- Tytuł:
-
Effect of filler type on non-linear viscoelastic characteristics of asphalt mastic
Wpływ rodzaju wypełniacza na nieliniową charakterystykę lepkosprężystą mastyksu - Autorzy:
- Mazurek, Grzegorz
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1852656.pdf
- Data publikacji:
- 2021
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
lepkosprężystość nieliniowa
mastyks
wypełniacz mieszany
MSCR
multi stress creep recovery test
regresja
non-linear viscoelasticity
asphalt mastic
mixed filler
regression - Opis:
-
This article discusses the rheological tests and analyses based on the Schapery non-linear viscoelasticity model that were performed to study asphalt mastic behaviour under high shear stresses. Seven mineral filler types were applied in this study, including a mixed filler with hydrated lime and fillers derived from dust extraction systems. Determination of basic properties of the fillers was followed by creep and recovery tests (DSR) at different levels of shear stress conducted in accordance with a modified MSCR procedure. The first stage in the analysis was the identification of linear viscoelastic region and the non-linear viscoelasticity model parameters such as the length of the loading period, the temperature and the stress level using TTSSP (Time-Temperature- Stress Superposition Principle). Subsequent numerical simulations of strain variation with respect to stress confirmed a high degree of agreement between the non-linear viscoelasticity model and mastic sample behaviour. A strong correlation was found between the non-linear viscoelasticity parameters and mastic properties. The proposed methodology is able to quickly identify and eliminate the fillers that may contribute to HMA deformations.
W artykule przedstawiono badania i analizy efektów reologicznych mastyksu asfaltowego poddanego wysokim naprężeniem ścinającym wykorzystując model nieliniowej lepkosprężystości Schapery’ego. Docelowy materiał użyty w pracy, czyli mastyks jest efektywnym spoiwem mieszanki mineralno-asfaltowej (mma) będący produktem mieszania asfaltu i wypełniacza (<0,063 mm) zapewniającego właściwą kohezję pomiędzy składnikami zasadniczego szkieletu mineralnego. Relacja pomiędzy proporcjami składników (asfalt-wypełniacz) zdecydowanie wpływa a sztywność mma. Na temat wpływu rodzaju wypełniacza na właściwości mastyksu jak i również mma powstało wiele prac. Nie mniej jednak z faktu złożoności zjawisk reologicznych jakie towarzyszą odkształcalności mastyksu badania nad fenomenologią mastyks wciąż trwają. Według wymagań krajowych (WT-1/2014), jako produkt pełnowartościowy, należy uznać wypełniacz o zawartości węglanu wapnia ≥70%. Z kolei autorzy raportu NCHRP 9-45 stwierdzili, że na właściwości mechaniczne w niskiej i wysokiej temperaturze miały wpływ przede wszystkim właściwości fizyczne wypełniacza takie jak: porowatość, uziarnienie. Ponadto zaobserwowali zadawalające rezultaty jakości mastyksu można uzyskać z wypełniaczami pochodzącymi z systemów odpylania kruszyw nierzadko o odczynie kwaśnym. Z faktu występowania dużych rozbieżności opinii w analizie zostały zastosowane materiały pełnowartościowe: mączka wapienna (L), wypełniacz mieszany: 85% mączka wapienna/15% wapno hydratyzowane (0.15HL/L), wypełniacz mieszany: 70% mączka wapienna/30%wapno hydratyzowane (0.30HL/L). Do dalszej ewaluacji wykorzystano materiały niespełniające kryteria jakościowe (według WT-1/2014) takie jak: pyły pochodzenia gabrowego (G), pyły pochodzenia kwarcytowego (Q), pyły pochodzenia bazaltowego (B), pyły pochodzenia dolomitowego (D) oraz pyły granitowe (do celów walidacji). O skuteczności aplikacji danego wypełniacza świadczy również zachowanie finalnego mastyksu w punktu widzenia jego odkształcalności przy wysokich naprężeniach. Dlatego też do oceny zjawiska pełzania i powrotu sprężystego wykorzystano badania monotoniczne w próbie pełzania z odciążeniem (powrót sprężysty) z zastosowaniem zmodyfikowanej procedury MMSCR. Metoda MMSCR stanowi modyfikację tradycyjnej metody MSCR (Multi Stress Creep Recovery Test) dedykowanej ocenie pełzania asfaltów poddanych cyklicznemu naprężeniu ścinającemu. Metoda MMSCR stanowi rozwinięcie metody MSCR poprzez szerszą analizę zakresu nieliniowego lepkosprężystości o wiele bardziej racjonalnego w rzeczywistej pracy mma. W zmodyfikowanym programie MMSCR pomiar odkształcenia (sekwencja), tak samo jak w badaniu MSCR, był realizowany w czasie trwania obciążenia przez 1 s (sekwencja obciążenia) a następnie odkształcenia w czasie powrotu (sekwencja odciążenia) trwającego 9 s. Badanie zostało powtórzone w trzech temperaturach, czyli: 50oC, 60oC, 70oC aby uwzględnić zasadę superpozycji czas-temperatura (TTSP). Ponadto uwzględniono trzy poziomy naprężenia ścinającego 100Pa, 3200Pa oraz 6400Pa aby wykorzystać najbardziej zaawansowaną zasadę superpozycji TTSSP (time temperature stress superposition principle). - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2021, 67, 2; 247-259
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł