1. Klasyfikacja lepiszczy bitumicznych.

Lepiszcza węglowodorowe:

• Lepiszcza zawierające asfalt:

• Asfalt w asfalcie naturalnym;

• Asfalty naftowe i pochodne:

• Asfalty drogowe:

• Asfalty miękkie;

• Drogowe asfalty twarde

• Asfalty modyfikowane:

• Asfalty modyfikowane polimerami;

• Asfalty specjalne;

• Asfalty przemysłowe:

• Asfalty utlenione;

• Asfalty przemysłowe twarde;

• Naftowe asfalt upłynnione;

• Naftowe asfalty fluksowane;

• Emulsje asfaltowe:

• Anionowe emulsje asfaltowe

• Kationowe emulsje asfaltowe;

• Modyfikowane polimerami emulsje asfaltowe

• Smoła i lepiszcza zawierające smołę:

• Smoła;

• Lepiszcza smołowo- asfaltowe.

2. Budowa asfaltu (wymienić składniki i podać ich wpływ na właściwości asfaltu).

Asfalt - mieszanina (układ koloidalny) wielkocząsteczkowych węglowodorów. Chemiczna budowa asfaltu jest bardzo skomplikowana, ale wyodrębniono w nim trzy główne składniki:

• Asfalteny - w asfalcie występują w ilości 5-25%, są to czarne lub brązowe ciała stałe o temperaturze mięknienia ok. 150-200ْ C; ich zawartość ma bardzo duży wpływ na właściwości asfaltu;

• Żywice - stałe lub półstałe ciała koloru brązowego, mają wpływ na zdolności adhezyjne asfaltu, od ich proporcji z asfaltenami zależy ty koloidalny asfaltu (zol, żel lub zol- żel);

• Oleje - są najlżejszą frakcją asfaltu, stanowią fazę rozpraszającą.

Wzajemne proporcje między tymi składnikami decydują o właściwościach asfaltu.

3. Podział asfaltów(naturalne, ponaftowe, asfalty specjalne, asfalty modyfikowane, spienione)

Odpowiedź w pytaniu 1.

4. Właściwości asfaltu.

• Penetracja - jest jedną z miar konsystencji asfaltu (twardości). Badanie to polega na pomiarze głębokości zanurzenia igły penetracyjnej w próbce asfaltu o temperaturze +25ْC, w czasie 5 sekund, gdy igła wraz z obciążnikiem waży 100 gramów. Wynik podaje się w jednostkach penetracji, czyli [0,1mm]. A zatem, jeśli asfalt w temperaturze 25ْC ma penetrację równą 54 [0,1mm], to znaczy, że igła zanurzyła się w próbce na głębokość 5,4mm. Dzięki pomiarowi penetracji w 25ْC dokonuje się w PN podziału asfaltów na rodzaje. Większa wartość penetracji oznacza bardziej miękki asfalt.

• Indeks penetracji - (wrażliwość termiczna) - mówi o tym, jak szybko asfalt zmienia swoją twardość podczas zmian temperatur. Do celów drogowych nadają się tylko te asfalty, które przy podgrzewaniu ani nie miękną za szybko (bo nawierzchnie rozjechałyby się latem), ani nie pozostają zbyt długo twarde (bo wtedy trzeba by było produkować beton asfaltowy o temperaturze 200ْC). Im niższe PI tym asfalt jest wrażliwszy termicznie (szybciej mięknie przy ogrzewaniu). Optymalny zakres PI dla asfaltów drogowych wynosi od -1,0 do +1,0.

• Temperatura mięknienia - są różne metody pomiaru temperatury mięknienia asfaltu. Powszechnie stosuje się metodę Pierścienia i Kuli. Sposób wykonania badania tą metodą polega na wypełnieniu asfaltem dwóch pierścieni i ułożeniu na nim kulek. Całość, założoną na specjalny stojak, umieszcza się w szklanym naczyniu wypełnionym wodą lub gliceryną i podgrzewa w równomierny sposób z prędkością 5ْC/min. Temperatura, w której warstwa asfaltu obciążona kulkami dotknie podstawy, jest uznawana za temperaturę mięknienia asfaltu. Ustalono, że temperatura mięknienia asfaltu ustalona metodą Pik stanowi przybliżoną temperaturę, w której penetracja danego asfaltu wynosi 800 [0,1mm].

• Łamliwość - asfalt w niskich temperaturach twardnieje. Staje się coraz bardziej sztywny, aż zaczyna przypominać kruche ciasto stałe. Moment, w którym asfalt staje się kruchy (albo łamliwy) jest dla drogowców bardzo istotny. Do oznaczania temperatury łamliwości wykorzystuje się badanie metodą A. Fraaasa. Na stalową blaszkę nakłada się warstwę asfaltu o grubości 0,5mm. Blaszkę umieszcza się w specjalnym naczyniu, w którym obniża się temperaturę w równomierny sposób z prędkością 1ْC/min. Wyginając i prostując blaszkę sprawdza się, w jakiej temperaturze warstewka asfaltu pęknie, otrzymując w ten sposób temperaturę łamliwości T_Fraaas. W temperaturze T_Fraaas penetracja asfaltu wynosi 1,25 [0,1mm].

• Lepkość - jest to tarcie wewnętrzne między cząsteczkami przy przesuwaniu się jednej warstwy asfaltu względem drugiej; jest to opór płynięcia cieczy. Im wyższa jest temperatura asfaltu, tym mniejsza jest jego lepkość. Asfalt musi mieć odpowiednio małą lepkość, (czyli być ciekły), aby dał się przepompować. Jeśli ją znamy, to na podstawie wykresu temperatura- lepkość możemy określić, w jakiej temperaturze dany asfalt taką lepkość osiąga. To samo dotyczy otaczania kruszywa asfaltem, czy temperatury końca efektywnego zagęszczania nawierzchni asfaltowej.

5. Cztery podstawowe parametry reologiczne asfaltu. Stany reologiczne asfaltu.

Asfalt jest materiałem termoplastycznym- mięknie podczas podgrzewania i twardnieje podczas ochładzania. Zachowanie asfaltu w różnych temperaturach można podzielić na trzy stany (tzw. stany reologiczne):

• Stan I - sprężysty;

• Stan II - lepko- sprężysty;

• Stan III - lepki.

Stan sprężysty występuje w niskich temperaturach, stan lepki w wysokich, a lepko- sprężysty w temperaturach pośrednich. Umownie przyjęto rozgraniczenie zakresów temperaturcprzy pomocy temperatur łamliwości T_Fraaas i mięknienia T_PiK. Zakres temperaturowy asfaltu w nawierzchni mieści się głównie w stanie II: lepko- sprężystym. Kiedy asfalt zaczyna pracować pod obciążeniem w stanie I lub III pęka i kruszy się, albo mięknie i płynie.

6. Różnica między modułem sprężystości Younga, a modułem sztywności.

• Moduł sprężystości Younga E- stosunek naprężenia do odkształcenia. Prawo Hooke'a opisuje zależność między naprężeniami (przyczyną), a odkształceniem (czyli skutkiem). Prawo to ma zastosowanie do ciał sprężystych (np. stal). Podczas rozciągania występuje zależność:

moduł sprężystości =
lub
; gdzie

E- moduł sprężystości Younga [MPa]

σ- naprężenie (siła działająca na powierzchnię) [MPa]

ε- odkształcenie (stosunek
, czyli wydłużenie jednostkowe) [-]

• Moduł sztywności S - uzyskany po uwzględnieniu czynnika lepkiego; różni się od modułu sprężystości tym, iż

• Zależy od temperatury;

• Zależy od czasu obciążenia.

;

gdzie:

S_(T,t)- moduł sztywnośći [MPa] zależny od temperatury T i czasu obciążenia t;

σ- naprężenie [MPa]

ε_(T,t)- odkształcenie zależne od temperatury T i czasu obciążenia t

Czas obciążenia jest to czas, w którym obciążenie działa na element. Obciążenie w czasie t=0,04s odpowiada obciążeniu od pojazdu jadącego z prędkością 25 km/h.

• Zbliżenie do asymptoty sprężystości- zachodzi w bardzo niskich temperaturach, czyli wtedy, kiedy asfalt jest już ciałem stałym lub podczas bardzo krótkich czasów obciążeń; jeżeli asfalt byłby ciałem idealnie sprężystym, to moduł sztywności byłby po prostu jego modułem sprężystości, a zależność poziomą linią prostą.

• Zbliżenie do asymptoty lepkości- zachodzi w wysokich temperaturach lub podczas długich czasrów obciążenia (np. parkujący samochód), wtedy kiedy asfalt jest w stanie lepkim i płynie.

• Wraz ze wzrostem temperatury lub wzrostem długości czasu obciążenia moduł sztywności asfaltu oraz mieszanek mineralno- asfaltowych maleje.

• Idealny asfalt powinien charakteryzować się wysoką sztywnością w wysokich temperaturach oraz niską sztywnością (czyli elastycznością) w temperaturach ujemnych.

7. Adhezja i kohezja - ich rola w trwałości nawierzchni. Czynniki wpływające na adhezję asfaltu do kruszywa.

Adhezja i kohezja to dwie ważne właściwości asfaltu, które wpływają na trwałość nawierzchni asfaltowej.

• Adhezja (przyleganie) - powstawanie połączenia między warstwami powierzchniowymi dwóch ciał (stałych lub ciekłych) doprowadzonych do kontaktu. Rozróżniamy dwa rodzaje adhezji:

• Adhezję bierną- oznacza zdolność lepiszcza do zwilżania suchego kruszywa, przypadek ten zachodzi podczas wykonywania mieszanek mineralno- asfaltowych metodami „na gorąco”;

• Adhezję czynną- oznacza zdolność lepiszcza do otaczania wilgotnego kruszywa, sytuacja taka ma najczęściej miejsce w technologiach „na zimno”- lepiszcze „wypiera” wodę z powierzchni kruszywa.

Słaba adhezja bierna asfaltu może wynikać głównie z następujących przyczyn:

• Zawilgocenia kruszywa (warstwa wody na kruszywie uniemożliwia prawidłowe otoczenie ziaren asfaltem);

• Zapylenia kruszywa (gdy warstwa pyłu znajdująca się na ziarnach kruszywa przejmuje pewną ilość asfaltu, nie dopuszczając do właściwego otoczenia kruszywa; dodatkowo pył, mieszając się z asfaltem niekorzystnie zwiększa jego lepkość);

• Stopnia kwasowości kruszywa (kruszywa zasadowe mają znacznie lepszą adhezję do asfaltu, niż kruszywa kwaśne);

• Właściwości fizyko- chemicznych asfaltu (związane z rodzajem ropy, z której asfalt został wykonany oraz technologią produkcji)

Badanie adhezji biernej polega na oddziaływaniu wrzącą wodą na próbkę kruszywa otoczonego asfaltem. Test trwa 5 minut. Po jego zakończeniu ocenia się, jaki procent asfaltu pozostał nie odmyty na powierzchni kruszywa. Wynik podaje się w procentach.

• Kohezja - oddziaływanie cząsteczkowe między dwiema częściami tej samej substancji stałej. Wartość kohezji wpływa na odporność danego ciała na określone deformacje (np. rozciąganie). Słabe „powiązania wewnętrzne”, czyli kohezja asfaltu, powodują podatność nawierzchni na spękania. Ma to szczególne znaczenie w niskich temperaturach, kiedy asfalt się usztywnia i kruszy.

Badanie ciągliwości (nie charakteryzuje ona właściwie kohezji, pomija ona bowiem to, co dzieje się w próbce podczas rozciągania) wykonuje się w duktylometrze. W foremkach umieszcza się asfalt, próbki umieszcza się w dultylometrze wypełnionym wodą. Próbki rozciąga się z prędkością 5cm/min. Za wynik uznaje się maksymalne wydłużenie próbki [cm].

8. Starzenie technologiczne asfaltu oraz wbudowanego w nawierzchnię.

W czasie podgrzewania w asfalcie zachodzą procesy, w wyniku których w asfalcie zmieniają się proporcje między składnikami (utlenianie frakcji olejowych, przyśpieszone utlenianie asfaltu). Na skutek odparowania olejów asfalt twardnieje, a to znaczy, że:

• Spada jego penetracja;

• Wzrasta temperatura mięknienia;

• Wzrasta temperatura łamliwości;

• Wzrasta lepkość.

• Starzenie technologiczne - powodują je najintensywniejsze procesy starzenia asfaltu zachodzące podczas mieszania go z gorącym kruszywem w mieszalniku otaczarki. Właśnie dlatego rozmaite przepisy zabraniają nadmiernego przegrzewania mieszanki mineralno- asfaltowej.

• Starzenie eksploatacyjne - zachodzi podczas eksploatacji nawierzchni asfaltowych i polega na oddziaływaniu tlenu, promieni UV oraz substancji zawartych w wodach opadowych.

Przyśpieszony proces starzenia asfaltu zachodzi:

• Podczas przegrzewania asfaltu w wysokiej temperaturze;

• W zbiorniku, podczas długotrwałego przechowywania asfaltu w wysokiej temperaturze;

• W mieszankach o małej zawartości asfaltu;

• W mieszankach o strukturze otwartej.

9. Dodatki i modyfikatory do asfaltów i mieszanek mineralno-asfaltowych.

• Polimery:

• Elastomery - tworzywa sztuczne mające właściwości elastyczne, czyli sprężyste. Właściwości te, po zastosowaniu, są przekazywane (w jakimś stopniu) asfaltowi lub mieszance mineralno- asfaltowej. Poprawiają właściwości asfaltu zarówno w wysokich temperaturach (większa odporność na koleinowanie), jak i w niskich (mniejsze ryzyko spękań).

• Plastomery - ich działanie polega głównie na zwiększaniu lepkości asfaltu; ich zaletą jest polepszenie odporności nawierzchni na koleinowanie.

• Kompozyty elastomerów i plastomerów - zachowują część zalet elastomerów oraz plastomerów, są tańsze niż czyste elastomery.

• Stabilizatory mieszanek mastyksu grysowego SMA - rolą stabilizatora w SMA jest utrzymanie nadmiaru mastyksu na grubych ziarnach i niedopuszczenie do jego spłynięcia podczas przechowywania SMA w silosie oraz podczas transportu na budowę.

• Stabilizatory z włókien celulozowych - luzem lub granulowane- bardzo dobrze rozprowadzają się w mieszance i skutecznie chłoną asfalt;

• Stabilizatory z włókien mineralnych - mogą tworzyć wewnątrz mieszanki dodatkowe „zbrojenie”;

• Stabilizatory z odpadów skórzanych i włókienniczych (podobne do celulozowych)

• Żywice syntetyczne - ich zastosowanie ma na celu podwyższenie lepkości asfaltu;

• Miał gumowy - wpływa na elastyczność mieszanki;

• Związki organo-metaliczne - zawiera związki manganu, miedzi i kobaltu; ich zadaniem jest zwiększenie sztywności warstw bitumicznych.

• Asfalteny - jedna z frakcji asfaltów, ich dodatek:

• Obniża penetrację i podwyższa temperaturę mięknienia Pik;

• Pogarsza temperaturę łamliwości wg Fraaasa;

• Nie zmienia indeksu penetracji;

• Korzystnie wpływa na wytrzymałość na zmęczenie, ściskanie i odporność na koleinowanie.

• Siarka - ze względów ekologicznych nie stosuje się; wpływa na:

• Obniża lepkość asfaltu;

• Poprawia przyczepność asfaltu do kruszywa;

• Korzystnie zmienia indeksy Pik.

10. Asfalty modyfikowane - właściwości, metody badań.

Asfalt modyfikowany - asfalt drogowy zawierający określoną ilość tzw. modyfikatora w postaci polimeru. Modyfikator został wprowadzony podczas procesu technologicznego nazywanego modyfikacją. Mamy dwa główne rodzaje polimeroasfatów:

• Elastomeroasfalty- modyfikowane polimerami z grupy elastomerów, tworzą w asfalcie przestrzenną sieć

• Plastomeroasfalty- modyfikowane polimerami z grupy plastomerów, nie tworzą sieci, lecz rozpuszczają się w asfalcie i pozostają w nim w postaci zawiesiny.

Zestawienie właściwości dwóch głównych rodzajów polimeroasfaltów w porównaniu do zwykłego asfaltu o zbliżonej penetracji:

Właściwości	Elastomeroasflat	Plastomeroasfalt
Temperatura mięknienia PiK	wyższa	wyższa
Temperatura łamliwości wg Fraaasa	niższa	bez zmian/wyższa
Przedział plastyczności	szerszy	bez zmian/szerszy
Lepkość	wyższa	wyższa
Indeks penetracji	wyższy/znacznie wyższy	wyższy
Kohezja w niskiej temperaturze	wyższa	bez zmian
Adhezja	wyższa	wyższa
Sprężystość	wyższa	bez zmian
Wytrzymałość zmęczeniowa	wyższa	wyższa
Odporność na koleinowanie	wyższa	wyższa
Odporność na starzenie	wyższa	bez zmian/wyższa

• Metody badań (kryteria oceny):

• Badanie stabilności układu polimer- asfalt- „test tubowy”- polega na wygrzewaniu próbki asfaltu w aluminiowej tubie w temp. 180ْ C przez 72h. Po tym okresie tubę ochładza się i rozcina na trzy części. Następnie wykonuje się badanie polimeroasfaltu z górnej i dolnej części tuby (temperatura mięknienia Pik i penetracja w 25ْ C). Polimeroasfalt uznaje się za stabilny, gdy różnica T_PiK jest mniejsza od 2,0ْ C, a różnica penetracji mniejsza od 5 [0,1mm].

• Badanie nawrotu sprężystego - wykorzystuje się takie same próbki jak do oznaczenia ciągliwości. Badanie wykonuje się w 25ْ C. Po rozciągnięciu próbki do wydłużenia 20 cm wstrzymuje się rozciąganie i przecina próbkę w połowie jej długości. Po 30 minutach należy zmierzyć odległość między przeciętymi nitkami próbki. Stosunek długości rozciągniętej próbki do jej długości po nawrocie wyraża się w procentach, gdzie 100% oznacza całkowity powrót do pierwotnego kształtu.

11. Kruszywa drogowe - podział, klasy, gatunki.

• Podział skał (ze względu na sposób powstania):

• Magmowe (granit, porfir, bazalt, gabro, andezyt) - powstały w wyniku krzepnięcia magmy; w zależności od tego, gdzie proces krzepnięcia miał miejsce wyróżniamy skały magmowe:

• Głębinowe - powstałe w głębi skorupy ziemskiej, w warunkach powolnego krzepnięcia magmy;

• Wylewne - powstałe na powierzchni ziemi po erupcji wulkanicznej podczas szybkiego krzepnięcia lawy;

• Żyłowe - powstałe w warunkach pośrednich.

• Osadowe (żwiry, piaski, piaskowce, wapienie, dolomity) - powstają na skutek cyklu procesów rozpoczynających się od niszczenia (wietrzenia i erozji) skały, transportu odruchów, a następnie ich osadzenia w środowisku wodnym lub lądowym. Wyróżniamy skały osadowe:

• Okruchowe - pochodzące z rozdrobnienia różnych skał;

• Chemiczne - powstałe na skutek reakcji chemicznej;

• Organogeniczne - powstałe ze szczątków roślinnych i zwierzęcych.

• Przeobrażone (kwarcyty marmury, gnejsy, serpentynity) - powstają w wyniku przeobrażenia wcześniej istniejących skał.

• Kruszywa drogowe- podział:

• Kruszywo mineralne (kamienne, skalne)

• Naturalne - powstałe w wyniku naturalnego rozdrobnienia skał litych, wyróżniamy naturalne i naturalne kruszone;

• Łamane - otrzymane po przekruszeniu skał, wyróżnia się łamane zwykłe, łamane granulowane, wypełniacze mineralne otrzymywane przez zmielenie.

• Kruszywo sztuczne - materiał powstały podczas wytwarzania innych produktów (np. wytopu miedzi czy stali), podczas przerobu odpadów, lub też są wytwarzane specjalnie.

• Klasa - jest to podział kruszyw według ich właściwości fizykochemicznych (klasy I, II, III), niezależnych od procesu produkcji.

• Gatunek - podział według właściwości zależnych od sposobu produkcji (są gatunki 1, 2, 3); podział na gatunki dotyczy kruszyw łamanych.

12. Proces produkcyjny łamanych kruszyw drogowych.

Po odsłonięciu złoża następuje odstrzeliwanie materiału skalnego, który następnie podawany jest do zakładu przeróbczego o przykładowym cyklu produkcyjnym przedstawionym na rysunku. W wyniku przetworzenia surowca skalnego otrzymuje się różne rodzaje kruszyw łamanych.

13. Ocena zawartości pyłów w kruszywie oraz ich rola w mieszance mineralno asfaltowej.

Gruba warstwa dobrze przylegających pyłów do ziaren kruszywa stwarza wiele problemów:

• Likwiduje bezpośredni kontakt powierzchni ziarna z asfaltem, przez co takie połączenie jest albo bardzo słabe, albo zupełnie go nie ma;

• Zwiększa lepkość asfaltu w kontakcie z kruszywem, co utrudnia dobre otoczenie ziaren lepiszczem (akurat zależy nam na małej lepkości asfaltu);

• Nie wiemy, czy w skład pyłów nie wchodzą części ilaste, pęczniejące w kontakcie z wodą- w wykonanej nawierzchni pojawią się problemy z trwałością;

14. Rodzaje, wymagania i rola wypełniaczy w MMB.

Wypełniacze mineralne to drobno zmielona skała. Dzieli się je według normy na dwa rodzaje, uzależnione od rodzaju skały, z której powstał wypełniacz:

• Podstawowy (ze skał osadowych o zawartości węglanu wapnia powyżej 90%), stosowany powszechnie;

• Zastępczy z innych skał, stosowany w ilości do 20% całej potrzebnej ilości wypełniacza.

• Mączka wapienna - materiał mineralny ziarnisty pochodzący z przemiału (rozdrobnienia) skał wapiennych, charakteryzujący się rozdrobnieniem odpowiadającym wymaganiom;

• Wypełniacz wapienny - część mączki wapiennej przechodząca podczas oznaczania składu ziarnowego przez sito kontrolne o nominalnym wymiarze oczka 0,075mm.

• Wymagania:

• Dopuszczalna wilgotność wypełniacza to 3% m/m, niedopuszczalne są jakiekolwiek grudki spowodowane zawilgoceniem;

• W wypełniaczu podstawowym przesiew przez sito 0,075mm powinien wynosić
  80%;

• Po opadach deszczu lub okresie zwiększonej wilgotności powietrza mączka „zawiesza się” w silosie- może to spowodować jej nieprawidłowe dozowanie do mieszalnika i zmienić skład produkowanej mieszanki;

• Czasami wykorzystuje się pyły z układu odpylania otoczarki zamiast pewnej ilości wypełniacza- norma dopuszcza taką możliwość z pewnymi zastrzeżeniami.

15. Wpływ kruszyw nieforemnych na właściwości mieszanki mineralno asfaltowej.

Kształt ziaren to cecha, która ma kluczowe znaczenie dla odporności nawierzchni bitumicznej na koleinowanie. Kruszywa łamane, dzięki klinowaniu się sąsiednich ziaren tworzą znacznie stabilniejszą warstwę bitumiczną (potocznie mówi się o „szkielecie mineralnym”). Efekt ten wzmacnia się im bardziej foremne ziarna zastosujemy. Z kolei kruszywa naturalne, o charakterystycznie okrągłych kształtach sprawiają kłopoty, począwszy od zagęszczania (syndrom zagęszczania kulek łożyskowych), a kończywszy na szybkim skoleinowaniu nawierzchni (brak klinowania ziaren). Poza tym siły działające na ziarna nieforemne (najpierw walec, a potem koła samochodów) powodują szybsze ich kruszenie. Większy problem stwarzają ziarna płaskie, ponieważ pękają na wiele części. Powierzchnie przełamanych ziaren pozbawione są ochronnej warstwy lepiszcza, co zmniejsza ich odporność na działanie wody. Skruszone ziarna zmniejszają odporność nawierzchni na działanie obciążeń. Wyróżnia się 4 typy ziaren według podziału stosowanego - dysk, równo-wymiarowe (kubiczne), ostrze i pręcik.

16. Odporność na rozdrabnianie kruszywa.(Los Angeles)

Ścieralność i odporność na uderzenia badana jest w bębnie Los Angeles i ma na celu sprawdzenie podatności kruszywa na rozkruszanie. Duża strata masy wskazuje na możliwość kruszenia się ziaren podczas:

• Produkcji mieszanki w otaczarce;

• Rozkładania i wałowania;

• Obciążenia nawierzchni pojazdami.

Zasada metody badania polega na określaniu procentowego ubytku masy ziaren kruszywa w wyniku ich wzajemnego ścierania z udziałem kul stalowych w bębnie Los Angeles.

17. Różnice między gęstością, gęstością pozorną i gęstością nasypową kruszyw. Różnica między porowatością a jamistością.

• Gęstość pozorna jest to masa jednostki objętości (1cm³) materiału kamiennego wraz z zawartymi w niej porami i luźną przestrzenią pomiędzy okruchami. Oznaczanie gęstości polega na obliczeniu masy próbki kruszywa i jej objętości określonej z różnicy objętości wody znajdującej się w naczyniu pomiarowym, przed i po wsypaniu kruszywa.

[cm³]

V₂ - objętość wody wraz z próbką,

V₁ - objętość wody.

• Gęstość nasypowa kruszywa ς_n jest to stosunek masy do objętości badanego kruszywa w stanie luźnym. Badane kruszywo powinno być w stanie suchym.

m- masa kruszywa,

V - objętość kruszywa.

• Porowatość materiału jest to stosunek objętości porów (wolnych przestrzeni) do objętość materiału wraz z porami. Porowatość p wyraża się w procentach objętości z dokładnością do 0,01.

ρ - gęstość objętościowa

ρ_p - gęstość pozorna

• Jamistość - objętość wolnych przestrzeni między ziarnami kruszywa. Oznaczenie polega na określeniu zawartości wolnych przestrzeni zawartych między ziarnami kruszywa (bez uwzględnienia porów w ziarnach).

V - objętość kruszywa w cylindrze [cm³ ],

V₁ - ilość wody nalanej do próbki z kruszywem ( V₂ - V₃ ) [ cm³ ],

18. Projektowanie mieszanek mineralno asfaltowych metodą krzywych granicznych.

Metoda ta wynika bezpośrednio z metody „krzywych modelowych". W efek­cie empirycznego wyznaczenia tolerancji wokół modelowej krzywej najlep­szego uziarnienia (np. Fullera) wyznaczono tzw. krzywe graniczne, które tworzą obszar najlepszego uziarnienia, to znaczy takiego gdzie możemy spo­dziewać się uzyskania składu optymalnego. Każdy rodzaj mie­szanki mineralnej typu betonowego oraz pośredniego ma swój obszar najlep­szego uziarnienia, ograniczony przez krzywe uziarnienia, a metoda projekto­wania takich mieszanek mineralnych jest taka sama. Projektowana mieszan­ka mineralna powinna znajdować się w tym obszarze. Krzywa uziarnienia tam zawarta powinna zapewnić nam wszystkie założone parametry przyszłej mieszanki mineralno-asfaltowej, a wynikające z mieszanki mineralnej. Nale­ży pamiętać jednak o czyhających niebezpieczeństwach i o tym, że samouspokojenie się „...jestem w krzywych..." (to znaczy moja krzywa uziarnienia znajduje się pomiędzy krzywymi granicznymi) nic nam nie gwarantuje! Metoda ta jest najbardziej rozpowszechnioną metodą wśród techno­logów w naszym kraju.

19. Co określamy w teście Marshalla, w jakim celu wykonuje się badanie?

Metoda ta służy do wyznaczania zawartości asfaltu w mieszance mineralno- asfaltowej.

Polega na wyznaczeniu pięciu parametrów, które pozwalają na prawidłowe oszacowanie zawartości asfaltu w mieszance mineralno- asfaltowej. Parametrami tymi są:

• Gęstość objętościowa mieszanki mineralno- asfaltowej;

• Zawartość wolnej przestrzeni wypełnionej asfaltem w mieszance mineralnej;

• Stabilność;

• Odkształcenie.

20. Badania nośności podłoża gruntowego.

• Wskaźnik nośności - odpowiada kalifornijskiemu wskaźnikowi nośności CBR. Wyraża się on stosunkiem procentowym obciążenia jednostkowego q, które trzeba zastosować, aby trzpień o kształcie wydłużonego walca o przekroju 20cm² wcisnąć w odpowiednio przygotowana próbkę gruntu do określonej głębokości 2,5 lub 5,0mm z prędkością jednostajną 1,25mm/min, do porównawczego obciążenia jednostkowego Qp, które jest wartością stała i odpowiada ciśnieniu, jakie było potrzebne, aby taki sam trzpień z taką sama prędkością oraz na taka samą głębokość wcisnąć w materiał wzorcowy, który stanowi tłuczeń standardowo zagęszczony:

W_nos=CBR=

• Moduł odkształcenia - określa się metodą VSS. Metoda VSS jest polową metodą oznaczania modułu odkształcenia nawierzchni podatnych, podbudów i podłoży drogowych za pomocą aparatury umożliwiającej wywieranie statycznego nacisku na badane warstwy płytą o średnicy 30cm. Moduł odkształcenia oblicza się ze wzoru:

Gdzie:

E - moduł odkształcenia [MPa];

∆p - przyrost obciążenia jednostkowego [MPa];

∆s - przyrost osiadań,

d - średnica płyty mm.

Rozróżnia się pierwotny moduł odkształcenia E1 oznaczony w pierwszym obciążeniu i wtórny moduł odkształcenia E2 oznaczony w powtórnym obciążeniu danej warstwy. Badanie VSS polega na pomiarze odkształceń pionowych badanej warstwy pod wpływem nacisku statycznego wywieranego na nią za pomocą stalowej okrągłej płyty.

• Wskaźnik zagęszczenia- zagęszczenie podłoża gruntowego określa się na podstawie badania gęstości objętościowej szkieletu gruntu (ρ_d) i oceny maksymalnej gęstości objętościowej(ρ_ds). Wskaźnik zagęszczenia oblicza się na podstawie stosunku tych gęstości:

7

NAWIERZCHNIE DROGOWE

LABORATORIA

Opracowała: Ela Dereszyńska

---