Zakład Technologii Nawierzchni - Możliwości laboratoryjno-badawcze - Urządzenia

Transkrypt

1 Reometr CSL2100 Reometr CSL2100 jest skomplikowanym urządzeniem pozwalającym na wykonywanie szeregu badań pozwalających na poszerzenie wiadomości dotyczących reologii asfaltów: dynamiczne ścinanie, pełzanie, moduł sztywności, lepkość i płynięcie. Jednak wykonanie badań wymaga dodatkowego oprzyrządowania, jakim są układ sprężonego powietrza, łaźnia wodna, komputer. Badania asfaltów wykorzystujące możliwości tego aparatu przeprowadzane są w krajach Europy Zachodniej, w ramach różnych programów badawczych. Rys.Wygląd reometru z oprzyrządowaniem Badanie dynamicznego ścinania charakteryzuje lepkie i sprężyste zachowanie materiału i służy do pomiaru zespolonego modułu ścinania G* oraz kąta przesunięcia fazowego. Moduł G* jest miarą całkowitej odporności materiału na deformacje w skutek powtarzalnego ścinania. Składa się z dwóch części: sprężystej (odwracalnej) i lepkiej (nieodwracalnej). Kąt jest miarą wzajemnego stosunku części sprężystej do lepkiej: dla materiału doskonale sprężystego =0, dla materiału doskonale lepkiego =90. Sam moduł G* nie stanowi wystarczającej charakterystyki lepiszcza, bowiem przy tej samej jego wartości lepiszcza mogą wykazywać różny udział części sprężystej i lepkiej - różna wartość, a tym samym mogą wykazywać różne odkształcenie sprężyste (np. asfalt i elastomeroasfalt). Pełną charakterystykę uzyskuje się znając G* i lepiszcza. Obie wielkości są silnie zależne od temperatury i czasu obciążenia. W badaniu tym próbka lepiszcza umieszczana jest między ruchomą, dociskającą płytką a nieruchomą podstawą. Płytka poddana jest ruchowi obrotowemu, oscylacyjnemu, który wywołuje oscylacyjne naprężenie i odkształcenie próbki. Są one rejestrowane. Zależność przyłożonego naprężenia i wywołanego nim odkształcenia dostarcza informacji potrzebnych do obliczenia G* i : jest obliczane jako przesunięcie czasowe pomiędzy naprężeniem a odkształceniem. 1 / 7

2 Suszarka Cienkiej Wirowanej Warstwy (Rolling Thin Film Oven) Metoda RTFOT służy do oceny zmian właściwości lepiszcza bitumicznego na etapie starzenia technologicznego. Metoda została opracowana w roku 1963 w Stanach Zjednoczonych, a od roku 1970 została przyjęta jako metoda ASTM D2872. Metoda RTFOT została również uwzględniona w programie badawczym SHRP dotyczącym badań funkcjonalnych lepiszczy bitumicznych. Metoda ta polega na umieszczeniu próbek asfaltu w ośmiu cylindrycznych naczyniach, które następnie umieszcza się na tarczy obrotowej w suszarce. Podczas starzenia lepiszcze jest równomiernie rozprowadzone na ściankach naczynek w cienkiej warstwie i poddane oddziaływaniu strumienia gorącego powietrza. Metoda ta umożliwia jednorodne starzenie lepiszcza, podobnie jak w warunkach rzeczywistych. Jednocześnie wyniki uzyskane tą metodą dobrze korelują z wynikami uzyskanymi na wytwórni. Pojemnik Starzenia Ciśnieniowego PAV (PRESSURE AGING VESSEL) 2 / 7

3 zmian Warunki nawierzchnia badania technologicznym ciśnieniem System zwrotnego. jednoosiowym skomputeryzowane programów Podstawowymi Metoda sterownik właściwości MTS polega badania System starzenia 2070 Wyposażenie umożliwiających jest będzie stanie osobisty elementami cyfrowy, na kpa metodą ustalane systemem MTS lepiszcza umieszczeniu i eksploatowana. zaopatrzone w obciążenia aparacie do czasie z RTFOT stanowiska oprogramowaniem, są badania systemu serwohydraulicznym kontrolę zależnie 20 etapie PAV i h. w poddaniu temperaturze pojemniku mieszanek pakiet są: jest Zasada i umożliwia sterowanie starzenia metodą oczekiwanych ich PAV przeprowadzenie mineralno-asfaltowych działaniu eksploatacyjnego od nową, działającym systemem. próbek -70 do zaproponowaną warunków temperatury +100 C. lepiszcza na zasadzie różnorodnych w klimatycznych, Stanowisko nawierzchni po 90, starzeniu w 100 sprzężenia SHRP lub badań jest drogowej. do 110 C, w których oceny w pod - pompa rama przenośny komora wyłączniki obciążająca, hydrauliczna, termiczna, bezpieczeństwa. panel sterowania LUCP, badań: Test), Restrained badań - Standardowe Modułu Zespolonego Zmęczenia Odporności inne Pełzania wg badania Specimen sztywności zaistniałych (Creep (Fatigue na oprogramowanie - dynamicznego istnieje rozciąganie Tensile Test), i Test), współczynnika potrzeb. możliwość Strength termiczne modułu komputerowe modyfikacji Test Poissona sztywności przy TSRST), ograniczonym umożliwia gotowych (Resilient (Dynamic prowadzenie lub odkształceniu Modulus zaprogramowania and Test), następujących Poisson's (Thermal nowych Ratio Stress 3 / 7

4 pełzania formacie Podstawowe - sprzęt bardzo oprogramowanie na stanowisku jest dokładne zalety nowoczesny, można stanowiska nowych realizowanie jest bardzo prowadzić badań całkowicie pomiarowego przejrzyste zadanych jest także skomputeryzowany, proste, inne dla obciążeń, MTS badania, użytkownika, to: Badanie wyniki powtarzalnego, umożliwiającym badań modułu obliczane sztywności ich dalszą są automatycznie i obróbkę współczynnika w programie i przedstawiane Poissona Excel. m.in. badanie w przejrzystej pełzania postaci statycznego w i badania mineralno-bitumicznej. parametrów Badanie mieszanki Znajomość niszczącej zostaje przemieszczenia przemieszczeń próbki w poddana jest składa badaniu mineralno-asfaltowej jest siły są określenie przeprowadzane niezbędna potrzebne zostaje się obciążeniu w modułu z połowie dwóch Wartości obliczony modułu sztywności do w wysokości mechanistycznych etapów. cyklicznemu. określenia zgodnie sztywności na tych rozciąganie W i współczynnika próbki z pierwszym obciążenia amerykańską W i współczynnika czasie oraz w Poissona metodach warunkach wartość określa maksymalnego. badania Poissona normą i projektowania moduł się przyłożonej Poissona mierzone rozciągania AASHTO wytrzymałość sztywności. W mieszanki są drugim siły. TP nawierzchni. pośredniego. poziome Na próbki Rys.Umocowanie etapie podstawie Celem i walcowej pionowe próbka 4 / 7

5 badania zachowanie mineralno-asfaltowych mineralno-bitumicznych. fazowego Badanie Obciążenie jest czas, jest polega zespolonego siła dającego przykładane mieszanek określenie przeprowadzane i przemieszczenie. na cyklicznym informację i zespolonego modułu wykorzystywanego jest W wyniku prostopadle zgodnie obciążaniu o sztywności przewadze badania modułu z amerykańską do próbki w uzyskiwana podstawy właściwości sztywności projektowaniu walcowej próbki. normą jest określającego sprężystych w także mieszanek warunkach ASTM Podczas wartość D lub /95. lepkosprężyste badania osiowego lepkich kąta przesunięcia rejestrowany w ściskania. materiale. Celem Umocowanie próbki w badaniu modułu dynamicznego Badanie czteropunktowo zmęczeniowych właściwości oraz przeznaczenia kontrolowanego czteropunktowym aparacie, System obciążenia, - pozwala umożliwia zapewnia eliminuje zatrzasków jest zmęczenia który zmęczeniowych przeprowadzane * przewidzieć mieszanki jest efekt stały zginanej. pod odkształcenia swobodne zginaniu całkowicie sterowanych powtarzalnym koncentracji docisk badanie Badanie zachowanie próbki przesunięcie w jest zgodnie kompatybilny lub czasie przydatna silnikami naprężeń. belkowej. można kontrolowanego zmęczenia obciążeniem badania, tych z amerykańską i prowadzić obrót elektrycznymi w mieszanek Próbka z projektowaniu systemem. służy w ruchem miejscach naprężenia. zostaje do w normą warunkach po oszacowania spełnia samochodowym. wbudowaniu. umieszczona mieszanek podparcia AASHTO Badanie następujące właściwości belki TP8-94, mineralno-bitumicznych W polega w Znajomość zależności specjalnym i zadania: przyłożenia cyklicznym belce od Schemat obciążenia próbki w badaniu zmęczenia metodą belki 4-punktowo zginanej Aparat do badania zmęczenia zostało wytrzymałości 3 stanowić i termicznych, naprężenie) prowadzącej potencjalnych Badanie (prostopadle przemieszczenia rozciąganie. pękanie do wyznaczenia opracowane jest polega pełzania uproszczoną niskotemperaturowe. i oblicza informują Na przeprowadzane do natomiast współczynnik spękań podstawie osi określania próbki. rozciąganie krzywej ściskaniu się próbki). niskotemperaturowych o metodę ramach współczynnik parametry odporności Następnie wiodącej średnich Poissona Podczas próbki zostały zgodnie oceny programu Krzywa pęknięcia każda mieszanki modułu walcowej maksymalnych mogą Poissona badania wprowadzone odporności z wiodąca amerykańską SHRP. próbka być relaksacji (temperatura, oraz stałą mierzone na i przydatne modułu podatność Wyniki mieszanki spękania. poddawana zmęczeniowych siłą przemieszczeń do i normą parametrów systemu przyłożoną są pełzania relaksacji w osiowe pełzania. mineralno-asfaltowej Pełzanie, analizie AASHTO jest SUPERPAVE w określa próbie i nawierzchni i niskiej poprzeczne pękania. wytrzymałości liniowej tworzącej wytrzymałość TP9-93. rozwój temperaturze lepkosprężystości Badanie na asfaltowych. walca spękań na poziomach na zmęczenie na imiało 2 i Umocowanie próbki w metodzie pełzania (Creep Test) (Thermal Badanie pozwala służyć mieszanki określić wykorzystywanych konstrukcjach analizy trwałości ocenie konstrukcji relację określić jest mieszanek Stress mineralno-asfaltowej przeprowadzane odporności nawierzchni. pomiędzy Restrained wytrzymałość nawierzchni, w rozciąganie temperaturą Otrzymane Specimen zgodnie i na do temperaturę spękania redukowania termiczne a Tensile z dane naprężeniem amerykańską termiczne. mogą próbki Strength spękań przy posłużyć w dla momencie normą ograniczonym Na Test temperaturowych mieszanek podstawie do TSRST) AASHTO projektowania jej zniszczenia. mineralno-asfaltowych wyników odkształceniu TP oraz nawierzchni, badania poprawiania Badanie Metoda można ta może 5 / 7

6 bitumicznych Badanie ograniczenia trwa do momentu polega odkształceń w nawierzchniach. wystąpienia jednostajnym podłużnych pierwszych schładzaniu i pomiarze spękań próbki indukowanych próbki. belkowej w naprężeń warunkach termicznych. całkowitegobadanie Umocowanie przy ograniczonym próbki odkształceniu w badaniu odporności na rozciąganie termiczne Reometrem temperaturze zachowuje opracowano wprowadzenia użycia wyników W temperatura wyznaczają wcześniejszych pękanie parametr niskiej badaniach bardzo niskotemperaturowe. temperaturze, badania m, Zginania się sztywność BBR który o w SHRP, odpowiadającej skomplikowanych 10 C ona prostej ramach badaniach badane wykorzystuje reprezentuje jako Belki wyższa wykorzystując metody lepiszcza programu w ciało BBR jest której (wg od sprężyste. ugięcie Prócz pomiaru (Bending się McLeoda) gradient najniższej materiał i jak SHRP. kosztownych wzór zasadę wyznaczenia w (pełzanie) najniższej właściwości Metodę zmiany temperaturze staje Jej Beam uznane temperatury moduł superpozycji, opracowanie się reometrów sztywności próbki badania Rheometer) temperaturze zbyt modułu za lepiszcza krytyczne sztywny, eksploatowanej nawierzchni i stwierdzono, wynikało sztywności aparat dynamicznego w S(t). czasie dla aby pod do z i mógł jego czas obciążenia. konieczności stałym S(t) nawierzchni, wykonania być w ścinania. warunki obciążenia w badaniu obciążeniem badany czasie ze badania względu Do w określa 7200s, 60s bez której analizy wtj.: we się Reometr Zginania Belki BBR Widok komory obciążonej do badań próbki - BBR Aparat IATROSCAN związków jonizacyjnym sposób wysokiej organicznych. organicznych, do jak czułości organicznych, analizy w detektorem normalnej jest Selektywna W rozdziela IATROSCANIE dla chemicznej automatycznym prawie chromatografii ropę za wodorowym detekcja pomocą wszystkich i IATROSCAN asfalt szczególnie analizatorem (TLC) (FID). cienkowarstwowej. zastosowanie frakcje. związków chromatografii Rozdział łatwo służącym analizuje następuje w szerokim cienkowarstwowej do System się analizy i monitoruje zakresie (FID) (Chromarodzie) jakościowej jest związków systemem z reakcję płomieniowo i ilościowej w syntez ten o sam Aparat do analizy chemicznej IATROSCAN 6 / 7

7 Urządzenie do skanowania próbki Urządzenie do nanoszenia próbki 7 / 7