Nowa metoda analizy mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami

• Autorzy: Król J.

Warianty tytułu

EN

New method of analysis of polymer modified bitumen microstructure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono założenia opracowanej przez autora nowej metody oceny mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami. Przedstawiono właściwości mikrostruktury polimeroasfaltów i czynniki wpływające na kształtowanie układów polimerowo-asfaltowych. Omówiono dwie metody oceny mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami: metodę jakościową wykorzystującą do oceny obrazy wzorcowe oraz metodę ilościową, w której stosuje się matematyczny opis cząstek polimeru rozproszonych w asfalcie. W artykule omówiono procesy przekształceń stosowane do zarejestrowanych obrazów, które ułatwiają wyodrębnienie cząstek fazy polimerowej z matrycy asfaltowej. Do opisu mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami, wykorzystano obrazy z mikroskopu fluorescencyjnego w połączeniu z komputerową analizą obrazu, która pozwala na zautomatyzowaną ocenę dużej ilości obrazów oraz eliminuje czynnik autosugestii podczas analizy.

EN

The paper presents a new method of assessment of polymer modified bitumen micro structure. Properties of microstructure of polymer modified bitumen and factors influencing propertes of polymer-bitumen system are discussed. Two methods of evaluations of microstructure are presented: the qualitative method based on the model images and the quantitative method based on the mathematical description of polymer particle dispersed in bitumen matrix. Morphological operations performed on captured images in order to separate polymer phase dispersed in bitumen are described. In this study images obtained from fluorescent microscope are analysed with computer image analysis program. The computer image analysis method enables automation of the processing of large number of images and allows an exclusion of human suggestion factor.

Słowa kluczowe

PL

asfalt modyfikowany; polimer; polimeroasfalt; ocena; metoda jakościowa; metoda ilościowa

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Drogi i Mosty
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 4
• Strony: 23--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. Bibliogr. 42 poz.

Twórcy

autor

Król J.

• Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych, Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Bahia H.U., Hanson D.L, Zeng M., Zhai H., Khatri M.A., Anderson R.M.: Characterization of Modified Asphalt Binders In Superpave Mix Design. NCHRP Report, 459, 2001
• [2] Martinez-Boza F., PartalP,, Navarro F.J., Gallegos C.: Rheology and microstructure of asphalt binders. Rheology Acta, 40, 2001, 135-141
• [3] Król J,: Wpływ mikrostruktury polimeroasfaltów drogowych na właściwości reologiczne. Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2008
• [4] Pilat J., Król J.: Analysis of changing polymer modified bitumen microstructure by image analyses after ageing. Advance in Materials Science and Restoration, 2, 2007, 141-149
• [5] Gareth M., Davis A.: Fluorometric Characterization of Asphalts. SHRP Report, A-649, 1993
• [6] Pilat J., Król J.: Wpływ procesów starzenia na zmianę struktury polimeroasfaltów drogowych na podstawie analizy obrazu. Konferencja IPPT-PAN ,,Badania Mechanicznych Właściwości Materialów i Konstrukcji", Zakopane 2005
• [7] Wegan V.: Effect of Design Parameters on Polymer Modified Bituminous Mixtures. Danish Road Institute, Report 108, 2001
• [8] Wegan V., Brule B.: The Structure of Polymer Modified Binders and Corresponding Asphalt Mixtures. Danish Road Institute, Report 92, 1999
• [9] Wegan V,, Nielsen B.C.: Microstructure of polymer modified binders in bituminous mixtures. Danish Road Institute, Report 109, 2001
• [10] Wegan V., Nielsen B.C.: Microstructure of polymer modified binders in bituminous mixtures. 2nd Euroasphalt & Eurobitume Congress. Barcelona Proceedings, Paper No. 105, 2000
• [11] Gaweł L, Kalabińska M., PiłatJ.: Asfalty drogowe. WKL, Warszawa 2001
• [12] Lu X., Isacsson U.: Modification of road bitumens with thermoplastic polymers. Polymer Testing, 20, 2001, 77-86
• [13] Isacsson U., Lu X.: Characterization of bitumens modified with SEBS, EVA and EBA polymers. Journal Of Materials Science, 34, 1999, 3737-3745
• [14] Polacco G., Muscente A., Biondi D., Santini S.: Effect of composition on the properties of SEBS modified asphalts. European Polymer Journal, 42, 2006, 1113-1121
• [15] Polacco G., Berlincioni S., Biondi D., Stastna J., Zanzotto L Asphalt modification with different polyethylene-based polymers. European Polymer Journal, 41, 2005, 2831-2844
• [16] Wilson A., Fuchs G., Scramoncin C., Martin D., Planche J.P.: Localization of the Polymer Phase in Bitumen_Polymer Blends by Field Emission Cryo-Scanning Electron Microscopy. Energy & Fuels, 14, 2000, 575-584
• [17] Garcia-Morales M., PartalP., Navarro F.J., Martinez-BozaF., Gallegos C., Gonzd-les N., Gonzales N., Munoz M.E.: Viscous properties and micro structure of recycled eva modified bitumen. Fuel, 83, 2004, 31-38
• [18] Perez-Lepe A., Martinez-Boza F.J., Gallegos C: Influence of Polymer Concentration on the Micro structure and Rheological Properties of High-Density Polyethylene (HDPE)-Modified Bitumen. Energy & Fuels, 19, 2005, 1148-1152
• [19] Garcia-Morales M,, Portal P., Navarro F.J., Gallegos C: Effect of waste polymer addition on the rheology of modified bitumen. Fuel, 85, 2006, 936-943
• [20] Lu X,, Isacsson U., Ekblad J.: Phase separation of SBS polymer modified bitumens. Journal of Materials in Civil Engineering, 2, 1999, 51-57
• [21] Airey G.D.: Rheological properties of styrene butadiene styrene polymer modified road bitumens. Fuel, 82, 2003, 1709-1719
• [22] Airey G.D.: Rheological evaluation of ethylene vinyl acetate polymer modified bitumens. Construction and Building Materials, 16, 2002, 473-487
• [23] Navarro F.J., Partal P., Martinez-Boza F., Gallegos C.: Effect of composition and processing on the linear viscoelasticity of synthetic binders. European Polymer Journal, 41, 2005, 1429-1438
• [24] Giavarini C., De Filippis P., Santarelli M.L., Scarsella M.: Production of stable polypropylene modified bitumens. Fuel, 6, 1996, 681-686
• [25] Wen G., Zhang Y., Zhang Y., Sun K., Fan Y.: Rheological characterization of storage-stable SBS-modified asphalts. Polymer Testing, 21, 2002, 295-302
• [26] Frantzis P.: Crumb Rubber-Bitumen Interactions Cold-Stage Optical Microscopy. Journal of Materials in Civil Engineering, 9/10, 2003, 419-426
• [27] Airey G.D.: Styrene butadiene styrene polymer modification of road bitumens. Journal of Materials Science, 39, 2004, 951-959
• [28] Loeber L., Muller G., Morel J,, Sutton O.: Bitumen in colloid science; a chemical, structural and rheorogical approch. Fuel, 13, 1998, 1443-1450
• [29] Association Mondiale de la Route (AIPCR), Comite Technique des Routes Souples (C8): Emploi des Hants bitumineux modifies, des bitumes speciaux et des bitumes avec additifs en techniques routieres. Routers, Roads, 203, 1999
• [30] PiłatJ., Król J.: Zmiany struktury asfaltów modyfikowanych w wyniku starzenia na podstawie analizy obrazu. Ill Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techiczna ,Nowoczesne technologie w budownictwie drogowym", Poznań 2005
• [3l] Piłat J,, Król J. Sarnowski M.: Badania mikrostruktury asfaltów modyfikowanych w mikroskopie fluorescencyjnym. 52 Konferencja KILiW PAN, Krynica 2006
• [32] Gądek A.: Komputerowa analiza obrazu regeneratu kostnego w metodzie Llizarowa. FOTOBIT, Krakow 2005
• [33] Piłat J., Król J.: Wizualna ocena zdyspergowania polimeru w asfaltach modyfikowanych. Drogownictwo, 9, 2005, 273-275
• [34] Liddell CM., Summers C.J., Gokhale A.M.: Stereological estimation of the morphology distribution of ZnS clusters for photonic crystal applications. Materials Characterization, 50, 2003, 69-79
• [35] Świderska-Środa A., Wejrzanowski T., Kurzydlowski K.J., Wyrzykowski J. W.: Quantitative analysis of A12O3 particles in Al3Ti/A12O3/Al composites. Materials Characterization, 51, 2003, 95-100
• [36] Qamar I., Siddiqi H.M., Husain S.W.: Image Analysis of Polymer-Dispersed Liquid Crystals. Materials Characterization, 44, 2000, 285-289
• [37] NazarA.M., Silva F.A., Ammann J.J.: Image processing for particle characterization. Materials Characterization, 36, 1996, 165-173
• [38] Glinickl M., Litorowicz A,: Diagnostyka rys w kompozytach o matrycy cementowej metoda, komputerowej analizy obrazu. Drogi i Mosty, 3, 2007, 45-77
• [39] Garbacz A.: Nieniszczące badania betonopodobnych kompozytów polimerowych za pomocą, fal sprężystych - ocena skuteczności napraw. Prace naukowe, budownictwo, 147, OWPW, Warszawa 2007
• [40] Ralph B., Kurzydlowski K.J.: The philosophy of microscopic quantification. Materials Characterization, 38, 1997, 217-227
• [41] Ryś J.: Stereologia materialów. Fotobit-Design, Krakow 1995
• [42] Wojnar L., Kurzydlowski J.K., Szala J.: Praktyka analizy obrazu. Polskie Towarzystwo Stereologiczne, Kraków 2002