Software pro návrh asfaltových směsí

ÚVOD
Nový software byl vyvinut na platformě C# ve vývojovém prostředí Microsoft Visual Studio 2008 Express Edition. Pro správnou funkci vyžaduje aplikace komponentu .NET Framework version 3.5 SP1 a Microsoft Chart Controls for Microsoft .NET Framework 3.5, které jsou volně dostupné na internetu a jsou rovněž součástí instalačního balíku.

Instalační skript byl vytvořen pomocí aplikace Inno Setup 5.4.0. Po obvyklé instalaci a odsouhlasení licenčních podmínek je možné spustit program pomocí distribučního čísla unikátního pro každého uživatele, který si zakoupil licenci.

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI
Počítačový software „Asphalt Mixture Design Software“ (AMDS) se skládá z šesti modulů:

1. Kameniva
V databázi kameniv si uživatel nadefinuje vlastnosti kameniv, která budou použita pro návrhy asfaltových směsí. U každého kameniva je nutné zadat povinné údaje (především výsledky sítového rozboru), které dále vstupují do výpočtu. Volitelně je možno zadat i další známé údaje o daném kamenivu, jako např. datum a místo odběru vzorku, tvarový index, nasákavost, odolnost proti zmrazování a rozmrazování apod. Pokud jsou údaje v databázi vyplněny, objeví se ve výsledném protokolu.

2. Pojiva
Stejně jako u databáze kameniv je programem vyžadováno zadání povinných údajů o pojivech (které se následně objeví v protokolu o zkoušce typu) a údajů volitelných.

3. Přísady
V této databázi je možno zadat údaje o různých používaných adhezních, protistékacích či jiných aditivech používaných do směsí, včetně jejich dávkování.

4. Požadavky na směsi
Tento modul obsahuje databázi, kde jsou předvyplněny požadavky ČSN EN 13108-1 pro jednotlivé druhy směsí typu asfaltový beton podle zrnitosti, kvalitativního požadavku a umístění ve vozovce. Jsou zde uvedeny mezní čáry zrnitosti, minimální a maximální mezerovitost a stupeň vyplnění mezer. Pro umožnění návrhů jiných druhů směsí je možno nadefinovat vlastní i nenormové požadavky.

5. Návrhy směsí
Hlavní část programu je zaměřena na návrh zrnitosti požadované směsi. Po výběru kameniv, pojiva a eventuálně přísady se automaticky vypočítá zrnitost směsi kameniva tak, aby se co nejlépe blížila Fullerově parabole a zároveň ležela v požadovaných mezích zrnitosti. Pokud uživatel není s návrhem spokojen, může ho upravit uživatelskými korekcemi. Posledním krokem návrhu je definování předpokládaného návrhového množství pojiva na základě vypočítaného teoretického množství pojiva podle měrného povrchu kameniva a součinitele sytosti.

6. Laboratorní zkoušky
V průvodci laboratorními zkouškami je možné ke každému návrhu směsi pro jednotlivé sady vyhodnotit provedené laboratorní zkoušky. Průvodce je rozdělen do šesti oddílů:

• Objemová hmotnost Marshallových těles,
• Maximální objemová hmotnost,
• Požadované mezní hodnoty mezerovitosti a stupně vyplnění mezer,
• Výsledky optimalizační série,
• Odolnost těles vůči vodě a
• Zkouška pojíždění kolem.

Při vyhodnocování objemových hmotností Marshallových těles je možné zvolit jeden ze čtyř způsobů určení podle ČSN EN 12697-6. Maximální objemové hmotnosti se stanovují volumetrickým postupem podle ČSN EN 12697-5.

V oddíle „Požadované mezní hodnoty“ je možné upravit požadavky na mezerovitost a stupeň vyplnění mezer, které jsou rozhodující pro návrhové množství pojiva.

Z požadovaných mezních hodnot těchto parametrů se jejich promítnutím na graf závislosti parametru na obsahu pojiva vymezí v souladu s postupem uvedeným v ČSN 73 6160 v kroku „Výsledky optimalizační série“ dva subintervaly, jejichž překrytím se stanoví interval návrhového množství pojiva. Z tohoto intervalu uživatel vybere jednu hodnotu množství pojiva splňující požadavek na minimální obsah pojiva.

S touto hodnotou se provedou další zkoušky požadované pro směs typu asfaltový beton: stanovení odolnosti zkušebního tělesa vůči vodě a zkouška pojíždění kolem, které se vyhodnotí v dalších dvou krocích podle ČSN EN 12697-12 a ČSN EN 12697-22.

Vzhledem k tomu, že postup návrhu asfaltové směsi včetně vyžadovaných zkoušek nelze provést v krátkém časovém sledu, je možné v každém kroku data uložit jako dílčí výsledek návrhu. Po dokončení návrhu směsi a vyhodnocení laboratorních zkoušek je možné vygenerovat protokol do programu MS Word. Protokol mimo jiné obsahuje údaje o použitých materiálech, složení směsi, parametry navrhované asfaltové směsi, grafické vyjádření parametrů charakterizujících vlastnosti navrhované asfaltové směsi a tabulku použitých zkušebních metod a postupů.

ZÁVĚR
Nově vyvinutý software umožňuje usnadnit a zrychlit proces návrhu asfaltové směsi. Výsledkem je vygenerovaný protokol o zkoušce typu v souladu s ČSN EN 13108-20. V každém jednotlivém kroku návrhu směsi a následných laboratorních zkoušek je uživateli nabídnuta nápověda pro lepší srozumitelnost a správnost vyplnění požadovaných údajů. V případě chybného či nesmyslného zadání údaje software dokáže upozornit na chybu zadání.

Program Asphalt Mixture Design Software je určen především pro silniční laboratoře, laboratoře obaloven asfaltových směsí, pro výzkumné pracovníky zabývající se problematikou návrhu a zkoušení asfaltových směsí a také pro účely výuky.

Příspěvek byl zpracován s podporou projektu Specifického výzkumu FAST-S-10-22 „Vývoj softwaru pro automatizaci laboratorního návrhu asfaltové směsi“.

LITERATURA:
[1] ČSN 73 6160 Zkoušení asfaltových směsí.
[2] ČSN EN 12697-5 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 5: Stanovení maximální objemové hmotnosti nezhutněné směsi.
[3] ČSN EN 12697-6 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 6: Stanovení objemové hmotnosti asfaltového zkušebního tělesa.
[4] ČSN EN 12697-12 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 12: Stanovení odolnosti zkušebního tělesa vůči vodě.
[5] ČSN EN 12697-22 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 22: Zkouška pojíždění kolem.
[6] ČSN EN 13108-1 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 1: Asfaltový beton.
[7] ČSN EN 13108-20 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 20: Zkoušky typu.

Asphalt mixture design software
The objective of the paper is to make the professional public familiar with a newly developed software facilitating the process of asphalt mixture design. The programme called “Asphalt Mixture Design Software“ is primarily intended for a design of mixtures of asphalt concrete type in accordance with ČSN 73 6160 (2008) and carrying out the initial type testing according to ČSN EN 13108-1. Its application also enables other types of asphalt mixtures to be designed in accordance with the requirements defined by the user.

Autor

• Ing. Hýzl Petr Ph.D.