Reologická charakterizace pomocí dynamických smykových reometrů (DSR) je standardní metodou klasifikace asfaltových pojiv z hlediska chování v čase, podmínek zatížení a v různých klimatických podmínkách.
Zatímco někteří stále používají pro klasifikaci metody viskozity (vis) a penetrace (pen), použití metod klasifikace DSR poskytuje mnohem širší škálu informací o užitných vlastnostech asfaltu a jeho vhodnosti pro požadované aplikace.
To platí zejména pro konstruovaná pojiva; pojiva navržená s elastomerními vlastnostmi pro snížení vyjetých kolejí, stárnutí, tepelných a únavových trhlin.
Testování kvality asfaltových pojiv
Řada systémů pro testování asfaltu Kinexus Prime DSR+ je široce využívána většinou významných rafinerií, výrobců, dodavatelů přísad, dodavatelů a místních a vládních úřadů pro dopravu.
Při implementaci pro kontrolu kvality se inteligentní software použije pro logické rozhodování, které lze použít pro stanovení kritérií vyhověl/nevyhověl, generování zpráv a rozhodnutí o eskalaci v případě materiálů mimo specifikace podle firemních postupů.
Čtěte také: Krok za krokem: Betonová stěrka
Výzkum a vývoj asfaltových a živičných pojiv
Univerzálnost řady Kinexus Prime DSR+ znamená, že ji lze použít jako analytický nástroj pro získání informací o složení, interakci produktů, optimalizaci míchání a modifikací.
Součástí softwaru jsou také testy, jako je CreepCreep popisuje plastickou deformaci závislou na čase a teplotě při působení konstantní síly. Při působení konstantní síly na pryžovou směs není počáteční deformace vzniklá působením síly pevně daná. Deformace se s časem zvětšuje.creep a obnovitelná poddajnost a nulová smyková viskozita pro stanovení teploty směsi a zhutnění.
Dalšími oblastmi zájmu jsou stanovení meze kluzu pro chování emulzního povlaku za účelem snížení prověšení, optimalizace tloušťky vrstvy, zlepšení vyrovnávání a míchání a hutnění.
Kromě toho lze DSR využít při výzkumu pevnosti pojiva, relaxační doby, doby retardace, akumulace tepelného napětí, koeficientu tepelné roztažnosti/kontrakce pojiva a viskozitních profilů pro předpověď výkonnosti nástřiku přilnavých nátěrů a emulzí.
Možnost vytvářet a přizpůsobovat sekvence v rámci softwaru rSpace umožňuje plnou kontrolu nad analýzou materiálu pomocí výzkumného a vývojového prostředí.
Čtěte také: Betonový efekt snadno a rychle s Primalexem
Použití DSR při zkouškách střešních krytin
Jako alternativní testovací řešení lze použít Kinexus Prime DSR+, který poskytuje výsledky vztahující se k několika běžně prováděným testům střešních asfaltů.
Metody používané DSR lze automatizovat, například stanovení bodu měknutí, penetrace a viskozity. Lze zkoumat teplotní závislost výběru pojiva a podmínek zpracování s možností přizpůsobit metody a analýzu s kritérii vyhovuje/nevyhovuje podle jednotlivých složení.
Revize českých norem a harmonizace s evropskými standardy
Při zavádění nových evropských norem řady ČSN EN 13108 a ČSN EN 12697 pro specifikaci a zkoušení živičných směsí do systému českých technických norem bylo dohodnuto, že dojde také k revizi stávající české normy ČSN 73 6160 Zkoušení silničních živičných směsí platné od roku 1988.
Po revizi dostala norma nový název „Zkoušení živičných směsí“. Důvodem revize této normy bylo především vypuštění zkušebních postupů, které jsou řešeny v evropských normách pro zkoušení asfaltových směsí a nové zpracování metody pro návrh optimálního složení asfaltové směsi již s ohledem na nové evropské normy.
Inovovaný postup návrhu slouží jako informativní návod pro stanovení optimálního složení směsi, množství asfaltového pojiva atd.
Čtěte také: potíže s navigací na telefonech
Tento návrh není nutno provádět při počátečních zkouškách typu podle ČSN EN 13108-20 a vystavení ES prohlášení o shodě nebo prohlášení o shodě u směsí, které nejsou uvedeny v evropských normách řady ČSN EN 13108.
Postup návrhu optimálního složení asfaltové směsi
- Návrh čáry zrnitosti kameniva: Návrh čáry zrnitosti kameniva tak, aby ležela uvnitř oboru zrnitosti předepsaného normami výrobků řady ČSN EN 13108, popřípadě dalších norem a předpisů s přihlédnutím ke zkušenostem laboratoře a požadavkům objednatele.
- Stanovení teoretického optimálního množství pojiva: Pro hutněné asfaltové směsi se teoretické optimální množství pojiva potřebné pro obalení navržené směsi kameniva stanoví výpočtem podle součinitele sytosti (tento postup je doporučen pro směsi typu AC - asfaltový beton), výpočtem podle konstant nebo podle dřívějších zkušeností. Pro asfaltové směsi typu SMA (asfaltový koberec mastixový), PA (asfaltový koberec drenážní) a BBTM (asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy) je nutno návrh provést empiricky bez výpočtu nebo na základě dřívějších zkušeností. V litém asfaltu se stanoví teoretické optimální množství pojiva výpočtem podle v normě uvedeného vzorce nebo odhadem podle dřívějších zkušeností.
- Stanovení návrhového množství pojiva a odvození optima: V jednotlivých sadách se poté vyrobí minimálně tři Marshallova tělesa, na kterých se stanoví jejich objemová hmotnost a dále pak maximální objemová hmotnost asfaltové směsi (dříve označovaná jako objemová hmotnost nezhutněné asfaltové směsi). Následně se vyhodnotí podle požadavků pro daný druh směsi: vždy mezerovitost (% objemu) a obsah asfaltu , (% objemu), popřípadě stupeň vyplnění mezer pojivem VFB (%), pokud je požadován a mezerovitost směsi kameniva VMA (%). Pro stanovení návrhového množství pojiva je rozhodující mezerovitost zhutněné asfaltové směsi popř. stupeň vyplnění mezer.
Příklad ke grafům 3 a 4 pro směs ACL 22+: pro subinterval mezerovitosti asfaltové směsi 4,1 až 4,8 % a subinterval stupně vyplnění mezer asfaltem 3,9 až 4,6 % je interval návrhového množství pojiva 4,1 až 4,6 %.
Pokud výsledky zkoušek splňují parametry stanovené národní přílohou, označí se tato hodnota množství pojiva jako výsledné optimum pojiva. Pro lité asfalty se po stanovení teoretického optimálního množství pojiva namíchají dvě až tři zkušební záměsi odstupňované po 0,2 % až 0,4 % pojiva.
Příprava směsí v laboratoři se provádí podle ČSN EN 12697-35. V jednotlivých sadách se vyrobí nejméně dvě zkušební krychle podle ČSN EN 12697-20. Na zkušebních krychlích se stanoví čísla tvrdosti a jejich přírůstky (pokud jsou požadovány).
Zkouška přilnavosti asfaltu ke kamenivu
Zkouška přilnavosti asfaltu ke kamenivu je metoda používaná k posouzení schopnosti asfaltového pojiva (nebo asfaltové směsi) přilnout k povrchu kameniva při výrobě asfaltového povrchu.
- Příprava vzorků: Vzorky asfaltového pojiva nebo asfaltové směsi jsou připraveny pro zkoušku.
- Aplikace asfaltu: Na připravený povrch kameniva se aplikuje asfaltové pojivo nebo asfaltová směs.
- Zhodnocení přilnavosti: Po aplikaci asfaltu se měří nebo hodnotí úroveň přilnavosti mezi asfaltem a povrchem kameniva.
- Vyhodnocení výsledků: Naměřené hodnoty přilnavosti jsou vyhodnoceny a porovnány s příslušnými normami, specifikacemi nebo požadavky projektu.
Tato zkouška je důležitá pro zajištění trvanlivosti a stability asfaltových povrchů.
Polymerem modifikované asfalty (PMB) a jejich zkoušení
Již po několik desetiletí se běžně vyrábějí a používají polymerem modifikované asfalty (Polymermodifizierte Bitumen - PMB). V současné době se jejich použití v nejmodernějších technologiích krytů pozemních komunikací stále zvyšuje.
Polymerem modifikované asfalty představují složité systémy s odlišnými vlastnostmi podle druhu přidávaného polymeru.
V současné době lze volit z pěti různých tabulek, případně souborů až s osmi druhy (obrázek 1). Z prEN 14023 byly zvoleny tabulky 1 a 4, kde se rozpětí penetrace až na jedinou výjimku nepřekrývá. Protože k překrytí druhů PMB 10/40 a PMB 30/50 došlo pravděpodobně omylem, byl ve Švýcarsku důsledněji zaveden druh PMB 10/30 místo druhu PMB 10/40.
V nové švýcarské normě byla přijata myšlenka rozdělení standardních PMB a speciálních PMB do dvou tříd; je však i upřesněno, že speciální PMB jsou zamýšleny pro vysoká namáhání, a proto musí splňovat odpovídající vyšší úroveň požadavků.
Zkušební metody pro PMB
Většina zkušebních metod, pro které byly v prEN 14023 formulovány hodnoty požadavků (tabulka 2), je obsažena již v původní švýcarské předběžné normě SN.
Pouze zkušební metody pro stanovení kohezní energie (silová duktilita), bod vzplanutí a zkouška koheze Vialit jsou ve Švýcarsku nové.
Stanovení bodu vzplanutí nebylo do nové švýcarské normy zařazeno, protože se nejedná o znak jakosti. Silová duktilita (5) umožňuje zjistit modifikaci plastomery.
Zřetelné rozlišení mezi polymerem modifikovaným asfaltem a asfaltem nemodifikovaným je definováno prací, potřebnou pro protažení 200 mm až 400 mm. Z výsledků vyplývá, že nemodifikovaná pojiva vykazují hodnotu výrazně nižší než 3 jouly, zatímco u pojiv modifikovaných plastomery nebo elastomery bylo dosaženo hodnoty vyšší než 3 jouly. Proto je pro rozlišení modifikovaných a nemodifikovaných asfaltových pojiv zavedena mezní hodnota 3 jouly.
Zkušební metody pro PMB jsou předmětem dalšího výzkumu a shromažďují se další zkušenosti.
Klíčové rozdíly mezi normami pro PMB
V dalších kapitolách jsou uvedeny nejdůležitější rozdíly mezi původní švýcarskou předběžnou normou SN 671 400 (1) a novou švýcarskou normou SN 670 210 (2) (viz tabulka 3).
Vratná duktilita
Zkouška vratné duktility se používá při posuzování jakosti asfaltů modifikovaných elastomery. Hodnota původní švýcarské předběžné normy je však příliš nízká (30 %), protože by měla být dodržována i pro asfalty modifikované plastomery.
Nově se tato zkouška provádí pouze pro asfalty modifikované elastomery, a proto hodnota požadavku pro standardní PMB byla zvýšena na 50 % (analogicky podle návrhu prEN 14023).
Pro PMB třídy E byly hodnoty navrhované CEN/WG (50 % až 65 %) hodnoceny jako příliš nízké, a proto byla stanovena hodnota 80 %.
Bod lámavosti podle Fraasse
Zkouška bodu lámavosti podle Fraasse (11) se používá pro posouzení vlastností pojiva za nízkých teplot. I když je opakovatelnost této metody relativně vysoká, hledá se nová zkušební metoda, která by v blízké budoucnosti měla vystřídat zkoušku bodu lámavosti podle Fraasse. V původní švýcarské předběžné normě SN platí hodnota -10° pro všechny druhy.
Oblast plasticity
V současné době některé výrobky, zastoupené na trhu, požadavek prEN 14023, tj. 75 °C nesplňují a nesplňují ani požadavek 70 °C, uvedený v původní švýcarské předběžné normě.
Komise expertů zastává názor, že oblast plasticity ve Švýcarsku, zejména v horských kantonech, je důležitým kritériem jakosti. Proto by měla být dodržena přinejmenším hodnota původní švýcarské normy, tj. 70 °C.
Takto má být omezena snaha některých výrobců snižovat obsah polymeru a tím i jakost svých výrobků. Oblast plasticity představuje doplňující zpřísnění, protože rozdíl mezi oběma hodnotami požadavků je relativně malý.
Skladovací stabilita za horka
Skladovací stabilita za horka (12) se definuje ve švýcarské normě rozdílem bodů měknutí po uložení při vysoké teplotě.
Pro posouzení odolnosti ke stárnutí je přípustná metoda RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test) (13) nebo metoda RFT (14).
Změna hmotnosti
Ve švýcarských normách (v původní předběžné normě i v normě revidované) nebyly tyto požadavky definovány.
Polymerem modifikované emulze (PMOB)
Běžně jsou definovány tři druhy PMOB, které jsou pojmenovány podle své minimální hodnoty bodu měknutí KK. Na rozdíl od PMB pro asfaltové směsi za horka se u PMOB zkouší kromě vlastností při dodání i vlastnosti po aplikaci podle francouzské metody NF T 66-031 (15).
Z důvodu nižší viskozity nemohou být provedeny všechny zkoušky pro PMB. Proto se zkouší dynamická viskozita (16) a koheze Vialit (17).
Porovnání požadavků na polymerem modifikované asfalty (PMB)
Následující tabulka srovnává požadavky na standardní (Třída C) a speciální (Třída E) PMB podle národních a evropských norem (prEN).
| Zkouška | Národní požadavky Třída C (Standardní) | Národní požadavky Třída E (Speciální) | prEN 14023 (Standardní) | prEN 14023 (Speciální) |
|---|---|---|---|---|
| Silová duktilita | Min. 3 J (pro všechny druhy) | Min. 3 J (pro všechny druhy) | Min. 3 J (jako prEN) | Min. 3 J, 1 J pro měkké druhy od 70/100 |
| Bod vzplanutí | N/A (není znak jakosti) | N/A (není znak jakosti) | Min. 235 °C, 220 °C pro měkké druhy od 70/100 | Min. 235 °C, 220 °C pro měkké druhy od 70/100 |
| Vratná duktilita | min. 30 % | min. 50 % ** | min. 50 % ** (jako prEN) | min. 80 % ** (prEN 50 % až 65 % **) |
| Bod lámavosti dle Fraase | max. -10 °C | max. -5, -10, -15, -18, -20 °C | max. -5, -10, -15, -18, -20 °C (jako prEN) | max. -4, -8, -12, -15, -17 °C |
| Oblast plasticity | min. 70 °C (pro 100/150-43: 65 °C) | min. 80 °C (pro 100/150-43: 70 °C) | min. 74, 73, 72, 75, 77 °C | min. 74, 73, 72, 75, 77 °C |
| Skladovací stabilita (bod měknutí KK) | max. 3 °C * | max. 5 °C * | max. 5 °C * (jako prEN) | max. 5 °C (jako prEN) |
| Zbylá penetrace (po RTFOT nebo RFT) | 60 % až 110 % | min. 60 % | min. 60 % (prEN 60, 60, 60, 55, 50 %) | min. 60 % (prEN 60, 60, 60, 55, 50 %) |
| Zvýšení bodu měknutí KK (po RTFOT nebo RFT) | max. 7 °C | max. 7 °C | max. 7 °C (jako SN) | max. 8, 8, 9, 9, 10 °C |
| Snížení bodu měknutí KK (po RTFOT nebo RFT) | max. 2 °C | max. 2 °C | max. 2 °C (jako prEN) | max. 4, 4, 5, 6, 6 °C (jako prEN) |
V současné době s vydáním revidované švýcarské normy dosáhla prEN 14023 (2) ST 40 a v květnu 2001 bylo zahájeno připomínkové řízení. Revidovaná švýcarská norma bude platit až do zavedení prEN 14023, což podle plánu práce nemá být dříve než v roce 2003.
Členské země CEN uplatní svoje připomínky k návrhu normy. Jak je zřejmé z textu, není ani Komise expertů srozuměna s některými ustanoveními návrhu normy a uplatní svoje připomínky. Lze předpokládat, že se definitivní schválení a zavedení normy dále opozdí.
tags: #aplikace #novych #metod #pro #zkouseni #silnicnich