Badania wybranych
właściwości
technicznych asfaltu

Badania wybranych
właściwości
technicznych asfaltu

2

Lepiszcza

Lepiszcza

Lepiszcza

Lepiszcza

3

Asfalt - definicja

Asfalt - definicja



mieszanina węglowodorów wielko-

cząsteczkowych

alifatycznych,

nafteno-wych

i

aromatycznych

naturalnie występująca w przyrodzie

lub otrzy-mywana w wyniku przerobu

ropy naftowej



przedstawiciel lepiszczy bitumicz-

nych – budowlanych materiałów

wiążących pochodzenia organicznego

4

Asfalt naturalny

Asfalt naturalny

Jeziora asfaltowe

(Trinidad)

Asfalt

skalny

5

Charakterystyka asfaltów naturalnych

Charakterystyka asfaltów naturalnych



Zawartość czystego asfaltu:

od

99% (złoża Syrii) do 60÷80 %
(Ameryka Północna)



Konsystencja:

od

miękkiej

i

ciągliwej do twardej i kruchej



Zastosowanie:

budownictwo

drogowe

i

ogólne

(wyrób

lakierów, domieszki zwiększające
twardość asfaltów ponaftowych)

6

Asfalt ponaftowy

Asfalt ponaftowy

… jest produktem ubocznym rafinacji ropy
naftowej

7

Produkcja asfaltów

Produkcja asfaltów

Ropa naftowa

Destylacja pod

ciśnieniem

atmosferycznym

Destylacja

próżniowa

Utlenianie

pozostałości

próżniowej

Asfalt

Materiały budowlane

8

Podział asfaltów ponaftowych

Podział asfaltów ponaftowych

ze względu na przeznaczenie

ze względu na przeznaczenie

Podział asfaltów ponaftowych

Podział asfaltów ponaftowych

ze względu na przeznaczenie

ze względu na przeznaczenie

Asfalty przemysłowe:



kruche

(symbol PK):

stosowane do

produkcji farb i lakierów



izolacyjne

(symbol

PS)

wykorzystywane:

w przemyśle materiałów budowlanych

jako masy powłokowe i impregnacyjne,

do produkcji pap oraz innych materiałów

hydroizolacyjnych, jako materiał bazowy

do produkcji lepików, kitów i innych

materiałów

wiążąco-uszczelniających

oraz jako masy zabezpieczające przed

korozją,

pokrywające

konstrukcje

stalowe, rurociągi

Materiały budowlane

9

Podział asfaltów ponaftowych

Podział asfaltów ponaftowych

ze względu na przeznaczenie

ze względu na przeznaczenie

Podział asfaltów ponaftowych

Podział asfaltów ponaftowych

ze względu na przeznaczenie

ze względu na przeznaczenie



Asfalt ponaftowy – jest to najcięższa frakcja

po destylacji ropy naftowej. W zależności od

przeróbek technologicznych, którym asfalt

zostaje poddany, otrzymywany produkt dzieli

się na podstawowe grupy:



asfalt

drogowy

–

stosowany

do

wykonywania

nawierzchni

drogowych

asfaltowych (dywaniki asfaltowe) i asfalto-

betonowych,

remontu

nawierzchni,

spryskiwania świeżo wykonanych nawierzchni

itp.



asfalt

izolacyjny

–

stosowany

do

wytwarzania mas potrzebnych przy produkcji

papy, emulsji, lepików, kiltów, mas do

wykonywania

powłokowych

izolacji

wodochronnych.

10

Podział asfaltów ponaftowych

Podział asfaltów ponaftowych

ze względu na przeznaczenie –

ze względu na przeznaczenie –

c.d.

c.d.

Podział asfaltów ponaftowych

Podział asfaltów ponaftowych

ze względu na przeznaczenie –

ze względu na przeznaczenie –

c.d.

c.d.

Asfalty

drogowe,

oznaczone

symbolem

literowym

D,

stosowane

do

budowy

i

utrzymania

nawierzchni

drogowych oraz do produkcji
materiałów hydro-izolacyjnych i
antykorozyjnych

11

Podstawowe badania asfaltu

Podstawowe badania asfaltu

1)

Penetracja

(decyduje o podziale

asfaltów przemysłowych);

2)

Ciągliwość

(plastyczność - określa

zdolność do przeciwstawiania się
odkształceniom

spowodo-wanym

zmianą temperatury i działaniem
ruchu drogowego);

12

Podstawowe badania asfaltu

Podstawowe badania asfaltu

1)

Temperatura

mięknienia

(topliwość – decyduje o podziale

asfaltów drogowych) Pierścień Kula;

2)

Temperatura mięknienia

K. S.;

3)

Rozpuszczalność

w dwusiarczku

węgla;

4)

Temperatura łamliwości

(Frassa -

określa zachowanie asfaltu w niskich

temperaturach).

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu



Charakteryzuje odporność asfaltu

na rozpływanie się pod wpływem
podwyższonej temperatury

Metodykę badania określa norma

PN-

EN

1427:2001

Oznaczanie

temperatury mięknienia – Metoda Pik

13

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu



Temperatura

mięknienia

P.K.

jest

to

temperatura, przy której asfalt umieszczony
w znormalizowanym pierścieniu i ogrzewany
w warunkach określonych w normie, pod
ciężarem znormalizowanej kuli (

lub kula po

przebiciu mięknącego asfaltu

) dotknie dna aparatu.

Pomiar temperatury odbywa się metodą P.K.
(„Pierścień Kula");

14

15

Przyrząd ,,Pierścień i Kula”

Przyrząd ,,Pierścień i Kula”

PiK

PiK

Przyrząd ,,Pierścień i Kula”

Przyrząd ,,Pierścień i Kula”

PiK

PiK

Aparat PiK; 1- zlewka; 2 – pierścień
z asfaltem, 3 – płyta z otworami, 4,
5 – płyty; 6 – statyw; 7 – termometr;
8 - kulka

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia



Odwodniony i
stopiony asfalt
przesączyć przez sito,
dokładnie

wymieszać

i wlać w nadmiarze
do dwóch

pierścieni

mosiężnych

(2),

umieszczonych na
metalowej płytce

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia



Pierścienie z asfaltem pozostawić na ok.
30 min., w temp. 20 ± 5

o

C, a nadmiar

asfaltu ściąć gorącym nożem

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia



Umieścić pierścienie z
asfaltem w otworach
płyty aparatu PiK

(3)



Włożyć termometr do

środowego otworu płyty
w taki sposób, aby dolny
koniec zbiornika rtęci
znajdował się na
poziomie dolnej
powierzchni asfaltu w
pierścieniach

19

Metodyka oznaczenia

Metodyka oznaczenia

temperatury mięknienia

temperatury mięknienia

Metodyka oznaczenia

Metodyka oznaczenia

temperatury mięknienia

temperatury mięknienia



Aparat PiK z pierścieniami
umieścić w naczyniu szklanym,
napełnionym wodą destylowaną



Po 15 min. wyjąć aparat PiK,
ułożyć kulki stalowe na środku
każdego pierścienia i ponownie
umieścić aparat w naczyniu

20

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia

 Naczynie szklane z

aparatem PiK ustawić
na statywie nad
palnikiem gazowym i
ogrzewać w taki
sposób, aby przyrost
temperatury wody po
pierwszych 3 min.
wynosił 5±0,5

o

C/min

Aparat PiK; 1- zlewka; 2 –
pierścień
z asfaltem, 3 – płyta z otworami,
4,5 – płyty; 6 – statyw; 7 –
termometr; 8 - kulka

21

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia

Metodyka oznaczenia temperatury

Metodyka oznaczenia temperatury

mięknienia

mięknienia



Odczytać temperaturę
mięknienia

Schemat pomiaru

temperatury mięknienia



Prowadzić ogrzewanie do momentu, aż mięknący
asfalt dotknie dolnej płytki aparatu PiK

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu

Temperatura mięknienia asfaltu



Temperatura mięknienia K. S. jest to

temperatura, przy której 5 g rtęci
przebija mięknący asfalt, umieszczony
w

znormalizowanym

pierścieniu

szklanym. Pomiar odbywa się tu
metodą K. S. (Kramer — Sarnów);

22

23

Penetracja asfaltu

Penetracja asfaltu



Penetracja określa twardość asfaltów



Oznacza się ją w stopniach:

1° = 0,1 mm

zagłębienia znormalizowanej igły przy

temperaturze 25

o

C w czasie 5 s

24

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Penetracja - konsystencja

(stopień twardości) wyrażona
jako głębokość w dziesiątych
częściach milimetra na jaką
zanurza się w próbce badanego
asfaltu znormalizowana igła, w
określonej temperaturze (25

o

C),

o określonej masie (100g), w
określonym czasie obciążenia (5
s)

25

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.



Jednostka penetracji

– liczba

niemianowana, odpowiadająca zagłębieniu

0,1 mm

igły penetracyjnej

26

Penetracja asfaltu

Penetracja asfaltu

Penetracja wyraża stopień

twardości asfaltu



Badanie wykonywane przy użyciu

penetrometru, zgodnie z PN-EN
1426:2001 Oznaczanie penetracji
igłą

27

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Penetrometr ręczny

28

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Urządzenie do badania penetracji asfaltu

Penetrometr

29

Metodyka badania penetracji asfaltu

Metodyka badania penetracji asfaltu



Stopiony, przesączony przez sito asfalt wlać

do naczynia penetracyjnego, do wys. ≤ 5 mm

od krawędzi naczynia i mieszać do usunięcia

pęcherzyków powietrza



Naczynie penetracyjne z asfaltem pozostawić

na 1÷1,5 godz. w temperaturze 25  1

o

C,

a następnie przenieść je do termostatu z wodą

i pozostawić do ochłodzenia przez taki sam

okres czasu

 Umieścić naczynie z próbką asfaltu na stoliku

penetracyjnym (3), ustawionym na podstawce

(2

)

30

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.



Wmontować przemytą

benzenem i osuszoną

igłę penetracyjną

(8)



Ustawić penetrometr

w pozycji ,,0” (koniec

igły powinien lekko

dotykać powierzchni

asfaltu, nie rysując jej

31

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania penetracji asfaltu – c.d.



Zwolnić sworzeń
penetrometru

(6)

,

umożliwiając
swobodne zanurzenie
igły w badanej próbce
asfaltu przez okres 5
sekund



Odczytać wartość
penetracji

Metodyka badania

Metodyka badania

penetracji asfaltu – c.d.

penetracji asfaltu – c.d.

Metodyka badania

Metodyka badania

penetracji asfaltu – c.d.

penetracji asfaltu – c.d.

32



Powtórzyć pomiary
(minimum 3 razy)
zanurzając igłę
w badaną próbkę
asfaltu w miejscach
oddalonych od
poprzednich nakłuć
co najmniej 10 mm

Właś-

ci-

wości

Oznaczenie gatunku

20/3

0

30/45 35/50 40/60 50/70 70/1

00

100/15

0

160/2

20

250/33

0

Pene-

tracja

w

25

o

C,

0,1mm

20÷3

0

30÷45 35÷50 40÷60 50÷70

70÷1

00

100÷15

0

160÷2

20

250÷33

0

Temp.

mięk-

nienia

PiK,

o

C

55÷6

3

52÷60 50÷58 48÷56 46÷54 43÷5

1

39÷47 35÷43 30÷38

Wymagania dla asfaltów drogowych

wg PN-EN 12591

Wymagania dla asfaltów drogowych

wg PN-EN 12591

34

Temperatura łamliwości

Temperatura łamliwości

Temperatura łamliwości

Temperatura łamliwości



Temperatura łamliwości jest to temperatura, przy

której następuje pęknięcie cienkiej warstwy

badanego asfaltu na specjalnie wyginanej

blaszce metalowej. Określa się ją metodą

Fraassa.



Badanie wykowywane wg normy PN-EN 12593

Asfalty i lepiszcza asfaltowe - Oznaczanie

temperatury łamliwości Fraassa



Temperatura łamliwości wg Fraassa: najwyższa

temperatura, w której warstwa asfaltu nałożona

na płytkę stalową i oziębiana ze stałą prędkością

zarysowuje się lub pęka po jej zgięciu

35

Temperatura łamliwości

Temperatura łamliwości

Temperatura łamliwości

Temperatura łamliwości



Badanie wykowywane wg normy PN-

EN 12593

Asfalty i lepiszcza asfaltowe

- Oznaczanie temperatury łamliwości
Fraassa



Temperatura łamliwości wg Fraassa:

najwyższa temperatura, w której
warstwa asfaltu nałożona na płytkę
stalową i oziębiana ze stałą prędkością
zarysowuje się lub pęka po jej zgięciu

Aparat Fraassa

Aparat Fraassa

Aparat Fraassa

Aparat Fraassa

36

Metodyka badania temperatury

Metodyka badania temperatury

łamliwości

łamliwości

Metodyka badania temperatury

Metodyka badania temperatury

łamliwości

łamliwości



Odwodnioną i stopioną próbkę asfaltu

przesączyć przez sito i dokładnie
wymieszać



Rozprowadzić asfalt na płytce, tak aby

jego warstewka miała grubość 0,5 mm



Umieścić płytkę z asfaltem w aparacie

Fraassa, tak aby blaszka na której
rozprowadzony jest asfalt była wygięta
powierzchnią na zewnątrz

37

Metodyka badania temperatury

Metodyka badania temperatury

łamliwości

łamliwości

Metodyka badania temperatury

Metodyka badania temperatury

łamliwości

łamliwości

38

Schemat pomiaru

temperatury



Oziębiać płytkę z asfaltem
w taki sposób, aby po
pierwszych 3 min.
temperatura obniżyła się o
3

o

C, a następnie co każde

605 s o 1

o

C



Przeprowadzić próby
zginania płytki z asfaltem,
rozpoczynając od
temperatury o 10

o

C wyższej

od przewidywanej
temperatury łamliwości

Metodyka badania temperatury

Metodyka badania temperatury

łamliwości

łamliwości

Metodyka badania temperatury

Metodyka badania temperatury

łamliwości

łamliwości



Test powtarzać co 1 min. aż
do temperatury, w której
pojawi się rysa



Czas badania:
nie dłuższy niż 4 godz.



Za wynik oznaczenia
przyjąć średnią
arytmetyczną z co najmniej
2 wyników pomiarów

39

Schemat pomiaru

temperatury

Szczególne warunki krajowe dla

Szczególne warunki krajowe dla

gatunków asfaltów o zakresie penetracji

gatunków asfaltów o zakresie penetracji

20

20

·

·

0,1 mm do 330

0,1 mm do 330

·

·

0,1 mm

0,1 mm

40

Właściwoś

ci

Oznaczenie gatunku

20/3

0

30/4

5

35/5

0

40/6

0

50/7

0

70/10

0

100/15

0

160/22

0

250/33

0

Penetracja

w 25

o

C,

0,1mm

20÷

30

30÷

45

35÷

50

40÷

60

50÷

70

70÷1

00

100÷1

50

160÷2

20

250÷33

0

Temp.

mięknienia

PiK,

o

C

55÷

63

52÷

60

50÷

58

48÷

56

46÷

54

43÷5

1

39÷47 35÷43 30÷38

Temp.

łamliwości

wg Fraassa,

nie wyższa

niż

-5

-5

-7

-8

-10

-12

-15

-16

41

Pomiar ciągliwości asfaltu

Pomiar ciągliwości asfaltu



Ciągliwość (wiskoza) jest to długość w cm,

do jakiej możliwe jest rozciąganie próbki bez

rozerwania, w temperaturze +25°C, przy

szybkości rozciągania 5 cm w ciągu 1 minuty



Badanie charakteryzujące zdolność asfaltu do

przeciwstawiania się odkształceniom

spowodowanym zmianami temperatury i

działaniem ruchu drogowego



Metodykę badania określa norma



PN-85/C-04132 Przetwory naftowe - Pomiar

ciągliwości asfaltów

42

Pomiar ciągliwości asfaltu

Pomiar ciągliwości asfaltu



Badanie charakteryzujące zdolność asfaltu
do przeciwstawiania się odkształceniom
spowodowanym zmianami temperatury i
działaniem ruchu drogowego



Metodykę badania określa norma
PN-85/C-04132 Przetwory naftowe -
Pomiar ciągliwości asfaltów

43

Pomiar rozpuszczalności w CS

2

Pomiar rozpuszczalności w CS

2



Rozpuszczalność w CS

2

(dwusiarczek

węgla) według PN/C-04082 świadczy o
stopniu zawartości czystego bitumu w asfalcie
(powinien on wynosić 96-99%) i pozwala
ustalić

zawartość

składników

nierozpuszczalnych w CS

2

, jak np. koks (1-4%).

Wymagania dla asfaltów

Wymagania dla asfaltów

przemysłowych (P) stosowanych

przemysłowych (P) stosowanych

w budownictwie wg PN-76/C-96178

w budownictwie wg PN-76/C-96178

44

Wymagania

Rodzaje asfaltów

40/17

5

75/30 85/2

5

85/4

0

105/1

5

Penetracja w

25

o

C, 0,1mm

20÷3

0

30÷4

5

35÷5

0

40÷6

0

50÷7

0

Temperatura

Mięknienia PiK,

o

C

38÷4

7

70÷8

0

50÷5

8

48÷5

6

46÷5

4

Ciągliwość w 25

o

C,

nie mniejsza niż,

cm

25

4

3

3

2