Comprehensive temperature performance evaluation of asphalt mastics containing hydrated lime filler based on dynamic shear rheometer testing

Dawid Ryś; Piotr Jaskuła; Cezary Szydłowski

doi:10.7409/rabdim.024.017

Opublikowane: 2024-12-02

Tom 23 Nr 4 (2024)

Badania w reometrze dynamicznego ścinania jako kompleksowa metoda oceny właściwości mastyksów asfaltowych zawierających wapno hydratyzowane w szerokim zakresie temperatury

Dawid Ryś

, Piotr Jaskuła

, Cezary Szydłowski

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.024.017

Abstrakt

W artykule przeanalizowano możliwości skutecznego badania właściwości mastyksów asfaltowych w pełnym zakresie wartości temperatury z zastosowaniem reometru dynamicznego ścinania (DSR). Badania przeprowadzono na sześciu różnych mastyksach asfaltowych, aby umożliwić ocenę wpływu wapna hydratyzowanego oraz modyfikacji asfaltu na właściwości mastyksu, zarówno przed starzeniem, jak i po nim. Różne badania przeprowadzone w reometrze dynamicznego ścinania dały obraz właściwości mastyksów w całym zakresie eksploatacyjnych wartości temperatury: od –20°C do 64°C. Test pełzania i nawrotu MSCR wykazał na poziomie obciążenia 3,2 kPa dwukrotnie niższą wartość nieodwracalnej podatności na pełzanie w przypadku mastyksów z wypełniaczem mieszanym (zawierającym mączkę wapienną i wapno hydratyzowane), co wskazuje na ich znacznie wyższą odporność na deformacje trwałe. Test liniowego zwiększania amplitudy LAS wykazał, że trwałość zmęczeniowa obliczona dla odkształcenia 2,5% jest niemal trzykrotnie wyższa dla mastyksów zawierających środek adhezyjny lub wapno hydratyzowane. Właściwości reologiczne mastyksów w niskich wartościach temperatury analizowano na podstawie badań relaksacji. Stwierdzono, że mastyksy z wapnem hydratyzowanym mają nieco niższą zdolność relaksacji naprężeń niż pozostałe mastyksy, zawierające wyłącznie mączkę wapienną.

Słowa kluczowe:

mastyks asfaltowy, relaksacja naprężeń, reometr dynamicznego ścinania DSR, test liniowego zwiększania amplitudy LAS, test pełzania i nawrotu MSCR, wapno hydratyzowane

Podobne artykuły

Krzysztof Kołodziej, Lesław Bichajło, Tomasz Siwowski, Wpływ składu i właściwości mastyksu na odporność asfaltu lanego na deformacje trwałe , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 20 Nr 1 (2021)
Marek Iwański, Grzegorz Mazurek, Wpływ wapna hydratyzowanego na odporność nawierzchni SMA na okleinowanie , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 12 Nr 4 (2013)
Piotr Zieliński, Badania mieszanek mineralno-asfaltowych z dodatkiem odpadowych pap bitumicznych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 4 (2022)
Magdalena Wesołowska, Dawid Ryś, Analiza trwałości zmęczeniowej asfaltów drogowych i modyfikowanych z wykorzystaniem testu liniowego zwiększania amplitudy , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 4 (2018)
Adam Liphardt, Piotr Radziszewski, Analiza właściwości lepkosprężystych lepiszczy odzyskanych z mieszanek zawierających dodatek granulatu asfaltowego , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 18 Nr 1 (2019)
Józef Judycki, Zastosowanie nowej metody obliczania naprężeń termicznych opartej na teorii lepko-sprężystości do analizy spękań niskotemperaturowych w warstwach asfaltowych nawierzchni , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 1 (2020)
Muhammad Karami, Rahayu Sulistyorini, Indah Marlina Ardianti, Krzywa wiodąca modułu sztywności sprężystej mieszanek asfaltowych zawierających lepiszcze modyfikowane asfaltem naturalnym Buton (BRA) , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 4 (2020)
Piotr Radziszewski, Jerzy Piłat, Michał Sarnowski, Karol J. Kowalski, Jan B. Król, Wpływ wysokiej temperatury na właściwości materiałów stosowanych w konstrukcjach asfaltowych nawierzchni mostowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 3 (2015)
Marcin Gajewski, Renata Horodecka, Właściwości reologiczne asfaltów drogowych zmodyfikowanych asfaltem naturalnym , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 2 (2018)
Marcin Bilski, Marta Mielczarek, Przemysław Górnaś, Mieczysław Słowik, Patrycja Wojciechowska, Ocena wpływu sposobu dozowania dodatku asfaltu naturalnego Gilsonite na właściwości mieszanki mineralno-asfaltowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 3 (2022)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Inne teksty tego samego autora

Magdalena Wesołowska, Dawid Ryś, Analiza trwałości zmęczeniowej asfaltów drogowych i modyfikowanych z wykorzystaniem testu liniowego zwiększania amplitudy , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 4 (2018)
Marek Pszczoła, Dawid Ryś, Piotr Jaskuła, Analiza stref klimatycznych w Polsce z uwzględnieniem klasyfikacji funkcjonalnej asfaltów Performance Grade , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 16 Nr 4 (2017)
Mariusz Jaczewski, Bohdan Dołżycki, Jacek Alenowicz, Piotr Jaskuła, Wpływ materiału odzyskanego z nawierzchni asfaltowej (RAP) na niskotemperaturowe właściwości betonu asfaltowego , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 18 Nr 4 (2019)
Bohdan Dołżycki, Mariusz Jaczewski, Cezary Szydłowski, Wojciech Bańkowski, Marcin D. Gajewski, Analiza wybranych cech mechanicznych mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE) , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 22 Nr 1 (2023)
Dawid Ryś, Piotr Jaskuła, Mariusz Jaczewski, Marek Pszczoła, Wdrożenie i ocena metody M-EPDG do analizy trwałości polskich typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i sztywnych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 18 Nr 4 (2019)
Piotr Jaskuła, Elementy dynamiki podłoża gruntowego wykorzystywane w geotechnice , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 3 Nr 4 (2004)

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Ryś, D., Jaskuła, P., & Szydłowski, C. (2024). Badania w reometrze dynamicznego ścinania jako kompleksowa metoda oceny właściwości mastyksów asfaltowych zawierających wapno hydratyzowane w szerokim zakresie temperatury. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 23(4), 355–373. https://doi.org/10.7409/rabdim.024.017

Cited by / Share

Licencja

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.

Bibliografia

Little D.N., Petersen J.C.: Unique Effects of Hydrated Lime Filler on the Performance-Related Properties of Asphalt Cements: Physical and Chemical Interactions Revisited. Journal of Materials in Civil Engineering, 17, 2, 2005, 207-218. DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2005)17:2(207)
Google Scholar

Jiménez F.P., Recasens R.M., Martínez A.: Effect of Filler Nature and Content on the Behaviour of Bituminous Mastics. Road Materials and Pavement Design, 9, sup1, 2008, 417-431, DOI: 10.1080/14680629.2008.9690177
Google Scholar

Das A.K., Singh D.: Investigation of rutting, fracture and thermal cracking behavior of asphalt mastic containing basalt and hydrated lime fillers. Construction and Building Materials, 141, 2017, 442-452. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.03.032
Google Scholar

Das A.K., Singh D.: Effects of Basalt and Hydrated Lime Fillers on Rheological and Fracture Cracking Behavior of Polymer Modified Asphalt Mastic. Journal of Materials in Civil Engineering, 30, 3, 2018, ID article: 04018011, DOI: 10.1061/(asce)mt.1943-5533.0002196
Google Scholar

Rahim A., Milad A., Yusoff N.I., Airey G., Thom N.: Stiffening effect of fillers based on rheology and micromechanics models. Applied Sciences, 11, 14, 2021, ID article: 6521, DOI: 10.3390/app11146521
Google Scholar

Alfaqawi R.M., Airey G., Lo Presti D., Grenfell J.: Effects of mineral fillers on bitumen mastic chemistry and rheology. In: Transport Infrastructure and Systems, Proceedings of the AIIT International Congress on Transport Infrastructure and Systems, TIS 2017. CRC Press/Balkema, 359-364, https://iris.unipa.it/handle/10447/604136, 21.11.2024
Google Scholar

Cheng Y., Tao J., Jiao Y., Tan G., Guo Q., Wang S., Ni P.: Influence of the properties of filler on high and medium temperature performances of asphalt mastic. Construction and Building Materials, 118, 2016, 268-275, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.05.041
Google Scholar

Masad E., Jandhyala V.K., Dasgupta N., Somadevan N., Shashidhar N.: Characterization of air void distribution in asphalt mixes using X-ray computed tomography. Journal of Materials in Civil Engineering, 14, 2, 2002, 122-129, DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2002)14:2(122)
Google Scholar

Lagos-Varas M., Movilla-Quesada D., Raposeiras A.C., Castro-Fresno D., Muñoz-Cáceres O., Andrés-Valeri V.C., Rodríguez-Esteban M.A.: Viscoelasticity modelling of asphalt mastics under permanent deformation through the use of fractional calculus. Construction and Building Materials 329, 2022, ID article: 127102, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127102
Google Scholar

Steineder M., Hofko B.: Assessing the impact of filler properties, moisture, and aging regarding fatigue resistance of asphalt mastic regarding fatigue resistance of asphalt mastic. Road Materials and Pavement Design, 24, 12, 2023, 2811-2826, DOI: 10.1080/14680629.2023.2172066
Google Scholar

Chaudhary M., Saboo N., Gupta A., Miljković M.: Contribution of mineral filler to the fatigue damage behaviour of bituminous mastic. Construction and Building Materials, 334, 2022, ID article: 127120, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127120
Google Scholar

Ryś D., Szydłowski C.: Consideration of pseudo strain energy in determination of fatigue life and microdamage healing of asphalt mastics. International Journal of Fatigue, 181, 2024, ID article: 108164, DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2024.108164
Google Scholar

Büchner J., Ryś D., Trifunović S., Wistuba M.P.: Development and application of asphalt binder relaxation test in different dynamic shear rheometers. Construction and Building Materials, 364, 2023, ID article: 129929, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.129929
Google Scholar

Büchner J., Wistuba M.: Analysis of low temperature relaxation properties of asphalt binder and asphalt mastic using a dynamic shear Rheometer. In: Hoff I., Mork Helge, Saba R. (eds.): Eleventh International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields, Volume 2, CRC Press, London, 2022, 508-516, DOI: 10.1201/9781003222897-47
Google Scholar

Anderson D.A., Dukatz E.L., Claine Petersen J.: The Effect of Antistrip Additives on the Properties of Asphalt Cement. Association of Asphalt Paving Technologists Proceedings, 51, 1982, 298-317
Google Scholar

Johansson L.S.: Influence of hydrated lime on bitumen hardening. Royal Institute of Technology, Stockholm, 1995
Google Scholar

Kennedy T.W., Ping W.V.: An Evaluation of Effectiveness of Antistripping Additives in Protecting Asphalt Mixtures from Moisture Damage. Association of Asphalt Paving Technologists Proceedings, 60, 1991, 231-263
Google Scholar

Little D.N., Epps J.A.: The Benefits of Hydrated Lime in Hot Mix Asphalt. National Lime Association, Nevada, USA, 2001
Google Scholar

Lesueur D., Petit J., Ritter H-J.: The mechanisms of hydrated lime modification of asphalt mixtures: a state-of-the-art review. Road Materials and Pavement Design, 14, 1, 2013, 1-16, DOI: 10.1080/14680629.2012.743669
Google Scholar

Jaskuła P.: Analiza niszczącego oddziaływania wody i mrozu na mieszanki mineralno-asfaltowe. Praca doktorska, Politechnika Gdańska, Gdańsk, 2004
Google Scholar

Majidzadeh K., Brovold F.: Effect of water on bitumen – aggregate mixtures. Highway Research Board, Washington, USA, 1968
Google Scholar

Lesueur D., Little D.: Effect of Hydrated Lime on Rheology, Fracture, and Aging of Bitumen. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1661, 1999, 93-105, DOI: 10.3141/1661-14
Google Scholar

Iwański M., Mazurek G.: Hydrated lime as the anti-aging bitumen agent. Procedia Engineering 57, 2013, 424-432, DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.055
Google Scholar

Witczak M.W., Bari J.: Development of a E* Master Curve Database for Lime Modified Asphaltic Mixtures, Arizona State University, Tempe, 2004
Google Scholar

Sebaaly P.E., Hitti E., Weitzel D.: Effectiveness of Lime in Hot-Mix Asphalt Pavements. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1832, 1, 2003, 34-41, DOI: 10.3141/1832-05
Google Scholar

Nawierzchnie asfaltowe na drogach krajowych – WT-2 2014 – część I. Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania Techniczne, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2014
Google Scholar

Mastoras F., Varveri A., van Tooren M., Erkens S.: Effect of mineral fillers on ageing of bituminous mastics. Construction and Building Materials, 276, 2021, ID article: 122215, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.122215
Google Scholar

Lesueur D., Teixeira A., Lázaro M.M., Andaluz D., Ruiz A.: A simple test method in order to assess the effect of mineral fillers on bitumen ageing. Construction and Building Materials, 117, 2016, 182-189, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.05.003
Google Scholar

Gardel V., Planche J., Dreessen S.: A new performance related test method for rutting prediction: MSCRT. In: Loizos A., Partl M.N., Scarpas T., Al-Qadi I.L. (Eds.): Advanced Testing and Characterization of Bituminous Materials, CRC Press, Boca Raton, 2009, 971-980
Google Scholar

Hintz C., Velasquez R., Johnson C., Bahia H.: Modification and validation of linear amplitude sweep test for binder fatigue specification. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2207, 1, 2011, 99-106. DOI: 10.3141/2207-13
Google Scholar

Hintz C., Bahia H.: Understanding mechanisms leading to asphalt binder fatigue in the dynamic shear rheometer. Road Materials and Pavement Design, 14, sup2, 2013, 231-251, DOI: 10.1080/14680629.2013.818818
Google Scholar

Modified Asphalt Research Center, University of Wisconsin-Madison: Linear Amplitude Sweep, https://uwmarc.wisc.edu/linear-amplitude-sweep.php, 21.11.2024
Google Scholar

Wesołowska M., Ryś D.: Analysis of the fatigue life of neat and modified bitumens using linear amplitude sweep test. Roads and Bridges – Drogi i Mosty, 17, 4, 2018, 317-336, DOI: 10.7409/rabdim.018.020
Google Scholar

Hospodka M., Hofko B., Blab R.: Introducing a new specimen shape to assess the fatigue performance of asphalt mastic by dynamic shear rheometer testing. Materials and Structures, 51, 2018, ID article: 46, DOI: 10.1617/s11527-018-1171-6
Google Scholar

Dawid Ryś

dawrys@pg.edu.pl
https://orcid.org/0000-0002-7252-8002

Afiliacja:

Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk Polska

Piotr Jaskuła

https://orcid.org/0000-0002-1563-2778

Afiliacja:

Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk Polska

Cezary Szydłowski

https://orcid.org/0000-0002-6141-9839

Afiliacja:

Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk Polska

Badania w reometrze dynamicznego ścinania jako kompleksowa metoda oceny właściwości mastyksów asfaltowych zawierających wapno hydratyzowane w szerokim zakresie temperatury

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Podobne artykuły

Inne teksty tego samego autora

Pobrania

Dawid Ryś

Piotr Jaskuła

Cezary Szydłowski