téma iii: zkušenosti s používáním evropských norem „zkušebnictví“ petr mondschein

1

Téma III:Zkušenosti s používáním evropských norem

„Zkušebnictví“

Petr Mondschein

2

Přehled příspěvků

VLIV RŮZNÝCH FAKTORŮ NA ZKOUŠENÍ ASFALTOVÝCH SMĚSÍ V TRIAXIÁLNÍM PŘÍSTROJI Ing. Petr Zdřálek, Ing. Petr Hýzl, Ph.D.

UMOŽŇUJE CYKLICKÁ TLAKOVÁ SKÚŠKA ROZLÍŠIŤ ODOLNOSŤ ASFALTOVÝCH ZMESÍ PROTI TRVALÝM DEFORMÁCIÁM?Ing. Tomáš Bežilla, doc. Dr. Ing. Jozef Komačka, Ing. Eva Remišová, Ph.D.

STANOVENÍ MODULU TUHOSTI ASFALTOVÝCH SMĚSÍ 2-BODO-VOU A 4-BODOVOU ZKOUŠKOU ZA OHYBU DLE ČSN EN 12697-26Dr. Ing. Michal Varaus, Ing. Petr Hýzl, Ph.D., Doc. Ing. Ota Vacín, Ph.D.

3

Přehled příspěvků

KVALITA ASFALTOVÝCH POJIV HODNOCENÁ POMOCÍ REOLOGICKÝCH PARAMETRŮ NA DSR A BBR Ing. Radek Černý, Ing. Michal Zbuzek

ZKOUŠKA KOHEZE KYVADLEM VIALIT BLEIER Johann, Dipl.Ing. Dr., BIRNGRUBER Kurt, Dipl. HTL - Ing., RIEDERER Peter, Ing., WEIRAUCH Kurt

VLIV HUTNICÍ ENERGIE NA ODOLNOST ASFALTOVÉ SMĚSI VŮČI ÚČINKŮM VODYIng. Petr Mondschein, Ph.D., Ing. Eva Márová

VLIV KAMENIVA A ASFALTOVÉHO POJIVA NA VLASTNOSTI ASFALTOVÉ SMĚSI Z POHLEDU ZKOUŠKY TYPUIng. Petr Mondschein, Ph.D.

4

Přehled dotčených norem

Zkušební normy ČSN EN 12697-12: Stanovení odolnosti zkušebního tělesa vůči

účinkům vody ČSN EN 12697-25: Cyklická zkouška v tlaku ČSN EN 12697-26: Tuhost ČSN EN 13 588: Stanovení koheze asfaltových pojiv zkouškou

kyvadlem ČSN EN 14770: Stanovení komplexního modulu ve smyku a fázového

úhlu – Dynamický smykový reometr ČSN EN 14771: Stanovení modulu tuhosti za ohybu pomocí

průhybového trámečkového reometru Výrobkové a technologické normy

ČSN EN 13108 -1 Asfaltový beton ČSN EN 12591: Specifikace pro silniční asfalty ČSN EN 13808: Systém specifikace kationaktivních asfaltových emulzí ČSN EN 13108-20: Zkoušky typu ČSN EN 13108-21: Řízení výroby u výrobce

5

Empirické zkoušky X Funkční zkoušky

Stanovení bodu měknutí. DSR

Marshallův lis

Zařízení pro cyklickou zkoušku v tlaku

6

Odolnost asfaltových směsí proti tvorbě trvalých deformacíMalé kolo

Velké „francouzské“ kolo

Triaxiální přístroj

7

Triaxiální přístroj

Stejnoměrný komorový tlak σC

Jednoosý cyklický tlak σA (t)

8

Triaxiální přístroj – hodnocení trvalých deformací

9

Triaxiální přístroj – sledované vlivy na deformaci

Charakter zatíženíVliv velikosti axiálních tlakůVliv velikosti bočních tlakůVliv výšky tělesa

10

Triaxiální přístroj – vliv typu zatížení na deformaci

11

Triaxiální přístroj – vliv aplikovaných tlaků

12

Triaxiální přístroj – vliv výšky tělesa

13

Triaxiální přístroj – vliv frekvence zatěžování

14

Triaxiální přístroj – aplikace

Stanovení odolnosti asfaltových směsí proti tvorbě trvalých deformací

AC 11

Vlastnost 50/70 PmB 65/105-65

Penetrace v mm.10-1 66 68

Bod měknutí v °C 46,6 76,2

Obsah pojiva 4,2 % - 4,6 % - 5,2 %

Obrusná vrstva 2 x 75 úderů

Ložná vrstva 2 x 50 úderů

15

Triaxiální přístroj - aplikace

Příklad průměrných křivek dotvarování

16

Triaxiální přístroj - aplikace

Rychlost dotvarování pro obrusnou vrstvu

17

Triaxiální přístroj - aplikace

Rychlost dotvarování pro ložnou vrstvu

18

Moduly tuhosti

Vrstva Pojivo

Množství pojiva v %

Okrajové podmínky zkoušky

4,2 4,6 5,2 Teplota Σc σA

Obrusná

50/70 2,94 5,38 3,56

50°C150 MPa

300 MPaPmB 65/105-65 1,50 3,08 1,69

Ložní

50/70 5,40 4,65 5,99

40°C

50

MPa200 MPaPmB 65/105-65 2,63 2,60 2,32

Rychlost dotvarování fc

19

Moduly tuhosti

2 bodová zkouška na komolém klínu (2PB-TR)2 bodová zkouška na trámečku (2PB-PR)3 bodová zkouška na trámečku (3PB-PR) 4 bodová zkouška na trámečku (4PB-PR) zkouška jednoosým tahem a tlakem na válcovém

zkušebním tělese (DTC-CY)zkouška v přímém tahu na válcovém zkušebním tělese

(DT-CY) nebo trámečku (DT-PR)zkouška v příčném tahu na válcovém zkušebním tělese

(IT-CY)

20

Moduly tuhosti

Způsob zatěžování Teplota Frekvence zatěžování

2PB-TR 15 °C 10 Hz

2PB-PR 15 °C 10 Hz

3PB-PR 15 °C 10 Hz

4PB-PR 20 °C 8 Hz

DTC-CY 15 °C 10 Hz

DT-CY nebo DT-PR 15 °C 0,02 s

21

Dvoubodová zkouška 2PB-TR (VUT v Brně)

15°C

frekvence zatěžování 10 Hz (5, 15, 20 a 25 Hz)

Zařízení pro měření modulů tuhosti 2-bodovou zkouškou dle ČSN EN 12697-26

22

Dvoubodová zkouška 2PB-TR (VUT v Brně)

20°C

frekvence zatěžování 8 Hz (5, 10, 20 a 30 Hz)

Zařízení pro měření modulů tuhosti 4-bodovou zkouškou dle ČSN EN 12697-26

23

Moduly tuhosti – srovnání metod

Stanovení modulů tuhosti oběma metodami na směsích ACO 11 S, PmB 45/80-50, 5.6 % obsahu pojiva ACL 16 +, 50/70, 5.2 % obsahu pojiva ACP 22 +, 50/70, 4.3 % obsahu pojiva

24

Moduly tuhosti vyhodnocení

Hodnoty naměřených modulů tuhosti pro 2-bodovou a 4-bodovou zkoušku

25

Moduly tuhosti vyhodnocení: ACO

Výsledky měření modulu tuhosti pro směs ACO 11 S při teplotě 15°C

26

Moduly tuhosti vyhodnocení: ACL

Výsledky měření modulu tuhosti pro směs ACL 16 + při teplotě 15°C

27

Moduly tuhosti vyhodnocení: ACP

Výsledky měření modulu tuhosti pro směs ACP 22 + při teplotě 15°C

28

Funkční zkoušení asfaltových pojiv

Schéma funkčního zkoušení asfaltových pojiv

29

Dynamický smykový reometr

Dynamický smykový reometr a zkušební vzorek

30

Dynamický smykový reometr

Dynamická smyková tuhost: ≥ 1 kPa (původní asfalt) ≥ 2,2 kPa (RTFOT)

31

BBR - průhybový reometr

Ohybová tuhost 300 MPa Sklon křivky dotvarování 0,3

32

BBR - průhybový reometr

Ohybová tuhost 300 MPa Sklon křivky dotvarování 0,3

33

Vyhodnocení DSR x KK

Závislost horní kritické teploty na bodu měknutí

34

Vyhodnocení „kritické teploty“ x penetrace

Závislost kritické teploty tvorby únavových trhlin na penetraci

35

Vyhodnocení BBR x KK

Závislost modulu tuhosti S při -16 °C na bodu měknutí

36

Vyhodnocení BBR x KK

Závislost m-hodnoty při -16 °C na bodu měknutí

37

Vyhodnocení BBR x penetrace

Závislost m-hodnoty při -16 °C na penetraci

38

Zkouška koheze kyvadlem

Vialit Cohesion Pendulum, měřící přístroj vyvinutý a vyrobený firmou Österreichische Vialit GmbH s ochranným krytem, záchytným zařízením kyvadla a digitálním ukazatelem úhlu

„KOHEZE“ ve smyslu zkušební normy: energie na jednotku plochy potřebná k úplnému oddělení krychle od podstavy, jejichž předem spojené povrchy zůstaly zcela pokryty pojivem

39

Zkouška koheze kyvadlem

Zkušební zařízení

40

Zkouška koheze kyvadlem

Závislost mezi kohezí a zkušební teplotou

41

Kruhové zkoušky – metoda Vialit

Rok 2004 Organizítor Irsko 3 emulze Koheze: 7 účastníků (1 z ČR)

Rok 2008 Organizátor Rakousko 8 emulze Koheze: 20 laboratoří (1 z ČR)

42

Výsledky kruhových zkoušek – metoda Vialit (2004)

43

Výsledky kruhových zkoušek – metoda Vialit (2008)

44

Výsledky kruhových zkoušek – metoda Vialit (2008)

Porovnání teplotního průběhu koheze kyvadlem polymerem modifikovaného pojiva s pojivem nemodifikovaným

45

Odolnost asfaltové směsi vůči účinkům vody

Volba teploty Ve zkušební normě ČSN EN 12697-12 doporučená teplota

pro zkoušku 5°C – 25°C V normě pro zkoušky typu předepsaná teplota 15°C Koheze: 7 účastníků (1 z ČR)

Změna hutnící energie 2x25 úderů 2x35 úderů Změna hutnící energie i v dalších metodách přípravy

zkušebních těles

46

Odolnost asfaltové směsi vůči účinkům vody

47

Odolnost asfaltové směsi vůči účinkům vody

Asfaltová směs

2x25 úderů

ITSR v %

2x35 úderů

ITSR v %

ACL 22 + (1) 67,5 81,8

ACL 22 + (2) 71,6 86,3

SMA 11 94,8 85,6

Zkušební teplota 15°C

48

Odolnost asfaltové směsi vůči účinkům vody

Zkušební teplota

2 x 25 úderů 2 x 35 úderů

ITSW

MPa

ITSD

MPa

ITSR

%

ITSW

MPa

ITSD

MPa

ITSR

%

5°C 4 210 4 040 104 4 650 4 280 109

15°C 1 630 2 280 72 2 350 2 730 86

25°C 1 510 1 590 95 1 840 1 940 95

Asfaltový beton ACL 22 + (2)

49

Odolnost asfaltové směsi vůči účinkům vody – interpretace výsledků

Pevnosti v příčném tahu „mokrých“ těles směsi ACL 22 + (1)

50

Odolnost asfaltové směsi vůči účinkům vody – interpretace výsledků

Odolnost zkušebního tělesa vůči účinkům vody s vyznačenými požadavky pro směs typu ACL 22 S a ACL 22 +

51

Vliv složení směsi na vybrané vlastnosti asfaltových směsí

Procentuelní zastoupení frakcí kameniva

52

Vliv složení směsi na vybrané vlastnosti asfaltových směsí

53

Závěry kapitoly III bloku

Zkušenosti s evropskými normami zkušebními a výrobkovými

Zavádění funkčních zkoušek do požadavků na výrobkyVybavenost pro funkční zkoušení asfaltových pojivVybavenost pro funkční zkoušky asfaltových směsí

Děkuji Vám za pozornost