Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The assessment of the influence of styrene-butadiene-styrene copolymer on the selected rheological properties characterising durability of modified bitumens used in road pavements

Mielczarek M., Dziadosz S., Słowik M., Bilski M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 6

1471--1479

EN

The subject matter of the research pertains to the improvement of rheological properties of petroleum bitumens by their modification with SBS (styrene-butadiene-styrene) copolymer. The authors have determined selected rheological properties characterising the durability of modified bitumens used in road pavements. The bitumens were modified in laboratory conditions with modified bitumen concentrate of a known SBS copolymer content of 9%. The result was a binder containing the known percentage of the SBS copolymer of 3%, 4.5% and 6%. Rheological properties of the tested bitumens were determined by the use of a DSR dynamic shear rheometer (in a wide temperature range from 40°C to 100°C) and a ductilometer at 5°C. DSR was used for performing MSCR test to determine the resistance of the asphalt mixture with the SBS-modified binder to permanent deformations in the high temperature range (from 40°C to 82°C). The comparison of the values of the dynamic shear modulus |G*| of all the bitumens tested shows that with a growing content of the SBS copolymer in the tested binder the value of |G*| increases, which may indicate greater resistance to permanent deformation of the asphalt pavement. The MSCR test has shown that the increased use of the SBS copolymer addition in the bitumen translates to decreasing values of the non-recoverable creep compliance Jnr. The SBS copolymer accelerates stress relaxation in the bitumen sample, thus increasing pavement resistance to low-temperature cracks. Furthermore, modification reduces the negative impact of ageing on the properties of the binder, manifested by its stiffening and slowdown of relaxation.

2

Rheological properties of road bitumens modified by natural asphalt

Gajewski M., Horodecka R.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2018

|

Vol. 17, no. 2

93--109

EN

The paper presents comprehensive results of the performance and non-standard rheological tests of chosen paving-grade bitumens modified by adding natural asphalt. It has been demonstrated that standard performance tests give the same classification rating to bitumens that have considerably different rheological properties. In such situations it is indispensable to test visco-elastic properties (complex shear modulus test) and visco-elastic-plastic properties (using tests with repeated stress pulse, such as MSCR). Additionally, a test used for indirect determination of so-called distinct phase transitions was carried out as part of this research. Although phase transitions are not distinct in the case of bitumen binders, the temperature corresponding to the maximum value of the imaginary part of the complex stiffness modulus can be treated as an important parameter from the point of view of thermodynamics and rheology. The benefits of modification of binders by addition of natural asphalts are clearly evident in the standard binder/aggregate bond strength test. Conversely, the respective non-standard tests failed to demonstrate the advantages of paving-grade bitumens modified with natural asphalt until MSCR and phase transition tests were carried out to this effect.

PL

W pracy przedstawiono kompleksowe wyniki badań funkcjonalnych oraz niestandardowych badań reologicznych wybranych asfaltów drogowych zmodyfikowanych dodatkiem asfaltu naturalnego. Wykazano, że w przypadku normowych badań funkcjonalnych asfalty o istotnie różnych właściwościach reologicznych są klasyfikowane jednakowo. W takich sytuacjach konieczne są badania cech lepko-sprężystości (badania zespolonych modułów ścinania) oraz badania cech lepko-sprężysto-plastyczności (badania przy powtarzalnym impulsie naprężeniowym, tj. np. badanie MSCR). Dodatkowo przeprowadzono badanie, które pośrednio jest używane do wyznaczania tzw. wyraźnych przejść fazowych. W przypadku lepiszczy asfaltowych przejścia fazowe nie są wyraźne, jednak temperatura odpowiadająca maksymalnej wartości części urojonej zespolonego modułu sztywności może być traktowana jako parametr istotny z punktu widzenia termodynamiki i reologii. Zalety modyfikacji lepiszcza asfaltem naturalnym są wyraźnie widoczne w normowym badaniu przyczepności do kruszyw. Z kolei w przypadku badań niestandardowych dopiero badanie MSCR i badanie przejść fazowych pozwoliły na wykazanie zalet asfaltów drogowych modyfikowanych asfaltem naturalnym.

3

Analysis of the fatigue life of neat and modified bitumens using linear amplitude sweep test

Wesołowska M., Ryś D.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2018

|

Vol. 17, no. 4

317--336

EN

The paper presents an evaluation of the fatigue resistance of selected Polish bituminous binders: neat bitumen 50/70, polymer modified bitumen PMB 45/80-55 and polymer highly modified bitumen PMB 45/80-80. The linear amplitude sweep (LAS) test, which is a new bitumen performance grading test developed in the USA, and was used to assess the fatigue life of the bitumens. Highly modified bitumen 45/80-80 showed 10-20 times higher fatigue durability than neat bitumen 50/70 and modified bitumen PMB 45/80-55. The differences in fatigue durability between neat bitumen 50/70 and modified bitumen PMB 45/80-55 were much smaller, which means that the bitumens are characterized by similar fatigue reliability. Also the effect of different test temperatures on the fatigue life and mode of failure of the bitumen binders were examined. It has been shown that the quality of a bitumen can be more accurately assessed on the basis of results of the durability test carried out for several different temperatures than for one equivalent temperature.

PL

W artykule przedstawiono ocenę odporności na zmęczenie wybranych polskich lepiszczy asfaltowych: asfaltu drogowego 50/70, asfaltu modyfikowanego PMB 45/80-55 i asfaltu wysokomodyfikowanego 45/80-80. Do oceny trwałości zmęczeniowej asfaltów zastosowano test liniowego zwiększania amplitudy LAS (ang. Linear Amplitude Sweep Test), który jest nowym badaniem funkcjonalnym opracowanym w USA. Asfalt wysokomodyfikowany 45/80-80 wykazał do kilkunastu razy większą trwałość zmęczeniową niż inne materiały: asfalt drogowy 50/70 oraz asfalt modyfikowany PMB 45/80-55. Różnice w trwałości zmęczeniowej między asfaltem drogowym 50/70 i modyfikowanym PMB 45/80-55 były dużo mniejsze, co powoduje, że asfalty te wykazują zbliżoną odporność na zmęczenie. W pracy analizowano także wpływ różnych wartości temperatury badania asfaltu na trwałość zmęczeniową i sposób zniszczenia lepiszcza. Wykazano, że dokładniejszą ocenę jakości asfaltu można uzyskać na podstawie analizy wyników badania trwałości uwzględniającego kilka różnych wartości temperatury niż na podstawie badania lepiszcza przeprowadzonego w jednej temperaturze ekwiwalentnej.

4

Porównanie właściwości reologicznych mas powłokowych w wysokiej temperaturze

Jurczak R.

Magazyn Autostrady

|

2018

|

Nr 7

20--25

PL

O parametrach papy zgrzewalnej, a także jej zachowaniu się np. w temperaturach występujących latem w głównej mierze decyduje masa powłokowa. Przedmiotem badań była masa powłokowa pozyskana z papy zgrzewalnej od dwóch różnych producentów o zbliżonej konsystencji i jednakowym zakresie plastyczności, lecz zawierająca zróżnicowaną ilość wypełniacza. Do badań reologicznych mas powłokowych wykorzystano reometr dynamicznego ścinania. Wykonano dwa pomiary oscylacyjne w zakresie temperatur obejmujących maksymalne temperatury eksploatacyjne nawierzchni – pierwszy przy zmiennej amplitudzie odkształcenia (test przemiatania amplitudą), a drugi przy zmiennej częstotliwości (test przemiatania częstotliwości). Na podstawie wyników badań i ich analizy można stwierdzić, że badane masy powłokowe w wysokiej temperaturze w okresie lata, bliskiej maksymalnej temperaturze nawierzchni charakteryzują się wysoką odpornością na odkształcenia. Masa powłokowa pochodząca z papy producenta A odznacza się w tych samych warunkach znacznie wyższą sztywnością niż masa powłokowa z papy producenta B.

EN

The weldable membrane parameters, as well as its behavior, for example, in summer temperatures, are mainly determined by the coating mass. The subject of the research was a coating mass obtained from weldable roofing paper from two different producers with a similar consistency and the same range of plasticity, but containing a varied amount of filler. A dynamic shear rheometer was used for rheological tests of coating masses.

5

Ocena właściwości masy powłokowej w wysokiej temperaturze eksploatacyjnej

Jurczak R.

Mosty

|

2017

|

nr 2

40--41

PL

Przedmiotem badań była masa powłokowa pozyskana z papy zgrzewalnej produkowanej przez rożnych producentów. Obie badane próbki papy przeznaczone do wykonywania izolacji przeciwwodnych na obiektach mostowych wykazują zbliżone właściwości. Właściwości masy powłokowej w wysokiej temperaturze eksploatacyjnej określono w reometrze dynamicznego ścinania (DSR). Na podstawie analizy wyników badań zespolonego modułu G* i kąta przesunięcia fazowego δ można stwierdzić, że masy powłokowe charakteryzują się znaczną odpornością na odkształcenia w wysokich temperaturach występujących w okresie lata.

EN

The study deals with coating compositions obtained from the torch-on bituminous membrane produced by different manufacturers. Both tested samples of bituminous membranes for bridge waterproofing have similar properties (consistency at intermediate operating temperature, plasticity range). The properties of the coating materials at high operating temperature have been characterized using a dynamic shear rheometer (DSR). Based on the results of complex shear modulus G* and phase angle test it can be noted that the coating materials are characterized by signifi cant resistance to deformation at high operating temperatures during summer.

6

Lepkość zerowego ścinania asfaltu 35/50 z dodatkiem asfaltu naturalnego Trynidad Epure (TE)

Kołodziej K., Bichajło L.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 8

68--70

PL

Lepkość zerowego ścinania (ZSV) jest jednym z parametrów mogących służyć do oceny odporności na deformacje trwałe mieszanek mineralno-asfaltowych. W asfalcie, który jest materiałem termoplastycznym, ZSV zależy od temperatury oraz dodatków zastosowanych do jego modyfikacji. W artykule opisano najczęściej stosowane metody badań tej właściwości oraz modele reologiczne opisujące zależność lepkości od prędkości ścinania. W ramach badań własnych dokonano oceny ZSV asfaltu drogowego 35/50 modyfikowanego dodatkiem asfaltu naturalnego TE w ilości 0, 10, 20% w stosunku do masy asfaltu bazowego. Badania przeprowadzono w temperaturze 40, 50 i 60 °C. Uzyskane wyniki potwierdzają, że ZSV zależy od temperatury oraz ilości dodatku TE. Stwierdzono również dobrą zależność między parametrami modelu Crossa a konsystencją lepiszcza asfaltowego.

EN

The zero shear viscosity (ZSV) is one of the parameters that can be used to evaluate the resistance to permanent deformation of asphalt mixtures. The ZSV of bitumen, that is the thermoplastic material, depends on the temperature and the additives used to modify it. This paper describes the most commonly used research methods of this property and rheological models describing the dependence of viscosity on the shear rate. Within the framework of the research, ZSV was assessed for 35/50 road asphalt with 0, 10, 20% TLA of the base asphalt weight addition. The research has been conducted at temperatures of 40, 50 and 60 °C. The obtained results confirm that the ZSV depends on the temperature and amount of TLA additive. There was also a good relationship between Cross parameters and the consistency of asphalt binders.

7

Ocena wpływu zawartości elastomeru SBS na wartości parametrów charakteryzujących odporność na odkształcenia trwałe asfaltów modyfikowanych

Słowik M., Mielczarek M., Bilski M., Wiśniewski D.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/II

307--314

PL

W pracy przedstawiono wyniki oznaczeń zespolonego modułu ścinania |G*| oraz kąta przesunięcia fazowego δ wykonanych za pomocą reometru dynamicznego ścinania (DSR) w zakresie temperatury, tj. od 100°C do 40°C. Badaniom poddano asfalty ponaftowe pochodzące z dwóch różnych złóż ropy naftowej - rosyjskiej i wenezuelskiej. Asfalty te modyfikowano poprzez komponowanie z koncentratem asfaltu modyfikowanego kopolimerem SBS (stężenie kopolimeru SBS równe 9%). W pracy podjęto próbę wyznaczenia równoważnej temperatury lepiszcza, opisującej odporność na powstawanie odkształceń trwałych, wg metodyki SHRP. Na podstawie wyznaczonych wartości wskaźnika odkształcalności |G*|/sinδ, obliczono temperaturę równoważną, w której badany asfalt osiągnął wartości tego parametru zgodne z wymaganiami Superpave, zarówno przed, jak i po procesie starzenia metodą RTFOT. Przyrost zawartości kopolimeru SBS w asfaltach modyfikowanych powoduje zwiększenie ich temperatury równoważnej zarówno przed jak i po starzeniu metodą RTFOT. Zaobserwowano istotną różnicę w wartościach temperatury równoważnej dla asfaltów rosyjskich i wenezuelskich o zawartości kopolimeru SBS równej 6%, co może świadczyć o zmianach w strukturze kopolimeru podczas starzenia metodą RTFOT. Porównując zespolony moduł ścinania wszystkich badanych asfaltów można stwierdzić, iż wraz ze wzrostem zawartości kopolimeru SBS w badanym lepiszczu zwiększa się wartość |G*|, co może wskazywać na większą odporność na odkształcenia trwałe nawierzchni asfaltowej.

EN

The paper presents the results of complex shear modulus |G*| and phase angle δ tests using a dynamic shear rheometer (DSR) at temperature range between 100°C and 40°C. The tests were conducted on bitumen from two different crude oil deposits - Russian and Venezuelian. These bitumens were modified through combining with modified bitumen concentrate of containing 9% of SBS copolymer. The research included an attempt of determining the equivalent temperature of binder that describes the resistance to permanent deformation, in accordance with SHRP methodology. The temperature at which tested binder reached the parameter value that complies with Superpave specification was calculated on the basis of the determined |G*|/sinδ rutting factor values. This temperature is relevant both before and after the short-term ageing, simulated with the RTFOT method. The higher SBS copolymer content the higher equivalent temperature of tested binders reached - both before and after the ageing process. A significant difference in equivalent temperatures (before and after RTFOT ageing process) was observed in the case of Russian and Venezuelian bitumens with 6% SBS copolymer content. This suggests that destruction of the copolymer occurs during the RTFOT ageing process. After comparing the complex shear modulus values of all types of tested bitumen, it may be concluded that the growth of SBS copolymer content affect the |G*| value increase. This may result in higher resistance to permanent deformation of asphalt pavement.

8

Zastosowanie testu skręcania walca kołowego w zakresie dużych deformacji do identyfikacji parametrów materiałowych hipersprężystości lepiszczy asfaltowych

Jemioło S., Gajewski M.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2012

|

R. 19, nr 9

2521--2528, CD

PL

W pracy przedstawiono interpretację testu skręcania walca kołowego z indukowaną przez znaczne deformacje siłą ściskającą w ramach teorii hipersprężystości. Badania doświadczalne wykonano reometrem dynamicznego ścinania (DSR). Podano opis właściwości sprężystych lepiszczy modyfikowanych w ramach analizowanej teorii. Zaproponowano sposób wyznaczenia funkcjii parametrów materiałowych relacji konstytutywnej hipersprężystości. Szczegółową analizę wykonanow przypadku lepiszcza modyfikowanego 65/105-60.

EN

The paper presents the interpretation of the circular cylinder torsion test carried out for significant deformation taking into account compressive force induced by this deformation. Experimental tests were performed using dynamic shear rheometer (DSR). The description of the elastic properties of modified binders are shown in the frame of theory of hyperelastic materials. Inthe paper the proposition of determination of the function and material parameters of hyperelastic constitutive models is presented. A detailed analysis was performed for the modified binder 65/105-60.