Wykład 1

Nawierzchnia-warstwa lub zespół warstw służących do przejmowania i rozkładania obciążenia od ruchu na podłoże i zapewniającej dogodne warunki do ruchu

Konst. nawierzchni-jest to układ warstw nawierzchni wraz ze sposobem ich połączenia

War. ścieralna- jest to wierzchnia warstwa nawierzchni poddana bezpośredniemu oddziaływaniu ruchu i czynników atmosferycznych

War. wiążąca- warstwa leżąca między war. ścieralną a podbudową zapewniająca lepsze rozłożenie naprężeń nawierzchni i przekazywanie ich na podłoże

Podbudowa-dolna część nawierzchni służąca do przenoszenia obciążeń ruchu na podłoże (zwana warstwą nośną nawierzchni) może składać się z warstwy zasadniczej i pomocniczej

Podbud. zasadnicza- górna część podbudowy(lub zasadnicza) spełniająca funkcje nośne konstrukcji nawierzchni. Może ona zawierać warstwę wzmacniającą lub(i) warstwę wyrównawczą

Warstwa wzmacniająca- wars. podbudowy służąca do wzmocnienia istniejącej nawierzchni i zazwyczaj stosowana w konst. nawierzchni dla ruchu ciężkiego.

Warstwa wyrównawcza- war. Służąca do wyrównania nierówności podbudowy lub profilu istniejącej nawierzchni

Podbudowa pomocnicza- dolna część podbudowy spełniająca poza funkcjami nośnymi funkcje zabezpieczenia nawierzchni przed działaniem wody, mrozu, przenikaniem cząstek podłoża.

W podbudowie pomocniczej można wyróżnić warstwę:

Mrozoodporną, odsączającą, odcinającą

Mrozoodporna- głównym jej zadaniem jest ochrona nawierzchni przed działaniem mrozu.

Odsączające- służy do odprowadzenia wody przedostającej się do nawierzchni.

Odcinająca- jest to warstwa stosowana w celu uniemożliwienia przenikania cząstek do warstw leżących poniżej.

Podłoże- stanowi grunt rodzinny lub nasypowy leżący przed nawierzchnią do głębokości przemarzania jednak nie mniej niż do głębokości na której naprężenia pionowe w stosunku do największych obciążęń użytkowych wynoszą 0,02Mpa

Podłoża ulepszone- wierzchnia warstwa podłoża leżąca bezpośrednio pod nawierzchnią, warstwa ulepszona w celu umożliwienia przejęcia ruchu budowlanego, a także właściwego wykonania nawierzchni spełniające wymagania określone dla podłoża.

Wykład 2

Minerał- najmniejszy element z grupy ziemskiej o określonym składzie chemicznym i cechach fizycznych powstały w sposób naturalny bez udziału człowieka

Skała- zespół minerałów lub jednego minerału powstały w sposób naturalny

Minerały skałotwórcze- minerały wchodzące w skład skał

Wietrzenie fizyczne- proces niszczenia skał pod wpływem działania mrozu, słońca a także org. Żywych (mogą być to korzenie drzew)

Wietrzenie chemiczne- proces niszczenia skał pod wpływem działania wody tlenu, azotu i dwutlenku węgla

Skala Mosa - skala ta obejmuje 10 minerałów

1-Talk 2-Gips 3-Kalcyt 4-Fluoryt 5-Apatyt 6-Ortoklas 7-Kwarc 8-Topaz 9-Korund 10-Diament

Podział ze względu na powstanie: magmowe, osadowe i przeobrażone

W budownictwie drogowym najczęściej spotyka się skały magmowe tj. bazalt czy granit które cechują się wysoką wytrzymałością wśród kruszyw ze skał osadowych najczęściej spotykane są kruszywa dolomitowe, wapienne i tzw. Piaskowce. Natomiast do grupy kruszyw s. Przeobrażonych to: sjenit, serpentynit, kwarcyt.

1.Skały magmowe-powstałe w wyniku krzepnięcia magmy. W zależności od tego gdzie proces miał miejsce można wyróżnić:

-skały głębinowe-powstałe w głębi ziemi w skutek powolnego krzepnięcia lawy

-skały wylewne-powstałe na pow. ziemi po erupcji wulkanicznej podczas szybkiego krzepnięcia lawy

-skały żyłowe-powstałe w war. Pośrednich czyli magma została wciśnięta.

Głównym składnikiem skał magm. jest kwarc. Jest on odporny na wietrzenie( fizyczne,chemiczne)ponadto od zawartości kwarcu w skale zależy powinowactwo kruszywa z asfaltem. Im więcej kwarcu w skale tym gorsze powinowactwo(adhezja).

2.Skała osadowa-powstałe na skutek cyklu procesów rozpoczynających się od niszczenia skały, transportu jej okruchów a następnie ich osadzania w środowisku wodnym albo suchym(lądowym)

Skały dzielimy na:

Skały okruchowe-pochodzą z rozdrobnienia różnych skał, mogą być sypkie lub zcementowane (piaski,żwiry, piaskowce)

Skały chemiczne-powstałe w skutek reakcji chemicznych zachodzących w środowisku

Skały organogeniczne-powstałe ze szczątków zwierząt i roślin.

Wykład 3

KRUSZYWA KAMIENNE-podst. mat. Do budowy nawierzch. asf., ich udział w wierzchnich warstwach jezdni stanowi 90-95% a w warstwach dolnych 87-100%

Kruszywo w konstrukcji naw. drogowej jest poddane działaniu:

-czynników atmosferycznych

-sił pionowych od pojazdów

-sił stycznych równoległych do ruchu pojazdu powstających w wyniku rozpędu i hamowania

-sił stycznych prostopadłych do ruchu pojazdu powstających od ruchu pojadów na łuku

-obciążenia dynamicznego spowodowanego uderzeniami kół

-sił ssących od opon samochodów

Siły poziome styczne powodują ścieranie warstwy ścieralnej, a poziome siły dynamiczne miażdżenie kruszywa w tej warstwie.

W budownictwie stosuje się mat. kamienne pochodzenia naturalnego i z recyklingu.

Mat. kamienne powstają w górnych warstwach skorupy ziemskiej w wyniku krzepnięcia płynnej magmy, osadzania się cząstek mineralnych albo przeobrażenia uprzednio utworzonych skał w zmiennych warunkach fiz.-chem.

Kruszywo pochodzenia mineralnego naturalnego, które poza obróbką mechaniczną nie zostało poddane żadnej innej obróbce - dotychczasowe kruszywo łamane naturalnie kruszone i nie kruszone, piaski.

Sztuczne mat. kamienne najczęściej są produktami ubocznymi lub finalnymi różnych procesów przemysłowych surowców mineralnych obejmujących termiczną lub inną modyfikacje, np. żużel

Mat. z recyklingu - kruszywo powstałe w wyniku przeróbki nieorganicznej materiału zastos. uprzednio w budownictwie.

Produkcja łamanego kruszywa drogowego:

Po odsłonięciu złoża odstrzeliwujemy materiał skalny, który następnie podawany jest do zakładu przeróbczego. W wyniku dalszego przetwarzania kruszywa otrzymuje się różne rodzaje kruszyw łamanych(obecnie się mówi: naturalnym o różnych udziale powierzchni łamanych)

W procesie produkcyjnym należy pamiętać o:

- wprowadzenie nowoczesnych materiałów robót wiertniczo - strzałowych z wykorzystaniem najnowszych wiertnic oraz zastosowanie nowych technik strzałowych również z wykorzystaniem płynnych mat. wybuchowych.

- zadaniem robót strzałowych nowoczesnych kopalni jest nie tylko odspojenie skały od ściany, ale już na tym etapie wstępne rozkruszenie w celu zmniejszenie zbyt dużej ilości mat. o dużych gabarytach, koszty kruszenia mat. skalnego zmniejszają się

- proces dalszej przeróbki mat. opary jest na kruszywach stożkowych oraz w młynie udarowym co powoduje zwiększenie poprawienie jakości param. kruszyw, a przede wszystkim poprawia kubiczność ziaren

- proces przeróbki kruszywa w stożkowych powoduje powst. większej ilości b. drobnych frakcji kamiennych potocznie określonych pyłem (PN-EN kruszywo wypełniane). Wysoka wydajność tych kruszarek pociąga za sobą zastos. wysokiej klasy przesiewaczy o dużych powierzchniach odsiewu i dużej amplitudzie drgań

- zakłady przeróbcze powinny być już całkowicie zautomatyzowane, a wykorzystanie komputerów pozwala na to aby człowiek pełnił funkcje tylko zarządzająco-ochronne

- konieczność ograniczania emisji pyłów do środowiska wymaga w nowoczesnych kopalnianych systemów odpylania dla całego procesu powstawania kruszywa poprzez uszczelnianie i wyciąganie pyłów poprzez rurociągi ssawne do tzw. Centralnej odpylni zakładu przeróbczego.

Wprowadzenie norm europejskich:

Normy PN- EN na nowo definiują wiele pojęć, w sposób zupełnie odmienny od dotychczasowych. Są to normy typu klasyfikacyjnego, gdzie do każdej cechy mat. przypisano do wyrobu kilka kategorii wymagań.

Dodatkowo w wyniku kruszyw można wyróżnić normę:

EN- 13055:2004 „Kruszywa lekkie…”

Dyrektywa 89/106/EWG Uznaje że wyroby o dużym znaczeniu dla spełnienia przez budowle wymagań podstawowych, można powiedzieć, że normy EN są normami zharmonizowanymi. Ponadto kruszywa drogowe wg Normy PN-EN podlegają systemom oceny zgodności wyrobu i wszystkim procedurom zgodności i CE.

Bardzo ważny jest załącznik oznaczony ZA (w normie)

Podział kruszyw wg PN:

1. Mineralne: kamienne i skalne,

2. Sztuczne: żużel wielkopiecowy, pomiedziowy,…

Wspólne nazewnictwo i sposób badań dla obu typów

Mineralne:

• naturalne - piaski, żwiry, pospółki: mat. kruszone, niekruszone

• łamane - 1. łamane zwykłe, 2. granulowane, 3. wypełniacze mineralne

Jakość i przydatność kruszyw charakt. parametry:

- klasa - podział wg właściwości fiz.-chem.: ścieralność, nasiąkliwość, mrozoodporność. zawartość zw. siarki, aktywność alkaliczna

- gatunek - podział właściwości kruszyw zależnych od działań człowieka: sposobu wydobycia, składania, tech. produkcji.

badania: zawartości ziaren nieforemnych na ziarno, podziarno, zapylenie.

Sztuczne: powstałe podczas wytwarzania innych produktów, przerobu odpadów lub wytwarzanie specjalne (keramzyt). Mają różną gęstość, twardość. Z mat. tego typu wiąże się pewne zagrożenie np. zmienność chem. w czasie, która prowadzi do zmian ich właściwości. Stosując kruszywa sztuczne zawsze należy sprawdzić czy spełniają wymagania norm lub aprobat tech.

Wypełniacze wg PN:

drobno zmielona skała. Dzielimy na dwa rodzaje:

- podstawowy - ze skał osadowych o zawartości węglanu wapnia <90%

- zastępcze - do 20% całej potrzebnej zawartości wypełniaczy, ze wszystkich rodzajów skał

Najpopularniejszy wypełniacz: mączka wapienna - mat. mineralny, ziarnisty chatakt. się normalnym rozdrobnieniem, ze skał wapiennych

wypełniacz wapienny - część mączki wapiennej, przechodząca przez sito kontrolne o wymiarze oczka 0,075 mm.

Wypełniacze stosuje się do produkcji mieszanek mineralno-asf.

Należy zwrócić uwagę na:

- dopuszczalna wilgotność do 3%

- niedopuszczalne stosowanie gruszek

w wypełniaczu powst. przesiew przez sito 0,075 powinno stanowić >80%masy

- czasami wykorzystywano pyły z układu odpylania otaczarki zamiast pewnej ilości wypełniacza. Można zast. do:

- podbudowa wiążąca wyrównawcza, wzmacniająca wszystkich kat. ruchu

- warstwa ścieralna do KR1, KR2

Po wejściu w życie PN-EN pewne jej zapisy w dziedzinie pyłów i wypełniaczy wydają się sprzeczne z wymaganiami normy PN…

Metody badań i kryteria oceny mączek wapiennych powinno ustalać się na podst. PN-EN 13044:2004

wykład 4

Wszystkie kruszywa pochodzenia mineralnego można podzielić :Naturalne - kruszywo mineralne które poza obróbką mechaniczną nie zostało poddane żadnej innej obróbce. Sztuczne - kruszywo pochodzenia mineralnego przemysłowego i obejmujące obróbkę termiczną lub inne modyfikacje.

Z recyklingu - kruszywo powstające w wyniku przeróbki nieograniczonego materiału zastosowanego w budownictwie .Materiał pochodzący z recyklingu nazywany jest destruktem.

Można ogólnie stwierdzić ze dawne klasy odpowiadają obecnym wymaganio m a gatunkom wymagania geometryczne .Dawne granice uziarnienia (frakcji)kruszywa nazywamy teraz wymiarem kruszywa i oznacza się jako dolny przez d i górny D wymiar sita czyli innymi słowy d/D przy założeniu , że dopuszcza się pewną ilość ziaren przechodzących przez sito d i pozostających na sicie D

W NOWEJ NORMIE zdefiniowano również pojęcie kruszywa drobnego grubego o raz kruszywa o ciągłym uziarnieniu .

Kruszywo Drobne - wgPN-EN-13044:2004to kruszywo o wymiarach ziaren D=6.3mm lub mniejszych )d nieokreślone. , wg EN-13242:2002to kruszywo o wymiarach ziaren D=,3mm lub mniejszych.

Kruszywo grube- wg PN-EN-13044:2004 to kruszywo o wymiarach ziaren D=45mm lub mniejszych oraz d równe lub większe od 2mm.Wg EN13242:2002 D> 2mm a d >=1

Kruszywo o ciągłym uziarnieniu- mieszanka kruszyw drobnego i grubego za granicami dla PN-EN-13044:2004 D<=45mm i d=0,0mm dla EN13242:2002 mamy D:6,3, d nie określone.

Dodatkowo w EN13242:2002 występuje pojęcie kruszywa zwykłego - jest to kruszywo pochodzenia mineralnego którego gęstość ziarna jest równa 2Mg/m3 lub większa ale mniejsza od 3.

KRUSZYWA SZTUCZNE wg PN-EN - wymagania które zostały zapisane ww. normie nie są wszystkimi wymaganiami i należy pamiętać o tym że kruszywa sztuczne oraz wymagania dla nich są także opisane w innych normatywach chemicznych . Ponadto to co dotyczy k.sztucznych obowiązuje w starych normatywach.

WYPEŁNIACZE wg PN-EN według tej normy wypełniacze to kruszywa wypełniające. Kruszywo wypełniające -to kruszywo , którego większość przechodzi przez sito 0,063 które może być dodawane do mat budowlanych w celu uzyskania pewnych właściwości.

Wypełniacz mieszany 0jest to kruszywo uzupełniające pochodz. mineralnego wymieszane z wodorotlenkiem wapnia np. pył wymieszany z wapnem hydraulicznym.

Wypełniacz dodany - kruszywo pochodzenia mineralnego wytworzone oddzielnie np. mączka wapienna

Definicje wg PN :

Frakcja - zbiór ziaren kruszywa zawierający się pomiędzy 2 najbliżej leżącymi sitami kontrolnymi. Frakcja Grysowa - kruszywo przechodzące przez sito 20mm a zatrzymujące się na sicie 2mm. Frakcja piaskowa- przechodzi przez sito 2mm a zatrzymuj się na 0,0075.

Frakcja wypełniaczowa - to co przechodzi przez 0,075mm Grupa frakcji -zbiór conajmiej 2 sąsiednich frakcji. Kliniec- kruszywo łamane zwykle z pierwszego kruszenia od 4mmdo 30,5mm. Kr.drobne granulowane -najdrobniejszy materiał z drugiego kruszenia. K.łamane zwykłe-kruszywo powstające podczas kruszenia skał , może być przekruszone raz lub dwa razy. K.łamane granulowane - na foremne kształty ziaren. Kruszywo naturalne - piaski ,żwiry , pospółka czyli skały luźne mogą być nie kruszone lub luźne. Miał - najdrobniejsze kruszywo o frakcji nawet do 0,04mmrzadko kiedy używane do produkcji MMA z uwagi na występujące w nim zanieczyszczenia lub cząstki pylasto - ilaste.

Mieszanka Mineralna- jest to kruszywo naturalne łamane wraz z wypełniaczem mineralnym wymieszane w odpowiednich proporcjach .Niesort - kruszywo zwykłe powstające podczas 1-ego kruszenia zawiera zwykle dość duży rozrzut wielkości ziaren i dopiero po przesianiu niesortu można otrzymać….Piasek zwykły - k. naturalne o wielkości ziaren do 2mm o nie normowym składzie Piasek łamany kruszywo do 2mm powstające po przekruszeniu tłucznia czyli po drugim kruszeniu. Pospółka - kruszywo naturalne zawiera ziarna różnych wielkości jest to mieszanka piasku i żwiru. Żwir - k.naturalne o wielkości ziaren od 2-63mm. Tłuczeń - k łamane otrzymywane z niesortu (pierwszego kruszenia)

BADANIA wg PN

Analiza sitowa - badanie składu ziarnowego

- analiza na mokro - dla materiałów mających grudki gliny lub zanieczyszczenia

- analiza na such - dla kruszyw bez zanieczyszczeń i glin

Analizę sitową przedstawiamy w postaci Krzywej uziarnienia . Powinna się ona mieścić w granicach D i d i gdy krzywa występuje poza te granic tzn. ze danej frakcji jest zbyt mało lub dużo.

Powierzchnia właściwa - stosunek sumy zewnętrznych powierzchni ziaren kruszywa do masy tych ziaren . Punkt piaskowy - procentowy udział w kruszywie masy ziaren o wymiarach 0,06 do 2mm Sito kontrolne- sito , którego wymiar oczek kwadratowych przyjęto jako : w praktyce używa się 2 typy sit: a)0.75;0.15;0.18;0.30;0.42;0.84;2.0;4.0;6.3;8.0;10.0;12.8;16.0;20.0;31.5;63.0

b)0.75;0.125;0.25;0.50;1.0;2.0;4.0;6.3;8.0;10.0;12.8;16.0;20.0;31.5;63.0

Wskaźnik kształtu ziaren - stosunek wymiaru ziarna najdłuższego do najkrótszego. Ziarno nieforemne-ziarno kruszywa , którego wskaźnik kształtu jest >=3mm Ziarno słabe - ziarno kruszywa naturalnego o obniżonej wytrzymałości Ziarno zwietrzałe - ziarno kruszywa zmierzone wtórnie, można rozpoznać po kolorze jak i po powierzchni. Ziarno z korą - ziarno kruszywa mające na powierzchni zwietrzelinę skalną o odmiennej od reszty ziarn skalnych budowie. Ziarno ze zgorzelą słoneczną - ziarna kruszywa ze skał wykazujące obecność jasnych szarych , niebieskawych plam , dużo spękań, włosowatych szczelin. W wyniku tych zgorzelin skała się rozpada.

DODATKOWE OKRESLENIA W PN- EN:

Wymiar kruszywa - oznaczenie kruszywa poprzez określenia dolnego d i górnego D w taki sposób d/D Uziarnienie - rozkład wymiarów ziaren wyrażony jako % masy przechodzący przez określony zestaw sit. Podziarno - cześć kruszywa przechodząca przez mniejsze z granicznych sit używanych do opisywania wymiarów kruszywa. Nadziarno - część kruszywa pozostająca na większym z granicznych sit używanych do opisywania wymiarów kruszywa.

Kategoria - poziom zawartości kruszywa wyrażony jako przedział wartości lub wartość graniczna ( nie ma zależności pomiędzy kategoriami różnych właściwości)

Frakcja o wymiarze d/D-frakcja kruszywa przechodząca przez sito D i pozostająca na sicie d

Ziarno - całkowicie przekruszone lub łamane i ziarno którego 90% powierzchni powstało w wyniku przekruszenia lub łamania. Ziarno kruszone lub łamane - ziarno którego >50% powierzchni powstało w wyniku przekruszenia lub łamania. Ziarno zaokrąglone - ziarno którego mniej niż 50% pow. Powstało w wyniku przekruszenia lub łamania

Ziarno całkowicie zaokrąglone - którego więcej niż 90% powierzchni jest zaokrąglone

Ziarno nieforemne - ziarno kruszywa którego stosunek dł. N do E jest >3

wykład 5

Według PN-EN 13043:2004 wymagania dla kruszyw obejmują podział na 3 grupy(wym. geometryczne, fizyczne, chemiczne)1)geometryczne(wymiary kruszywa(granice frakcji) a także uziarnienie ( zawart. frakcji podstawowej a także nadziarno i podziarno) opisane w PN

Uwagi do PN-EN-933-1:2000-1)norme stosuje się do kruszyw o uziarnieniu do 63 mm nie stosuje się do badania wypełniaczy. 2) stosowane są metody na mokro i na sucho 3) wyróżniamy inne zestawy sit 4) wrowadzono sito 0,063mm przy przesiewaniu przemytej i wysuszonej próbki metodą na sucho 5) wymiary kruszywa charakteryzuje D/d nie mniejszy od 1,4. W PN-EN-13043:2004 wprowadzono nowe zestawy sit odmienne od dotychczas stosowanych.Wyróżnia się zestaw podstawowy oraz dwa zestawy dodatkowe nazwane +1 i +2 Zestawy te są w małym konflikcie z normą PN-S-96025:2000 Nowa norma dla kruszyw bazuje na normie EN w której jest brak sit mniejszych od 1 mm , dlatego do projektowania w Polsce należy wybór tych sit. Kombinacja sit z zestawu +1 i +2 jest niedopuszczalna

zestaw podstawowy	zest.pod+zestaw„+1”	zest.pod+zestaw„+2”	zest wg PN-S-960250
0	0	0	-
-	-	-	0,075
-	-	-	0,15
-	-	-	0,18
-	-	-	0,3
-	-	-	0,42
-	-	-	0,85
1	1	1	-
2	2	2	2
4	4	4	4
-	5,6	-	-
-	-	6,3	6,3
8	8	8	8
-	-	-	9,6
-	-	10	-
-	11,2	-	-
-	-	12,5	-
-	-	-	12,8
-	-	14	-
16	16	16	16
-	-	20	20
-	22,4	-	-
-	-	-	25
31,5	31,5	31,5	31,5
-	-	40	-
-	45	-	-
63	63	63	-

Podstawowe wymagania dotyczące uziarnienia

Kruszywo	wymiar (mm)	procent przechodzącej masy					kategoria G
				2D	1,40^aD	D^b		d	(d/2)^a
		Grube		100	100	90÷99	0-10	0-2	Gc 90/10
				100	98-100	90÷99	0-15	0-5	Gc 90/15
				100	98-100	90÷99	0-20	0-5	Gc 90/20
				100	98-100	85÷99	0-15	0-2	Gc 85/15
				100	98-100	85÷99	0-20	0-5	Gc 85/20
				100	98-100	85÷99	0-35	0-5	Gc 85/35
drobne		100	-	85÷99	-	-	Gf 90/10
		100	98-100	90÷99	-	-	Ga 90/10
				100	98-100	85÷99	-	-	Ga 90/10

1. gdy sita obliczone z 1,4 D i d/2 nie są dokładnymi wymairami sit wg ISO-565:190, seria R20, należy przyjąć następny najbliższy wymiar sita.

2. jeśli pozostałość na sicie D jest mniejsza niż 1%, masy, producent powinien udokumentować i deklarować uziarnienie typowe w tym z wykorzystaniem sit D,d,d/2 oraz sit z zestawu podstawowego plus zestaw 1 lub zestawu podstawowego plus zestaw 2 dla wartości pośrednich pomiędzy d i D.

3. dla poszczególnych wymiarów kruszyw grubych d/D gdzie D/d<2 o kategorii Gc 8,5/15, Gc85/20 i Gc85/35, wartość masy przechodzącej przez D - zgodnie z danym zastosowaniem- może być zmniejszona o 5 %

Uziarnirnie kruszyw grubych: W zależności od wielkości dopuszczalnego nadziarna i podziarna norma PN-EN13043:2004 wprowadza 6 kategorii kruszywa grubego oznaczonych symbolem Gc x/y gdzie x-największa dopuszczalna ilość nadziarna przedstawiana jako , uzupełnienie do 100% y- największ dopuszczalna ilość podziarna.

Dopuszcza do 15% nadziarna i do 20% podziarna.Producent powinien podać uziarnienie kruszywa na sitach 2D;1,4D;D;d oraz d/2Dodatkowo w normie EN jest napisane że dopuszcza się kategorię pośrednie G25/15, G20/5 ,G20/17,5

G_25/15- od 25 do 80% przechodzącej masy przez sito pośrednie D/1,4 z tolerancją +-15% mieszanki mineralnej (dla D/d<4)

_G20/15 - od 20 do 70% przechodzącej masy przez sito pośrednie D/1,4 z tolerancją +-17,5% mieszanki mineralnej (dla D/d<4)

G_20/17,5 - od 20 do 70% przechodzącej masy przez sito pośrednie D/2 z tolerancją +-17,5% mieszanki mineralnej (dla D/d>4)

Gnr-brak wymagania

Uziarnienie kruszyw drobnych- kategoria Gf85 wymaga ona , aby sito D przeszło od 85 do 99% masy kruszywa , natomiast przez sito 2D powinno przejść 100% masy kruszywa.

Wprowadzono doadtkowe pośrednie 3 kategorię.Wymagania dla tolerancji typowego uziarnienia deklarowanego przez producenta

G_TC10, G_TC20 G_TCNR - kategorię tę oznaczają % masy kruszywa przechodzące przez sita D;D/2 oraz 0,063 mm.Tolerancję dla kruszywa drodnego i grubego o ciągłym uziarnieniu do 8mm.Uziarnienie kruszyw o ciągłym uziarnieniu d=0 D<45m stanowią kruszywo o ciągłym uziarnieniu.Występują w 2 kategoriach G_A90, G_A80, kategorię ta wyznaczają aby przez sito D przeszło odpowiednio 85-99 %

Zawartość i jakość pyłów-zgodnie z normą za pyły uważa się ziarna przechodzące przez sito0,063mm a nie jak do tej pory 0,075 mm

Zawartość pyłów określana jaest 12 kategoriami fx w których x oznacza max zaw. masy pyłu w kruszywie i jest wyra zona w %.Obecnie pyły przestają być czymś nieporządanym, a staja się normalnym składnikiem mieszanki mineralnej.

wykład 6

Zakres badań jakościowych zalezy od zawartości pyłów i przyjęto następujące zasady:

- jeśli w kruszywie drobnym lub w kruszywie o ciągłym uziarnieniu przy D<8mm zawartość pyłów <3% to nie są wymagane żadne dalsze badania

- jeśli w kruszywie drobnym zawartość pyłów mieści się w granicach 3-10% to jakość pyłów należy sprawdzić w badaniu błekitem metylowym dla frakcji 0/0.125mm. badanie to sprawdza czy w pyułach wystepuja niekorzystne składniki peczniejące na przykład ilaste. Wynik badania należy podać wg jednej z kategorii : MBF NT, MBF 10, MBF 25, MBF deklarowana , MBF NR, w których MBF 10, MBF 25 oznaczaja odpowiednio wynik badania błekitu metylowego =<10 g/kg oraz =<25g/kg. Wartośc MBF dekl oznacza ze wynik badania wskażnika błetkitu metylowego jest > niż 25g/kg i producent sam deklaruje kategorię na przykład : MBF 30 - wynik 30 g/kg. MBF NR - brak wymagania, MBF NT- brak wymagania.

- Jeśli w kruszywie drobnym zawartośc pyłów jest > 10% to pyły powinny spełniac wymagania jak dla wypełniacza czyli kryszywa wypełniającego:

1) Kształt kruszywa grubego jest badaniem geometrycznym i przeprowadza się go zgodnie z normami. Kształt kruszywa grubego ma duże znaczenie praktyczne. Badanie tej cechy polega na okresleniu wskaźnika płaskości lub wskaźnika kształtu, przy czy wskaźnik płaskości jest badaniem wzorcowym

- wskaźnik płaskości - procedure badania wskaźnika stosuje się do Kruszyw naturalnych i sztucznych a nie stuosuje się do kruszyw z recyklingu.

Badanie kruszywa w zakresie

Od 4-80 mm - badanie polega na przesiewaniu rozdzielonego na wąskie frakcje kruszywa przez sita prętowe jednakże o normowych szerokościach szczelin. Wynikiem jest % udział masy ziaren przechodzących przez sita do całkowitej masy ziarna. Wyniki słuzą do podania kategorii maksymalnych wartości wskaźnika płaskości w jednej z 9 kategorii.

FIx - gdzie x oznacza max. Wartoośc wskaxnika płaskości wyrażonego w % .

Nastepujące kategorie :

FI10, FI15 , FI20, FI25 , FI30 , FI35 , FI50 , FIdeklarowane , FINR .

- FI20 - wsk. Płask. =< 20 %,

- FIdekl. - wsk. > 50 %- kategoria deklarowana przez producenta,

- FINR - brak wymagań

- Wskaźnik kształtu - tak samo jak wskaźnik płaskowści stosuje się dla kruszyw naturalnych i sztucznych. Bada się kruszywo w zakesie 4-63 mm, stosuje się ocene wzrokową i suwmiarkową. Wskaźnik kształtu oblicza się jako % udział masy ziaren o ilorazie długości l do grubości e, l/e > 3 w stosunku do całk. Masy próbki. Uzyskane wyniki służa do okreslenia kategorii oznaczonej six , x-max. Wartośc wskaźnika kształtu wyrazona w % .

Kategorie wskaźnika kształtu -

SI15 , SI20 , SI25 , SI30 , SI35 , SI50 , SIdeklarowana , SINR ,

SI25 - wskaznik kszta łtu =< 25 %

SIdekl. - wsk. Kszt. >50%

SINR - brak wymagań

- Procentowa zawartość ziaren o powierzchni przekruszonej i łnamanej w kruszywie grubym - badanie to wykonuje się zgodnie z normą PN-EN-933-5-2000.

Procedure badań stosuje się do kruszyw natralnych grubych. Badane kruszywa od 4-63 mm jeśli d< 4 mm lub d>63 mm należy odsiać frakcje 4-63 mm. Należy recznie podzielić próbke kruszywa na nastepujące czesci :

1. ziarna całkowicie przekruszone lub łamane

2. ziarna przekruszone lub łamane

3. ziarna całkowicie zaokrąglone

4. ziarna zaokrąglone

W zależności od zawartośći poszczególnych części okresla się jedna z kategorii oznaczonych Cx,y

x- procentowa zawartość masy

Całkowicie lub częściowo przekruszonych lub łamanych,

Y - maksyalna procentowa masa ziaren całkowicie zaokrąglonych.

Kategori:

C100/0 , C95/1 , C90/1 , C50/10 , C50/30 , Cdeklarowane , CNR ,

C90/1 - kruszywo zawiera od 90 - 100 & masy ziaren całkowicie lub częściowo przekruszonych lub łamanych oraz od 0-1 % masy ziaren całkowicie zaokrąglonych,

Cdeklarowane - ziaren całk. Zaokrąglonych > 30 %, jednoczesnie ziaren całkowicie lub czesciowo przekruszonych lub łamanych jest mniej niż 50%,

CNR - brak wymagań

*Norma zaleca aby przyjmować, że kruszywa pozostałe z przekruszenia skały są kruszywami kategorii C100/0 i nie wymagają dalszych badań.

*Kańcastość kruszywa drobnego (wskaźnik przepływu)

Badania wykonuje się zgodnie z EN-933-6:2001. Miernikiem kańcastości kruszywa drobnego(również kruszywo grube) jest wsk. przepływu- Jest to czas wyrażony w sek. w którym w określonych warunkach zużycie normowej aparatury określona obj. kruszywa wysypuje się przez określony otwór.

Badania wykonuje się na frakcjach:

kruszywo drobne:-0,063/2mm otwór wypływowy 12+-0,2mm

-0,063/4mm otwór wypływowy 16+-0,2mm

2) kruszywo grube:-4/63mm, -63/10mm, 10/14mm, 4/10mm otwór wypływowy 42+-0,2mm

-4/20mm otwór wypływowy 60+-0,2mm

Punktem odniesienia jest: do obl. wyników stosuje się kruszywo wzorcowe 6,3/10 o gęstości ziaren: 2,10 Mg/m3 i czasie przepływu 100+-2sek przy otworze 42+-0,2mm, im większa wartość wsk. przepływu tym większa kańcastość kruszywa. Badanie jest określone kategoriami Ecs X; X-min wartość wsk przepływu.

Kategorie: Ecs 38, Ecs 35, Ecs 30, Ecs deklarowana , Ecs Nr (Ecs 35-wsk przepływu >=35, Ecs dekl-wsk przepływu <30, Ecs Nr-brak wymagan

WYMAGANIA FIZYCZNE:

*odporność na rozdrabnianie kruszywa grubego (wykonuje się zgodnie z normą PN-EN-1097-2:2000. Stosuje się dla kruszyw naturalnych i sztucznych. Nie można tych badan stosowac z metodami:

1) badanie met. Los Angeles,

2) badanie odporności na uderzenia-alternatywna Los Angeles- lab- próbka- odp masa- sita 1,6,3. w wyniku badania w bebnie los Angeles, otrzymuje się tzw. wsk LA. W zależności od jego wielkości kruszywa zalicza się do odpowiedniej kat LA X; X- max wartość wsk LA

Kategorie X: LA15, LA20, LA30, LA40, LA50, LAdeklar, LANR

LA30-wsk LA >=30, LA50 >=50, LANR-brak wymagania

Róznice pomiedzy PN-EN-1097:2000 a norma PN:

-zmieniono frakcje badanej probki na 10/14 oraz określenie jej składu ziarnowego na sicie pośrednim 12,5 lub 11,2mm

-standardowa liczba kul=11(te kule maja być o większej średnicy jedynie należy kierowac się suma masy kul), liczba obrotow bebna =500

-można badac inne frakcje kruszywa niż 10/14 ale tylko zgodnie z zał A normy

-po zakończeniu badania próbke przesiewa się na sicie 1,6mm a nie 2,0mm

-oprocz frakcji 10/14 można badac inne frakcje:

-4/8(8 kul o masie 3410g-kruszywo+3540g-kule)

-6,3/10(9 kul o masie 3840g-kruszywo+3980g-kule)

-8/12(10 kul o masie 4260g-kruszywo+4420g-kule)

-10/14(11 kul -instrukcja)

-11,2/16(12 kul o masie 5720g-kruszywo+5300g-kule)

Nowa norma podaje ze do badania należy stosowac sita 1,6; 10,0; 11,2; 12,5; 14,0 o otworach zgod z normą PN-EN-933-2:2000 sita: 0,063; 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 16; 31,5; 63; 125

1)Problem: jeżeli stosujemy norme PN-EN-13043:2004 to kruszywo do badan jest opisane przez wymiar kruszywa zgodny z zestawem sit-podstawowych+1 i np. dla kruszywa 5/12

2)Problem: Frakcja standardowa 10/14 przesiewamy przez sito 10/11,2

Sita pośrednie: gdy będzie frakcja: 4/8-to sita pośrednie: 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7,1->sita

6,3/10->sita 7,1; 8,0; 9,0

8/12 ->sita 9,0; 10,0; 11,2

11,2/16 ->sita 12,5 i 14,0

wykład 7

Tylko w przypadku frakcji 11,2-16 nie mamy żadnych wątpliwości jakie zastosować sita, natomiast dla frakcji 4-8 sitem pośrednim może być sito 5-6 a dla frakcji 6,3-10 np. sito 8.

• Metoda badania odporności kruszywa na uderzenia:

Do tej pory badania te nie były stosowane w Polsce (metoda niemiecka). Norma sugeruje tylko że jest to badanie mniej popularne od badania metodą LA, w związku z tym jest badaniem traktowanym jako zalecane. Jednak w tym badaniu również wyróżniamy kategorie o symbolu SZx gdzie x-max wartość na uderzenie w danej kategorii:

SZ(18,22,26,32)- odporność na uderzenia kruszywa wyności odpowiednio ≤18,22,26 lub 28%

SZdeklarowana- odporność na uderzenia jest >32%

SZNR- brak wymaganej odporności

• Odporność na polerowanie kruszywa grubego:

Odporność na polerowanie kruszywa grubego stosowanego do warstw nawierzchniowych PN-EN-1097-8:2002.

Odporność na ścieranie………………….: PN-EN-1097-9:2002. Do tej pory w Polsce nie było normy na to badanie.

Norma PN-EN-1097-8:2002 pozwala określić wskaźnik PSV, który jest znany jako miernik odporności na polerowanie. Dodatkowe badanie AAV stosowane jest wówczas, gdy jest wymagana wysoka odporność kruszywa na ścieranie.

Wysoka odporność kruszywa na ścieranie dla nawierzchni o dużym natężeniu ruchu PSV>60. Do badania PSV należy odsiać kruszywo przez sito 10 i pozostające kruszywo na sicie 7,2mm wykorzystać do badania. Następnie należy kruszywo przykleić do specjalnej podstawki, następnie umieszcza się to kruszywo na podstawce w maszynie, która bada tzw. przyspieszone polerowanie. Po wykonaniu badania próbka ta jest wkładana do urządzenia, które bada pomiar tarcia w tzw. wahadle angielskim.

W badaniu PSV (tolerowalności) wykorzystuje się tzw. kamień kontrolny PSV, którego wyniki badania wykorzystywane są do obliczenia wyniku końcowego dla badanego kruszywa.

Wyróżniamy następujące kategorie PSVx; x- dolna granica odporności na polerowanie

PSV(68,62,56,50,44)- oznacza odporność na polerowanie kruszywa ≥ odpowiednio 68,62,56,50 lub 44

PSVdekladrowne- odporność na polerowanie <44, określona przez producenta

PSVNR- brak oznaczenia

Wartość ścieralna AAV stanowi miarę odporności kruszywa na zużywanie się jego powierzchni przez ścieranie w warunkach ruchu drogowego. Do badania należy przesiać kruszywo przez sito 14mm i pozostające na sicie 10,2mmwykorzystać do badania.

Próbki są przygotowywane w ten sam sposób jak w przypadku badania PSV, próbka trafia do maszyna na ścieranie ale w obecności tzw. kruszywa ścieralnego (drobne kruszywo krzemionkowe). Wyniki oblicza się uwzględniając gęstość ziaren próbki oraz masę próbki przez i po ścieraniu (500 obrotów maszyny musi być).

Wartość odporności na ścieranie charakteryzuje 5 kategorii AAVx,

x-górna granica odporności na ścieranie

AAV(10,15,20)- odporność kruszywa na ścieranie <10,15 lub20

AAVdeklarowane- >20

AAvNR- brak oznaczenia

• Odporność na ścieranie kruszywa grubego:

Odporność na ścieranie kruszywa grubego ( wsp. Michro- Devala)

Do badania wykorzystujemy odpowiednie urządzenie zawierające kule. Kruszywo należy przesiać przez sito 14 i 10mm. Zazwyczaj badanie wykonuje się na mokro, w wyniku badania określa się tzw. wsp. Michrodevala MDE- będący miarą ścierania i podający procent pozostałej na sicie 1,6mm części próbki po ścieraniu. Im mniejsza wartość wsp. tym wyższa odporność kruszywa na ścieranie.

Wyróżniamy 7 kategorii: MDEX, x- górna granica odporności na ścieranie

MDE(10,15,20,25,35)- odporność kruszywa naścieralność 10,15,20,25, lub 35

MDEdeklarowana- określona przez producenta

MDENR- brak określenia

• Odporność na ścieranie abrazyjne (opona z kolcami)

Odporność na ścieranie abrazyjne przez opony z kolcami kruszyw grubych stosowanych do warstw nawierzchniowych (badanie skandynawskie) PN-EN-1097-9:2002.

Oznaczono 7 kategorii ANX, x- max odporność na ścieranie abrazyjne przez opony z kolcami

AN(7,10,14,19,30)- odporność na ścieranie abrazyjne jest 7,10,14,19 lub 30

ANdeklarowane- odporność>30

AN NR- brak odporności

• Gęstość kruszywa

Gęstość ziaren i nasiąkliwość PN-EN-1097-6:2002

Gęstość nasypowa PN-EN-1097-3:200

Gęstość ziaren bada się różnymi metodami w zależność od wymiaru kruszywa:

- dla kruszyw przechodzących przez sito 63mm i pozostających na sicie 31,5mm stosuje się metodę tzw. drucianego kosza. W szczególnych przypadkach metodę tę można wykorzystać dla kruszyw 4,0-31,5mm.

Uwaga: W przypadku rozbieżności metodą odniesienia jest metoda pikrometryczna lub kolba La Chateliera. Metodę drucianego kosza można także stosować dla pojedynczych ziaren kruszywa pozostających na sicie 63,00mm.

- dl kruszyw przechodzących przez sito 31,5mm i pozostających na 0,063mm stosuje się metody pikrometryczne. Procedurę badań gęstości nasypowej stosuje Siudo kruszyw naturalnych i sztucznych, nie stosuje się do kruszyw z recyklingu. Wymiary kruszyw do 63,00mm .

GęstośC nasypowa- iloraz nie zagęszczonej masy suchego kruszywa wypełniającego określony pojemnik do objętości tego pojemnika.

• Nasiąkliwość:

Wyznaczamy przez WA24 i może być oznaczona różnymi metodami w zależności od uziarnienia kruszywa. Jedno badanie jest dla kruszyw od 31,5-63mm a drugie dla kruszyw grubych. Nasiąkliwość jest określona w grupie badań należących do trwałości kruszywa.

wykład 8

Trwałość kruszywa:

W normach trwałości wyróżniamy nasiąkliwość i mrozoodporność. W badaniu trwałości uwzględniamy 2 badania:

-nasiąkliwość jako wskaźnik mrozoodporności

-mrozoodporność

Zależności od rodzaju badania i typu badania wyróżnia się różne kategorie dla nasiąkliwości. Jeżeli kruszywo zostało zbadane wg PN-EN-1097-6:2000 to charakteryzuje się nasiąkliwością WA24 . W przypadku <=1% masy dla kategorii WA24

1 oraz <=2% masy dla kat. WA24 2 , wówczas kruszywo jest mrozoodporne.

Jeżeli badanie zostało wykonane zgodnie z PN-RN-1097-6:20002 zakłada kruszywo charakteryzujące się Wcm<=0,5%masy to zakłada się że jest mrozoodporne, wówczas jest oznaczane jako Wcm0,5.

Nasiąkliwości nie określa się dla żużla wielkopiecowego

Mrozoodporność:

Wg PN-EN-13043 zał. A, zwraca się uwagę na wyniki, które wpływają na mrozoodporność:

-częstotliwość zamrażania i odmrażania

-stopień zamrażania i odmraża.

-działanie wody morskiej lub środków odladzających

-wytrzymałość ziaren

-rozkład i wielkość porów w kruszywie

-nieciągłość wewnątrz ziaren w kruszywie.

W sposób pośredni mrozoodporność można wyznaczyć poprzez wykonanie jednego z badań wskaźnikowych:

- badanie petrograficzne

-ocena obecności ziaren słabych o dużej nasiąkliwości, podatnych na uszkodzenia przy zamrażaniu, rozmrażaniu

-nasiąkliwość ( wykonywana zgodnie z punktem 7 ) ≤1% (WA241) to kruszywo można uważać za mrozoodporne. W niektórych typach materiałów zakłada się ze im większa nasiąkliwość tym większa mrozoodporność.

- badanie zamrażania - odmrażania w wodzie ( 10 cykli, - 17,5˚C/ +20˚C w czasie 14/10 godzin) - 17,5 na 14h

później 20 na 10 h wg tego wskaźnika

bada się kruszywa od 4 do 63 mm , w specyficznych warunkach stosuje się badanie w 1% roztworze NaCl

-badanie zamrażania w roztworze siarczanu magnezu i suszenie.

Badanie trwa 5 cykli, z czego cykl trwa 48 h , a zamrażanie 17 h i bada się kruszywo od 10 do 14 mm.

Wymagane kategorie odporności kruszywa na zamrażanie- rozmrażanie;War.

środowiskowe Klimat atlantycki Klimat

kontynentalny

Brak mrozu, sucho Nie wymagane Nie wymagane

Częściowe nasycenie, brak soli F4 lub MS35 F2 lub MS25

Nasycenie, brak soli F2 lub MS25 F1 lub MS18

Sól ( woda morska, ze środków odladzających) F2 lub MS25 F2 lub MS25

Nawierzch.lotnisk F1 lub MS18 F1 lub MS18

Kategorie zamrażania i odmrażania oznaczamy przez Fź , gdzie : x- max % ubytek masy po badaniu

Kategorie : F1, F2, F4, Fdeklarowane, FNR

F4- ubytek masy po badaniu może być ≤4% masy

Z uwagi na klimat, w którym mieszkamy, badanie można wykonywać w roztworze NaCl, ale wówczas nie podajemy kategorii.

Badanie w siarczanie magnezu : wyniki opisuje się oznaczeniem MSX =>

x- max. % ubytek masy po badaniu

Kategorie : MS18, MS25, MS35, MSdeklarowana, MSNR,

MS25 -ubytek masy po badaniu ≤25%masy

Odporność na szok termiczny:

PN-EN-1367-5:2004 Badanie, które ma sprawdzić czy dane kruszywo jest odporne na działanie wysokich temperatur. Dotyczy zwłaszcza MMA wykonywanych w otaczarni na gorąco.

Należy zbadać zmianę właściwości fizycznych kruszyw poddanych działaniu temp. 700˚C w okresie 3 minut. Badanie to polega na nasączeniu kruszywa wodą ( 2h±30 min=>nasączanie) następnie powierzchniowo osuszyć, a następnie włożeniu próbki do pieca o tem. 700˚C ± 50˚C w czasie 180s ± 5s. Po wyjęciu kruszywa z pieca i jego ostudzeniu wykonuje się przesiew kruszywa przez sito 5 mm i następnie porównujemy wynik z próbką nie ogrzewaną. Porównujemy wskaźnik I jako % masowy udziału podziarna poskoku termicznym, I =>to:

N2- masa podziarna w próbce ogrzewanej

N1- początkowa masa podziarna w próbce

Oznacza się odporność kruszywa na rozdrabnianie i oblicza się wytrzymałość VLA i porównuje się z oznaczeniem na próbce nieogrzewanej:

VLA = LA1- LA2

LA2-wsk. LA próbki ogrzewanej

LA1-wsk. LA próbki nieogrzewanej

Przyczepność kruszyw grubych do lepiszcza bitumicznego :

PN-EN-12697-11:2004 Do badania wykorzystuje się najczęściej kruszywa frakcji 8/11,2mm. Otoczone lepiszczem kruszywo pozostawia się luźno rozłożone na metalowej płytce przez okres 12-64 h w temp. Pokojowej ok. 20˚C.

Próbka jest następnie dzielona na trzy części, każdą z nich umieszcza się w butelce wypełnionej wodą destylowana o tem +5˚C, z tolerancja ±2˚C, a butelki po zamknięciu umieszcza się w wirówce i następuje mieszanie w temp. od 15-25˚C z normową prędkością przez okres ok. 6 h. Po wymieszaniu odlewamy zużytą wodę, a mieszankę przesypujemy do zlewki z nową wodą , następnie dokonujemy oceny stopnia obmycia asfaltu z kruszywa, niezależnie od dwóch operatorów. Zaleca się dokładność 5 %. Następnie porównane kruszywo dajemy do butelki z wodą i przez 6 godzin wirujemy. Badanie można przeprowadzić w czasie : 24,48,72 h, jako wynik średni przyjmujemy wynik dla przynajmniej 3 próbek z badania z każdego z operatorów.

W normie PN-EN-13043 jest brak kategorii.

wykład 9

BADANIE ZGORZELI

1) Badanie polega na gotowaniu próbki skał przez 36h a następnie po przecięciu skały dokonujemy oceny makroskopowej czy nie występuje zgorzel na tej części bazaltu.

2) Zgorzel możemy też badać przez gotowanie próbki kruszywa odp. frakcji a następnie po przesianiu przez sito sprawdzamy ubytki mas.

3) Również przez 36h podgrzewamy kruszywo o odp. frakcji i następnie wykonujemy badanie LosAngeles.

Kategorie tego badania oznaczamy poprzez wartość wskaźnika LA, SBLA, Sbdeklarowana, SBmr,

Sbla- ubytek masy po gotowaniu <= 1% jednoczesny wzrost wsp.LA<=8%

SBdekl- ubytek mas >1%, LA>8%.

Najpewniejszym sposobem wykrycia zgorzeli w bazalcie jest badanie próbek kruszywa w 7% roztworze NaCl- nasycanie do stałej masy, a następnie podgrzewanie i ochładzanie. Jeśli ubytek masy >10%świadczy to o występowaniu zgorzeli.

WYMAGANIA CHEMICZNE

1) skł chem.- charakterystyka petrograficznego kruszywa i materiału do jego produkcji obejmuje: -wielkość ziaren głównych do jego produkcji, textury, anizotropi, porowatość -składu mineralogicznego w tym odpowiednie proporcjie gł. składników. -stan ziarn i zwietrzenia.

2)zawartość grubych organicznych zanieczyszczeń lekkich - metoda polega na oszacowaniu % udziału masy org. ziaren lekkich w kruszywie. Stosuje się je do MMA, betonów i zapraw. Określa się takie zanieczyszczenia jak węgiel lub lignit. Wartość zawartości grubych zanieczyszczeń lekkich charakteryzują 4 kategorie: n_LPCX, w którym X oznacza górną granicę zawartości zanieczyszczeń. (X=0,1;0,5;deklarowana,MR) (X=0,5 mniej niż <0,5%)

3) Składniki które wpływają na stałość objętości żużli wielkopiecowych i stalowniczych- do spr. podatności kruszyw sztucznych na rozpad służą badania: -rozpad krzemianu dwuwapniowego w żużlu wielkopiec. -rozpad związków żelaza w żużlu wielk. -brak zmian obj. kruszywa stalownieczego (okr. wielk. pęcznienia)

Są następujące kategorie Vx, x-% wartości objętości pęcznienia (V3,5 V5,5 V10)

KRUSZYWA WYPEŁNIAJĄCE (WYPEŁNIACZE)

Uziarnienie do 2mm. Zazwyczaj jest to od 0-0.25mm Wymagania geometryczne: 1) Badanie uziarnienia- stos sita od 0,063 do 2m. Dla sita 2mm musi przejść 100%, dla 0,125 -85do100%, dla 0,063 przejść 70-100% wypełniacza. 2) szkodliwe pyły- należy oznaczać wg. Badania wskaźnika metylowego. Określa się jako MBf. Wykonuje się dlakruszywa w którym zawartość pyłów >10%. Wymagania fizyczne: 1)zawartość wody- metoda polega na suszeniu kruszywa w suszarce do stałej masy. Temp suszenia 110+-5stopni. Zawartość wilgoci w kruszywie powinna być <1% 2)Gęstość ziaren- gęstość wypełniacza jest to masa na jednostkę objętości wypełniacza bez uwzgl. zaw. powietrza. Badanie polega na ozn. gęstości metodą piktometryczną, polegającą na zastąpieniu pewnej ilości cieczy o znacznej gęstości próbką analityczną 3) Usztywniające właściwości wypełniacza- ten efekt bada się 2 metodami: -w aparacie Ridgera -met. różnicy temp mięknienia(pierścień-kula)

Aparat Ridgera- służy do ozn wolnych przestrzeni suchego zagęszczonego wypełniacza i na podstawie tego mamy kategorie Vx/y. X- ozn dolną granicę zawartości wolnych przestrzeni , y ozn górną granicę zaw. wolnych przestrzeni. V28/38 V38/45 V44/55 Vmr Dla wszystkich kategorii max zawartości wolnych przestrzeni wypełniacza deklarowana przez producenta wynosi 4. Metoda różnicy temp. Mięknienia- to jest wzrost temp. mięknienia mieszaniny asfaltu z wypełniaczem składającej się z 37,5 części wypełniacza i 62,5 asfaltu liczony w stosunku do temp. mięknienia czystego asfaltu do tego testu. Do badania używa się wypełniacza przechodzącego przez sito 0,25mm oraz asfaltu drogowego 70/100. Oznaczenia kategorii R&B X/Y, gdzie X-dolna granica temp. mięknienia. Y-górna,

Wymagania chemiczne: 1) rozpuszczalność w wodzie- jaki % wypełniacza rozpuści się w wodzie. Oznaczamy Wsx, X-max % masy kruszywa rozp w wodzie. Ws10 (mniej niż 10%), Wsmr, 2) Podatność na działanie wody- badanie ma na celu określenie adhezji asfaltu. Do badania oprócz wypełniacza stosuje się asf. drogowy 50/70 i upłynniacz w postaci nafty. Odpowiednio upłynniamy asfalt do 25^oC uzyskuje 24^o +-10 stałych jednostek (st). Odp. upłynniamy asfalt miesza się z wypełniaczem w proporcji 50 gram asfaltu i 10g wypełniacza. Po wymieszaniu z wypełniaczami dodaje się 100 ml wody i mieszamy przez 5 min. Jeśli po wymieszaniu z wodą wypłyną ziarna wypełniacza to należy je odseparować na bibułkę i po osuszeniu zważyć. Wynik stanowi % masy wypełniacza nie połączonego z asfaltem. Nie ma kat. badania wobec czego producent sam podaje wartość. 3) Zawartość węglanu wapnia w kruszywie uzupełniającym z wapienia. Zawartość CaCO₃ określa czystość wypełniacza wapiennego. Zawartość ta w wypełniaczu wap >=90%. Wg nowej normy zawartość CaCO₃ określa się jako CCX X-min zawartość CaCO₃ w %. 4) Zawartość wodorotlenku wapnia w wypełniaczu mieszanym- wyp. mieszany jt wypełniacz zawierający dodatek wapnia hydratyzowanego. Celem badania jest określenie zawartości wod wapnia w wypełniaczu mieszanym. Zawartość Ca(OH)₂ oznacza się symbolem KaX X-minim zaw Ca(OH)₂.

Wymagania dot prawidłowości produkcji: 1) liczba bitumiczna- jt ilość wody, która po zmieszaniu ze 100g wypelniacza daje mieszaninę o określonej lepkości względnej w założeniu badanie ma odzwierciedlenie usztywniające właściwości wypełniacza. Polega na zagłębieniu siempla o śr 8mm i masie 15g w t=3s w mieszaninie wypełniacza i wody. Szukana jest taka zaw. wody aby stempel zagłębił się na głębokość 5-7mm. Liczbę bitumiczną ozn BN=2Xn Xn-objętość wody w ml. niezbedną do osiągnięcia normowego zagłębienia stępla. Liczbę bitumiczną określa się symbolem BNx/y x-dolna granica liczby bitumicznej y-górna... BN28/39 BN40/52 Max zakres liczby bitumiczenj określanej przez producenta =6 Częstotliwość badania liczby bitumicznej > raz na tydzień.

wykład 10

-Straty przy prazeniu popiolu lotnego z wegla. Badanie to sluzy do przydatności popiołu z wegla jako wypełniacz. Akceptowane SA popioły dla których strata masy przy prazeniu <6%. Badanie wykonuje się przez spalanie popiolow w powitrzu w temp.975C +/- 25C przez 50 min.

-Gestosc ziaren wypelniacza dodanego. Przedzial wartosci deklarowanych przez producenta nie powinien być wiekszy niż 0,2Mg/m3

-Gestosc nasypowa w stanie luzznym ozanczona w nafcie. Probke o okreslonej masie wypelniacza wsypuje się do okreslonej ilosci nafty i pozostawia do opadniecia. Po opadnieciu probki ,mierzy się jej obj.i oblicza gestosc objetosciowa. Wartosc deklarowana przez producenta powinna miescic się w przedziale 0,5-0,9 Mg/m3

-Badanie BLAINE`A

Badanie to polega na pom. Powlasciwej w porownaniu do powierzchni wzorca. Badanie polega na pomiarze czasu niezbednego do przeplywu powietrza przez sprasowana warstwe badanego o danej wielkosci i porowatosci.Wartosc deklarowana przez producenta powinna być mniejsza niż 140m2/kg

-Badania nie opisane w normie PN ale sa w EN

-siarczany rozpuszczalne w kwasie . Badanei wykonuje się dla kruszyw przeznaczonych do warstw zwiazanych ze spoiwami hydraulicznymi. Kategorie oznacza się symbolem Asx ; x-% zawartosc siarczanow rozpuszczalnych w kwasie

-siarka calkowita -oznacz. Kategori symbolem Sx gdzie x to %zawartosc siarki

-skladniki wplywajace na szybkosc wiazania i twardnienia mieszanek zwiazanych hydraulicznie.

Ilośc wykorzystanych materialow wplywajacych na zmiane szybkosci wiazania i twardnienia powinna być taka aby nie powodowala:

-zwiekaszenia czasu wiazania probek zaprawy o wiecej niż 120min i zmniejszenia wytrzymalosci na scskanie probek zaprawy o wiecej niż 20% po 28 dniach. Probki bada się na obecnosc subsancji organicznych , należy oznaczyc obecnosc kawasu FULVO. Nie ma kategori wymagan i producent powinien deklarowac wyniki.

Skladniki rozpuszczalne w wodzie

-zanieczyszczenia

Należy sprawdzic czy w kruszywie wystepuja zanieczyszczenia obce takie jak drewno plastik, szklo. Należy je usunac. Norma nie precyzuje metody badania ani sposobu oceny.

Uwagi do nowego systemu wymagan i badan

-norma PN-EN 13043:2004 zaleca wybranie odp. Badan do konkretnego przeznaczenia kruszywa ,w zwiazku z tym nie am koniecznosci wykonywania wszystkich badan.

Wybor tych badan zalezy od inwestora lub projektanta.

Cechy skal i kruszyw wazne dla technologi:

-Cechy charakterystyczne dla kruszyw można podzielic na :

a)cechy niezalezne od czlowieka (kwasowosc, podatnosc na rozdrobnienie, polerowatosc, scieralnosc, nasiakliwosc , mrozodpornosc, zawartosc zwiazkow siarki, reaktywnosc alkaliczna)

b)cechy zalezne od czlowieka(proces wydobycia , sposób skladowania, zawartosc ziaren nieforemnych, zawartosc nadziarna i podziarna,zapylenie)

Istotne cechy kruszywa dla technologa nawierzchni:

-kwasowosc : zalezy od zawartosci krzemionki SiO2 w skale. Dla kruszywa o najwiekszej zawartosc krzemionki>60% to kruszywa kwasne (kwarcyty , granity) Kruszywa o zawartosci krzemionki mnije niż 55% to kruszywa zasadowe (dolomity, wapienie, niektóre bazalty) Zawartosc krzemionki w przedziale 55-65% to kruszywa posrednie.

Kruszywa zasadowe maja lepsza adhezje do asfaltu niż kruszywa kwasne , które z kolei sa bardziej hydrofilowe-lepiej zwilzone woda , dlatego jest bardzo wazna kwasowosc kruszyw o ktorej należy pamietac projektujac MMA i w razie potrzeby (dla kruszw kwasnych ) należy dodac srodek adhezyjny. Podczas stosowania kruszyw sztucznych należy zawsze sprawdzic przyczepnosc asfaltu . Wprzypadku zuzla który będzie bardzo kwasny to nie każdy srodek adhezyjny dziala poprawnie i wówczas projektant powinien podac odpowiednia procedure wykonania badania.

Oprocz kwaswosci istotne znaczneie ma także na zdolnosc przlegania asflatu powierzchnia ziaren kruszywa (ksztalt i porowatosc) Gladkie powierzchnie ziaren kruszywa ograniczaja powstanie tzw.mechanicznych zazebien czasteczki asfaltu z czasteczka kruszywa (mniejsze tarcie ) co ograniacza polaczenia asfaltu i kruszywa.

-porowatosc i nasiakliwosc

Porowatosc -odwrotnosc szczelnosci a tym samym rozna nasiakliwosc sa cechami które wplywaja na trwalosc kruszywa

Nasiakliwosc -jest zdolnoscia wclaniania i magazynowania wody w porach i drobnych spekaniach co ma istotny wplyw na mrozoodpornosc . Wieksza nasiakliwosc maja skaly osadowe : piaski , a mniejsza sklaly magmowe.

Podczas badan istotne jst dla projektanta jaka ilosc asfaltu zostanie wchlonieta przez kruszywo. Niektóre sztuczne wykazuja b.duza porowatosc a tym samym nasiakliwosc . Dla tego typu kruszywa należy sprawdzic obowiazkowo mrozoodpornosc.

-mrozoodpornosc -odpornosc kruszywa na wielokrotne cykle zamrazania i rozmnazania. Mrozoodpornosc można również oszacowac po nasyceniu kruszywa wodnym roztworem NaCl. Jest to istotne bo umozliwia oszacowanie odpornosci kruszywa na dzialanie srodkow odladzajacych ???? a czasmi pozwala wykryc zgorzel sloneczna.

-odpornosc na rozdrobnienie

Badanie w mlynie kulowym LOS Angeles oznaczenie jaka jest podatnosc kruszywa na rozdrobnienie . Duza strata masy wskazuje mozliwosc kruszenia ziaren podczas: produkcji mieszanki w otaczarce, podczas rozkladania i walowania, obciazania nawierzchni pojazdami.

Wkonsekwencji okazuje się ze uziarnienie w MMA w ulozonej warstwie rozni się od uziarnienia z tzw.recepty roboczej.

-porowatosc i scieralnosc

Odpornosc kruszywa na polerowanie (przygladzenie krawedzi i powierzchni ziaren) jest istotne gdzy okresla nam szortkosc warstwy scieralnej i zwieksza jej szczelnosc z kolami pojazdu.

Z kolei scieralnosc wskazuje na zuzycie ziaren podczas ruchu pojazdow po warstwie . Z polerowarnoscia wiaze się pojecie makro-tekstury i mikro-tekstury kruszywa. W polsce nie ma zbyt wielu doswiadczen z okresleniem polerowatosci PSV. Kruszywo z tej samej skaly może mieć rozne wartosci PSV.

PSV w wielkiej brytani zwiazane jest z klasa drogi , natezeniem ruchu rzykiem wypadkow i nachyleniem spadkow oraz lokalizacjanp. Dojazd do skrzyzowania.

Polerowalnosc uzyskuje się na wyselekcjonizowanej frakcji z kruszywa wiec uzyskany wynik mowi ogolnie o odpornosci na polerowanie. Nie oznacza to ze w wykonanej nawierzchni osiagniemy adekwatny wspolczynnik tarcia ponieważ ta frakcja stanowi tylko czesc mieszanki . Istnieje korelacja pomiedzy PSV i AFV

wykład 11

*Stopień zawilgocenia - rzadko zdarza się aby kruszywo stosowane w nawierzchniach drogowych było zwietrzałe gdyż takie badania jak nasiąkliwość czy ścieralność zawczasu je eliminuje. Sytuacja wygląda inaczej w przypadku bazaltów z tzw zgorzelą, kiedy procesy wietrzenia pojawiają się z pewnym opóźnieniem i nie zawsze są wykrywalne we wstępnych badaniach.

*Kształt ziaren i stopień przełamania - cechy te mają kluczowe znaczenie dla odporności nawierzchni asfaltowej na okleinowanie, kruszywa łamane dzięki klinowaniu się sąsiednich ziaren tworzą znacznie stabilniejsze warstwy bitumiczne. Efekt ten wzmacnia się im bardziej foremne ziarna zastosujemy. Z kolei kruszywa naturalne o charakterystycznie okrągłych kształtach sprawiają kłopoty począwszy od zagęszczenia a skończywszy na stabilizowaniu nawierzchni( brak klinowania ziaren). Wpływ ziaren nieforemnych należy rozpatrywać w kontekście mikrotekstury powierzchni i ziaren inaczej klinują się ziarna wydłużone całkowicie gładkie a inaczej o 100 % powierzchni przełamania.

Co się dzieje z ziarnami wydłużonymi lub płaskimi?

Siły oddziałujące na takie ziarna( walec a potem koła samochodu ) powodują ich kruszenie.

Większy problem stwarzają ziarna płaskie ponieważ pękają na wiele części. Powierzchnia ziaren przełamanych pozbawiona jest ochronnej warstwy lepiszcza,co zmniejsza odporność nawierzchni na obciążenia.

Wyróżniamy następujące typy ziaren:

-dysk

-równowymiarowe(kubiczne)

-ostrze

-pręcik

*Reaktywność alkaliczna, zawartość związków siarki i kwasów humusowych i cukrów - badania te decydują o przydatności danego kruszywa do stosowania w betonach cementowych lub w podbudowach związanych cementem.

*Gęstości ziaren - duże różnice w gęstościach kruszyw użytych do tej samej mieszanki zmieniają proporcje objętościowe poszczególnych składników w mieszance a układ ziaren i zdolność klinowania się i zagęszczania zależy od ich objętości w mieszance. Przy dużych różnicach gęstości może okazać się że materiał którego wagowo było 30 % objętościowo będzie nawet 50% czyli otrzymamy inną mieszankę niż chcielibyśmy uzyskać.

*Zapylenie ziaren - gruba warstwa dobrze przylegających pyłówko ziaren kruszywa stwarza wiele problemów, likwiduje bezpośredni kontakt powierz. ziaren z asfaltem, zwiększa lepkość ziaren w kontakcie z kruszywem co utrudnia dobre otoczenie ziaren lepiszczem,w skład pyłów wchodzą części ilaste, które pęcznieją w kontakcie z wodą a to powoduje obniżenie trwałości nawierzchni.

*Jasność ziaren - oprócz znaczenia estetycznego z technicznego punktu widzenia jasność kruszywa ma wpływ na: zdolność nawierzchni do odbijania światła słonecznego i zmniejszenie ilości ciepła pochłanianego przez warstwy o kilka czy kilkanaście stopni Celsjusza, a to z kolei ma wpływ na zmniejszenie szybkości powstawania odkształceń lepkoplastycznych;Odbijanie światła generowanego przez oświetlenie uliczne, a więc polepszenie widoczności drogi a w określonych przypadkach zmniejszenie kosztów oświetlenia; Lepsza widoczność nawierzchni nocą.

*Metoda SUPER-PAVE

1987r w USA rozpoczęto duży program badawczy pod nazwą ”strategiczny drogowy program badawczy” cały ten system łącznie z metodą projektowania MMA nazwano superpave. System ten miał na celu odnalezienie takich metod badawczych, które rozwiążą problem 3 głównych zniszczeń będących utrapieniem kierowców: deformacje trwałe; spękania zmęczeniowe; spękania niskotemperaturowe. Dobór kruszyw wg tej metody polega na uwzględnieniu czynników:

-zewnętrznych-klimat, natężenie ruchu

-ekonomiczno-logistycznych- dostępność i cele

-technicznych- szorstkość nawierzchni i wrażliwość na działanie wody oraz tradycji i doświadczeń w miejscu budowy drogi.

Przedstawione grupy czynników mogą zmieniać się w zależności od decyzji lokalnej administracji drogowej. Mimo to uzgodniono jeden stały zestaw wymagań dla kruszyw oraz zestaw dodatkowy .

Zestaw stały: uziarnienie, kanciastość, kruszyw grubych i drobnych, zawartość części gliniastych, zawartość ziaren nieforemnych.

Zestaw dodatkowy: odporność na rozdrabnianie, trwałość, zawartość zanieczyszczeń, powinowactwo z asfaltem.

*Uziarnienie - w górnej części zestawu sit stosowanego do badania są drobne różnice w stosunku do PN-EN, natomiast w dolnej części od 2mm w dół są bardzo zbliżone. Z uziarnieniem związane są pojęcia : nominalny max rozmiar sita, jest to sito o jeden rozmiar większe od ostatniego największego sita na którym pozostaje ponad 10% materiału; największy rozmiar sita który oznacza sito o jeden rozmiar większe niż nominalny max rozmiar sita. Ważne jest także: wybór kruszywa do konkretnej warstwy wcześniej uwzględniając jej grubość po rozłożeniu. Przyjęto zasadę że grubość warstwy powinna być nie mniejsza niż 2,5 krotność największego rozmiarem sita. Im głębiej położona jest warstwa konstrukcji tym do jej zbudowania należy używać kruszyw o większym nominalnym max rozmiarze sita (im głębiej tym grubsze kruszywo należy zastosować)

*Kanciastość kruszyw grubych - za kruszywo grube amerykanie uważają to pozostające na sicie 4,75 mm a kanciaste to takie, które ma przynajmniej jedną płaszczyznę przełamania. Im większe natężenie ruchu tym większy % powierzchni przełamania, ponadto wymaganie zmienia się w zależności od tego, jak głęboko leży warstwa z danym kruszywem. Im niżej tym mniejsze wymagania.

*Kanciastość kruszyw drobnych - kruszywa drobne to takie, które przechodzą przez sito 2,36mm Im większe natężenie ruchu oraz im wyżej warstwa tym wyższe wymagania.

*Zawartość części gliniastych - szkodliwe pyły pęczniejące są wykrywane w kruszywie drobnym za pomocą znanego nam wskaźnika piaskowego.

*Zawartość ziaren nieforemnych - za ziarna nieforemne uznawane są ziarna kruszywa grubego w których stosunek największego wymiaru do najmniejszego >5,zawartośc takich ziaren ogranicza się do 10% masy kruszywa.

*Odporność na rozdrabnianie - badanie przeprowadza się w bębnie LA.

*Trwałość - jest to odporność kruszywa na działanie temperatur i wilgoci:

-nasiąkanie i suszenie

-rozgrzewanie i chłodzenie

-zamrażanie i rozmrażanie

Najczęściej wykonywanym badaniem jest określany w trwałości w siarczanie magnezu lub sodu.

*Zawartość zanieczyszczeń - za zanieczyszczenia rozumie się występowanie w kruszywie takich materiałów jak: grudki gliny, ziarna węgla, lub inne materiały miękkie. Zakłada się że ich obecność w mieszance nie ma istotnego wpływu na cechy jakościowe nawierzchni lecz głównie na cechy estetyczne. Dlatego zakłada się aby ich udział w mieszance nie przekraczał 2% masy kruszywa.

*Powinowactwo z asfaltem - do badania tego stosuje się metodę „met adsorption” dzięki niej określa się nie tylko zgodność chemiczną lepiszcza z kruszywem ale także potencjalną wrażliwość na działanie wody.

ASFALTY

Budowa asfaltu: asfalt jest mieszaniną i zarazem układem koloidalnym; układ koloidalny jest to układ dyspersyjny składający się z fazy rozpraszającej i cząstek fazy rozproszonej, układem koloidalnym są np. emulsje asfaltowe, gdyż cząsteczki asfaltu, jako faza rozproszona są zawarte w wodzie, która jest fazą rozpraszającą. Budowa chemiczna asfaltu jest skomplikowana ale wyróżniono w nim 3 składniki:

-asfaltenu-w asfalcie występuje w ilości 5-25% są to czarne lub brązowe ciała stałe, o temp. mięknienia 150-200 stopni C, ich zawartość ma bardzo duży wpływ na właściwości asfaltu.

-żywice- stałe lub półstałe ciała koloru brązowego, mają wpływ na zdolności adhezyjne asfaltu oraz jego ciągliwości, od ich proporcji zależy typ koloidalny asfaltu: typy koloidalne: zol, żel, zol-żel

-oleje- są najlżejszą frakcją asfaltu, stanowią fazę rozpraszającą

*Produkcja asfaltu : asfalt jest najcięższą frakcją ropy naftowej i otrzymuje się go poprzez jej przeróbkę. Najpierw w procesie destylacji atmosferycznej a następnie destylacji próżniowej.

Destylacja - metoda rozdzielenia ciekłych układów składających się z wielu składników oparta na różnej lotności poszczególnych składników i polega na odparowaniu najbardziej lotnego w danych warunkach ciśnienia i temperatury, potem jego skropleniu i zebraniu tzw. kondensatu. Następnie proces produkcji asfaltu drogowego może przebiegać w jednej z 3 metod:

1) destylacja bezpośrednia - podczas której destylację wykonuje się aż otrzyma się asfalt o żądnej twardości(penetracje) im dłużej trwa destylacja tym twardszy asfalt otrzymujemy. Taki asfalt nazywamy podestylacyjnym

2) utlenianie - wstępnie oddestylowane ciężkie frakcje ropy poddaje się działaniu tlenu zawartego w powietrzu. Wstępnie oddestylowany surowiec pompuje się do zbiorników wieżowych tzw desydatorów a następnie pod ciśnieniem tłoczy się do ich wnętrza powietrze. Na skutek działania tlenu materiał utwardza się. Proces kończymy gdy otrzymamy asfalt o żądanej twardości, taki asfalt to asfalt utleniony.

3) komponowanie - mieszanie odpowiednio dobranych produktów otrzymanych we wcześniejszych procesach. Nie jest obojętne jaką technologią otrzymywany jest asfalt, ponieważ procesy chemiczne zachodzące podczas produkcji asfaltu mają duży wpływ na jego właściwości użytkowe. Przyczyną tego są zachodzące zmiany w strukturze chemicznej produkowanych asfaltów, dlatego między asfaltami podestylacyjnymi i utlenianymi występują charakterystyczne różnice.

wykład 12

Wpływ rodzaju ropy naftowej na właściwości asfaltu

Na właściwości asfaltu ma wpływ jakość ropy naftowej

W zależności od składu wyróżniamy: ropy asfaltowe-ciągliwe i ropy benzynowe-lekkie

WŁAŚCIWOŚCI ASFALTU

Badanie penetracji:

Badanie konsystencji (twardość) asfaltu polega na pomiarze głębokości zanurzenia igły penetratora w asfalcie w czasie 5s. w temp. 25°C. Igła waży 100g. Wynik podaje się w jednostkach penetracji=0,1mm.

Temp. mięknienia:

Są różnie metody pomiaru temp. mięknienia, powszechnie stosuje się metodę PiK. Sposób wykonania badania tą metodą polega na wypełnianiu asfaltem pierścieni i umieszczeniu w nich kulek. Całość zawiesza się na specjalnym stojaku i umieszcza się w szklanym naczyniu wypełnionym wodą lub gliceryną i podgrzewa się w równomierny sposób z prędkością 5°/min. Temperatura w której warstwa asfaltu obciążona kulką dotknie podstawki jest uznawana za temperaturę mięknienia T_PiK. Temperatura mięknienia ustalona metodą PiK jest tu temperaturą równoważną tzn że każdy asfalt w swojej temp. T_PiK ma penetrację jak każdy inny asfalt w jego temp. mięknienia. Ustalono że temperatura mięknienia (met PiK) stanowi przybliżoną temp, w której penetracja danego asfaltu wynosi 800.

Temp. łamliwości metodą Frassa:

Zauważono że asfalt w niskich temperaturach twardnieje. Im niższa temp. tym twardszy asfalt - przypomina ciało stałe kruche. Kruszywo otaczane jest bardzo cienką błonką asfaltu (5-15μm), która odpowiada za zespolenie ziaren kruszywa.

Do badania temperatury Łamliwości metodą Frassa

Na stalową blaszkę 20x40mm nakłada się warstwę asfaltu o grubości 2,5mm. Blaszkę umieszcza się w specjalnym naczyniu, w którym obniża się temperaturę w regularny sposób1°C/min. temperatura w której asfalt pęknie to temperatura łamliwości.

Tak jak w temperaturze mięknienia również dla T_FRAS znaleziono odniesienie dla penetracji - wynosi ona 1,25

Indeks penetracji

Wrażliwości termiczna

2 rodz. asfaltu A i B o identycznej penetracji w temp 25°C i wynosi ona 40 jednostek penetracyjnych. Dysponujemy wartościami penetracji ww asfaltu w 15°C A-15 B-11

Jak konsystencja zmienia się podczas zmiany temp jest bardzo ważne gdyż mówi nam o wrażliwości termicznej asfaltu (jak szybko asfalt zmienia twardość podczas zmiany temp) Do celów drogowych nadają się asfalty, które przy podgrzewaniu nie miękną zbyt szybko, ale nie pozostają zbyt długo twarde. W celu umożliwienia obiektywnej oceny wrażliwości termicznej wprowadzono indeks penetracji:

T₁-penetracja w temp niższej(15°C)

T₂-penetracja w temp wyższej(25°C)

Istnieje również możliwość obliczenia PI i temp mięknienia

PI dla asfaltów -3 - +3 i należy pamiętać że im niższy PI to asfalt bardziej wrażliwy termicznie - szybciej mięknie podczas podgrzewania.

Badania doświadczalne pokazały że istnieje optymalne PI=-1,+1

Lepkość

Lepkość asfaltu jest to tarcie wewnętrzne między cząsteczkami przy przesuwaniu się jednej warstwy asfaltu względem drugiej - opór płynięcia cieczy

Im wyższa temp asfaltu tym mniejsza jest jego lepkość.

Badania lepkości można wykonać w różnej temperaturze, różnymi przyrządami zazwyczaj 60°C,90°,135°. Dlatego też lepkości różnią się zazwyczaj w zależności od badania

Jednostka lepkości Pa-s i m²/s

-podczas określania przepompowywanego zbyt gęstego asfaltu do zbiornika

-w przypadku złego otaczania kruszywa

-lub spłynięcia asfaltu z kruszywa

Asfalt musi mieć odpowiednio małą lepkość (być ciekły) by mógł zostać podczas procesów chemicznych zespojony z kruszywem, a także w odpowiedni sposób przystosowany do transportu.

Karta BTDC i jej zastosowanie

-powstaje zbiorowy wykres na którym można przedstawić zbiorcze właściwości asfaltu. W Polsce nosi on nazwę Karta Jakości Asfaltu

-prezentuje zmienność asfaltu, jego właściwości w raz z temp

Na standartowych kartach BTDC znajduje się skala indeksu penetracji

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ASFALTU

Zależą od temperatury. Asfalt jest materiałem termoplastyczny. Zachowanie asfaltu w różnych temperaturach można podzielić na 3 stopnie reologiczne: - sprężysty, - lepkosprężysty i - lepki

Stopień sprężysty występuje w niskich temp, lepki w wysokich a lepkosprężysty w temperaturach pośrednich. Umownie przyjęto rozgraniczenie zakresu temperatur przy pomocy znanych już nam temperatur łamliwości i mięknienia. Zakres temp pracy asfaltu w nawierzchni mieści się w lepkosprężystym, temp. Frassa = -10°C, T_PiK =50°C

1)Moduł sztywności

Prawo Hoke'a określa zależność między σ i ε, ma zastosowanie do ciał sprężystych. W asfaltach nazywany jest modułem Younga i oznaczane przez E

Podstawowy parametr określający cechy mechaniczne materiałów w związku z tym że moduł sprężystości E nie mógł być wprost do materiałów o lepkosprężystych właściwościach wprowadzono pojęcie modułu sztywności S.

Po wprowadzeni uwzględnienia czynnika lepkiego otrzymujemy następujące zmiany: moduł sztywności S zależy od temp i obciążenia

Czas obciążenia - czas w którym obciążenie działa na próbkę (płytkę).

Obciążenie w czasie t=0,04s odpowiada obciążeniu pojazdem jadącym z prędkością 25km/h

Gdy wykres zbliża się do asymptoty sprężystej - zachodzi to w bardzo niskich temp (gdy asfalt jest ciałem lub podczas bardzo krótkich czasów obc.

Gdyby asfalt był ciałem idealnie sprężystym to σ=E a zatem poziomą linią prostą.

Zbliżanie się wykresu do asymptoty lepkości (wysoka temp lub długi czas obc wtedy gdy asfalt jest w stanie lepkim i płynnym). Wraz ze wzrostem długości czasu obciążania moduł sztywności asfaltu maleje.

Te sytuacje są:

-tam gdzie pojazdy jadą powoli

-narażone na wysoką temp

wyst. 1i2 zależności

Powstawanie deformacji nawierzchni (koleiny) przy obniżonej S.

W niskich temp asfalt może mieć zbyt dużą sztywność, w zakresie niskich temp moduł sztywności S nie może być zbyt wysoki. Idealny asfalt powinien charakteryzować się wysoką sztywnością w temp wyższej i niską sztywnością w temp ujemnych.

Moduł sztywności asfaltu - moduł spr funkcji temp i czasu obciążenia.

Badania wpływu obciążenia na zachowanie się różnych materiałów z uwzględnieniem czasu tych obc znajduje się reologia.

Zakłada się że materiały są jednorodne i izotropowe

Jednorodne - jego gęstość w każdym punkcie=const.

Izotropowy - ma jednakowe właściwości we wszystkich kierunkach.

Cechy reologiczne ciał takie jak:

-plastyczność, -lepkość, -sprężystość

to parametry reologiczne.

Jeżeli okaże się że do opisania właściwości ciał występuje 1 parametr ciało to jest reologicznie proste, jeżeli 2 i 3 parametry - reologicznie złożone.

Asfalt i MA są reologicznie złożone. W wysokich temp i pod długotrwałym obc. są cieczami lepkimi. W niskich temp i pod długotrwałymi obc są cieczami lepkimi. W ujemnych temp i pod krótkotrwałymi obc mają właściwości sprężyste ciała stałego.

Właściwości reologiczne materiałów przybliżone są przez modele reologicznie zbudowane z:

-ciało doskonale sprężyste (przedstawione jako sprężyna)

-ciało doskonale plastyczne Saint Venanta (suwak) sprężyna

-ciało doskonale lepkie Newtona (przedstawione jako tłumik tłokowy)

Szeregowo lub równolegle wymieniane elementy można modelować właściwości reologiczne

Do modelowania lepkosprężystych właściwości asfaltu i MMA stosuje się model Bulgesa. Model składa się z 2 sprężyn K1 i K2 i 2 tłumików tłokowych η₁ i η₂.

Przez odpowiedni dobór odpowiedniego parametru:

-modele asfaltów o różnych właściwościach cykl reakcji a obc. modelu równa się krzywej odkształcenia (krzywa pełzania). Ponieważ wg schematu zachodzi zjawisko odkształcenia się asfaltu od długotrwałych obciążeń

---