Vývoj specifikace pro zkoušení litých asfaltů

• Foto

Litý asfalt lze považovat za speciální druh asfaltové směsi. Na rozdíl od běžně vyráběných hutněných asfaltových směsí, u kterých je skladba směsi založena na zaklínění kostry kameniva stmelené asfaltovým pojivem s dostatečným množstvím zbylých mezer, přenáší veškeré zatížení u litého asfaltu mastixová složka, hrubé kamenivo tvoří pouze výplň a asfaltová vrstva vzduchové mezery neobsahuje. Z tohoto důvodu se pro lité asfalty používají asfaltová pojiva tvrdší gradace.
Oba dva typy směsí se pod účinkem dopravního zatížení přetvářejí, a pokud působí zatížení staticky za vysokých teplot, tvoří se díky viskózní povaze asfaltového pojiva trvalé deformace. Laboratorní zkoušení trvalých deformací se u hutněných asfaltových směsí provádí většinou zkouškou opakovaným pojížděním kolem na zhutněných deskách, u litých asfaltů pak zkouškou širokým trnem na krychlích. Tento způsob zkoušení je zaveden i v ČR a citované zkoušky jsou uvedeny v předpise TP 109 „Asfaltové hutněné vrstvy se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací“ a ČSN 73 6160 „Zkoušení silničních živičných směsí“.

Podle nových evropských norem se odolností proti tvorbě trvalých deformací zabývají následující předpisy:

• ČSN EN 12697-20 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 20: Stanovení hloubky zatlačení trnu na krychli nebo Marshallově zkušebním tělese;
• ČSN EN 12697-21 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 21: Stanovení hloubky zatlačení trnu na deskovém zkušebním tělese;
• ČSN EN 12697-22 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 22: Zkouška pojíždění kolem;
• ČSN EN 12697-25 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 25: Cyklická zkouška v tlaku.

Pro hutněné asfaltové směsi jsou určeny normy ČSN EN 12697-22 a ČSN EN 12697-25. V první citované normě je popsána klasická zkouška pojíždění kolem v několika variantách, v druhé pak sofistikovanější dynamické zkoušky při jednoosém nebo trojosém namáhání v triaxiální komoře, přičemž lze v současnosti používat pro funkční zkoušení pouze triaxiální zkoušku. V současné době se funkční vlastnosti litých asfaltů měří v České republice na dvou pracovištích na srovnatelných přístrojích [1, 2], obr. 1.
Pro lité asfalty jsou určeny zkušební normy ČSN EN 12697-20 a 21, kde první z norem umožňuje zkoušení na krychlích, popř. Marshallově tělese, druhá pak na tělese deskovém.
Na jednání WG1 v Berlíně v říjnu 2004 byly vzneseny požadavky ze strany švýcarského a německého zástupce, aby do normy EN 13108-20 byly dodatečně doplněny ještě dynamické zkoušky litého asfaltu s ohledem na dobré zkušenosti s touto zkouškou na národní úrovni. Tento požadavek byl na jednání schválen. Protože však v řadě norem EN 12697 nebyla uvedena ani švýcarská, ani německá zkušební metoda a nebyl časový prostor tyto zkoušky do norem zavádět, byla pro dynamické číslo tvrdosti vybrána z normy ČSN EN 12697-25 metoda A v jednoosém namáhání, i když tato zkouška byla původně určena pro zkoušení hutněných asfaltových směsí.

 PRINCIP METODIKY ČSN EN 12697-25 METODA A
Zkušební metoda A popisuje postup pro stanovení charakteristik dotvarování asfaltových směsí prostřednictvím zkoušky dynamického dotvarování v jednoosém přístroji s omezením vodorovné deformace. Při zkoušce je cyklickému osovému tlaku vystaveno zkušební těleso. Aby se dosáhlo jistého omezení, je průměr zatěžovací desky menší než průměr zkušebního vzorku. Tato zkouška se provádí za následujících zkušebních podmínek: válcové zkušební těleso o průměru Litý asfalt lze považovat za speciální druh asfaltové směsi. Na rozdíl od běžně vyráběných hutněných asfaltových směsí, u kterých je skladba směsi založena na zaklínění kostry kameniva stmelené asfaltovým pojivem s dostatečným množstvím zbylých mezer, přenáší veškeré zatížení u litého asfaltu mastixová složka, hrubé kamenivo tvoří pouze výplň a asfaltová vrstva vzduchové mezery neobsahuje. Z tohoto důvodu se pro lité asfalty používají asfaltová pojiva tvrdší gradace. Oba dva typy směsí se pod účinkem dopravního zatížení přetvářejí, a pokud působí zatížení staticky za vysokých teplot, tvoří se díky viskózní povaze asfaltového pojiva trvalé deformace. Laboratorní zkoušení trvalých deformací se u hutněných asfaltových směsí provádí většinou zkouškou opakovaným pojížděním kolem na zhutněných deskách, u litých asfaltů pak zkouškou širokým trnem na krychlích. Tento způsob zkoušení je zaveden i v ČR a citované zkoušky jsou uvedeny v předpise TP 109 „Asfaltové hutněné vrstvy se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací“ a ČSN 73 6160 „Zkoušení silničních živičných směsí“.

Podle nových evropských norem se odolností proti tvorbě trvalých deformací zabývají následující předpisy:

• ČSN EN 12697-20 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 20: Stanovení hloubky zatlačení trnu na krychli nebo Marshallově zkušebním tělese;
• ČSN EN 12697-21 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 21: Stanovení hloubky zatlačení trnu na deskovém zkušebním tělese;
• ČSN EN 12697-22 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 22: Zkouška pojíždění kolem;
• ČSN EN 12697-25 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Část 25: Cyklická zkouška v tlaku.

Pro hutněné asfaltové směsi jsou určeny normy ČSN EN 12697-22 a ČSN EN 12697-25. V první citované normě je popsána klasická zkouška pojíždění kolem v několika variantách, v druhé pak sofistikovanější dynamické zkoušky při jednoosém nebo trojosém namáhání v triaxiální komoře, přičemž lze v současnosti používat pro funkční zkoušení pouze triaxiální zkoušku. V současné době se funkční vlastnosti litých asfaltů měří v České republice na dvou pracovištích na srovnatelných přístrojích [1, 2], obr. 1.
Pro lité asfalty jsou určeny zkušební normy ČSN EN 12697-20 a 21, kde první z norem umožňuje zkoušení na krychlích, popř. Marshallově tělese, druhá pak na tělese deskovém. Na jednání WG1 v Berlíně v říjnu 2004 byly vzneseny požadavky ze strany švýcarského a německého zástupce, aby do normy EN 13108-20 byly dodatečně doplněny ještě dynamické zkoušky litého asfaltu s ohledem na dobré zkušenosti s touto zkouškou na národní úrovni. Tento požadavek byl na jednání schválen. Protože však v řadě norem EN 12697 nebyla uvedena ani švýcarská, ani německá zkušební metoda a nebyl časový prostor tyto zkoušky do norem zavádět, byla pro dynamické číslo tvrdosti vybrána z normy ČSN EN 12697-25 metoda A v jednoosém namáhání, i když tato zkouška byla původně určena pro zkoušení hutněných asfaltových směsí.

PRINCIP METODIKY ČSN EN 12697-25 METODA A
Zkušební metoda A popisuje postup pro stanovení charakteristik dotvarování asfaltových směsí prostřednictvím zkoušky dynamického dotvarování v jednoosém přístroji s omezením vodorovné deformace. Při zkoušce je cyklickému osovému tlaku vystaveno zkušební těleso. Aby se dosáhlo jistého omezení, je průměr zatěžovací desky menší než průměr zkušebního vzorku. Tato zkouška se provádí za následujících zkušebních podmínek: válcové zkušební těleso o průměru.

ZÁVĚR
Na základě srovnávacích zkoušek provedených v ČR v roce 2006 bylo zjištěno, že nastavení kategorií pro dynamické číslo tvrdosti v normě EN 13108-6 Litý asfalt je příliš benevolentní. Žádný vzorek z výsledků měření nepřekročil hranici poměrného přetvoření 4 %. Obecně lze konstatovat, že všechny naměřené deformace jsou minimální. Absolutní hodnoty přetvoření se pohybují okolo 1 mm. Rozlišovací možnosti zkoušky mezi jednotlivými materiály jsou malé, navíc může vzniknout poměrně velká odchylka mezi jednotlivými měřeními. Výsledky obou pracovišť ukazují rozdílné výsledné hodnoty. To vše vede k přesvědčení, že nepřesnosti jsou způsobené malým zatížením a nízkou teplotou zkoušení. Všechny hodnoty naměřené při teplotě +40 °C nedosahovaly mezní hodnoty pro nejpřísnější kategorii dynamického čísla tvrdosti podle citované ČSN EN 13108-6 a směsi pak nebylo možné dobře vzájemně odlišit. Doplňkové zkoušky ukázaly, že lepší by bylo zvýšení teploty zkoušení nebo zvýšení velikosti zatížení nad 0,1 MPa.
Na základě obdobných zkušeností ze zahraničí bylo na jednání WG1 v Bernu v říjnu 2006 navrženo tuto zkoušku provádět se zatížením 875 N po dobu 0,2 s, působící na kruhovou ocelovou desku o průměru 56,4 mm (kontaktní napětí 0,35 MPa) při teplotě 50 °C s následným odtížením na 200 N na dobu 1,5 s (viz tab. 2). Tento návrh byl schválen a bude zapracován do EN 12697-25 a EN 13108-20.

Příspěvek byl řešen za pomoci MSM 6840770001.

Over the last few years there has been a gradual unification of standards in the Czech Republic as well as in the other European states. As a result, new specifications from other member states are being created or adopted. The purpose of each specification is to understand certain issue as concisely as possible which may be a long-term process from the point of view of functional material assessment. This article reviews the assessment standard of mastic asphalt characteristics. Dynamic tests have been performed in two independent laboratories. The article deals with obtained results which were elaborated in compliance with the prescribed standard. The objective is to contribute to a more efficient assessment of mastic asphalt.

Autoři

• doc. Dr. Ing. Varaus Michal
• Ing. Ryneš Ondřej
• Doc. Ing. Vacín Otakar Ph. D.