уровней холода
1 температура	Двойные температуры: THT и TLT	Улучшает точность экстраполяции
Количество образцов	2	10 (включая запасные образцы)	Гарантирует надежность данных

Эта многомерная схема испытания позволяет точно определять предельные температуры (Tm и TS), предельный класс (TL) и предельный класс при низкой температуре (LTLG), а также рассчитывать потерю класса, обеспечивая более научную основу для оценки эксплуатационных характеристик асфальта.

Приборы и технические требования

Стандарт требует использования системы изгибного балочного реометра, соответствующей T 313, и особо подчеркивает требования к точности для морозильной камеры с воздушным охлаждением. Морозильная камера должна поддерживать допуск температуры ±1,0 °C при температуре кондиционирования. Устройство измерения температуры должно соответствовать стандартам M 339M/M 339, охватывая диапазон температур от -30 °C до -10 °C с точностью ±0,25 °C. Допустимые типы термометров включают: ртутные термометры ASTM E1, термисторные термометры ASTM E879, платиновые термометры сопротивления ASTM E1137/E1137M Pt-100 RTD (класс A) или платиновые термометры сопротивления IEC 60751:2008 Pt-100 RTD (класс A). Для размещения образца требуется плоская алюминиевая пластина; при необходимости для предотвращения прилипания образца можно использовать тефлоновые листы. Процедура испытаний и контроль качества Процедура испытаний использует матричную конструкцию с 10 образцами, разделенными на две группы и выдержанными при температурах ТСХ и ТГК соответственно. В качестве примера в специальной тестовой матрице взят сорт PG XX-34:

< td>-14°C

Контейнер для кондиционирования	Номер образца	Температура кондиционирования	Температура испытания
I(THC)	A1	-14°C	-18°C
	A2	-14°C	-18°C
	B1	-24°C
	B2	-14°C	-24°C
	Резервный образец	-14°C	-

Перенос образцов между сосудом для кондиционирования и испытательной ванной должен быть завершён в течение 10 секунд, чтобы предотвратить обратимость явления физического упрочнения. После каждого цикла кондиционирования (1 час, 24 часа и 72 часа) образец стабилизировали при температуре испытания в течение 10 ± 2,0 минут перед испытанием в соответствии с процедурой T 313.

Анализ данных и результаты расчётов

Для обработки данных использовался систематический метод расчёта: сначала были рассчитаны среднее значение m и средняя жёсткость ползучести (время нагрузки 60 секунд) при каждой температуре испытания. Затем методом интерполяции или экстраполяции рассчитывались значения Tm (температура, при которой значение m равно 0,300) и TS (температура, при которой жёсткость ползучести равна 300 МПа).

Ключевые результаты расчетов включают:

Предельная температура: Tm-10°C (на основе значения m) и TS-10°C (на основе жесткости ползучести)
Предельный класс (TL): более высокая из двух предельных температур
Предельный класс при низкой температуре (LTLG): самый теплый из всех предельных классов
TLBBR: предельный класс при температуре TLC и времени кондиционирования 1 час
Потеря класса: разница между TLBBR и LTLG

Эти параметры всесторонне отражают изменения эксплуатационных характеристик битумного вяжущего при различных условиях низких температур и времени, обеспечивая количественную основу для инженерной практики.

Стандартные рекомендации по внедрению и примеры применения

Лабораторная реализация Требования

Лаборатории, внедряющие этот стандарт, должны внедрить систему менеджмента качества, соответствующую требованиям R 18, чтобы гарантировать, что квалификация персонала, калибровка оборудования и техническое обслуживание соответствуют требованиям стандарта. В частности, регулярная калибровка реометра изгибающей балки и оборудования для контроля температуры имеет решающее значение, и рекомендуется вести подробные записи о техническом обслуживании и калибровке оборудования.

Руководство по инженерному применению

При выборе материалов для асфальтобетонного покрытия в холодных регионах рекомендуется отдавать приоритет асфальтобетонным вяжущим с меньшей потерей класса. Например, при той же марке PG материалы с меньшей потерей класса показывают большую стойкость к физическому старению и больше подходят для использования в холодных регионах с большими колебаниями температур.

Исследования конкретных случаев показали, что асфальтобетонные вяжущие, испытанные с использованием стандарта T 406-23, демонстрируют превосходную стойкость к низкотемпературному растрескиванию в реальных проектах. В проекте автомагистрали на севере Китая использовался асфальтобетон PG 58-34, который прошел расширенное испытание BBR. После трех зим эксплуатации количество трещин на дорожном покрытии было примерно на 35% ниже, чем у аналогичных материалов, испытанных традиционными методами.

Тенденции и перспективы развития технологий

С углублением исследований низкотемпературных свойств асфальтовых материалов стандарт T 406-23 представляет собой новейшую разработку в технологии испытаний на физическое старение. Возможные будущие технологические разработки включают:

Более точные температурные и временные ряды для создания более точных моделей прогнозирования характеристик
Интеграция с другими методами испытаний на старение (такими как УФ-старение и химическое старение)
Управление цифровыми данными испытаний и приложения для анализа больших данных
Прямое соединение с моделями механики дорожного покрытия для получения точных прогнозов от испытания материалов до структурных характеристик

Внедрение этого стандарта будет способствовать преобразованию оценки низкотемпературных характеристик асфальтобетонного материала из одного показателя в многомерную оценку полного процесса, обеспечивая более научную и надежную техническую поддержку для проектирования и выбора материалов для дорожного покрытия в холодных регионах.

AASHTO T 406-2023 Ссылочный документ

AASHTO R 18 Создание и внедрение системы управления качеством для лабораторий по испытанию строительных материалов
AASHTO R 28 Стандартная практика ускоренного старения асфальтового вяжущего с использованием резервуара для старения под давлением (PAV)
AASHTO R 29 Стандартная практика оценки или проверки класса эксплуатационных качеств (PG) асфальтового вяжущего*， 2025-10-23 Обновление
AASHTO T 240 Стандартный метод испытания воздействия тепла и воздуха на движущуюся пленку асфальтового вяжущего (испытание в печи с прокаткой тонкой пленки) (обозначение ASTM: D2872-22)*， 2024-05-18 Обновление
AASHTO T 313 Стандартный метод испытания для определения изгиба жесткости при ползучести вязкого асфальта с использованием риометра изгибающегося стержня (BBR)*， 2025-01-01 Обновление

AASHTO T 406-2023 История

2023 AASHTO T 406-2023 Определение класса эксплуатационных свойств физически состаренного асфальтового вяжущего с использованием метода реометра с удлиненной изгибающей балкой (BBR)

Определение класса эксплуатационных свойств физически состаренного асфальтового вяжущего с использованием метода реометра с удлиненной изгибающей балкой (BBR)