!$
MIXCONTROL
AZ ÖSSZETÉTEL OPTIMALIZÁLÁSA A VOLUMETRIKUS ASZFALTKEVERÉKELLENÕRZÉS MÓDSZERÉVEL Subert István
deformáció-ellenálló keverékvázat lehet létrehozni. Kiindulási feltétel az alkalmazás helyének forgalmi igénybevétele, burkolati hézaga. Ebbõl számítható az optimális habarcsösszetétel,
mely megszabja a szükséges és alkalmazandó bitumentérfogatot. Az így képzõdött bitumenes habarcsot helyezzük el a meglévõ kõvázban. Végül visszaszámítjuk a térfogatos összetevõket
A torz hézagba írt gömb r2 sugara
MixControl®
A volumetrikus aszfaltkeverék-ellenõrzési módszert az 1990-es években dolgoztuk ki, melyet azóta több ezer keverék-összetétel ellenõrzésénél sikerrel alkalmaztunk. Az elmélet a keverék térfogatos összetevõinek és arányainak meghatározásával indul. A módszer elméleti alapokon számítja a SHRP szerinti tiltott zónát és ideális szemeloszlást, gyakorlatilag azonos eredménnyel. A tiltott zóna elvének képi magyarázata nyomon követhetõ az 15. ábrákon. Kis különbség, hogy a MixControl® módszer elméleti úton számított térfogatos szemeloszlási görbét ad
meg, addig a SHRP-Superpave az egyenértékû sûrûségre (azaz a térfogattal egyezõen) számítja át a keverék ásványi vázának szemeloszlását. A kutatások eredménye egy gyors feldolgozóellenõrzõ szoftver, mely a vizsgált keverék optimális beállítására képes öt paraméter egyidejû módosíthatósága mellett. A MixControl® módszerrel lehetséges az éppen vizsgált keveréknél, receptúránál is meghatározni a térfogatos arányokat, azok megfelelõségét, valamint a kritikus szemnagyságot és a saját tiltott zónát. Ez utóbbi megfelelõsége esetén még jól tömöríthetõ, de kellõen
A feltételezett r1 sugarú körlapka sugarától jóval kisebb r2 sugarú gömböcske fér csak el az R sugarú gömböktõl körbezártan. A központos elhelyezés gyakorlatilag nem lehetséges, ezért ezt kerülni kell
2. ábra. A tiltott zóna elvének képi magyarázata torz hézagba írt gömb Legtömörebb térfogati szemeloszlás
Elméletileg pont a megfelelõ méretû szemcséket kellene a megfelelõ helyre bejuttatni a tömörítés során, ami véletlenszerû eloszlás miatt gyakorlatilag lehetetlen, ezért elkerüljük. Ez a tiltott zóna (SHRP)
1. ábra. A tiltott zóna elvének képi magyarázata a szemcsehalmaz geometriája
3. ábra. A tiltott zóna elvének képi magyarázata legtömörebb térfogati szemeloszlás AZ ASZFALT 2008. 1. SZÁM
MIXCONTROL !%
4. ábra. A tiltott zóna elvének képi magyarázata ideális szemeloszlás kiválasztása
7. ábra. Aszfaltkeverék-tervezés kritikus szemcsenagyság
8. ábra. Aszfaltkeverék-tervezés térfogati összetevõk 5. ábra. A tiltott zóna elvének képi magyarázata kritikus tartomány
Aszfaltkeverék-tervezés ma n n n n n
Ásványi váz 3-5 különbözõ bitumentartalommal Választás ajánlott határértékekbõl Töltõanyag-bitumen arány alakulása véletlen Habarcsmerevség nem szempont Nyomvályúképzõdés ellen gyakran a habarcsmerevséget alkalmazzuk
6. ábra. Aszfaltkeverék-tervezés kiindulási adatok
Térfogatos aszfaltkeverék tervezés alapjai
9. ábra. Aszfaltkeverék tervezés hézagkitöltöttség AZ ASZFALT 2008. 1. SZÁM
!& MIXCONTROL 2-4 év múlva jellegzetes meghibásodásokat mutató, leggyakoribb aszfaltkeverék-hibák kimutathatók nem várt felületi repedések (kifáradás sovány keverék miatt, alacsony burkolati bitumentelítettség miatt) bomlás nagy burkolati szabadhézag miatt deformálódás a magas bitumen-filler arány, vagy bitumen-túladagolás miatt
Az összes alkalmassági vizsgálatból a problémásnak becsülhetõ keverék aránya tíz százalék körüli!
10. ábra. Aszfaltkeverék tervezés szükséges töltõanyag-térfogat
13. ábra. Jellegzetes hibajelenségek
11. ábra. Aszfaltkeverék-tervezés bitumentérfogat
Bitumen töltõanyag
12. ábra: Aszfaltkeverék tervezés bitumen-töltõanyag arány
14. ábra: Keverék-ellenõrzés
AZ ASZFALT 2008. 1. SZÁM
MIXCONTROL !' a burkolatból a próbatestekre, majd a szokásos súlyszázalékra, és megadjuk az eredeti keverékhez képest szükséges módosítások ± B% T% H% K% nagyságát és irányát. A térfogati arányok között lényeges a keverék burkolati hézagtartalma illetve ennek kitöltöttsége bitumennel. A fáradási élettartamot, a kátyúsodási hajlamot lényegesen befolyásoló paraméter kedvezõ megválasztásával az adott beépítési feltételekre és forgalmi terhelésre optimalizálható a keverék, azaz kielégíti a
15. ábra. Számítások
16. ábra Vizsgálati szintek
17. ábra. SHRP SUPERPAVE és MixControl összehasonlítása AZ ASZFALT 2008. 1. SZÁM
gazdaságosság kritériumát is. Nem pazarló és nem takarékos, olyan összetételt és annyi bitument tartalmaz, amennyi pont szükséges. A módszeren alapuló aszfaltkeverék tervezés lépéseit a 6. 12. ábrák illusztrálják. A 13. ábra jellegzetes hibajelenségeket mutat be. Értelemszerûen létezik megrendelõbarát és kivitelezõ barát megoldás is, melyek között gyakori a fél százalékot meghaladó bitumenhiány. Remélhetõ, hogy a jövõben ezen élettartam közötti különbségek fokozatosan csökkennek, ha
" MIXCONTROL
18. ábra. Elaszticitás vizsgálat
19. ábra. Elaszticitás vizsgálat bitumentartalom a felsõ tûréshatáron AZ ASZFALT 2008. 1. SZÁM
ebben a kivitelezõ is fokozottan érdekelt lesz. A térfogati arányok másik fontos jellemzõje a b1/t arány, ami a habarcs felületarányos bitumenigényétõl és a bevitt bitumen térfogatától függõ arány, azaz a habarcs ideális összetételét és viselkedését jellemzõ paraméter. A habarcs összetétele, merevsége hatással van a hidegviselkedésre, fáradásra és deformációs hajlamra. Ma a tervezett aszfaltkeverékek összetételét egyetlen, határgörbék közötti szemeloszlással elõállított ásványi vázból állítjuk elõ, különbözõ bitumentartalmakból választva, a Marshall-hézag alapján. Nincs tehát lehetõség arra, hogy a bitumentartalom mellett a töltõanyag mennyiségét is változtatgassuk és annak hatását is vizsgáljuk. A bitumentelítettség nem csak a bitumen térfogatával emelkedik, hanem a hézag csökkenése esetén is, ezért annak ideális mértéke szintén hézagfüggõ. A habarcs bitumen töltõanyag összetételének és arányának jelentõs hatása van a hidegviselkedésre, fáradásra és a deformációs hajlamra egyaránt. Az összetétel mindig optimálisra állítható a burkolati hézag, az ideális habarcsösszetétel és hézagkitöltöttség (αHtfB) megfelelõ megválasztásával. A 1420. ábrák a Mix Control® volumetrikus aszfaltkeverék-ellenõrzési módszer lépéseivel foglalkoznak. A 21. ábra a tömörséggel és deformációkkal kapcsolatos kérdéseket illusztrálja. A 22. ábra kátyúzási problémákra tér ki. A 23. ábra bitumentelítettség és túlzottan magas burkolati hézag következményeit ábrázolja. Végül számunkra is érdekes volt a szabványos keverékeink elõírt szemeloszlásainak és hézag bitumen ajánlásainak vizsgálata. A szokásostól eltérõ szemléletû elemzési módszer alapján az aszfaltkeverékek összetételeinél módosításokat javasolhatunk, így a új aszfaltburkolatok tönkremenetele, bomlása, deformációja nagyobb biztonsággal és várhatóan tartósan elkerülhetõ lesz.
MIXCONTROL "
20. ábra. Elaszticitásvizsgálat bitumentartalom az alsó tûréshatáron
22. ábra. Térfogatos aszfaltkeverék-tervezés alapjai
Relatív: a legtömörebb, 100%-os burkolat tömörségét a Marshall-hézag elérésekor kapjuk. Ha ez magas, akkor a porózus felületû megjelenése ellenére megfelelõ, akkor a tömörség jó, hiába tûnik a felület tömörítetlennek. Az USA módszer: ugyanez nem érthetõ félre, mert a relatív megítélés helyett a tömörségi fok nem függ az MH-tól, emiatt könnyen átszámítható, de egyben semmitmondó is, mert: TryUSA=100BH
21. ábra. Tömörítés tömörödés deformáció az élettartam alatt
23. ábra. Térfogatos aszfaltkeverékösszetétel-ellenõrzés
AZ ASZFALT 2008. 1. SZÁM
