Procesy regeneracji mieszanek mineralno-asfaltowych

• Autorzy: Mączka E.

Warianty tytułu

EN

Healing process in mineral asphalt mixes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie związane z zjawiskiem regeneracji zachodzącym w mieszankach mineralno-asfaltowych. We wstępie pracy omówiono problem obniżania się wytrzymałości oraz trwałości zmęczeniowej mieszanek mineralno-asfaltowych wyrażony przez zmianę modułu sztywność. Zwrócono uwagę na złożoność tego zjawiska, które związane jest ze zmianami mikrostrukturalnymi. W przeglądzie stanu wiedzy omówiono zjawisko zwane „healingiem" odnoszące się bezpośrednio do regeneracji mieszanek mineralno-asfaltowych. W dalszej części na podstawie badań zmęczeniowych belki czteropunktowo zginanej w trybie kontrolowanego odkształcenia przeprowadzono analizę tego zjawiska. Uwzględniono okresy odpoczynku pomiędzy obciążeniem oraz podgrzanie próbek regenerujące badaną mieszankę. Na podstawie analizy wyników nadań stwierdzono, że proces podgrzania jest bardziej efektywnym czynnikiem prowadzącym do większego zysku regeneracyjnego nie tylko sztywności próbki, ale również jej żywotności wyrażonej w cyklach w porównaniu do okresu odpoczynku. Pod koniec pracy pokazano zmiany histerezy pozwalające analizować zmiany energetyczne oraz istotę procesów regeneracyjnych w kontekście wydłużania żywotności mieszanek stosowanych w warstwach konstrukcji nawierzchni.

EN

The article presents an issue related to the phenomenon of regeneration occurring in mineral-asphalt mixtures.The introduction of the work discusses the problem of decreasing strength and fatigue life of asphalt mixtures expressed by changing the stiffness modulus. Attention is paid to the complexity of this phenomenon, which is associated with microstructural changes. The review of the state of knowledge discusses a phenomenon called "healing" referring directly to the regeneration of mineral-asphalt mixtures. Later on, based on fatigue tests of the four-point bending beam in the controlled deformation mode, this phenomenon was analyzed. Rest periods between load and heating of samples regenerating the tested mixture are taken into account. Based on the analysis of the test results, it was found that the heating process is a more effective factor leading to a greater regeneration gain not only the stiffness of the sample, but also its lifespan expressed in cycles compared to the rest period. At the end of the work, hysteresis changes were shown to analyze energy changes and the essence of regenerative processes in the context of extending the life of mineral asphalt mixes used in the pavement construction layers.

Słowa kluczowe

PL

mieszanki mineralno-asfaltowe; regeneracja; energia; zmiany strukturalne; sztywność; liczba cykli

EN

mineral-asphalt mixes; healing; energy; structural damage; stiffness; amount of repetitve loading

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 73, nr 11
• Strony: 60--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Mączka E.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Bibliografia

• [1] Bańkowski, W. 2006. Analiza trwałości zmęczeniowej kompozytów mineralno-asfaltowych metodą konwencjonalną oraz metodą energii rozproszonej. PhD, Politechnika Warszawska.
• [2] Bhasin, A., Desai, C. S., Monismith, C. L, Schwartz, C. W., Little, D. N„ Hil-tunen, D. R., Olard, R, Maupin, G. W., Chehab, G. R„ Lee, H. J., Di Benedetto, H„ Bahia, H. U., Daniel, J. S., Harvey, J.T., Kaloush, K. E., Momen, M., Lytton, R. L, Roque, R., Weissman, S. L, Hesp, S. A. M., Underwood, S., PellinenJ. K., Yun,T.Y, Buttlar, W. G., Kim, Y. R., and Seo, Y. 2009. Modeling of asphalt concrete. McGraw-Hill construction. McGraw-Hill, New York.
• [3] Bhasin, A., Little, D. N., Bommavaram, R., and Vasconcelos, K. 2008. A Framework to Ouantify the Effect of Healing in Bituminous Materials using Material Properties. Road Materials and Pavement Design 9, supl, 219-242.
• [4] Huang, S.-C. and Di Benedetto, H. 2015. Advances in Asphalt Materials. Road and Pavement Construction. Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. Elsevier Reference Monographs, s.l.
• [5] Jasztal, M. 2016. Strength evaluation of cracked structure. Mechanik, 7, 708-709.
• [6] Judycki, J. 2014. Analizy i projektowanie konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. Praca zbiorowa. WKiŁ, Warszawa.
• [7] Kim, Y. R. 2009. Modeling of asphalt concrete. McGraw-Hill construction. ASCE Press, Reston, VA.
• [8] Kłysz S. Podstawy mechaniki pękania. Podstawy eksploatacji statków powietrznych. DOM 0.13140/ RG.2.1.1669.2247.
• [9] Liu, Q., Li, B., Schlangen, E., Sun, Y, and Wu, S. 2017. Research on the Mechanical, Thermal, Induction Heating and Healing Properties of Steel Slag/Steel Fibers Composite Asphalt Mixture. Applied Sciences 7, 10, 1088.
• [10] Liu, Q., Schlangen, E, van de Ven, M., van Bochove, G., and van Montfort, J. 2012. Evaluation of the induction healing effect of porous asphalt concrete through four point bending fatigue test. Construction and Building Materials 29,403-409.
• [11] Mackiewicz, P. 2016. Trwałość zmęczeniowa mieszanek mineralno-asfaltowych stosowanych w nawierzchniach drogowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej; Politechnika Wrocławska., Wrocław.
• [12] Mackiewicz, P. 2018. Fatigue cracking in road pavement. IOP Conf. Ser.: Mater.Sci. Eng. 356,1-10.
• [13] NCHRP. 2010. Top-Down Cracking of Hot-Mix Asphalt Layers: Models for Initiation and Propagation. Transportation Research Board, Wa­shington, DC.
• [14] Neimitz, A. 1998. Mechanika pękania. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• [15] PKN. 2018. Mieszanki mineralno-asfaltowe - Metody badań - Część 24: Odporność na zmęczenie 93.080.20 93.080.20, PN-EN 12697-24:2018-08.
• [16] Qiu, J., Ven, M. F. C, Schlangen, E., Wu, S„ and Molenaar, A. A. A. 2012. Cracking and Healing Modelling of Asphalt Mixtures. In Cracking and Healing Modelling of Asphalt Mixtures, A. Scarpas, N. Kringos, I. Al-Qadi and L. A., Eds. Springer Netherlands, Dordrecht, 1135-1144. DOI = 1 0.1 007/978-94-007-4566-7 108.
• [17] Riara, M., Tang, R, Mo, L, Javilla, B., and Wu, S. 2018. lnvestigation into crack healing of asphalt mixtures using healing agents. Construction and Building Materials 161,45-52.
• [18] Sarsam, S. I. 2015. Crack Healing Potential of Asphalt Concrete Pavement. IJSRK3,1,1-12.
• [19] Vanelstraete, A. 2014. Prevention of Reflective Cracking in Pavements. CRC Press.
• [20] Wang, L. 2011. Mechanics of asphalt. Microstructure and micromechanics. McGraw-Hill, New York

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).