Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of the possibility of reduction of highly modified binders technological temperatures

Pucułek Marta, Liphardt Adam, Radziszewski Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

557--570

EN

The article presents results of research on the possibility of reduction of technological temperatures of highly modified binders by using as an additive a fluxing agent of plant origin, developed at the Warsaw University of Technology. The work presents the results of dynamic viscosity tests within the temperature range of 90°C to 180°C for original binders and binders aged using the RTFOT method, modified by adding a fluxing agent of plant origin. On the basis of dynamic viscosity test results, process temperatures for production and compaction of mineral-asphalt mixes with the binding agents being analyzed. Moreover, characteristics of binders were assessed, which define their behavior under high technological temperatures on the basis of multiple stress creep recovery (MSCR) tests. The research results obtained indicate that it is possible to reduce the process temperatures of mineral-asphalt mixes with highly modified binders by liquefying the binder with an additive of plant origin while retaining high resistance to permanent deformations. The MSCR test results prove that mineral-asphalt mixes containing binders highly modified with additives of plant origin can meet the requirements for extremely high traffic loads.

PL

Lepiszcza asfaltowe wysokomodyfikowane wykorzystywane budowy do warstw konstrukcyjnych podatnych nawierzchni drogowych wymagają stosowania wysokich temperatur technologicznych w trakcie procesów wytwarzania, wbudowania i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych wytworzonych z ich użyciem. Doświadczenia w stosowaniu lepiszczy wysokomodyfikowanych wskazują, że temperatury technologiczne wymagane dla tego rodzaju lepiszczy są nawet o 20°C wyższe niż dla tradycyjnych polimeroasfaltów. Stosowanie wysokich temperatur, szczególnie w trakcie procesu wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej stwarza ryzyko nadmiernego postarzenia lepiszcza jak również może prowadzić do degradacji zawartego w nim polimeru. Obecnie istnieje szereg metod umożliwiających obniżenie temperatur technologicznych m.in. stosowanie dodatków chemicznych, organicznych, wosków oraz procesu spieniania. Stosowanie dodatków obniżających lepkość asfaltów w zakresie temperatur technologicznych wymaga także oceny wpływu zastosowania tych dodatków na właściwości lepiszcza w zakresie temperatur eksploatacyjnych. Wskazane jest stosowanie dodatków niepowodujących pogorszenia parametrów eksploatacyjnych lepiszcza takich jak odporność na deformacje trwałe, zmęczenie czy spękania niskotemperaturowe. W artykule przedstawiono wyniki badań nad możliwością obniżenia temperatur technologicznych lepiszcza wysokomodyfikowanego poprzez zastosowanie opracowanego w Politechnice Warszawskiej dodatku upłynniającego pochodzenia roślinnego. W pracy przedstawiono wyniki badań lepkości dynamicznej w zakresie temperatur od 90°C do 180°C dla lepiszczy oryginalnych oraz starzonych metodą RTFOT zmodyfikowanych dodatkiem upłynniającym pochodzenia roślinnego. Na podstawie wyników badania lepkości dynamicznej wyznaczone zostały temperatury technologiczne procesów wytwarzania oraz zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych z analizowanymi lepiszczami. Temperatury technologiczne wyznaczono przyjmując optymalne poziomy lepkości, przy których możliwe jest prawidłowe otoczenie lepiszczem ziaren kruszywa, wynoszący 0,2 Pa·s a także prawidłowe zagęszczenie mieszanki mineralno-asfaltowej w zakresie od 2 Pa·s do 20 Pa·s. Ponad to dokonano oceny właściwości lepiszczy charakteryzujących ich zachowanie w wysokich temperaturach eksploatacyjnych na podstawie badań cyklicznego pełzania z odprężeniem (MSCR). Uzyskane wyniki badań wskazują, że jest możliwe obniżenie temperatur technologicznych mieszanek mineralnoasfaltowych z lepiszczem wysokomodyfikowanym poprzez upłynnienie lepiszcza dodatkiem pochodzenia roślinnego przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej odporności na deformacje trwałe. Wyniki badania MSCR dowodzą, że zastosowanie dodatku upłynniającego - Biofluxu, do lepiszczy wysokomodyfikowanych nie powoduje pogorszenia ich właściwości wysokotemperaturowych charakteryzowanych procentowym nawrotem r oraz modułem podatności Jnr.

2

Non-linear mastic characteristics based on the modified MSCR (Multiple Stress Creep Recovery) test

Mazurek Grzegorz, Pszczoła Marek, Szydłowski Cezary

Structure and Environment

|

2019

|

Vol. 11, no. 1

23--34

EN

Mastic containing asphalt in its composition is an example of a viscoelastic material. It is an effective binder in asphalt. It consists of a filler (<0.063 mm) and asphalt mixed in the right proportions. Just like in asphalt, its response depends on the temperature level, the load and stress time. Changing the stress stiffness of the mastic affects the non-linear course of the stress-strain relationship. Modelling of the non-linear course of the mastic response for any stress history was performed using a single-integral Schapery equation. Two mastic composites made using filler to asphalt 2:1 ratio, was used in the tests. In addition, the contents of the filler, in one of the compositions, was enriched with hydrated lime in an amount of 15% in relation to the mass of the lime filler. It was found that the use of non-linear viscoelasticity model describes, in a comprehensive manner, the change in strain over time with different stress histories. In addition, hydrated lime reduced strains in the mastic compared to a composition consisting of limestone dust only.

PL

Mastyks zawierający w swoim składzie asfalt jest przykładem materiału lepkosprężystego. Stanowi on efektywne lepiszcze w mieszance mineralno-asfaltowej. Składa się on z wypełniacza (<0,063 mm) oraz asfaltu wymieszanego w odpowiednich proporcjach. Tak samo jak w mma jego odpowiedź zależy od poziomu temperatury, czasu oddziaływania obciążenia. Zmiana sztywności mastyksu wywołana naprężeniem rzutuje na nieliniowy przebieg relacji naprężenia-odkształcenie. Modelowanie nieliniowego przebiegu reakcji mastyksu dla dowolnej historii naprężenia zostało wykonane przy użyciu jednocałkowego równania Schapery’ego. W badaniach wykorzystano dwie kompozycje mastyksu sporządzonego przy proporcji wypełniacza do asfaltu wynoszącego 2:1. Ponadto skład wypełniacza został w jednej z kompozycji wzbogacony o wapno hydratyzowane w ilości 15% w stosunku do masy wypełniacza wapiennego. Stwierdzono, że zastosowanie modelu nieliniowej lepkosprężystości w sposób kompleksowy opisuje zmianę odkształcenia w czasie przy różnej historii występowania naprężna. Ponadto wapno hydratyzowane korzystnie ograniczyło deformacje w mastyksie w stosunku do kompozycji składającej się wyłącznie z mączki wapiennej.

3

Rheological characteristics of synthetic wax-modified asphalt binders

Iwański M., Mazurek G.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 9

661-664

EN

This paper presents the test results of modification of bitumen 35/50 with synthetic aliphatic wax (SW) obtained during the Fisher-Tropsha synthesis. The aim of the modification is an improvement of rheological properties of the bitumen as well as possibilities to lay the asphalt pavement at decreased compaction temperature by up to 30 °C. Experiments have confirmed that the modification of asphalt with synthetic wax resulted in beneficial changes in complex modulus (G*) and phase angle (d) of modified bitumen 35/50. In consequence, the modified bitumen increased resistance of the asphalt pavement to permanent deformation and decreased the compaction temperature to 100 °C. On the basis of the MSCR test it was revealed that the existence of aliphatic wax in bitumen compound affected the compliance (Jnr) and elastic recover (R) of bitumen. It resulted in an increase in the resilient modulus of elasticity of asphalt pavement and also it will contribute to its higher durability.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań modyfikacji asfaltu drogowego 35/50 alifatycznym woskiem syntetycznym otrzymanym w wyniku syntezy Fishera-Tropscha. Modyfikacja miała na celu poprawę właściwości reologicznych lepiszcza i tym samym możliwości wykonania nawierzchni asfaltowej w temperaturze obniżonej o ok. 30 °C i jednoczesnego zwiększenia trwałości tej nawierzchni. Eksperymenty potwierdziły, że modyfikacja asfaltu woskiem syntetycznym powoduje korzystne zmiany modułu zespolonego (G*) i kąta przesunięcia fazowego (d) modyfikowanego asfaltu 35/50. W konsekwencji takiej modyfikacji wzrasta sztywność asfaltu w wysokich temperaturach eksploatacyjnych. Wzrost sztywności asfaltu powoduje zwiększenie odporności na deformacje trwałe mieszanki mineralno-asfaltowej. Przemiana fazowa wosków syntetycznych w temperaturze powyżej 100 °C powoduje wzrost ich objętości oraz obniżenie temperatury zagęszczania mieszanki mineralno-asfaltowej do 100 °C. Na podstawie testu MSCR (wg AASHTO TP70) wykazano również, że w wyniku modyfikacji asfaltu 35/50 następuje korzystna zmiana jego podatności (Jnr) oraz nawrotu sprężystego (R). W rezultacie tego asfalt będzie odznaczał się wyższym poziomem lepkości struktury nienaruszonej, co w konsekwencji spowoduje wzrost modułu sztywności sprężystej mieszanki mineralno-asfaltowej i jej niższą wrażliwość na efekty przeciążenia wywołane ruchem pojazdów.