BADANIA MMA (1)

BADANIA MMA (1)

PRÓBKI

PRÓBKI

a)pobrane z produkcji lub miejsca

wbudowania (w stanie luźnym lub
uformowane);

b)wykonane laboratoryjnie;

c) wycięte z nawierzchni.

PRÓBKI

PRÓBKI

a) Ogólna

(połączony materiał z min. 4 pobrań z głębokości

około 10 cm z miejsc oddalonych od siebie);

b) Laboratoryjna

(połączony materiał z min. 4 pobrań z

głębokości około 10 cm z miejsc oddalonych od siebie);

c) Kwalifikacyjna;
d) Archiwalna;
e) Rozjemcza;
f) Analityczna
g) Badawcza
h) Reprezentatywna;

Minimalne masy próbek analitycznej

Badanie

Badanie

Masa próbki, kg

Masa próbki, kg

Kwalifikacyjn

Kwalifikacyjn

ej

ej

Archiwalnej

Archiwalnej

Rozjemczej

Rozjemczej

Gęstość objętościowa

Gęstość objętościowa

4

4

4

4

4

4

Gęstość kruszywa

Gęstość kruszywa

2

2

2

2

2

2

Gęstość objętościowa MMA

Gęstość objętościowa MMA

4

4

4

4

4

4

Wskaźnik zagęszczenia

Wskaźnik zagęszczenia

3

3

3

3

3

3

Zawartość wolnych przestrzeni w

Zawartość wolnych przestrzeni w

zagęszczonej MMA

zagęszczonej MMA

3

3

3

3

3

3

Zawartość wolnych przestrzeni w

Zawartość wolnych przestrzeni w

zagęszczonej MMA

zagęszczonej MMA

3

3

3

3

3

3

Stabilność i odkształcenia wg

Stabilność i odkształcenia wg

Marshalla

Marshalla

6

6

6

6

6

6

Penetracja asfaltu

Penetracja asfaltu

15

15

15

15

15

15

Wytrzymałość na ściskanie asfaltu

Wytrzymałość na ściskanie asfaltu

15

15

15

15

15

15

Skład MMA

Skład MMA

3

3

3

3

3

3

Odkształcenie i moduł sztywności

Odkształcenie i moduł sztywności

10

10

10

10

10

10

MMA przeznaczona do badań
wytrzymałościowych zagęszcza się
w formach bezpośrednio po
pobraniu

Próbki

z kotła przewoźnego

:



Po wyładowaniu około 1/3 MMA;



Po wyładowaniu 1/MMA;



Po wyładowaniu ¾ MMA.

Po

wymieszaniu

próbka ogólna

Próbki

sprzed układarki

:



Z

3

miejsc wzdłuż osi podajnika

ślimakowego (początek, środek,
koniec);

Po

wymieszaniu

próbka ogólna

Próbki

z hałdy

:



połączony materiał z min. 4 pobrań z
głębokości około 10 cm z miejsc
oddalonych od siebie

Próbki

z zagęszczonej warstwy

:



Oznaczenia gęstości, cech wytrzymałościowych,
grubości warstw



wyciąć 3 próbki o średnicy

100 mm;



Kontrolowanie składu



3 próbki o średnicy 150

mm;



Pomiar grubości warstw (wyłącznie)



próbki o

średnicy nie mniejszej niż 80 mm.

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MM



Oznaczanie przeprowadza się równolegle na 2 (lub
więcej) próbkach badawczych (

po wydzieleniu z próbki

analitycznej

);



Masa próbki uzależniona od wymiaru ziaren
kruszywa:

Uziarnienie do

[mm]

Masa próbki badawczej

[g]

8

≥ 500

16

≥ 800

32

≥ 1000

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MM

Przygotowanie wyciętej próbki;



Oddzielenie badanej warstwy;



Podzielenie próbki na próbki badawcze (min 2

próbki badawcze;



Podgrzanie do temperatury o około 30

o

C

wyższej od temperatury mięknienia asfaltu;



Rozdrobnienie próbki (przechodzi przez sito 6,3

mm);



Usunięcie ziaren przeciętych podczas

pobierania;



Wysuszenie do stałej masy;



Termostatowanie do temperatury otoczenia;

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MM

Przygotowanie próbki z wyprodukowanej mieszanki:



Rozdrobnienie próbki (przechodzi przez sito 6,3

mm);



Wysuszenie do stałej masy;



Termostatowanie do temperatury otoczenia;

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MMA

Przygotowanie próbki z mieszanki wytworzonej w

laboratorium:



Przygotowanie

mieszanki

zgodnie

z

projektem składu;



Wysuszenie do stałej masy;



Termostatowanie do temperatury otoczenia;

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MM

Wykonanie badania:



Wyskalować piknometr według określonej

procedury;



Umieścić próbkę w piknometrze i nałożyć

nasadkę;



Zważyć piknometr z próbą (m

1

);



Napełnienie piknometru rozpuszczalnikiem,

termostatować przez 0,5 h;

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MM

Wykonanie badania:



Intensywnie wymieszać (usunąć powietrze),

uzupełnienie rozpuszczalnika;



Mieszanie w aparacie obrotowym (20 min –

23 do 27 obr/min i 10 min – 63 do 67

obr/min) +uzupełnienie rozpuszczalnika;



Łaźnia wodna na 2 h;



Zważenie piknometru (m

2

) z próbą,

rozpuszczalnikiem i nasadką.

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MM

Aparat
obrotowy

Piknometr

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ MM

Aparat
obrotowy

Piknometr

Obliczenia:

r

1

2

1

m

m

V

m

m















m – masa piknometru, g;

m

1

– masa piknometru z próbką, g;

m

2

– masa piknometru z próbką i rozpuszczalnikiem, g;

V – objętość piknometru do kreski pomiarowej, cm

3

;

ρ

r

– gęstość rozpuszczalnika, g/cm

3

.

2. OZNACZANIE GĘSTOŚCI STRUKTURALNEJ

MMA



Oznaczanie przeprowadza się równolegle na 2 (lub
więcej) próbkach badawczych (

po wydzieleniu z próbki

analitycznej

);



Masa próbki uzależniona od wymiaru ziaren
kruszywa:



Grubość próbki wyciętej z nawierzchni nie powinna
być mniejsza niż 1,5-krotność wymiaru największego
ziarna.

Uziarnienie do

[mm]

Masa próbki badawczej

[g]

8

≥ 500

16

≥ 800

32

≥ 1000

2. OZNACZANIE GĘSTOŚCI STRUKTURALNEJ

MMA

Przygotowanie wyciętej próbki;



Oddzielenie badanej warstwy;



Podzielenie próbki na próbki badawcze (min 2

próbki badawcze;



Oczyszczenie stalową szczotką próbki z

zanieczyszczeń oraz usunięcie słabo

związanych ziaren.

2. OZNACZANIE GĘSTOŚCI STRUKTURALNEJ

MMA

Przygotowanie próbki zagęszczonej laboratoryjnie:



Wydzielenie próbki badawczej z próbki

analitycznej;



Zagęszczenie próbki zgodnie z wybraną

metodą i jej ostudzenie do temperatury

pokojowej;



Oczyszczenie próbki.

2. OZNACZANIE GĘSTOŚCI STRUKTURALNEJ

MMA

Procedura dla próbek o zawartości

do 5,5% wolnej

przestrzeni



Wysuszenie do stałej masy (temp. nie wyższa niż
50

o

C);



Termostatowanie w temperaturze pokojowej ≥ 4 h;



Oznaczenie masy

m

;



Zanurzenie na 20 – 30 s w denaturacie (wilgotna
powierzchnia);



Zanurzenie w wodzie (temp. 20±1

o

C), ustalenie

masy

m

1

;



Wyjęcie z wody;



Osuszenie próbki (powierzchniowe);



Ustalenie masy próbki w powietrzu

m

2

.

2. OZNACZANIE GĘSTOŚCI STRUKTURALNEJ

MMA

Procedura dla próbek o zawartości

5,5% i więcej

wolnej przestrzeni



Wysuszenie do stałej masy (temp. nie wyższa niż
50

o

C);



Termostatowanie w temperaturze pokojowej ≥ 4 h;



Oznaczenie masy

m

;



Zanurzenie w stopionej parafinie – zamknięcie
porów;



Termostatowanie do temperatury pokojowej;



Ustalenie masy próbki w powietrzu

m

3

;



Zanurzenie na 20 – 30 s w denaturacie (wilgotna
powierzchnia);



Zanurzenie w wodzie (temp. 20±1

o

C), ustalenie

masy

m

4

;

2. OZNACZANIE GĘSTOŚCI STRUKTURALNEJ

MMA

Procedura dla próbek o zawartości do

5,5% wolnej

przestrzeni















3

w

1

2

s

cm

g

,

m

m

m





m – masa suchej próbki, g;

m

2

– masa próbki w powietrzu po wyjęciu z wody, g;

m

1

– masa próbki w wodzie, g;

ρ

w

– gęstość wody w temperaturze 20

o

C (0,998 g/cm

3

).

2. OZNACZANIE GĘSTOŚCI STRUKTURALNEJ

MMA

Procedura dla próbek o zawartości

5,5% i więcej

wolnej przestrzeni

















3

par

3

w

4

3

s

cm

g

,

m

m

m

m

m







m – masa suchej próbki, g;

m

3

– masa próbki z powłoką z parafiny, g;

m

4

– masa próbki suchej z powłoką parafinową w wodzie,

g;
ρ

par

– gęstość parafiny w temperaturze 20

o

C (?).

ρ

w

– gęstość wody w temperaturze 20

o

C (0,998 g/cm

3

).

3. OZNACZANIE GĘSTOŚCI KRUSZYWA I

MIESZANKI MINERALNEJ



Oznaczanie przeprowadza się równolegle na 2
(lub

więcej)

próbkach

badawczych

(po

wydzieleniu z próbki analitycznej);



Masa próbki - około 500 g.

3. OZNACZANIE GĘSTOŚCI KRUSZYWA I

MIESZANKI MINERALNEJ

Przygotowanie próbki
badawczej:



Umycie kruszywa i wysuszenie do stałej masy;



Pobranie próbki o masie 500 g;



Rozdrobnienie < 0,5 mm;



Odważenie próbki o masie około 160 g;



Usunięcie okruchów stali;



Ponowne rozdrobnienie < 0,075 mm;



Odważenie 150 g próbki i umieszczenie w
parowniczce;



Wysuszenie do stałej masy;



Określenie masy parowniczki z próbką;



Umieszczenie w eksykatorze.

3. OZNACZANIE GĘSTOŚCI KRUSZYWA I

MIESZANKI MINERALNEJ

Wykonanie oznaczenia:



Wysuszenie kolby Le Chateliera do stałej
masy;



Przepłukanie kolby spirytusem;



Umieszczenie kolby w łaźni wodnej;



Ustalenie poziomu spirytusu (poziom 0);



Wsypanie rozdrobnionego materiału do
kolby (około 24 cm

3

);



Usunięcie powietrza z kolby (delikatne
mieszanie);



Zważenie parownicy z pozostałą częścią
próbki.

3. OZNACZANIE GĘSTOŚCI KRUSZYWA I

MIESZANKI MINERALNEJ

Obliczenia wyników:













3

1

cm

g

,

V

m

m



m – masa całej suchej próbki wraz z parownicą, g;

m

1

– masa próbki pozostałej w parownicy wraz z

parownicą, g;

V – objętość próbki wyspanej do kolby, cm

3

.

3. OZNACZANIE GĘSTOŚCI KRUSZYWA I

MIESZANKI MINERALNEJ

Obliczenie gęstości mieszanki mineralno-asfaltowej
(przy znanej gęstości MM i asfaltu):

k – zawartość mieszanki mineralnej w MMA,
%;

ρ

k

– gęstość MM, g/cm

3

;

ρ

1

– gęstość asfaltu, g/cm

3

;















3

1

k

cm

g

,

k

100

k

100







4. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ

KRUSZYWA I MIESZANKI MINERALNEJ



Oznaczenie przeprowadza się na min dwóch
próbkach badawczych wydzielonych z próbek
analitycznych;



Masa próbki zależy od wymiaru największych
ziaren:

Uziarnienie do

[mm]

Masa próbki badawczej

[g]

8

≥ 500

16

≥ 800

32

≥ 1000

4. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ

KRUSZYWA I MIESZANKI MINERALNEJ

Przygotowanie próbki
badawczej:



Pobranie próbki o odpowiedniej masie;;



Wysuszenie do stałej masy;



Termostatowanie do temperatury otoczenia;



Umieszczenie w eksykatorze.

4. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ

KRUSZYWA I MIESZANKI MINERALNEJ

Wykonanie badania:



Intensywnie wymieszać (usunąć powietrze),

uzupełnienie denaturatu;



Mieszanie w aparacie obrotowym (20 min –

23 do 27 obr/min i 10 min – 63 do 67

obr/min) +uzupełnienie denaturatu;



Łaźnia wodna na 2 h;



Zważenie piknometru (

m

2

) z próbą,

denaturatem i nasadką.

4. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ

KRUSZYWA I MIESZANKI MINERALNEJ

Aparat
obrotowy

Piknometr

4. OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ

KRUSZYWA I MIESZANKI MINERALNEJ

Aparat
obrotowy

Piknometr

Obliczenia:

r

1

2

1

m

m

V

m

m















m – masa piknometru, g;

m

1

– masa piknometru z próbką, g;

m

2

– masa piknometru z próbką i denaturatem, g;

V – objętość piknometru do kreski pomiarowej, cm

3

;

ρ

r

– gęstość denaturatu, g/cm

3

.

5. OZNACZANIE WSKAŹNIKA ZAGĘSZCZENIA

WARSTWY ASFALTOWEJ

Aparat
obrotowy

Piknometr

Obliczenie ilorazu gęstości strukturalnej próbki
MMA wbudowanej i gęstości strukturalnej MMA,
wykonanej

z

tych

samych

składników

i

zagęszczonych w znormalizowany sposób.

5. OZNACZANIE WSKAŹNIKA ZAGĘSZCZENIA

WARSTWY ASFALTOWEJ

Aparat
obrotowy

Piknometr

Wykonanie oznaczenia:



Pobranie próbki;



Oznaczenie

gęstości

strukturalnej

na

próbkach z nawierzchni;



Oznaczenie

gęstości

strukturalnej

na

próbkach

laboratoryjnych

(ta

sama

receptura).

5. OZNACZANIE WSKAŹNIKA ZAGĘSZCZENIA

WARSTWY ASFALTOWEJ

Aparat
obrotowy

Piknometr

Obliczenie:

 

%

,

100

w

sl

s

z









ρ

s

– gęstość strukturalna próbki wyciętej z nawierzchni,

g/cm

3

;

ρ

sl

– gęstość strukturalna próbki laboratoryjnej wykonanej

według tej samej recepty, g/cm

3

;

6. OZNACZANIE WOLNEJ PRZESTRZENI

Piknometr

Obliczenie

ilorazu

różnicy

gęstości

objętościowej i gęstości strukturalnej MMA
oraz jej gęstości objętościowej

ρ

s

– gęstość strukturalna MMA, g/cm

3

;

ρ

sl

– gęstość strukturalna MMA, g/cm

3

;

 

%

,

100

P

s

















7. OZNACZANIE PRZESTRZENI WYPEŁNIONEJ

ASFALTEM

Piknometr

Obliczenie ilorazu objętości asfaltu w zagęszczonej
próbce MMA

V

a

i objętości wolnej przestrzeni plus

objętość wypełniona asfaltem w zagęszczonej MMA

V

pa

.

 

%

,

100

V

V

P

pa

a

a





7. OZNACZANIE PRZESTRZENI WYPEŁNIONEJ

ASFALTEM

Piknometr

Obliczenie objętości asfaltu w zagęszczonej próbce

MMA

V

a

:

a

s

m

a

A

V









A

m

– zawartość asfaltu w MMA, %;

ρ

s

– gęstość strukturalna zagęszczonej próbki MMA, g/cm

3

;

ρ

a

– gęstość asfaltu, g/cm

3

7. OZNACZANIE PRZESTRZENI WYPEŁNIONEJ

ASFALTEM

Piknometr

Obliczenie

objętości

wolnej

przestrzeni

w

zagęszczonym szkielecie mineralnym

V

pa

.





ok

s

m

pa

A

100

100

V













A

m

– zawartość asfaltu w MMA, %;

ρ

s

– gęstość strukturalna zagęszczonej próbki MMA, g/cm

3

;

ρ

ok

– gęstość objętościowa MM, g/cm

3

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

Określenie wartości siły i odkształceń w chwili
zniszczenia próbki ściskanej w aparacie
Marshalla

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

Próbki z mieszanki wytworzonej w

laboratorium (ubijak Marshalla):

Ø = 101,6 ± 0,1

mm;

h = 63,5 ± 5,0

mm

.

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr



Ustalić skład MMA według przyjętych metod
projektowania;



Wysuszyć składniki mineralne do stałej masy;



Termostatowanie w temperaturze pokojowej;



Odważenie składników (± 0,1 g) i wstępnie
wymieszać;



Wykonanie próbek o orientacyjnej masie, np.
1250 g;



Ogrzanie (MM przez 3,5 h i asfalt przez 0,5 h w
odpowiedniej temperaturze – tabela);



Wymieszać w mieszarce (1 ÷ 2 min) do
całkowitego

pokrycia

powierzchni

ziaren

asfaltem

Próbki z mieszanki wytworzonej w laboratorium (ubijak

Marshalla):

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

Temperatury składników i MMA do

przygotowania próbek do próby Marshalla

Rodzaj lepiszcza

Rodzaj lepiszcza

Temperatura

Temperatura

o

o

C

C

Mieszanki

Mieszanki

mineralnej

mineralnej

Asfaltu

Asfaltu

Zagęszczanej

Zagęszczanej

MMA

MMA

min

min

max

max

min

min

max

max

min

min

max

max

Asfalt drogowy

Asfalt drogowy

D200

D200

145

145

155

155

130

130

140

140

132

132

138

138

Asfalt drogowy

Asfalt drogowy

D100

D100

150

150

160

160

135

135

145

145

137

137

143

143

Asfalt drogowy

Asfalt drogowy

D70

D70

155

155

165

165

140

140

150

150

142

142

148

148

Asfalt drogowy

Asfalt drogowy

D50

D50

160

160

170

170

145

145

155

155

147

147

153

153

Asfalt

Asfalt

modyfikowany

modyfikowany

Według zaleceń producenta

Według zaleceń producenta

Próbki z mieszanki wytworzonej w laboratorium (ubijak

Marshalla):

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

Formowanie i zagęszczanie próbki badawczej:



Termostatowanie formy w temp. 110

o

÷

120

o

C przez okres 15 min;



Przygotowanie

formy

(smarowanie

gliceryną);



Napełnienie formy mieszanką;



Wstępne zagęszczenie MMA (nóż, łopatka –
25 uderzeń) i wyrównanie;



Zagęszczenie próbki ubijakiem (50

÷ 75

uderzeń na każdą stronę próbki, w zależności od
kategorii ruchu);



Termostatowanie próbki (6 h lub 3 h plus
nadmuch powietrza);



Wyciśnięcie próbki z formy;

Próbki z mieszanki wytworzonej w laboratorium (ubijak

Marshalla):

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr



Przechowywanie próbki zabezpieczonej
przed deformacją w temperaturze
otoczenia min 24 h i nie dłużej niż 10
dni;



Pomiar (3 miejsca) wysokości próbki;



Oznaczenie

gęstości

strukturalnej

próbki;



Oznaczenie stabilności i odkształcenia
po upływie ≥ 48 h od wykonania (przed
badaniem na 30 min próbkę umieszcza
się w łaźni wodnej w temp. 60±1

o

C)

Próbki z mieszanki wytworzonej w laboratorium (ubijak

Marshalla):

Pielęgnacja próbki

badawczej:

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

Próbki z mieszanki z produkcji przemysłowej:

Próbki wykonuje się tak jak z mieszanki wykonanej w

laboratorium.

Uwaga:

nie oznacza się stabilności i odkształcenia z

mieszanki ostudzonej i powtórnie rozgrzanej lub

przetrzymywanej w temp. wyższej od 120

o

C dłużej

niż 4 h.

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

Próbki z mieszanki z produkcji przemysłowej:

Wykonanie badania:



Termostatowanie formy w temp. 110

o

÷ 120

o

C

przez okres 15 min;



Przygotowanie formy (smarowanie gliceryną);



Wyjęcie próbek z łaźni wodnej i umieszczenie w
szczękach;



Wyzerowanie czujnika;



Wykonanie badań – odczytanie siły niszczącej
próbkę i wartości odkształcenia próbki w chwili
zniszczenia;

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

Aparat Marshalla

S

o

L

7

6

±

0

,1

m

m

Ø 101,6 ± 0,1
mm

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

o

S

S







Stabilność skorygowana

Jeśli wysokość próbki jest różna od 63,5 mm i jednocześnie mieści się w
granicach 58,5 ÷ 68,5 mm wartość odczytaną z czujnika S

o

należy

skorygować.

α -

współczynnik korygujący (tablica w normie);

S

o

– wartość odczytana z czujnika lub wykresu, kN

8. OZNACZANIE STABILNOŚCI i ODKSZTAŁCENIA

METODĄ MARSHALLA

Piknometr

1

2

L

L

L





Odkształcenie próbki:

Jeśli wysokość próbki jest różna od 63,5 mm i jednocześnie mieści się w
granicach 58,5 ÷ 68,5 mm wartość odczytaną z czujnika S

o

należy

skorygować.

L

1

-

wartość liczbowa przyjęta jako odczyt „zerowy”, mm;

L

2

– wartość liczbowa odczytana w momencie zniszczenia

próbki, mm

9. OZNACZANIE NASIĄKLIWOŚCI

Minimalna masa próbki zależna od wymiaru
największego ziarna:

Określenie masy lub objętości wody, którą może wchłonąć w
znormalizowanych warunkach wysuszona próbka.

Grubość warstwy nie powinna być mniejsza niż 1,5

maksymalnej średnicy ziarna

Uziarnienie do

[mm]

Masa próbki badawczej

[g]

8

≥ 500

16

≥ 800

32

≥ 1000

9. OZNACZANIE NASIĄKLIWOŚCI

Minimalna masa próbki zależna od wymiaru
największego ziarna:

Określenie masy lub objętości wody, którą może wchłonąć w
znormalizowanych warunkach wysuszona próbka.

Grubość warstwy nie powinna być mniejsza niż 1,5

maksymalnej średnicy ziarna

Uziarnienie do

[mm]

Masa próbki badawczej

[g]

8

≥ 500

16

≥ 800

32

≥ 1000