Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The assessment of influence of styrene-butadiene-styrene elastomer’s content on the functional properties of asphalt binders

Marta Mielczarek, Mieczysław Słowik, Karol Andrzejczak

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 1

148--153

EN

This paper discusses the issue of improving the functional properties of road asphalt pavements by modifying bituminous binder with SBS copolymer. The main purpose of the paper is to assess the resistance to permanent deformations and the temperature susceptibility of polymer-modified road asphalt binders, which are most commonly used in the upper layers of road and airport pavements. The bitumens subject to the study originate from various crude oil deposits (Russian and Venezuelan). They were modified in laboratory conditions with a concentrated additive with the known content of the SBS copolymer of 9%. The result was a asphalt binder containing the known percentage of the SBS copolymer of 1.5%, 3.0%, 4.5% and 6%. The rheological properties of the tested bitumens were determined by use of a dynamic shear rheometer (DSR), and with the application of the sinusoidal variable load, in the broad test temperature spectrum (from 40°C to 100°C). The analysis of the values of the dynamic shear modulus |G*| of all the studied bitumens shows that the increase in the content of SBS copolymer in the tested binder increases the value of |G*|, which may result in higher resistance to permanent deformations of road pavements caused by repeated traffic loads, especially in the case of pavements operated at high temperatures. The asphalt mixtures resistance to rutting is one of the basic parameters related to road pavement service-life, affecting both the safety and driving comfort of users.

PL

Tematyka pracy związana jest z zagadnieniem polepszenia właściwości funkcjonalnych drogowych nawierzchni asfaltowych poprzez modyfikację lepiszcza asfaltowego kopolimerem SBS. Głównym celem pracy jest ocena odporności na odkształcenia trwałe oraz wrażliwości na zmiany temperatury asfaltów drogowych modyfikowanych polimerami, które są najczęściej używane w wierzchnich warstwach konstrukcji nawierzchni drogowych i lotniskowych. Przedmiotem badań były asfalty pochodzące z różnych złóż ropy naftowej (rosyjskiej i wenezuelskiej). Asfalty te poddano modyfikacji w warunkach laboratoryjnych z dodatkiem koncentratu o znanej zawartości kopolimeru SBS równej 9%. Otrzymano w ten sposób lepiszcza asfaltowe o znanej zawartości kopolimeru SBS równej 1,5%; 3,0%; 4,5% oraz 6%. Właściwości reologiczne badanych asfaltów oznaczono z użyciem reometru dynamicznego ścinania DSR stosując w testach obciążenie sinusoidalnie zmienne, w szerokim zakresie temperatury pomiarowej (od 40°C do 100°C). Analizując wartości dynamicznego modułu ścinania |G*| wszystkich badanych asfaltów można stwierdzić, iż wzrost zawartości kopolimeru SBS w badanym lepiszczu zwiększa wartość |G*|, co może skutkować większą odpornością na odkształcenia trwałe nawierzchni drogowej spowodowane wielokrotnie powtarzającymi się obciążeniami ruchem pojazdów, w szczególności w przypadku nawierzchni eksploatowanej w wysokiej temperaturze Odporność mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA) na powstawanie kolein jest jednym z podstawowych parametrów związanych z eksploatacją nawierzchni drogowych, wpływając zarówno na bezpieczeństwo, jak i komfort jazdy użytkowników.

2

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.

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

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.

5

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.

6

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.