Zastosowanie modelu 2S2P1D do oceny właściwości lepkosprężystych asfaltu wyekstrahowanego z mieszanki SMA z dodatkiem wapna hydratyzowanego

Iwański, M.; Mazurek, G.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zastosowanie modelu 2S2P1D do oceny właściwości lepkosprężystych asfaltu wyekstrahowanego z mieszanki SMA z dodatkiem wapna hydratyzowanego

Autorzy

Iwański M. , Mazurek G.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Applying of 2S2P1D model for assessing viscoelastic properties of bituminous binder extracted from SMA mixture with hydrated lime addition

Języki publikacji

PL EN

Abstrakty

W artykule przedstawiono wyniki badań lepiszczy wyekstrahowanych z próbek nawierzchni drogowej, pobranych po 12 latach jej eksploatacji. Pochodziły z dwóch odcinków dróg, w nawierzchniach, w których zastosowano asfalt modyfikowany polimerem SBS, a jako dodatek adhezyjny stosowano wapno hydratyzowane oraz asfalt referencyjny z dodatkiem aminy tłuszczowej. Wpływ wapna hydratyzowanego na właściwości asfaltu w porównaniu z asfaltem z dodatkiem aminy badano z wykorzystaniem modelu 2S2P1D dla asfaltów lepkosprężystych. Model umożliwia określenie właściwości lepkosprężystych asfaltu w szerokim zakresie temperatur oraz czasu obciążenia. W tym celu zostały wykonane badania dynamiczne dla oznaczenia następujących wielkości reologicznych wyekstrahowanych asfaltów: moduł zespolony G*, jego część rzeczywista G', część urojona G", kąt przesunięcia fazowego δ, oraz lepkość dynamiczna η'. W oparciu o uzyskane wyniki stwierdzono, że dodatek wapna hydratyzowanego spowalnia w większym stopniu proces starzenia się lepiszcza niż aminy tłuszczowe oraz korzystnie wpływa na właściwości lepkosprężyste próbki asfaltu odniesienia. Ponadto asfalt modyfikowany dodatkiem wapna hydratyzowanego odznaczał się większą odpornością na czas obciążenia oraz większą lepkością zerowego ścinania w porównaniu z asfaltem modyfikowanym dodatkiem aminy tłuszczowej.

In the paper the results of the study of bituminous binders extracted from the pavements after 12 years of exploitation. The binders were recovered from two road sections made with SBS polymer modified bitumen with hydrated lime and fatty amine (reference) as anti-stripping agents. The effect of hydrated lime with respect to the liquid anti-stripping agents on the properties of bitumen was evaluated with the 2S2P1D model. The model is developed especially for assessing the viscoelastic behaviour of bituminous binder over a large range of temperature and loading times. Dynamic tests were performed to determine the following rheological parameters of the extracted bituminous binder: complex modulus G*, its real part G', its imaginary part G", phase angle δ, and dynamic viscosity η'. The results indicated that compared with fatty amine, hydrated lime made the binder ageing process much slower and that it had a positive effect on the viscoelastic nature of the base bitumen. The modified bitumen with hydrated lime showed lower susceptibility to loading time and higher zero shear viscosity compared with the one made with the addition of fatty amine.

Słowa kluczowe

materiał bitumiczny mieszanka SMA modyfikator wapno hydratyzowane właściwości lepkosprężyste ocena model 2S2P1D

bituminous material SMA mixture modificator hydrated lime viscoelastic properties assessment 2S2P1D model

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2018

Tom

R. 21/83, nr 2

Strony

124--136

Opis fizyczny

Bibliogr. 30 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Iwański M.

Politechnika Świętokrzyska, Kielce

autor

Mazurek G.

Politechnika Świętokrzyska, Kielce

Bibliografia

1. D. Lesueur, J. Petit, H. Ritter, The mechanisms of hydrated lime modification of asphalt mixtures: a state-of-the-art review, Road Materials and Pavement Design, 14, 1, 1-16, (2015). doi.org/10.1080/14680629.1012.743669
2. E. Love, Pavements and roads; their construction and maintenance, New York: Engineering Building Record, 1980.
3. D. Lesueur, Hydrated lime: A proven additive for durable asphalt pavements – Critical literature review, Brussels: European Lime Association (EuLA) 2010, Retrieved from http://www.eula.eu
4. R. G. Hicks, NCHRP synthesis of highway practice 175: Moisture Damage in Asphalt Concrete, Washington, DC: Transportation Research Board, 1991.
5. R. G. Hicks, T. V. Scholz, Life cycle costs for lime in hot mix asphalt, Vol. 3, Arlington 2003. VA: National Lime Association. Retrieved from http://www.lime.org/LCCA/LCCA_Vol_I.pdf, http://www.lime.org/LCCA/LCCA_Vol_II.pdf, http://www.lime.org/LCCA/LCCA_Vol_III.pdf.
6. A. Verhasselt, D. Puiatti, Effect of hydrated lime on ageing behaviour of bituminous mastics, vol. 1, paper 108, p. 746-756, Proc. 3rd Euroasphalt and Eurobitume Congress, Vienna 2004.
7. S. C. Huang, Impact of lime modification of asphalt and freeze-thaw cycling on the asphalt-aggregate interaction and moisture resistance to moisture damage, J. Materials in Civil Engineering, 6, 17, 711-718 (2005).
8. J. Judycki, P. Jaskuła, Badania odporności betonu asfaltowego zawierającego wapno hydratyzowane na działanie wody i mrozu. V Międzynarodowa Konferencja Trwałe i Bezpieczne Nawierzchnie Drogowe, s. 111 – 118, 11 – 12 maj, Kielce 1999.
9. F. Luxemburg, Lime hydrate as an additive to improve the adhesion of bitumen to the aggregates. II Międzynarodowa Konferencja Trwałe i Bezpieczne Nawierzchnie Drogowe, p. 296-302, 15-16 May, Kielce 1996.
10. D. N. Little, J. A. Epps, The Benefits of hydrated lime in hot mix asphalt. Arlington 2001, VA: National Lime Association. Retrieved from http://www.lime.org/ABenefit.pdf
11. M. Iwański, G. Mazurek, „Hydrated lime as the anti-aging bitumen agent”. Modern Building Materials, Structures and Technology, Procedia Engineering, 57, 424-432 (2013).
12. M. Iwański, G. Mazurek, „Wpływ wapna hydratyzowanego na właściwości reologiczne lepiszcza odzyskanego z asfaltowej mieszanki mastyksowo-grysowej”, Cement Wapno Beton, 81, 376-383 (2014).
13. D. N. Little, J. C. Petersen, „Unique effects of hydrated lime filler on the performance-related properties of asphalt cements: Physical and chemical interactions revisited”. J. Mat. Civil Eng., 17, 207–218 (2005).
14. P. E. Sebaaly, D. N. Little, J. A. Epps, „The benefits of hydrated lime in hot mix asphalt”, Arlington 2006, VA: National Lime Association. Retrieved from http://www.lime.org/BENEFITSHYDRATEDLIME 2006.pdf
15. D. Lesueur, J. Petit, H.-J. Ritter, „Increasing the durability of asphalt mixtures by hydrated lime addition: What evidence?. European Roads Review, 20, 48–55 (2012).
16. C. Raynaud, „L’ajout de chaux hydratée dans les enrobés bitumineux. BTP Matériaux, 22, 42–43, (2009).
17. J. L. M. Voskuilen, P.N.W. Verhoef, „Causes of premature ravelling failure in porous asphalt”, Proceedings of the RILEM Symposium on Performance Testing and Evaluation of Bituminous Materials, pp.191–197, Bagneux, France: International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Systems and Structures, 2003.
18. G. D. Airey, M. C. Liao, N. H. Thom, „Fatigue behaviour of bitumen-filler mastics. In: 10th International Conference on Asphalt Pavements, Quebec City 2006.
19. H. Wang, I. Al-Qadi, A. F. Faheem, „Effect of mineral filler characteristics on asphalt mastic and mixture rutting potential, Transportation Research Record 2208, 33-39, 2011.
20. J. Gaweł, M. Kalabińska, J. Piłat, Asfalty drogowe, WKiŁ, Warszawa 2001.
21. EN 12697-1 Bituminous mixtures – Test methods for hot mix asphalt – Part 1 Soluble binder content.
22. EN 13702-2 Asfalty i lepiszcza asfaltowe -- Oznaczanie lepkości dynamicznej asfaltów modyfikowanych -- Część 2: Metoda cylindrów współosiowych.
23. J. C. Petersen, R. E. Robertson, J. F. Branhaver, P. M. Harnsberger, J. J. Duvall, S. S. Kim, D. A. Anderson, D. W. Christiansen, H. U. Bahia, „Binder Characterization and Evaluation” vol. 1. SHRP-A-367. Strategic Highway Research Program, National Research Council, Washington D.C. 1994.
24. F. Olard, H. Di Benedetto, General “2S2PD1” model and relation between the linear viscoelastic behaviour of bitumenous binders and mixes, Road Materials and Pavement 2003:4:185-225.
25. N. I. M. Yusoff, D. Mounier, M.-S. Ginoux, M. R. Hainin, G. D. Airey , H. Di Benedetto, Modelling the rheological properties of bituminous binders using the 2S2P1D Model, Constr. Build. Mat., 38, 395–406 (2013).
26. J. Van Rompu, Etude du Comportement Mécanique des Mastics Bitumineux à L’aide D’un Rhéomètre à Cisaillement Annulaire, MSc Dissertation, Ecole Nationale des TPE, France 2006.
27. F. Morea, R. Zerbino, J. Agnusdei, Improvements on asphalt mixtures rutting performance characterization by the use of low shear viscosity, Materials and Structures, 46, 267-276 (2013).
28. B. Stefańczyk, P. Miczkowski, „Dodatki, katalizatory i emulgatory w mieszankach mineralno-asfaltowych”, WKŁ, 2010.
29. V. Mouillet, J. Lamontagne, F. Durrieu, J. P. Planche, L. Lapalu, “Infrared microscopy investigation of oxidation and phase evolution in bitumen modified with polymers”, Fuel 87, 7, 1270–1280 (2008).
30. G. Schramm, “A practical approach to rheology and rheometry”, AKKKE GmB, Karlsruhe 1994.

Uwagi

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

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-86236170-c2c1-4113-baf4-3e6cf631a100