POLECAMY
-20%
Autor:
Wydawca:
Format:
Przedmiotem podjętych prac badawczych była ocena właściwości lepkosprężystych drogowych asfaltów modyfikowanych zawierających elastomer SBS w ilości 0–9%, wykazujących jednakową penetrację w temperaturze 25°C. Próbki asfaltów modyfikowanych zostały przygotowane metodą alternatywną, poprzez wymieszanie asfaltów drogowych rodzaju 50/70 z koncentratem asfaltu modyfikowanego o zawartości 9% elastomeru SBS.
W zasadniczej części programu badawczego wykonano testy rozciągania prętów asfaltowych w duktylometrze w temperaturze 0–25°C, zginanie belek asfaltowych w reometrze BBR w temperaturze od –40 do –16°C oraz badanie ścinania lepiszczy w reometrze DSR przy kinematycznym wymuszeniu oscylacyjnym, w zakresie temperatury od +80 do –40°C.
Podczas badań lepiszczy asfaltowych zaobserwowano zjawiska reologiczne charakterystyczne dla materiałów o właściwościach lepkosprężystych: pełzanie, pełzanie odwrotne oraz relaksację naprężeń. Dane uzyskane z badań doświadczalnych zostały poddane modelowaniu matematycznemu polegającemu na ich aproksymacji z użyciem modeli reologicznych ciał liniowo lepkosprężystych. Stwierdzono bardzo dużą zgodność przebiegu krzywych modelowych z wynikami badań empirycznych, w szczególności przy zastosowaniu modeli uogólnionych (wartości współczynnika determinacji R2 > 0,99).
Na podstawie wyników badań wykonanych metodą reometru DSR stwierdzono, że wszystkie badane asfalty modyfikowane wykazują właściwości lepkosprężyste w całym zakresie temperatur występujących podczas eksploatacji nawierzchni asfaltowych w Polsce (od –30 do +60°C). Wykazano również, że znaczne polepszenie właściwości sprężystych, zmniejszenie wrażliwości temperaturowej oraz zwiększenie wskaźnika odporności mieszanek mineralno- -asfaltowych koleinowanie G* / sind , możliwe jest dopiero przy takich zawartościach kopolimeru SBS w asfalcie modyfikowanym, gdy dochodzi do utworzenia ciągłej sieci polimerowej w strukturze lepiszcza. W przypadku asfaltów badanych w pracy, taki efekt uzyskano przy zawartości elastomeru SBS wynoszącej co najmniej 4,5%.
Zaproponowano dwa parametry służące do oceny właściwości asfaltów modyfikowanych. Pierwszym jest wskaźnik wartości maksymalnych MVR, zdefiniowany jako stosunek wartości sił rozciagających osiąganych w drugim i w pierwszym maksimum (mierzonych w duktylometrze), będący prostą miarą efektywności modyfikacji asfaltów polimerami. Natomiast drugim jest indeks modułu zespolonego CMI, wyznaczony na podstawie wartości zespolonego modułu ścinania oznaczonego w reometrze DSR w temperaturach –30°C oraz +60°C, który umożliwia kompleksową ocenę wrażliwości temperaturowej asfaltów w całym zakresie temperatur, w jakich lepiszcze pracuje w nawierzchni asfaltowej.
Rok wydania | 2013 |
---|---|
Liczba stron | 228 |
Kategoria | Budownictwo |
Wydawca | Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej |
ISBN-13 | 978-83-7775-280-7 |
Numer wydania | 1 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
1. WSTĘP | 5 |
2. WŁAŚCIWOŚCI LEPKOSPRĘŻYSTE ASFALTÓW MODYFIKOWANYCH | 9 |
2.1. Wprowadzenie | 9 |
2.2. Asfalty modyfikowane elastomerem SBS | 10 |
2.3. Zastosowanie innych polimerów do modyfikacji asfaltów | 22 |
2.4. Asfalty modyfikowane gumą | 25 |
2.5. Zastosowanie asfaltów naturalnych do modyfikacji asfaltów ponaftowych | 27 |
2.6. Modyfikacja asfaltów dodatkiem soli organo-metalicznej | 28 |
2.7. Asfalty modyfikowane żywicami epoksydowymi | 30 |
2.8. Inne sposoby ulepszania asfaltów | 32 |
2.9. Właściwości asfaltów modyfikowanych a zachowanie mieszanek mineralno-asfaltowych w nawierzchniach drogowych | 37 |
3. MODELE REOLOGICZNE CIAŁ LINIOWO LEPKOSPRĘŻYSTYCH | 43 |
3.1. Podstawy reologii | 43 |
3.2. Zasady tworzenia modeli reologicznych | 45 |
3.3. Podstawowe próby doświadczalne | 47 |
3.4. Równania konstytutywne | 48 |
3.5. Modele jednoparametrowe | 48 |
3.6. Modele dwuparametrowe | 51 |
3.7. Modele trójparametrowe i czteroparametrowe | 56 |
3.8. Modele uogólnione | 61 |
3.9. Model ciała sprężysto/lepkoplastycznego Binghama | 65 |
3.10. Wybrane przykłady modelowania zjawisk reologicznych zachodzących w asfaltach i w mieszankach mineralno-asfaltowych | 67 |
4. TEZY, CEL I ZAKRES PRACY | 70 |
5. METODYKA BADAŃ LEPISZCZY ASFALTOWYCH | 72 |
5.1. Charakterystyka asfaltów poddanych badaniom | 72 |
5.1.1. Wybór asfaltów do badań | 72 |
5.1.2. Skład grupowy asfaltów referencyjnych | 74 |
5.1.3. Opis procedury przygotowania próbek asfaltów modyfikowanych | 75 |
5.2. Opis badań eksperymentalnych lepiszczy asfaltowych | 77 |
5.2.1. Wprowadzenie | 77 |
5.2.2. Podstawowe właściwości i wrażliwość temperaturowa | 79 |
5.2.3. Test rozciągania z rejestracją siły | 83 |
5.2.4. Zachowanie w niskich temperaturach – badanie w reometrze zginanej belki (BBR) | 89 |
5.2.5. Zachowanie przy sinusoidalnym wymuszeniu kinematycznym – badanie w reometrze dynamicznego ścinania (DSR) | 91 |
5.2.6. Obrazy mikroskopowe morfologii asfaltów modyfikowanych | 93 |
6. METODY STATYSTYCZNE STOSOWANE DO WYZNACZANIA NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH ORAZ ODRZUCANIA WYNIKÓW ODBIEGAJĄCYCH | 95 |
6.1. Wprowadzenie | 95 |
6.2. Zasady obliczania niepewności pomiarowych | 96 |
6.2.1. Podstawowe wiadomości na temat niepewności pomiarowych | 96 |
6.2.2. Obliczanie niepewności pomiarów bezpośrednich | 97 |
6.2.3. Obliczanie niepewności pomiarów pośrednich | 98 |
6.3. Metody statystyczne odrzucania wyników odbiegających | 100 |
6.4. Przykłady obliczania niepewności pomiaru wybranych właściwości lepiszczy asfaltowych | 102 |
6.4.1. Wyniki oznaczenia podstawowych właściwości asfaltu modyfikowanego | 103 |
6.4.2. Wyniki oznaczania nawrotu sprężystego asfaltu modyfikowanego | 107 |
6.5. Podsumowanie | 109 |
7. WYNIKI BADAŃ LEPISZCZY ASFALTOWYCH I ICH ANALIZA | 111 |
7.1. Podstawowe właściwości i wrażliwość temperaturowa | 111 |
7.2. Test rozciągania w duktylometrze | 117 |
7.3. Badanie w reometrze zginanej belki (BBR) | 131 |
7.4. Badanie w reometrze dynamicznego ścinania (DSR) | 138 |
7.5. Obrazy mikroskopowe morfologii asfaltów modyfikowanych | 148 |
8. MODELOWANIE ZJAWISK REOLOGICZNYCH ZACHODZĄCYCH W BADANYCH LEPISZCZACH ASFALTOWYCH | 154 |
8.1. Pełzanie odwrotne prętów asfaltowych poddanych prostemu rozciąganiu | 154 |
8.2. Relaksacja naprężeń w prętach asfaltowych poddanych prostemu rozciąganiu | 172 |
8.3. Pełzanie oraz pełzanie odwrotne zginanych belek asfaltowych | 181 |
8.4. Uwagi końcowe | 201 |
9. WNIOSKI | 204 |
BIBLIOGRAFIA | 207 |
STRESZCZENIE | 224 |
SUMMARY | 226 |