RODZAJE I WLASNOŚCI LEPISZCZ BITUMICZNYCH
Rodzaje lepiszcz bitumicznych stosowanych w drogownictwie.
1. Asfalt - materiał w stanie czystym bez zapachu o barwie czarnej do ciemno brązowej posiadający w temp 20 oC konsystencje półstałą lub stałą, składający się z węglowodorów o skomplikowanej budowie. Pod wpływem ogrzania mięknie do stanu płynnego. Występuje w przyrodzie w stanie naturalnym lub otrzymywany jest jako pozostałość z destylacji ropy naftowej.
2. Asfalt drogowy - to głównie asfalty podestylacyjne(D20/30, D35/50, D50/70, D70/100, D100/150,D160/220) ; Asfalt specjalnie przygotowany pod względem konsystencji i sposobu użycia, stosowany do wytwarzania mieszanek mineralno asfaltowych do naw drogowych, najczęściej na gorąco w stanie płynnym. Stosuje się go również do bezpośredniego skraplania naw drogowych.
3. Asfalt drogowy zmodyfikowany
- asfaltem naturalnym -mniejsza wrażliwość na temp, lepsza adhezja,
- solami organometalicznymi - mniejsza wrażliwość na temp., lepsza adhezja i kohezja, wyższa temp. łamliwości,
- elastomerami - obniżają temperaturę łamliwości, mniejsza wrażliwość temperaturowa wyższa temp. mięknienia, niższa temp. łamliwości , lepsza kohezja i adhezja, polepszona wytrzymałość zmęczeniowa i wytrzymałość na rozciąganie
- elastomerami SBS - odporność na koleiny, wytrzymałość na rozciąganie, lepsza adhezja, lepsza stabilność (wg. Marshala), niska sztywność przy rozciąganiu
- elastomery termoplastyczne - mniejsza wrażliwość temp., wyższa temp. mięknienia, niższa temp. łamliwości, lepsza kohezja i adhezja)) DE 30, DE80, DE 150, DE250. A - 2-3%, B - 3-5%, C - 5-7%.*
- plastomery odporność na koleiny, wytrzymałość na rozciąganie, lepsza adhezja i stabilność, mniejsza wrażliwość temperaturowa, wyższa temp mięknienia, lepsza odporność na oleje.
4. Asfalt drogowy z dodatkami innymi niż polimery :
- włókna poliestrowe, celulozowe i szklane,
- asfalt naturalny (spotykany w przyrodzie w stanie czystym lub prawie czystym)
- siarka
- związkiem organo-metalicznym
5. Asfalty upłynnione:
- AUN asfalt upłynniony do powierzchniowych robót utrwaleniowych nawierzchni (jedno, dwu lub trzykrotnym)
- AUG -gruntowych, z przeznaczeniem do stabilizacji gruntów spoistych i piaszczysto-gliniastych.
Asfalty upłynnione otrzymane są z asfaltów drogowych o penetracji 60-120 przez zmieszanie ich ze środkami upłynniającymi o różnej lotności, powinny one co najmniej w 90% oddestylować się w temp. 150-240OC przy destylacji normalnej. Do produkcji asfaltów upłynnionych nie nadaje się asfalty drogowe miękkie (o penetracji >150), gdyż w pozostałości podestylacyjnej asfaltu upłynnionego pozostaje zawsze część środka upłynniającego co powoduje, że pozostałość ta ma znacznie wyższą penetrację niż asfalt wyjściowy. Stos. środki upłynniające zmniejszają przyczepność asfaltu do kruszywa, co stwarza potrzebę stos. dodatków zwiększających adhezję tego lepiszcza do kruszywa. Asfalty upłynnione mogą być użyte do robót drogowych bez podgrzewania lub z nieznacznym podgrzaniem, ze względu na niską temperaturę zapłonu.
Właściwości, które określamy dla asfaltów upłynnionych to: lepkość, temperatura zapłonu, destylacja, jednorodność
6. Emulsje asfaltowe: mieszanina dwóch cieczy, które nie rozpuszczają się w sobie.
Każda emulsja jest układem dwufazowym (woda+asfalt)
Klasyfikacja:
- emulsje kationowe,
* modyfikowane elastomerami
* niemodyfikowane K1 50, 60, 65, 70(np.: 60 - 60% asfaltu i 40 % wody)
- anionowe
* K1 70- stas w temp 75-85 na spadku drogi; •K1 50- do łączenia warstw i tworzenia warstw ochronnych;
* K2- mają zwolniony czas rozpadu aby umożliwić połączenie z kruszywem;
* K3- wolnorozpadowe, do mieszanek min-asf na zimno, do recyklingu na zimno i stabilizowania nawierachni drogowych ; Recykling- użycie materiałów już wcześniej użytych (powtórne użycie materiałów odpadowych- popioły, żużle, łupki pokładowe);
* K4- nadstabilna, bardzo zwolniony czas rozpadu, do mieszanek min-emul. Do nawierzchni drogowych, do stabilizacji dróg gruntowych żwirowych
7. Smoły
- drogowa smoła stabilizowana
- drogowa smoła zwykła
Własności lepiszcz asfaltowych:
Podstawowe:
ASFALTY
Penetracja w 25 OC - jest to głębokość zanurzenia się igły penetracyjnej w badanym asfalcie. W zależności od penetracji dzielimy asfalty na twarde i miękkie. Miarą penetracji jest 1O penetracji, odpowiadający pionowemu zagłębieniu igły na 0,1 mm.
- Temperatura mięknienia - temp., przy której asfalt, umieszczony w znormalizowanym pierścieniu, pod ciężarem kuli dotknie podstawy aparatu,
- Temperatura łamliwości - jest to najwyższa temp. w której warstewka asfaltu o grubości 0,5 mm nałożona na blaszkę stalową o ustalonych wymiarach pęknie lub zarysuje się po wygięciu. Charakteryzuje odporność asfaltu na działanie mrozu.
- Ciągliwość - długość, do jakiej daje się rozciągać próbka asfaltu. Charakteryzuje zdolność asfaltu do odkształceń plastycznych. (w 7, 13 25 OC)
- Lepkość dynamiczna w 60OC,
- Lepkość kinematyczna w 135 OC,
- temp. zapłonu,
- zmiana masy w wyniku starzenia
- zawartość parafiny,
- penetracja po starzeniu,
- nawrót sprężysty,
- wzrost temp. mięknienia po starzeniu ,
- Temperatura zapłonu
- Zawartość składników nierozpuszczalnych w benzenie
- Zawartość parafiny
- Zmiana masy po starzeniu
- Pozostała penetracja po starzeniu
- Wzrost temperatury mięknienia po starzeniu
- Temperatura mięknienia po starzeniu
EMULSJE
- zawartość lepiszcza [%],
- lepkość wg Englera,
- lepkość BTA ∅ 4mm,
- jednorodność [%],
- sedymentacja,
- przyczepność do kruszywa,
- indeks rozpadu,
- stabilność
2. Określone wg metody SHRP
- Dynamiczne ściskanie w średnich i wysokich temperaturach eksploatacji,
- starzenie się pod działaniem ciśnienia, powietrza i temp.
- lepkość,
- starzenie,
- twardnienie lepiszcza podczas produkcji i budowy nawierzchni,
- rozciąganie w niskich temp,
- badanie na zginanie w niskich temp.
Informacje dodatkowe, mogące być przydatne w tym pytaniu:
Jaki jest cel modyfikacji lepiszcza asfaltowego polimerami ?
- wzrost wł. eksploatacyjnych
- zmniejszenie kosztów utrzymania naw
- wzrost odporności na deform. plastyczne
- wzrost odporności na spękania
- opóźnienie procesu starzenia mieszanki w czasie produkcji i podczas eksploatacji
- jeżeli mieszanka ma być stosowana na mostach: wzrost sprężystej odkształcalności mieszanek w niskich temp.(płyty mostów); zapewnienie wodoszczelności warstw.
Tabela. Typy mieszanek stosowanych do różnych warstw nawierzchni
Podbudowa bitumiczna |
Warstwa wiążąca |
Warstwa ścieralna |
- Beton asfaltowy - Piasek otaczany asfaltem (stosowany do dróg technologicznych, dojazdowych na budowe) |
- Beton asfaltowy |
- beton asfaltowy - miesznaka SMA - miesznaka MNU - asfalt lany i twardolany - asfalt piaskowy |