"ПНСТ 318-2018. Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические. Методы испытаний на долговечность"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.12.2018 N 68-пнст)

1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса" (АНО "НИИ ТСК"), Обществом с ограниченной ответственностью "Мегатех инжиниринг" (ООО "Мегатех инжиниринг")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 декабря 2018 г. N 68-пнст

Настоящий стандарт распространяется на геосинтетические материалы, применяемые при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте автомобильных дорог, сооружений на них, которые выполняют функции армирования, разделения, борьбы с эрозией, дренирования в соответствии с классификацией, установленной в ГОСТ Р 55028.

Стандарт устанавливает методы испытаний для определения показателей долговечности.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.068 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Классификация и общие требования

ГОСТ 12.4.131 Халаты женские. Технические условия

ГОСТ 12.4.132 Халаты мужские. Технические условия

ГОСТ 12.4.252 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты рук. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 5781 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 32703 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования

ГОСТ 32824 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный. Технические требования

ГОСТ ISO 9862 Материалы геосинтетические. Порядок отбора и подготовки образцов для испытаний

ГОСТ Р 55028 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Классификация, термины и определения

ГОСТ Р 55030 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения прочности при растяжении

ГОСТ Р 55031 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к ультрафиолетовому излучению

ГОСТ Р 55032 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к многократному замораживанию и оттаиванию

ГОСТ Р 55034 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для армирования асфальтобетонных слоев дорожной одежды. Метод определения теплостойкости

ГОСТ Р 55035 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к агрессивным средам

ГОСТ Р 56336 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические. Метод определения стойкости к циклическим нагрузкам

ГОСТ Р 56338-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для армирования нижних слоев основания дорожной одежды. Технические требования

ГОСТ Р 56339-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения ползучести при растяжении и разрыва при ползучести

ПНСТ 132 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Методика определения устойчивости геосинтетических материалов к микробиологическому воздействию

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 55028, ГОСТ Р 56336, а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1 долговечность (durability): Способность геосинтетического материала на протяжении всего срока службы дорожной конструкции сопротивляться воздействию погодных, механических, химических, биологических и других воздействующих факторов для обеспечения требуемых проектом расчетных характеристик прочности.

4.1 В качестве показателя долговечности геосинтетического материала используют T_дол, характеризующий прочность после воздействия факторов в зависимости от выполняемой функции (области применения геосинтетического материала), который вычисляют для продольного и поперечного направлений по формуле

где T_нор - прочность материала при растяжении, определяемая по ГОСТ Р 55030 для всех материалов, кроме геосотовых, и по ГОСТ Р 56338-2015 (приложение А) для геосотовых материалов;

к_общ - обобщенный коэффициент долговечности, вычисляемый в общем случае по формуле

где к_1x - коэффициент, учитывающий снижение прочности от механических повреждений материала при укладке:

- в песок (к₁₁);

- щебень фракции от 4 до 8 мм (к₁₂);

- щебень фракции от 31,5 до 63,0 мм (к₁₃);

к₂ - коэффициент, учитывающий снижение прочности от ползучести;

к₃ - коэффициент, учитывающий снижение прочности от воздействия ультрафиолетового излучения;

к_4x - коэффициент, учитывающий снижение прочности от воздействия агрессивных сред:

- в кислотной среде (к₄₁);

- в щелочной среде (к₄₂);

к₅ - коэффициент, учитывающий снижение прочности от микробиологического воздействия;

к₆ - коэффициент, учитывающий снижение прочности от многократного замораживания и оттаивания (далее - морозостойкости);

к₇ - коэффициент, учитывающий снижение прочности от воздействия повышенных температур (теплостойкость);

к₈ - коэффициент, учитывающий прочность швов геосотовых материалов.

Примечания

1 Значения каждого коэффициента должны быть не менее единицы.

2 Для геосинтетического материала с прочностью при растяжении свыше 500 кН/м показатель долговечности T_дол может быть вычислен при ширине испытуемого образца от 200 до 50 мм.

3 Коэффициент, учитывающий прочность швов геосотовых материалов, (к₈) вычисляют только в случаях применения геосотовых материалов.

Испытаниям подлежат серийно выпускаемые геосинтетические материалы.

Заявитель предоставляет в лабораторию пробу геосинтетического материала с комплектом следующих документов:

- акт отбора образцов, в котором должно быть указано наименование материала (марка), информация о производителе, номер партии, идентификационные признаки документа, устанавливающего требования к геосинтетическому материалу (документ по стандартизации);

- копия паспорта на партию продукции.

Коэффициенты долговечности определяют для геосинтетического материала конкретного наименования (марки) в соответствии с актом отбора проб.

Коэффициенты долговечности выбирают в соответствии с функцией, выполняемой геосинтетическим материалом в конструкции:

- армирование (асфальтобетонных слоев дорожной одежды; слоев дорожной одежды из минеральных материалов; основания и тела земляного полотна, откосов и армогрунтовых подпорных стен);

- разделение;

- борьба с эрозией;

- дренирование.

Для геосинтетического материала, выполняющего функцию армирования асфальтобетонных слоев дорожной одежды, коэффициенты долговечности выбирают в соответствии с таблицей 1.

Для геосинтетического материала, выполняющего функцию армирования слоев дорожной одежды из минеральных материалов, коэффициенты долговечности выбирают в соответствии с таблицей 2.

Для геосинтетического материала, выполняющего функцию армирования основания и тела земляного полотна, откосов и армогрунтовых подпорных стен, коэффициенты долговечности выбирают в соответствии с таблицей 3.

4.4 Коэффициенты долговечности геосинтетических материалов, выполняющих функцию разделения

Для геосинтетического материала, выполняющего функцию разделения слоев дорожной одежды из минеральных материалов, коэффициенты долговечности выбирают в соответствии с таблицей 4.

Для геосинтетического материала, выполняющего функцию борьбы с эрозией на откосах, коэффициенты долговечности выбирают в соответствии с таблицей 5.

Испытания на устойчивость к микробиологическому воздействию и устойчивости к кислотной или щелочной среде не проводят для биоразлагаемого материала (биомата). Соответствующие коэффициенты принимают равными единице.

Для геосинтетического материала, выполняющего функцию дренирования, коэффициенты долговечности выбирают в соответствии с таблицей 6.

Коэффициенты, учитывающие снижение прочности от механических повреждений материала при укладке в песок и щебень фракции от 31,5 до 63,0 мм (к₁₁; к₁₃), определяют в соответствии с приложением А.

Коэффициент, учитывающий снижение прочности от механических повреждений материала при укладке в щебень фракции от 4 до 8 мм, (к₁₂) вычисляют по формуле

где C_r - наименьший показатель среднеарифметических значений индекса повреждения в продольном и поперечном направлениях материала в соответствии с ГОСТ Р 56336 со следующими уточнениями: в качестве дискретного заполнителя используется фракционированный щебень из изверженных пород марки по дробимости не менее М 1200 с фракцией от 4 до 8 мм по ГОСТ 32703.

Значение коэффициента округляют до двух значащих цифр.

Примечание - При определении коэффициента, учитывающего снижение прочности от механических повреждений материала при укладке, для конкретного объекта строительства могут быть использованы другие минеральные материалы.

Коэффициент, учитывающий снижение прочности от ползучести (к₂), определяют в соответствии с приложением Б.

Коэффициент, учитывающий снижение прочности от воздействия ультрафиолетового излучения, вычисляют по формуле

где C_уф - наименьший показатель устойчивости к воздействию ультрафиолетового излучения между продольным и поперечным направлениями материала в соответствии с ГОСТ Р 55031.

Значение коэффициента округляют до двух значащих цифр.

Коэффициент, учитывающий снижение прочности от воздействия агрессивных сред, вычисляют отдельно для кислотной и щелочной среды по формуле

где C_агр - наименьший показатель устойчивости к кислотной (щелочной) среде между продольным и поперечным направлениями материала в соответствии с ГОСТ Р 55035.

Значение коэффициента округляют до двух значащих цифр.

Коэффициент, учитывающий снижение прочности от воздействия микроорганизмов, вычисляют по формуле

где C_m - наименьший показатель устойчивости к микробиологическому воздействию между продольным и поперечным направлениями материала в соответствии с ПНСТ 132.

Значение коэффициента округляют до двух значащих цифр.

Коэффициент, учитывающий снижение прочности от морозостойкости, вычисляют по формуле

где C_t - наименьший показатель морозостойкости между продольным и поперечным направлениями материала в соответствии с ГОСТ Р 55032.

Значение коэффициента округляют до двух значащих цифр.

Коэффициент, учитывающий снижение прочности от воздействия повышенных температур, вычисляют по формуле

где C_тепл - наименьший показатель теплостойкости между продольным и поперечным направлениями материала в соответствии с ГОСТ Р 55034.

Значение коэффициента округляют до двух значащих цифр.

Коэффициент, учитывающий прочность швов геосотовых материалов, вычисляют по формуле

где - наименьшая прочность шва, в процентах от прочности основного материала, между результатами испытаний шва на отрыв и сдвиг в соответствии с ГОСТ Р 56338-2015 (приложение Б).

Значение коэффициента округляют до двух значащих цифр.

При работе с геосинтетическими материалами используют защитную одежду по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки по ГОСТ 12.4.252. При работе с материалами, содержащими стекловолокно, дополнительно используют защитные дерматологические средства от пыли по ГОСТ 12.4.068.

Испытанный материал утилизируют в качестве твердых строительных отходов, соответствующих классу опасности не выше IV по ГОСТ 12.1.007, если иное не указано изготовителем материала на его упаковке или в сопроводительных документах.

Результаты испытаний оформляют в виде свидетельства оценки долговечности на конкретную марку материала или свидетельства оценки показателя долговечности на серию.

Оформление свидетельства оценки долговечности осуществляют на основании протоколов испытаний геосинтетических материалов, выданных не позднее одного года с даты выдачи свидетельства оценки долговечности.

Срок действия свидетельства оценки долговечности - 5 лет.

Свидетельство оценки долговечности на конкретную марку материала должно содержать:

- наименование организации, выдавшей свидетельство оценки долговечности;

- наименование "свидетельство оценки долговечности";

- регистрационный номер;

- срок действия свидетельства оценки долговечности;

- наименование производителя геосинтетического материала;

- наименование (марку) испытанного геосинтетического материала;

- ссылку на стандарт организации, в котором установлены требования к испытанному геосинтетическому материалу и правила идентификации;

- ссылку на протоколы испытаний, на основании которых вычислен каждый коэффициент с указанием испытательной лаборатории, проводившей данное испытание;

- рассчитанные коэффициенты долговечности для продольного и поперечного направлений;

- должность, ФИО и подпись руководителя организации, выдавшей свидетельство оценки долговечности, печать юридического лица.

Для распространения коэффициентов на геосинтетические материалы одного вида (серию продукции), изготавливаемые по одинаковой технологии, выполняющие одинаковые функции, требования к которым определены в одном стандарте организации, имеющие общие идентификационные признаки и отличающиеся прочностными характеристиками, необходимо испытать три материала из серии.

Данной серии присваивают наихудшие из коэффициентов, полученных по результатам испытаний.

Серия ограничивается значениями прочностных характеристик минимальной и максимальной прочности испытанных материалов.

Свидетельство оценки долговечности на серию должно содержать:

- наименование организации, выдавшей свидетельство оценки долговечности;

- наименование "свидетельство оценки долговечности";

- регистрационный номер;

- срок действия свидетельства оценки долговечности;

- наименование производителя геосинтетического материала;

- общее обозначение (идентификационные признаки) серии геосинтетических материалов;

- ссылку на стандарт организации, в котором установлены требования к испытанным геосинтетическим материалам и правила их идентификации;

- диапазон прочностных характеристик геосинтетических материалов, на который распространяется свидетельство оценки долговечности, или обозначения марок материалов;

- ссылки на свидетельства оценки долговечности геосинтетического материала, на основании которых результаты распространены на серию;

- рассчитанные коэффициенты долговечности;

- должность, ФИО и подпись руководителя организации, выдавшей свидетельство оценки долговечности, печать юридического лица.

А.1 Сущность метода заключается в проведении испытаний образцов геосинтетических материалов на прочность при растяжении после воздействия песка или щебня и сравнения с прочностью при растяжении для исходных образцов. Основное отличие данного метода от лабораторных испытаний состоит в моделировании реальных условий укладки геосинтетических материалов в различных дорожных материалах (песок, щебень).

При проведении испытаний применяют следующие средства измерений, испытательное оборудование, вспомогательные устройства и материалы:

- оборудование в соответствии с ГОСТ Р 55030;

- стальные монтажные П-образные анкеры для крепления геосинтетического материала к поверхности. Монтажный анкер выполняется из арматуры А-II (А300) 12 мм сталь Ст5сп, Ст5пс2 по ГОСТ 5781. Длина анкера 30 см, полка 10 см. Длина заготовки 0,7 м. Допускается применение других анкеров в соответствии со стандартом организации на испытываемый материал;

- фракционированный щебень из изверженных пород марки по дробимости не менее М 1200 с фракцией от 31,5 до 63,0 мм по ГОСТ 32703 (далее - щебень);

- песок с модулем крупности от 2,3 до 3,3 по ГОСТ 32824;

- каток для уплотнения строительного материала массой не менее 10 т, обеспечивающий вибрацию с верхней амплитудой от 1,5 до 2 мм.

Объединенный образец геосинтетического материала вырезают из одной упаковочной единицы (рулона, брикета и т.д.), размером не менее (2 x 2) м, который затем разделяют на две части, размером не менее (1 x 2) м. Первая часть (испытуемый образец) для измерения прочности геосинтетического материала после воздействия, а вторая (исходный образец) - для оценки исходной прочности.

Допускается одновременная подготовка геосинтетических материалов разных видов.

При подготовке к проведению испытаний проводят следующие работы:

- подготавливают котлован размером, позволяющим разместить испытательные образцы, таким образом, чтобы расстояние от ближних к стенкам котлована кромок испытуемых образцов составляло не менее 1 м;

- испытуемый образец размещают на подготовленное, выровненное песчаное основание котлована с предварительным уплотнением и укрепляют стальными монтажными анкерами в четырех точках по периметру образца. В основании должны отсутствовать каменные включения и строительный мусор;

- проводят засыпку котлована с испытуемым образцом песком или щебнем, в зависимости от определяемого коэффициента долговечности. Засыпку строительным материалом проводят механическим и ручным способом. Проход техники по непокрытому испытуемому образцу запрещен;

- уплотняют уложенный слой до толщины (30 +/- 5) см;

- степень уплотнения обеспечивается в соответствии с действующими документами по стандартизации. При необходимости могут быть проведены испытания при более жестких условиях эксплуатации по месту укладки материала;

- извлекают испытуемый образец без нанесения дополнительных повреждений. Допускается использование механических средств (бульдозер, грейдер и др.) для удаления не более 15 см верхнего слоя;

- извлеченный испытуемый образец (1-я группа образцов) и исходный образец (2-я группа образцов) готовят для проведения испытаний по ГОСТ Р 55030.

Испытания двух групп образцов проводят в соответствии с ГОСТ Р 55030.

Коэффициент долговечности, учитывающий снижение прочности от механических повреждений при воздействии (к_1x) вычисляют по формуле (А.1)

где T_кx - прочность при растяжении материала после воздействия, кН/м:

T₀ - прочность при растяжении исходного материала, кН/м.

Результаты испытаний заносят в протокол испытаний, который должен содержать:

- дату проведения испытаний;

- название организации, проводившей испытания;

- наименование геосинтетического материала;

- ссылку на акт отбора проб;

- результаты испытаний, указанные в разделе А.5;

- информацию о применяемом дорожном материале (песок, щебень);

- прочность при растяжении исходного материала;

- прочность при растяжении материала после механического воздействия;

- коэффициент долговечности, учитывающий снижение прочности от механических повреждений при укладке.

Б.1 Сущность метода заключается в определении длительной прочности при ползучести (т.е. времени до разрыва образца). Метод предусматривает определение характера изменения деформации образца во времени под воздействием нагрузки, меньшей по значению, чем прочность при растяжении в соответствии с ГОСТ Р 56339-2015 (раздел 5, второй способ).

При проведении испытаний применяют следующие средства измерений, испытательное оборудование, вспомогательные устройства и материалы:

- установка для испытания на ползучесть в соответствии с ГОСТ Р 56339-2015 (раздел 4).

Подготовка образцов для проведения испытаний - в соответствии с ГОСТ ISO 9862.

Образцы геосинтетического материала испытываются на разрыв при ползучести при разных уровнях задаваемой нагрузки в соответствии с ГОСТ Р 56339-2015. Образцы должны быть испытаны в том направлении, в котором будет прикладываться нагрузка при их использовании. Нагрузки, применяемые в процессе испытаний на разрыв при ползучести, должны быть выражены в процентах от прочности при растяжении (% от T_нор).

Прочность при растяжении материала в том же направлении должна быть определена в соответствии с ГОСТ Р 55030 с использованием зажимов, подобных тем, которые используются для испытания на длительную прочность.

Для предельного состояния конструкции зависимость разрыва при ползучести от времени до разрушения должна быть определена не менее чем по результатам 12 испытаний. По крайней мере четыре результата испытаний должны иметь разрыв при ползучести при времени до разрушения от 100 ч до 1000 ч, четыре результата испытаний должны иметь разрыв при времени до разрушения от 1000 ч до 10000 ч, и один результат измерений должен иметь время до разрушения (разрыва) от 4000 до 10000 ч.

Б.5.1 По результатам испытаний строят график: по оси ординат откладывают нагрузку на единицу ширины T, выраженную в % от T_нор, по оси абсцисс - время до разрушения .

Примечание - Данная система координат должна обеспечивать получение линейного участка на диаграмме в полулогарифмической системе координат. Если построенная зависимость не является линейной, то необходимо построение в полном логарифмическом масштабе.

Б.5.2 Результаты испытаний аппроксимируют линейной функцией с помощью статистического регрессионного анализа.

Линейная аппроксимация проводится с помощью статистического регрессионного анализа. Уравнение прямой линии (линия регрессии) определяется по формуле

где x - логарифм времени разрушения ;

y - нагрузка на единицу ширины T;

, - средние арифметические значения x и y соответственно:

и 

(x_i, y_i) - координаты i-й точки;

где n - общее число точек разрыва при ползучести;

Для полулогарифмической шкалы градиент равен 1/m и выражается в процентах прочности на растяжение за десятилетие времени.

Пересечения y₀ с x = 0 (т.е. при , t = 1 ч) определяют по формуле

Б.5.3 Значение нагрузки на единицу ширины T_н, в % от T_нор, при расчетном сроке службы (t_н) определяют методом экстраполяции по . Расчетный срок службы принимают равным 1000000 ч (примерно 114 лет).

Б.5.4 Коэффициент, учитывающий снижение прочности от разрыва при ползучести, к₂, вычисляют по формуле

Примечание - к₂ должен быть больше единицы.

Результаты испытаний оформляют протоколом, который должен содержать следующую информацию:

- дату проведения испытаний;

- название организации, проводившей испытания;

- наименование геосинтетического материала;

- ссылку на акт отбора проб;

- результаты испытаний: значения нагрузки на ширину образца T_н (в % от T_нор), значения времени до разрыва t_р (в часах), логарифмы значений времени до разрыва , расчетный срок службы (t_н);

- графики приложенной нагрузки (или функции приложенной нагрузки) в зависимости от времени до разрыва;

- уравнение линии регрессии;

- значение коэффициента, учитывающего снижение прочности от разрыва при ползучести, к₂.

На рисунке Б.1 представлены результаты испытаний материала на разрыв при ползучести при различных нагрузках, а также проведен перерасчет времени до разрыва для логарифмической шкалы.

--------------------------------

<*> Разрушение образца не произошло после 10000 ч воздействия нагрузки.

Расчетный срок службы составляет 1000000 ч (примерно 114 лет). Тогда десятичный логарифм для данного времени составит:

Далее в свободной ячейке вводим формулу в соответствии с рисунком Б.2.

Коэффициент к₂ рассчитывается по формуле в соответствии с рисунком Б.3.

По результатам полученных расчетов строят график (рисунок Б.4).

Значение коэффициента к₂ округляют до двух значащих цифр: к₂ = 1,78.