PDF created with pdffactory Pro trial version

Transkript

1 Zkoušení asfaltových pojiv Ing. Petr Hýzl, Ph.D. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav pozemních komunikací, Veveří 95, Brno

2 Asfalt Směs uhlovodíků, jejíž viskoelastické chování se mění se změnou teploty. Jedná se o koloidní směs vysoce molekulárních uhlovodíků, vkteré je zastoupeno až kolem tisíce různých sloučenin. Ty se v zásadě rozdělují na: - tekuté složky (oleje, pryskyřice označované maltény) a - pevné částice asfaltény. Základní rozdělení - Přírodní - Ropné

3 Asfalty přírodní Jezero Trinidad 35 ha 90 m hl. 160 st. C, síta, tvrdý, míchání s měkkým ropným asfaltem Selenica - Albánie

4 Asfalty ropné Destilace surové ropy - atmosferická destilační kolona - kerosin, benzín, petrolej, oleje, mazut - vakuová destilační kolona další 3 olejové frakce, asfalt Destilační, polofoukané, foukané, modifikované (termoplastické polymery elastomery, plastomery)

5 Asfalt Visko elastické chování

6 Konvenční zkoušky asfaltových pojiv 1. Stanovení penetrace jehlou 2. Stanovení bodu měknutí metodou KK 3. Stanovení teploty lámavosti podle Fraasse 4. Vratná duktilita 5. Silová duktilita

7 Stanovení penetrace jehlou ČSN EN 1426 Podstata metody: stanovení průniku jehly do vzorku asfaltu (v 0,1 mm) při teplotě lázně 25 C po dobu 5 s. Celkové zatížení na jehlu je 100g.

8 Stanovení penetrace jehlou ČSN EN 1426 Základní pomůcky: 1. Penetrometr 2. Penetrační jehla 3. Teploměr 4. Vodní lázeň

9 Stanovení penetrace jehlou ČSN EN 1426 Průběh zkoušky: 1. Nalití vzorku do nádobky (min. 100g) 2. Zchládnutí na laboratorní teplotu 3. Temperace na 25 C ve vodní lázni 4. Očištění a osazení penetrační jehly 5. Hrot jehly těsně k povrchu 6. Stanovení penetrace (25 C, 100g, 5s) 3x

10 Stanovení penetrace jehlou ČSN EN 1426 Platné stanovení: Penetrace Do až až a více Max. rozdíl mezi stanoveními Vyjádření výsledků: Hodnota penetrace je aritmetický průměr platných stanovení v desetinách milimetru zaokrouhlený na nejbližší celé číslo.

11 Specifikace pro silniční asfalty ČSN EN Výběr hlavních vlastností + národní dodatky Označení druhů Zkoušky asfaltu Jednotka Metoda 20/30 30/45 35/50 40/60 50/70 70/ / / /330 Penetrace 0,1 mm EN Bod měknutí C EN Bod lámavosti podle Fraasse C EN

12 Specifikace pro silniční asfalty ČSN EN Výběr hlavních vlastností + národní dodatky Označení druhů Zkoušky asfaltu Jednotka Metoda 20/30 30/45 35/50 40/60 50/70 70/ / / /330 Penetrace 0,1 mm EN Bod měknutí C EN Bod lámavosti podle Fraasse C EN

13 Stanovení bodu měknutí kroužkem a kuličkou ČSN EN 1427 Podstata metody: jde o stanovení teploty, při níž asfalt změkne natolik, že kulička položená na vrstvě asfaltu o tl. 6,4 mm protáhne tuto vrstvu na délku 25 mm. (Stanovení horní meze oboru plasticity ve C)

14 Stanovení bodu měknutí kroužkem a kuličkou ČSN EN 1427 Základní pomůcky: 1. Zkušební zařízení pro KK 2. Dva mosazné kroužky s osazením vnitřní Ø (15,9 ± 0,1) mm 3. Odlévací destička (cca 50 x 75 x 2 mm) 4. Středící prstence pro mosazné kuličky 5. Kuličky Ø (9,5 ± 0,05) mm o hmotnosti (3,5 ± 0,05)g 6. Kádinka, teploměr, míchadlo 100 ot/min.

15 Stanovení bodu měknutí kroužkem a kuličkou ČSN EN 1427 Průběh zkoušky: 1. Odebrání vzorku 2. Nahřátí kroužků (2 nebo 4) a umístění na odlévací destičku (glycerin) 3. Nalití asfaltu do kroužků s mírným přebytkem + schládnutí 30 minut 4. Odříznutí nadbytečného pojiva 5. Sestavení přístroje + temperace při 5 C (voda nebo glycerín 99%) 6. Vložení kuliček + ohřev rychlostí 5 C/min. 7. Záznam teploty při 25 mm propadu

16 Stanovení bodu měknutí kroužkem a kuličkou ČSN EN 1427 Vyjádření výsledků: Průměr z naměřených hodnot ve C (na 0,2 C) ALE: Zkoušku je nutné opakovat, pokud je rozdíl mezi dvěma teplotami -větší než 1 C u nemodifikovaných asfaltů -větší než 2 C u modifikovaných asfaltů, -nebo pokud dojde k porušení vrstvy

17 Stanovení bodu lámavosti podle Fraasse ČSN EN Podstata metody: Jde o stanovení teploty, při které se tenká vrstva asfaltového pojiva nanesená na ocelový plíšek za definovaných podmínek ochlazování a zatížení zlomí. (Stanovení spodní meze oboru plasticity ve C)

18 Stanovení bodu lámavosti podle Fraasse ČSN EN Základní pomůcky: 1. Přístroj na Lámavost podle Fraasse 2. Plíšky z pružné oceli 41 x 20 x 0,15 mm 3. Ohýbací zařízení, suchý led 4. Teploměr 5. Manipulační kleště 6. Zařízení pro rozehřátí vzorku asfaltu (0,4 g)

19 Stanovení bodu lámavosti podle Fraasse ČSN EN Průběh zkoušky: 1. Odebrání vzorku 2. Příprava 3 zkušebních plíšků (0,4 ± 0,01) g pomocí magnetického podstavce 3. Od 30 do 240 minut počátek zkoušky 4. Ochlazování 1 C/min min. výchozí teplota min. 15 nad předpokládaným bodem lámavosti pevný oxid uhličitý 5. Ohýbání se zahajuje (10 ± 2) C nad předpokládaným bodem lámavosti 6. Kontrola vzniku praskliny výsledek je průměr dvou stanovení

20 Teplota bodu lámavosti Teplota bodu měknutí OBOR PLASTICITY (použitelnosti) 0 C

21 Stanovení vratné duktility modifikovaných asfaltů ČSN EN Podstata metody: Asfaltové tělísko se protahuje při teplotě 25 C a konstantní rychlosti 50 mm/min na předem určené prodloužení (200 mm). Takto získané asfaltové vlákno se uprostřed přestřihne, aby se získaly dvě poloviny vlákna. Po uplynutí předem určené doby pro navrácení se měří zkrácení polovláken a vyjadřuje se jako procento z délky prodloužení.

22 Stanovení vratné duktility modifikovaných asfaltů ČSN EN Základní pomůcky: 1. Duktilometr (vodní lázeň, regulace teploty, trakční zařízení) 2. Forma 3. Separační prostředek 4. Pravítko

23 Stanovení vratné duktility modifikovaných asfaltů ČSN EN Forma 1. Svorka 2. Stahovací zařízení 3. Boční část 4. Podkladní destička Normované hodnoty (mm) A = 10,0 ±0,2 B = 20,0 ±0,2 C = 30,0 ±0,3 D = 7,5 ±0,2 R = 15,0 ±0,2 Nenormované hodnoty (mm) E = 22,0 ±0,3 F = 10,0 ±0,2 G = 4,0 ±0,1 H = 7,0 ±0,2 I = 109,0 ±0,5 α = 45,0 ±0,5

24 Stanovení vratné duktility modifikovaných asfaltů ČSN EN Průběh zkoušky: 1. Nalití vzorku do sestavené mírně nahřáté formy na podkladní destičce opatřené separačním prostředkem 2. Schládnutí na laboratorní teplotu 30 min a přemístění do vodní lázně. 3. Po (30±5)min. seříznutí přebytku a temperace (90±5) min. při (25±0,5) C

25 4. Odstranění bočnic a umístění vzorku do trakčního zařízení 5. Protahování rychlostí 50 mm/min. na prodloužení 200 ± 1mm. 6. Do 10s po zastavení přestřihnutí vlákna 7. Po 30 min. změření délky mezi konci polovláken.

26 Vyjádření výsledků: Vratná duktilita je aritmetický průměr stanovený ze dvou zkušebních těles jejichž výsledky se neliší o více než 5%. Výpočet RE = (d/200) * 100 d je vzdálenost mezi polovlákny v mm

27 Stanovení tažných vlastností modifikovaných asfaltů metodou silové duktility ČSN EN Podstata metody: Tvarované zkušební tělísko se protahuje v duktilometru při zkušební teplotě a konstantní rychlosti do přetržení nebo do dosažení protažení nejméně 1333 % (400 mm). Práce zjištěná během zkoušky silové duktility je kritériem jakosti těchto materiálů.

28 Stanovení tažných vlastností modifikovaných asfaltů metodou silové duktility ČSN EN Základní pomůcky: 1. Duktilometr (vodní lázeň, regulace teploty, trakční zařízení) 2. Forma, snímač síly 3. Separační prostředek Rozměry (mm) A 36,5 ± 2,0 B 30,0 ± 0,1 C 17,0 ± 0,1 D 6,5 ± 0,1 E 10,0 ± 0,1 tl. 10,0 ± 0,1

29 Stanovení tažných vlastností modifikovaných asfaltů metodou silové duktility ČSN EN Průběh zkoušky: 1. Nalití vzorku do sestavené formy (3 ks) na podkladní destičce opatřené separačním prostředkem 2. Po cca 60 min. seříznutí přebytku a temperace 60 až 90 min. při zkušební teplotě 3. Tělísko se natahuje při zkušební teplotě 5,0 C ±0,5 C a rychlosti 50 mm/min ±2,5 mm/min až na protažení 1333 % (400 mm) 4. Zkouška, při níž dojde ke křehkému lomu, se opakuje. Jestliže se také druhé tělísko zlomí, zvyšuje se teplota o 5 C, dokud je zkouška zcela bez křehkého lomu

30 Stanovení tažných vlastností modifikovaných asfaltů metodou silové duktility ČSN EN Vyjádření výsledků: Smluvní energie se posuzuje specifikačními kritérii, která umožní vyhodnotit kohezní chování polymerem modifikovaných asfaltů (PMB). Hodnoty zkoušky silové duktility se vyjadřují jako rozdíl smluvní energie příslušné k dvěma bodům protažení (0,2 m a 0,4 m). kde: E s = E 0 E,4 E s je hodnota smluvní energie uvedené vtabulkách specifikací PMB; E 0,4 smluvní energie odpovídající protažení 0,4 m; E 0,2 smluvní energie odpovídající protažení 0,2 m. 0,2

31 Stanovení tažných vlastností modifikovaných asfaltů metodou silové duktility ČSN EN 13398

32 Děkuji za pozornost HyPet