Indirect tensile test as a simple method for rut resistance evaluation of asphalt concrete

• Autorzy: Zieliński P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ace-2019-0032

Warianty tytułu

PL

Badanie wytrzymałości na rozciąganie pośrednie jako prosta metoda oceny odporności na koleinowanie dla betonu asfaltowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the dependence of ITS results at the elevated temperature (40°C) on rutting parameters, i.e. proportional rut depth (PRDAIR) and wheel tracking speed (WTSAIR), obtained at the temperature of 60°C. The asphalt mixture samples were prepared in the gyratory compactor, but ITS tests were conducted with typical Marshall press, at a loading rate of 50 mm/min. Correlation analyses show a strong relationships between ITS results and rutting parameters, whereby the correlation coefficients obtained are higher for the PRDAIR parameter (r = -0.88) than WTSAIR (r = -0.81). Using the obtained regression functions, the prediction limits as well as confidence limits were calculated, which allowed to develop criteria for assessing resistance to rutting on the basis of ITS test, and taking into account the technical requirements in Poland.

PL

Odporność mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA) na powstawanie deformacji trwałych jest jednym z podstawowych wymagań, które należy zapewnić podczas projektowania składu mieszanki. Najczęściej stosuje się do tego celu badania koleinowania na laboratoryjnie zagęszczanych próbkach MMA, co wymaga stosunkowo dużych próbek oraz użycia specjalistycznej aparatury, zarówno do zagęszczenia takich próbek jak i samego ich badania. W związku z powyższym, w wielu krajach prowadzone są badania celem wytypowania prostego testu, który można wykonać z wykorzystaniem powszechnie dostępnych w laboratoriach drogowych urządzeń (np. prasa Marshalla), na standardowo przygotowywanych próbkach MMA. Zgodnie z wynikami prac prowadzonych przez Christensena i Bonaquista, Zaniewskiego i Srinivasana jak również Khousla i Harikrishnanna takim badaniem może być wytrzymałość na rozciąganie pośrednie (ITS), przy odpowiednim dostosowaniu temperatury badania jak również szybkości przesuwu tłoka w prasie. Dla celów praktycznych rekomendowane jest użycie standardowej prasy Marshalla o prędkości przesuwu tłoka 50 mm/minutę, przy temperaturze badania równej 40°C. W niniejszej publikacji przedstawiono badania zależności pomiędzy wynikami ITS, przeprowadzonego wg wyżej wymienionych warunków, oraz parametrami koleinowania w małym koleinomierzu w 60°C, tj. proporcjonalną głębokością koleiny (PRDAIR) i szybkością przyrostu koleiny (WTSAIR). Do badania wytrzymałości na rozciąganie pośrednie przeznaczono próbki o średnicy 100 mm zagęszczone w prasie żyratorowej, natomiast do badania koleinowania przygotowano płyty o wymiarach 305 x 305 mm i wysokości 40 mm lub 60 mm, zależnie od uziarnienia badanej MMA. Przebadano łącznie 21 mieszanek betonu asfaltowego przeznaczonego do warstw podbudowy, wiążącej i ścieralnej o uziarnieniach 0/22 mm, 0/16 mm i 0/8 mm. W mieszankach tych stosowano różne asfalty tj.: drogowe niemodyfikowane (35/50 i 50/70), modyfikowane polimerami (PMB 25/55-60, PMB 45/80-55), modyfikowane gumą (wg rozwiązań patentowych). Dodatkowo w niektórych mieszankach stosowano dodatek granulatu asfaltowego (RAP) lub granulatu papy (RAS). Uzyskane wartości średnie dla poszczególnych MMA, dotyczące: ITS, parametrów koleinowania (PRD i WTS), parametrów składu MMA takich jak zawartość lepiszcza, wolne przestrzenie w MMA, wolne przestrzenie w mieszance mineralnej (VMA) oraz wypełnienie wolnych przestrzeni w mieszance mineralnej przez asfalt (VFB), zostały poddane analizom korelacji liniowej.

Słowa kluczowe

EN

two-span beam; shear failure; cracking; deflection; fibre reinforced concrete; steel fiber; basalt fiber

PL

belka dwuprzęsłowa; uszkodzenie; ścinanie; pękanie; ugięcie; beton zbrojony włóknami; włókno stalowe; włókno bazaltowe

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 65, nr 3
• Strony: 31--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zieliński P.

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. G. G. Al-Khateeb, T. I. Al-Suleiman Obaidat, T. S. Khedaywi, M. S. Elayan, “Studying rutting performance of Superpave asphalt mixtures using dynamic crrep and simple performance tests”, Road Materials and Pavement Design 19: pp. 315-333, 2018.
• 2. D. W. Christensen, R. Bonaquist, D. A. Anderson, S. Gokhale, “Indirect tension strength as a simple performance test”, Transportation Research Circular, number E-C068, pp. 44 - 57, Washington, 2004.
• 3. D. W. Christensen, R. Bonaquist “Using the Indirect Tension Test to Evaluate Rut Resistance in Developing Hot-Mix Asphalt Designs”, Transportation Research Circular, number E-C124, pp. 62 - 77, Washington, 2007.
• 4. I. Isailovic, M. P. Wistuba, C. F. Augusto, “Permanent deformation of hot mix asphalt under compression and tension”, Proceedings of the 6th Euroasphalt & Eurobitume Congress, No. of pages 13, Prague, 2016.
• 5. N. P. Khousla, K. I. Harikrishnan, “Tensile Strength – a Design Tool for Superpave Mixtures”, No. of pages 188, Department of Civil Engineering, North Carolina State University, Raleight, NC, USA, 2007.
• 6. J. Kruger, E. Horak, “The appropriateness of accelerated pavement testing to access the rut prediction capability of laboratory asphalt tests”, Proceedings of the 24th Southern African Transport Conference, pp. 380-390, Pretoria, 2005.
• 7. V. Radhakrishnnan, R. R. Dudipal, A. Maity, K. S. Reddy, “Evaluation of rutting potential of asphalt using resilient modulus test parameters”, Road Materials and Pavement Design 20: pp. 20-35, 2019.
• 8. T. Xu, H. Wang, Z. Li, Y. Zhao, “Evaluation of permanent deformation of asphalt mixtures using different laboratory performance tests”, Construction and Building Materials 53: pp. 561-567, 2014.
• 9. J. P. Zaniewski, G. Srinivasan, “Evaluation of Indirect Tensile Strength to Identity Asphalt Concrete Rutting Potential”, No. of pages 73, Department of Civil and Environmental Engineering, West Virginia University, Morgantown, USA, 2004.
• 10. J. Zhang, A. E Alvarez, S. I. Lee, A. Torres, L. F Walubita, “Comparison of flow number, dynamic modulus, and repeated load tests for evaluation of HMA permanent deformation”, Construction and Building Materials 44: pp. 391-398, 2013.
• 11. Computer Program Statgraphics Plus v. 5.1, A Manugistics Inc. Product, Rockville, MD USA, 2000,
• 12. Nawierzchnie asfaltowe na drogach krajowych, WT-2, mieszanki mineralno-asfaltowe, Wymagania techniczne, GDDKiA, Warszawa, 2014.
• 13. PN-EN 12697-22 Bituminous Mixtures. Test methods for hot mix asphalt. Whell tracking.
• 14. PN-EN 12697-23 Bituminous Mixtures. Test methods for hot mix asphalt. Determination of the indirect tensile strength of bituminous specimens.
• 15. PN-EN 12697-30 Bituminous Mixtures. Test methods for hot mix asphalt. Specimen preparation by impact compactor.
• 16. PN-EN 12697-31 Bituminous Mixtures. Test methods for hot mix asphalt. Specimen preparation by gyratory compactor.
• 17. PN-EN 12697-33 Bituminous Mixtures. Test methods for hot mix asphalt. Specimen preparation by roller compactor.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).