Celem pracy była ocena odporności na starzenie lepiszczy asfaltowych modyfikowanych (elastomer SBS, plastomer EVA, dodatek miału gumowego, soli organo-metalicznej Chemcrete) i niemodyfikowanych, produkowanych obecnie w Polsce, oraz określenie odporności na starzenie wybranych mieszanek mineralno, asfaltowych, takich jak: beton asfaltowy, SMA, MNU, mieszanka porowata drenująca oraz mieszanka "Superpave".
W pracy przedstawiono wyniki badań nad właściwościami lepkosprężystymi lepiszczy asfaltowych i mieszanek mineralno-asfaltowych niepoddanych procesowi starzenia laboratoryjnego, po starzeniu technologicznym i po starzeniu eksploatacyjnym. W badaniach laboratoryjnych symulujących starzenie technologiczne lepiszczy zastosowano metodę RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test). Proces starzenia eksploatacyjnego był wykonany za pomocą urządzenia PAV (Pressure Ageing Vessel). Starzenie technologiczne mieszanek mineralno-asfaltowych przeprowadzono poprzez wygrzewanie niezagęszczonej mieszanki metodą ?Superpave. Symulację starzenia eksploatacyjnego mieszanek mineralno-asfaltowych prowadzono wygrzewając zagęszczone próbki w specjalnych urządzeniach, wykonanych w ramach realizacji programu badawczego grantu nr 4T07E 051 26.
W badaniach własnych określono właściwości lepiszczy modyfikowanych w zakresie: badania lepkosprężystych właściwości lepiszczy: TPiK, penetracja w funkcji temperatury, temperatury łamliwości, ciągliwości z pomiarem siły w funkcji temperatury (maksymalna sila rozciągająca, praca odkształcenia), lepkości dynamicznej w funkcji temperatury, adhezji. Wybrane mieszanki mineralnoasfaltowe były poddane badaniu modułów sztywności sprężystej (różne temperatury badania), badaniu stabilności i osiadania wg metody Marshalla, pełzania dynamicznego oraz badaniu koleinowania. Badane lepiszcza i mieszanki mineralnoasfaltowe sklasyfikowano pod względem odporności na starzenie technologiczne i eksploatacyjne. Stwierdzono, że najmniejsze zmiany właściwości ze względu na starzenie występują w lepiszczach modyfikowanych dużą ilością miału gumowego (19-21%) oraz elastomeru (7%). Z zestawienia klasyfikacyjnego mieszanek mineralno-asfaltowych wynika, że najbardziej odporne na starzenie są mieszanki zawierające dużo mastyksu i charakteryzujące się występowaniem grubej warstwy lepiszcza na ziarnach kruszywa (MNU, Superpave, SMA). Bardzo istotny jest rodzaj zastosowanego lepiszcza modyfikowanego. Największą odpornością na starzenie charakteryzują się elastomeroasfalty (zawartość modyfikatora 5-7%), a następnie lepiszcza gumowo-asfaltowe (optymalna zawartość miału gumowego w asfalcie 19%). Na szczególną uwagę zasługują mieszanki SMA i Superpave, które, chociaż nie zawierały lepiszczy modyfikowanych, wykazują bardzo dużą odporność na starzenie.
Spis treści:
1. Wstęp
1.1. Cel i zakres pracy
2. Analiza przyczyn starzenia lepiszczy i mieszanek mineralno-asfaltowych
2.1. Starzenie technologiczne
2.2. Starzenie eksploatacyjne
2.3. Laboratoryjna symulacja procesu starzenia lepiszczy i mieszanek mineralno-asfaltowych
2.3.1. Laboratoryjne metody starzenia technologicznego
2.3.2. Laboratoryjne metody starzenia eksploatacyjnego
2.4. Odporność na starzenie asfaltów i mieszanek mineralno-asfaltowych
3. Badanie wpływu procesów starzenia na właściwości asfaltów i asfaltów modyfikowanych
3.1. Stosowane dodatki. Rodzaje asfaltów modyfikowanych poddanych badaniom
3.2. Metody badania lepiszczy
3.3. Właściwości normowe i reologiczne badanych lepiszczy asfaltowych przed procesem starzenia i po procesie starzenia
3.3.1. Lepiszcza modyfikowane polimerami
3.3.2.. Lepiszcza modyfikowane miałem gumowym ze zużytych opon samochodowych
3.3.3. Lepiszcza modyfikowane solą organometaliczną
3.4. Ocena porównawcza wpływu starzenia lepiszczy modyfikowanych na zmianę ich właściwości
4. Badanie wpływu procesów starzenia na właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych
4.1. Rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych
4.2. Metody badania mieszanek mineralno-asfaltowych
4.3. Właściwości lepkosprężyste mieszanek mineralno-asfaltowych przed procesem starzenia i po procesie starzenia
4.3.1. Ocena wpływu starzenia na właściwości lepkosprężyste mieszanek mineralno-asfaltowych określonych w aparacie Marshalla
4.3.2. Ocena wpływu starzenia na właściwości lepkosprężyste mieszanek mineralno-asfaltowych określone na podstawie badań funkcjonalnych
4.3.3. Ocena wpływu starzenia na właściwości lepkosprężyste betonu asfaltowego po modyfikacji chemicznej solą organometaliczną - weryfikacja wyników na odcinku doświadczalnym
4.3.4. Klasyfikacja badanych mieszanek mineralno-asfaltowych ze względu na odporność na starzenie
5. Analizy statystyczne stosowane do opracowania wyników badań
5.1. Analiza korelacji, wariancji i regresji
5.2. Analiza składowych głównych
6. Związki korelacyjne parametrów charakteryzujących starzenie lepiszczy i mieszanek mineralno-asfaltowych
6.1. Związki korelacyjne parametrów określających właściwości lepiszczy
6.1.1. Zależności korelacyjne
6.1.2. Ocena istotności wpływu wybranych parametrów na badane właściwości lepiszczy asfaltowych
6.1.3. Ocena metod badania lepiszczy asfaltowych poddanych starzeniu
6.1.4. Wybór parametrów do oceny ogólnej lepiszczy asfaltowych ze względu na starzenie technologiczne oraz starzenie eksploatacyjne
6.2. Związki korelacyjne między parametrami określającymi właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych i lepiszczy modyfikowanych
6.2.1. Zależności korelacyjne
6.2.2. Ocena istotności wpływu wybranych parametrów na badane właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych
6.2.3. Ocena metod badania mieszanek mineralno-asfaltowych z lepiszczami modyfikowanymi ze względu na starzenie
7. Opracowanie modeli regresyjnych do opisu starzenia lepiszczy i mieszanek mineralno-asfaltowych
7.1. Modele regresyjne do oceny właściwości reologicznych lepiszczy asfaltowych po starzeniu eksploatacyjnym
7.2. Modele regresyjne do oceny właściwości reologicznych po starzeniu eksploatacyjnym mieszanek mineralno-asfaltowych z lepiszczami modyfikowanymi
8. Podsumowanie pracy
Literatura
Streszczenie
Summary
