Article citation info: (*) Tekst artykułu w polskiej wersji językowej dostępny w elektronicznym wydaniu kwartalnika na stronie www.ein.org.pl

No abstract

1 Mieczysław SŁOWIK 2 Marta MIELCZAREK 3 BADANIE ZJAWISKA RELAKSACJI NAPRĘŻEŃ ZACHODZĄCEGO W ASFALTACH DROGOWYCH PODDANYCH ROZCIĄGANIU W NISKIEJ TEMPERATURZEW artykule przedstawiono rezultaty badań oraz analizę metody badawczej opracowanej przez autorów pracy do obserwacji zjawiska relaksacji naprężeń w lepiszczach asfaltowych w niskiej temperaturze. W badaniach wykorzystano asfalty drogowe 20/30, 35/50 i 50/70. Obserwacji zjawiska relaksacji naprężeń dokonano w warunkach stałego odkształcenia próbki spowodowanego oddziaływaniem siły normalnej (rozciągającej). W badaniach wykorzystano duktylometr wyposażony w siłomierze oraz łaźnię wodną wypełnioną cieczą o temperaturze -16°C. W celu określenia dokładności metody pomiarowej opracowanej przez autorów pracy przeprowadzono analizę statystyczną uzyskanych wyników, na podstawie której stwierdzono, że zastosowana metoda może być wykorzystywana do obserwacji zjawiska relaksacji naprężeń w niskiej temperaturze. Wartości naprężeń obliczono na podstawie oznaczonych wartości siły rozciągającej. Zaobserwowano, że asfalty o większych wartościach penetracji odznaczają się w niskiej temperaturze lepszą zdolnością do relaksacji naprężeń, a proces ten przy stałym odkształceniu następuje szybciej. Dodatkowo przeprowadzono analizę porównawczą wyników oznaczeń modułu sztywności w temperaturze -16°C uzyskanych na podstawie opracowanej metody badawczej z wykorzystaniem duktylometru oraz oznaczeń przeprowadzonych w reometrze zginanej belki (BBR) i reometrze dynamicznego ścinania (DSR). Wartości modułu sztywności w duktylometrze oznaczono na podstawie testu rozciągania, podczas któ-rego występuje zbliżona do liniowej zależność naprężeń w funkcji odkształceń. Stwierdzono rozbieżności pomiędzy wynikami oznaczania modułu sztywności z użyciem trzech metod pomiarowych opisanych w niniejszej pracy.

The article presents the results of research on temperature sensitivity of ground rubber modified asphalt binders. The tests were performed for 50/70 penetration grade road bitumen and two kinds of granulated rubber: activated and inactivated. Such parameters of asphalt binders as: penetration, softening point, dynamic shear modulus and phase angle have been determined and on this basis the temperature susceptibility of the reference bitumen and asphalt binders modified by activated and inactivated rubber have been determined. All the tests were carried out for three observation levels: without aging and after aging simulations carried out by RTFOT and PAV methods. The tests revealed that addition of granulated rubber has a positive influence on asphalt binder properties, even after the aging process, causing an increase in the softening point and a decrease in penetration and the phase angle of asphalt binder. Asphalt binders obtained in result of modification by addition of rubber show smaller temperature susceptibility than the reference bitumen (without addition of rubber). Also, a positive impact of aging on the temperature susceptibility was observed for the investigated binders.

W pracy przedstawiono wyniki oznaczeń zespolonego modułu ścinania |G*| oraz kąta przesunięcia fazowego δ wykonanych za pomocą reometru dynamicznego ścinania (DSR) w zakresie temperatury, tj. od 100˚C do 40˚C. Badaniom poddano asfalty ponaftowe pochodzące z dwóch różnych złóż ropy naftowej -rosyjskiej i wenezuelskiej. Asfalty te modyfikowano poprzez komponowanie z koncentratem asfaltu modyfikowanego kopolimerem SBS (stężenie kopolimeru SBS równe 9%). W pracy podjęto próbę wyznaczenia równoważnej temperatury lepiszcza, opisują-cej odporność na powstawanie odkształceń trwałych, wg metodyki SHRP. Na podstawie wyznaczonych wartości wskaźnika odkształcalności |G*|/sinδ, obliczono temperaturę równoważną, w której badany asfalt osiągnął wartości tego parametru zgodne z wymaganiami Superpave, zarówno przed, jak i po procesie starzenia metodą RTFOT. Przyrost zawartości kopolimeru SBS w asfaltach modyfikowanych powoduje zwiększenie ich temperatury równoważnej zarówno przed jak i po starzeniu metodą RTFOT. Zaobserwowano istotną różnicę w wartościach temperatury równoważnej dla asfaltów rosyjskich i wenezuelskich o zawartości kopolimeru SBS równej 6%, co może świadczyć o zmianach w strukturze kopolimeru podczas starzenia metodą RTFOT. Porównując zespolony moduł ścinania wszystkich badanych asfaltów można stwierdzić, iż wraz ze wzrostem zawartości kopolimeru SBS w badanym lepiszczu zwiększa się wartość |G*|, co może wskazywać na większą odporność na odkształcenia trwałe nawierzchni asfaltowej.