Teza de doctorat:” Urmărirea calităţii mixturilor asfaltice prin

Teza de doctorat:” Urmărirea calităţii mixturilor asfaltice prin încercări dinamice”

1/ 53

CUPRINS INTRODUCERE………………..……………………..………...5 OBIECTIVUL STUDIULUI ……………………………………5 PARTEA I Ipoteze teoretice şi principii de analiză Cap I CARACTERISTICI REOLOGICE ALE LIANŢILOR BITUMINOŞI……………………………………………………7 CAP II STRUCTURI RUTIERE FLEXIBILE..…….. ...........9 II.1.Structuri rutiere…………………………………………….9 II.1.1.Generalităţi…………………………………………….......9 III CARACTERISTICI REOLOGICE SI CARACTERIZAREA MIXTURII ASFALTICE PRIN INCERCARI STATICE SI DINAMICE...............................11 III.1.Generalităţi……………………………..........................11 III.2.Caracterizarea mixturilor asfaltice prin încercǎri dinamice…………………………………………………………12 III.2.1.Modulul complex şi unghiul de fază al mixturilor bituminoase….....................................................................13 III.2.2.Modulul de rigiditate al mixturilor bituminoase….........14 III.2.3..Rezistenţa la oboseală a mixturilor bituminoase……….15 III.3. Echipamente de laborator pentru efectuarea încercǎrilor de rigiditate şi obosealǎ…………………………………………….16 PARTEA II Program experimental şi rezultate primare CAP IV URMĂRIREA CALITĂŢII MIXTURILOR ASFALTICE CU DIFERITE ALCĂTUIRI PRIN PRISMA ÎNCERCĂRILOR DINAMICE…………………………….…18

Doctorand: ing. Mirela SCORŢANU


2/ 53

IV.1.Analiza materialelor pentru prepararea mixturilor tip BA 16………………………………………………………....... 18 IV.1.1.Filerul ………....................................................................18 IV.1.2.Bitumul...............................................................................18 IV.1.3.Agregatele de carieră…………………………………….18 IV.2.Proiectarea si verificare mixturilor bituminoase tip BA 16………………………………………………………...............18 IV.2.1.Proiectarea masticurilor bituminoase……………….........18 IV.2.2.Verificarea masticurilor bituminoase……………….........19 IV.2.3.Concluzii referitoare la rezultatele obţinute pe mastic…...22 IV.3.Proiectarea mixturilor bituminoase …………………….23 IV.3.1.Proiectarea mixturii asfaltice tip BA16………………….24 IV.3.1.1.Proiectarea conform metodologiei Marshall………….24 IV.3.1.2.Verificarea proiectării conform metodologiei SUPERPAVE………………………………………………........25 IV.3.1.3.Prepararea probelor de mixtura tip MA 1-MA6 conform dozajelor proiectate precum si confectionarea epruvetelor specifice incercarilor statice si dinamice specifice...........................................25 IV.4.Urmărirea calităţi mixturilor asfaltice prin încercări statice………………………………………………………........27 IV.4.1.Corespondenţa între rezultatele obţinute prin metoda Marshall şi verificarea SUPERPAVE…………………………...28 IV.5.Urmărirea calităţi mixturilor asfaltice prin încercări dinamice........................................................................................29 IV.5.1.Modul de rigiditate………………………………….........29 IV.5.1.1.Modul de rigiditate la temperatura de 5°C, 15°C şi 40°C pe epruvete cilindrice trapezoidale 2PB -TR...............................29 IV.5.1.2.Modul de rigiditate la temperatura de 5°C, 15°C şi 40°C pe epruvete cilindrice IT-CY…...................................................32 IV.5.1.3.Comparaţie între rigiditatea pe epruvete trapezoidale şi



3/ 53

cea pe cilindrice …………………………………………............33 IV.5.2.Deformaţii permanente- modulul de fluaj ………….........34 IV.5.2.1.Deformaţii permanente- modulul de fluaj la 50°C, 40°C şi 50°C pe epruvete cilindrice...........................................................34 IV.5.3.Rezistenţa la oboseală........................................................37 IV.5.3.1.Rezistenţa la oboseală la 15°C pe epruvete trapezoidale37 IV.5.3.2.Rezistenţa la oboseală la 5°C , 15°C şi 40 °C pe epruvete cilindrice (ITT)…………………………………………………..38 IV.5.3.3.Comparaţie între încercarea la Oboseală pe epruvete cilindrice ITT şi cea pe epruvete trapezoidale 2PB-TR………...40 IV.6. CONCLUZII……..............................................................42 CAP V CONTRIBUŢII PERSONALE ŞI RECOMANDĂRI …………………………………………………………………...44 BIBLIOGRAFIE……………………………………….………47 LISTA TABELELOR Tabel IV.2 Rezultatele încercărilor efectuate pe bitum pur şi mastic bituminos cu două dozaje pentru 2 tipuri de filer. Tabelul IV.3 Compoziţii granulometrice Tabelul IV.4 Trecerile pe site pentru amestecurile studiate Tabelul IV.5 Coeficienţii de corelare între cele două metode de roiectare Tabelul IV.6 Rezultatele încercărilor statice (VMA, VFB, S) şi cele dinamice, rigiditate şi oboseală pe epruvete cilindrice şi trapezoidale Tab. IV.7 Conditii tehnice rezultate din studiul experimentalşi normele în vigoare LISTA FIGURILOR Fig IV.1 Combinaţiile filer- bitum (masticuri) investigate în programul experimental.



4/ 53

Fig IV.2 Evoluţia modulului de rigiditate (E) a masticurilor bituminose cu diferite dozaje de filer cu bitum pur şi îmbătrânit la temperatura T de -18°C Fig IV.3 Diagramele distribuţiei granulometrice pentru cele 6 amestecuri de BA 16 Fig.IV.4. Volumul de goluri Va SI absrbtia A în funcţie si absorbtia A de dozajul de filer Fig.IV.5. Stabilitate Marshall (S) în funcţie de masa volumica maxima a agregatelor Fig. IV .6. Corespondenţa între volumele de goluri Va pentru cele doua metode de proiectare Fig IV.7 Reprezentarea modulului de rigiditate Ee pe epruvete trapezoidaleîn funcţie de temperaturǎ T Fig IV.8 Reprezentarea modulului vâscos E2 faţǎ de modulul elastic E1 pe epruvete trapezoidale Fig IV.9 Modulul de rigiditate Ee pe epruvete trapezoidale în funcţie de dozajul de filer Fig IV.10. Modulul de rigiditate pe epruvete cilindrice în funcţie de temperatură Fig.IV.12. Modulul de rigiditate Ee in funcţie de temperatură T pentru cele două metode de încercare Fig.IV.13 Curba deformaţiei axiale în funcţie de numărul de impulsuri pentru temperatura de 5 °C Fig.IV.14 Curba deformaţiei axiale în funcţie de numărul de impulsuri pentru temperatura de 40 °C Fig.IV.15 Curba deformaţiei axiale în funcţie de numărul de impulsuri pentru temperatura de 50 °C Fig.IV.16 Dreptele de oboseală pentru temperatura de 15°C şi o frecvenţă de 25 Hz Fig.IV.17 Curba de deformaţie verticală – număr de cicluri pentru mixtura BA 16 cu 8% filer Fig.IV.18 Curba de deformaţie verticală – număr de cicluri pentru mixtura BA 16 cu 9% filer Fig.IV.19 Curba de deformaţie verticală – număr de cicluri pentru mixtura BA 16 cu 12 % filer



5/ 53

Introducere OBIECTIVUL STUDIULUI URMĂRIREA CALITĂŢII MIXTURILOR BITUMINOASE PRIN ÎNCERCĂRI DINAMICE este o lucrare care îşi propune să prezinte rezultate privind urmǎrirea calităţii mixturilor asfaltice prin încercări dinamice. Din activitatea practică desfaşurată atât în laborator cât şi în execuţie se constată că unele mixturi bituminoase care îndeplinesc condiţiile de admisibilitate din SR 174/ AND 605 pentru încercări clasice, nu îndeplinesc condiţiile impuse de aceleaşi reglementari pentru încercările dinamice. Având în vedere acest lucru în cadrul tezei s-a întreprins un studiu privind proprietăţile fundamentale ale mixturilor bituminoase tip BA 16 preparate cu diverse dozaje de filer avându-se în vedere caracteristicile reologice ale masticurilor bituminoase. Lucrarea îşi propune obţinerea unor rezultate care sǎ poatǎ fi utilizate de cǎtre cei ce proiecteazǎ mixturi asfaltice pentru a scurta timpul de proiectare a unui amestec optim care sǎ satisfacǎ condiţiile impuse. Studiile experimentale au avut în vedere următoarele :

- Proiectarea în laborator a dozajelor pentru mixturile tip BA 16 analizate;

- Analiza comportării masticurilor bituminoase la temperaturi negative;

- Analiza comportării mixturilor proiectate atât pe epruvete cilindrice cât şi pe epruvete trapezoidale;

- Determinare rezistenţei la oboseală la diferite temperaturi a mixturilor proiectate, determinate atât pe epruvete cilindrice cât şi pe epruvete trapezoidale;

- Evaluarea comportării la deformaţii permanente la diferite temperaturi a mixturilor proiectate pe epruvete cilindrice;

Încercǎrile s-au efectuat în laboratoarele: CESTRIN, DRDP Bucureşti şi AQ TESTING BT În scopul stabilirii cauzelor care conduc la nerealizarea condiţiilor prevazute de reglementari pentru incercarile dinamice, în cadrul tezei s-a întreprins un studiu care să scoată în evidenţă atât proprietăţile



6/ 53

fundamentale ale mixturilor bituminoase cât şi caracteristicile reologice ale acestora. Studiul de laborator a fost condus pe mixturi bituminoase tip BA 16 preparate cu două tipuri de filer utilizate în dozaje diferite, încercările de laborator fiind realizate atât pe epruvete cilindrice cât şi trapezoidale. Scopul final al studiului întreprins este acela de a pune la dispoziţia specialiştilor recomandari utile care să permit acestora să proiecteze într-un timp relativ scurt mixturi bituminoase performante, care să îndeplinească în exploatare atât condiţiile statice cât şi cele dinamice specificate în reglementări. În vederea atingerii acestor obiective teza de doctorat a fost structurată pe 5 capitole şi doua părţi după cum urmează: PARTEA I cuprinzând 3 capitole care tratează ipotezele teoretice şi principiile de analiză pentru proiectarea, testarea şi stabilirea performanţelor bitumurilor şi mixturilor bituminoase utilizate la execuţia îmbrăcăminţilor flexibile. În CAP I intitulat ,,Caracteristici reologice ale lianţilor bituminoşi’’ se prezintă noţiuni generale privind reologia bitumurilor şi descrierea pe scurt a încercărilor clasice şi încercărilor derivate din Programul strategic de Cercetare SHRP*. În CAP II intitulat ,,Structuri rutiere flexibile’’ se prezintă tipuri de structuri rutiere, modele reologice, degradări specifice structurilor rutiere flexibile şi compactarea mixturilor asfaltice în laborator.. În CAP III intitulat ,,Caracteristici reologice si caracterizarea mixturilor asfaltice prin încercări statice şi dinamice’’ se prezintă, metode statice şi dinamice (rigiditate, oboseală şi fluaj dinamic) de caracterizare a mixturilor bituminoase, echipamentul conceput pentru realizarea testelor dinamice de rigiditate şi oboseală, precum şi recomandări privind certificarea mixturilor asfaltice. PARTEA II cuprinde 2 capitole care tratează partea experimentală În CAP IV intitulat ,,Urmărirea calităţii mixturilor bituminoase cu diferite alcătuiri prin prisma încercărilor dinamice’’ se prezintă aspectele specifice privind proiectarea amestecurilor bituminoase folosind metoda Marshall şi verificarea cu metoda SUPERPAVE,



7/ 53

precum şi comportarea acestora la rigiditate, deformaţii permanente şi obosealǎ. În CAP V intitulat ,,Contributii personale şi recomandări’’ se prezintǎ concluziile finale ale tezei, contribuţiile personale şi precizarea unor direcţii viitoare de cercetare. Bibliografia cuprinde un numǎr de 82 de lucrǎri şi studii din literatura de specialitate naţională şi internaţională privind proiectarea, testarea şi evaluarea performanţelor lianţilor precum şi a mixturilor preparate cu aceştia.

• Notă *SHRP Strategic Highway Research Program- NAS / USA Cap I CARACTERISTICI REOLOGICE ALE LIANŢILOR BITUMINOŞI Reologia poate fi considerată ca o ramură a fizicii ce se ocupă cu comportarea corpurilor deformabile care posedă cel puţin una din următoarele proprietăţi: elasticitate, plasticitate sau vâscozitate. În anul 1929 Societatea Americană de Reologie a acceptat definiţia dată de E.C. Bingham "reologia este studiul deformării şi curgerii materiei". Dar acest obiect de studiu aparţine şi altor ştiinţe care derivă din ramura de bază a fizicii: mecanica. De asemenea, poate fi remarcat că şi curgerea este un tip de deformare. Reiner, defineşte reologia ca fiind ,,ştiinţa ce se ocupă cu studiul deformării materialelor, incluzând şi curgerea”[47]. Nici această definiţie nu este însă completă. Analizând obiectul reologiei, interferenţa ei cu ştiinţele adiacente şi precizându-se locul ei în ansamblul ştiinţelor ce studiază curgerea şi deformarea corpurilor s-a propus următoarea definiţie: “Reologia este ştiinţa ce studiază interdependenţa între solicitările mecanice, răspunsul corpurilor şi proprietăţile acestora”[47] Această ştiinţă stabileşte modelele matematice care formează funcţia răspuns a unui corp supus la solicitări. O forţă sau un sistem de forţe aplicat unui corp conduce la mişcarea acestuia. Mişcarea corpului poate consta în deplasări sau/şi deformări. În general, deplasarea nu modifică poziţia relativă a elementelor ce formează corpul, dar modifică poziţia



8/ 53

acestuia, în raport cu un sistem de referinţă exterior. Ea constă in translaţia sau/şi rotaţia corpului[47] Procesul de îmbătrânire al bitumului pe parcursul procesului tehnologic de preparare şi punere în operă a mixturilor precum şi pe toată durata de viaţă a îmbrăcămintei rutiere poate fi monitorizat prin încercări şi echipamente SHRP specifice: vâscozitate cu vâscozimetru Brookfield RV, modulul complex de forfecare cu reometru de deformare dinamică DSR, modulul de rigiditate cu reometru cu grinda de încovoiere BBR, alungirea la rupere cu echipamentul de întindere indirectă DTT conform Figurii I.1

Fig.I.1. Reprezentarea metodelor de monitorizare a procesului de îmbatrânire a bitumului pe parcursul preparării şi punerii în operă a mixturilor precum şi pe durata de viaţă a îmbrăcămintei[80]

Executie (preparare, punere in opera) ornieraj

Fisurarea din oboseala (trafic)

Fisurarea la temperaturi scazute

Variatia imbracamintii Imbatranire RTFOT

Imbatranire PAV fara imbatranire



9/ 53

CAP II STRUCTURI RUTIERE FLEXIBILE II.1. Structuri rutiere II.1.1. Generalităţi Structura rutieră aşa cum rezultă din Fig. II.1 este alcatuită dintr-un ansamblu de straturi de diferite grosimi (h1….h4) realizate prin tehnologii adecvate, din diverse materiale de construcţie şi dimensionate astfel incât sǎ poatǎ prelua, pe o perioadǎ determinatǎ solicitǎrile din trafic şi din condiţiile climaterice, în limita deformaţiilor admisibile. Complexul rutier reprezintǎ ansamblul de straturi care alcǎtuiesc sistemul rutier şi zona activǎ a terasamentelor (adâncimea până la care practic nu se mai resimte influenţa sarcinilor mobile).

Structurile rutiere sunt alcătuite din straturi succesive prin care încărcarea pe roată se transferă la patul drumului fără să apară fisuri sau cedări plastice. [60]

Fig II.1. Structura rutiera şi complex rutier [60]

Structura rutieră

Structura rutieră



10/ 53

Fig.II.2. Sarcina aplicată prin roată[29] Fig.II.3. Distribuţia efortului în structura rutieră[2)

Figurile II.2 şi II.3 ilustrează modul în care încărcarea din trafic se aplică prin roată şi modul de distribuţie a efortului de compresiune în structura rutieră [29] În continuare în Fig.II.4.se prezintă o structură rutieră flexibilă şi distribuţia eforturilor de compresiune în structura rutieră [29]

Fig.II.4. structură rutieră flexibilă



11/ 53

III CARACTERISTICI REOLOGICE SI CARACTERIZAREA MIXTURII ASFALTICE PRIN INCERCARI STATICE SI DINAMICE III.1. Generalităţi

Mixtura asfaltică este un material compozit, caracteristicile fiecărui component în parte influenţând comportarea amestecului sub încărcare (solicitare). Mixturile asfaltice au proprietăţi elastice, vâscoase şi plastice. Comportarea mixturilor este complexă din cauza existenţei fenomenelor plastice şi depinde foarte mult de viteza de deformare: cu cât viteza de deformare este mai mare, cu atât comportarea elastică devine mai importantă decât cea vâscoasă şi invers. Pe de altă parte, din cauza proprietăţilor generale ale lianţilor, proprietăţile mixturilor asfaltice vor depinde foarte mult de temperatură: la temperaturi joase caracterul elastic este mai pronunţat decât cel vâscos şi invers. [58] Pentru studiul comportării mixturii asfaltice se aplică teoria vâscoelasticităţii [58]. Astfel în practică problema vâscoelastică se transformă într-o problemă elastica prin înlocuirea variabilei de timp cu o variabilă transformată, aplicând transformata Laplace. Deformaţiile mixturilor asfaltice sunt determinate de:

- Elasticitate cand sunt complet reversibile si independente de timp

- Plasticitate cand sunt permanente dar independente de timp - Fluaj cand sunt reversibile si ireversibile unele dependente altele

independente de timp - Vascozitate cand sunt ireversibile si independente de timp

Roţile autovehiculelor care circulă pe drum exercită solicitări de încărcare-descărcare, care cumulate în timp pot conduce la apariţia degradărilor, la început foarte mici, chiar invizibile. După un număr foarte mare de cicluri, din cauza însumării efectelor, materialul din sistemul rutier îşi pierde rezistenţa, se degradează şi astfel apare oboseala. Eforturile de întindere ce apar la baza straturilor asfaltice în timpul solicitării din trafic acţionează mai ales asupra masticului bituminos şi



12/ 53

sunt cele care conduc la apariţia deformaţiilor de întindere. Din cauza repetării încărcărilor se iniţiează fisuri care se propagă în strat odată cu intensificarea traficului, ajungând în cele din urmă la ruperea prin oboseală a structurii rutiere. III.2. Caracterizarea mixturilor asfaltice prin încercǎri dinamice

Fig.III.1. Tipuri de incercare, moduri încǎrcare si metoda de testare [47]

In Figura III.1 sunt prezentate trei tipuri de incercări dinamice pentru caracterizarea mixturilor bituminoase:



13/ 53

- Modulul complex şi unghiul de fazǎ se obţine sub incǎrcare sinusoidalǎ, şi este reprezentat prin partea realǎ şi partea imaginarǎ a modului complex -Modulul rezilient denumit dupǎ unii modul de elasticitate dinamic se obţine în cazul unei încǎrcǎri ciclice, iar forţa de compresiune se aplicǎ pe generatoare -Rezistenţa la tractiune indirectă se obţine când efortul este constant III. 2.1. Modulul complex şi unghiul de fază al mixturilor bituminoase Modulul complex este definit de relaţia efort-deformaţie pentru materialele vâscoelastice liniare ce sunt supuse încărcărilor sinusoidale. In practicǎ când asupra unei probe de mixtură asfaltică acţionează o incarcare sinusoidala, deformaţia ce rezultă, apare cu o întârziere dată de unghiul de fază δ . Dacă incarcarea sinusoidala σ este: σ =σ osin ω t (3.5) unde : σ o -amplitudinea incarcare;

ω –viteza unghiulară atunci deformaţia care rezultată este: ε =ε o sinω( t-δ ) (3.6) unde: ε o –amplitudinea deformaţiei,

δ –defazaj Modulul complex este: E*=E1 +iE2 =|E*|e i δ (3.7) Unde: E1 este partea reală sau elastică, E2 este partea imaginară sau vâscoasă, i 2 =-1

|E∗| = �E12 + E22 =𝜎0𝜖0

(3.8)

Modulul complex şi unghiul de fază se determină prin mai multe metode şi pe diverse forme de epruvete aşa cum este prezentat in Fig. III.2



14/ 53

Fig.III.2. Metode de testare, tipuri de incercare şi moduri incarcare [47]

III.2.2. Modulul de rigiditate al mixturilor bituminoase Modulul de rigiditate dinamic al mixturilor asfatice se determinǎ prin încercarea acestora, la încovoiere sub efort constant. Modulul de rigiditate: - furnizează informaţii despre gradul de deformare a materialului sub acţiunea unei incǎrcǎri date. - depinde de valorile deformaţiilor permanente şi de fenomenul de fisurarea din obosealǎ



15/ 53

- depinde de temperatura şi de viteza cu care este aplicată incărcarea Rigiditatea mixturii asfaltice este influenţată de două grupe de factori: -unii care se referă la constituenţii mixturii asfaltice: liant, conţinut de liant, natură agregat, grad de compactare, volum de goluri din mixtură -unii care se referă la condiţiile de solicitare: regim climatic, trafic, sarcină pe osie Cele trei efecte ale acestei incercari sunt: - Efortul de torsionare cauzat de diferenţa de temperatuăa între

suprafaţa de sus şi cea de jos a stratului asfaltic precum şi de interacţiunea stratului cu suprafaţa de contact .

- Efortul de încǎrcare care crează atît compresiunea cît şi intinderea în orice punct din masa mixturii

- Contracţia şi dilatarea care acţionează perpendicular una pe celalată , prima fiind pe direcţia de aplicare a forţei

III.2.3. Rezistenţa la oboseală a mixturilor bituminoase

Oboseala reprezintă reducerea rezistenţei unui material sub încărcări repetate. Se consideră că un material a ajuns în faza de rupere prin oboseală atunci când modulul complex de rigiditatea al acestuia a scăzut la jumătate din valoarea iniţială, ruperea fiind caracterizată prin numărul de încercări care au condus la această stare. Oboseala mixturilor asfaltice este definită ca un fenomen de fisurare a materialului, cauzat de acumularea deformaţiilor de întindere, sub sarcini repetate precum şi de tensiunile termice generate în structurile rutiere pe durata exploatării lor. Parametrii care influenţează fenomenul de oboseală sunt: încărcarea şi viteza de încărcare (frecvenţa), temperatura şi calitatea materialelor componente ale mixturii Aprecierea duratei de viaţă la oboseală a mixturilor asfaltice reprezintă o problem de mare importanţă. Calculul unui sistem rutier pentru dimensionare include aprecierea duratei de viaţă pentru un trafic cât mai mare.



16/ 53

Solicitările de încărcare-descărcare exercitate asupra drumului, conduc la apariţia degradărilor în timp. Materialul din sistemul rutier îşi pierde rezistenţa şi se degradează din cauza însumării efectelor, după un numar foarte mare de cicluri. La baza straturilor asfaltice în timpul solicitării din trafic apar eforturile de întindere care conduc la apariţia deformaţiilor de întindere şi acţionează mai ales asupra masticului bituminos. În figurile III.3 se prezintǎ cele mai utilizate teste de obosealǎ şi forma epruvetelor de încercat precum şi modul solicitării [47]

Fig. III.3. Teste de obosealǎ [47] III.3. Echipamente de laborator pentru efectuarea încercărilor de rigiditate şi oboseală Echipamentul utilizat în studiu a fost conceput pentru a putea efectua urmatoarele tipuri de încercări Fig. III.4: - Rigiditate pe epruvete :

• Cilindrice conform SR EN 12697-26, ANEXA C • Trapezoidale conform SR EN 12697-26, ANEXA A

- Oboseală pe epruvete • Cilindrice conform SR EN 12697-24, ANEXA E • Trapezoidale conform SR EN 12697-24, ANEXA A



17/ 53

Pentru testele pe epruvete cilindrice pentru ambele tipuri de incercări – oboseală şi rigiditate se utilizează partea de sus a incintei termostatate, iar pentru epruvete trapezoidale se utilizează partea de jos a incintei termostatate

Fig. III.4. Echipamentul pentru testare oboseală şi rigiditate pe epruvete cilindrice şi trapezoidale Acest echipament poate fi completat si cu dispozitive adecvate care să permită si realizarea altor încercari dinamice (de exemplu determinarea fluajul dinamic). Acest echipament a fost conceput si realizat în cadrul Laboratorului AQ TESTING BT, pe parcursul derulării activitaţilor de cercetare aferente tezei cu scopul expres de a fi utilizat la efectuarea încercarilor dinamice pentru evaluarea, pe această cale, a calitaţii mixturilor asfaltice, acesta constituind de fapt obiectivul principal al tezei. Plecând de la rezultatele încercărilor dinamice efectuate până în prezent pe mixturile produse în ţara noastră de laboratoarele de drumuri autorizate , să se creeze o bază de date naţionale conform Anexei 1



18/ 53

CAP IV URMĂRIREA CALITĂŢII MIXTURILOR ASFALTICE CU DIFERITE ALCĂTUIRI PRIN PRISMA ÎNCERCĂRILOR DINAMICE În vederea evaluării performanţelor mixturilor asfaltice prin încercări statice şi dinamice s-a conceput un program experimental ANEXA 2 IV.1. Analiza materialelor pentru prepararea mixturilor tip BA 16 IV.1.1. Filerul În studiul experimental efectuat s-au utilizat douǎ tipuri de filer: filer de calcar şi filer de cretǎ . Conţinutul de filer dintr-o mixturǎ aduce modificǎri asupra volumului de goluri şi rigiditaţii (un dozaj mai mare de filer conduce la volum mai mic de goluri şi rigiditate mai mare) şi influenţeaza dozajul de liant din mixturǎ. IV.1.2. Bitumul Bitumul utilizat în acest studiu a fost D50/70 LUK OIL BULGARIA . Din rezultatele analizelor SHRP efectuate la Laboratorul de grad naţional CESTRIN, a rezultat că bitumul analizat se încadrează în clasa de performanţă GP 64-28 . IV.1.3. Agregatele de carieră Materialele analizate au fost cribluri de Cerna din zona Dobrogei şi nisip natural de la Grădinari . IV.2.Proiectarea si verificarea mixturilor bituminoase tip BA 16 IV.2. 1.Proiectarea masticurilor bituminoase Dozajul de filer în compoziţia mixturii asfaltice, produce modificări ale caracteristicilor reologice ale liantului bituminos. De aceea la stabilirea compoziţiei unei mixturi asfaltice performante trebuie verificate în paralel caracteristicile reologice ale liantului bituminos cât



19/ 53

şi ale masticului bituminos, în diferite dozaje de filer, atât cu bitum pur cât şi cu bitum îmbătrânit. Pentru verificarea comportamentului reologic al masticurilor din mixturile asfaltice s-au preparat la temperatura de 135°C masticuri de bitum şi filer avand următoarea compozitie:

• D 50 /70 LUKOIL • D 50 /70 LUKOIL cu 25 % filer creta • D 50 /70 LUKOIL cu 25 % filer calcar • D 50 /70 LUKOIL cu 50 % filer creta • D 50 /70 LUKOIL cu 50 % filer calcar

În Figura IV.1. sunt prezentate combinaţiile si amestecurile de mastic investigate in cadrul programului experimental.

Fig IV.1 Combinaţiile filer- bitum (masticuri) investigate în programul experimental.

IV.2.2.Verificarea masticurilor bituminoase Pentru fiecare din aceste combinaţii s-au efectuat încercări pentru determinarea rigidităţii cu echipamentul BBR de la CESTRIN fiind singurul echipament din ţară. Caracteristicile reologice determinate conform metodologiei SHRP pe bitumul D 50/70 LUKOIL şi masticuri sunt prezentate în Tabelul IV.2 Evoluţia rigidităţii masticurilor bituminoase în funcţie de dozajul de filer la temperatura de -18°C utilizând bitum pur este prezentată în Fig IV.2 şi ne aratǎ cǎ masticul cu filer de cretǎ are rigiditate mai micǎ decît filerul de calcar pentru un dozaj de 25% în amestecul de mastic, iar pentru un dozaj de 50% in amestecul de mastic filerul de cretǎ are



20/ 53

rigiditatea de douǎ ori mai mare decît filerul de calcar. Aceasta se traduce prin faptul cǎ la acelaşi efort deformaţia este mai micǎ pentru masticul cu filer de calcar în dozaj de 25% şi mai mare, pentru masticul cu filer de cretǎ în dozaj de 25% , pentru masticul cu filer în procent de 50% situaţia se inverseazǎ deoarece masticul cu filer de cretǎ nu se mai deformeazǎ fiind foarte casant.

Diferenţa între filerul de cretǎ şi cel de calcar este caracterizată de valoarea suprafeţei specifice, de regulă fiind mai mică pentru filerul de cretǎ. Pentru masticurile cu filer în procent de 50 % rigiditatea este mai mare (nu se mai înscrie în valorile admisibile pentru bitum), decât pentru masticurile cu filer în procent de 25 %, iar filerul de calcar se comportă mai bine decât filerul de cretǎ a cărui rigiditate este de 2 ori mai mică. Masticurile cu filer de cretǎ şi bitum îmbătrânit au un punct de inflexiune pentru rigiditate la 25% procent de filer, iar cele cu filer de calcar nu au punct de inflexiune dar au o creştere continuǎ a rigiditǎţii.

Se poate concluziona ca rigiditatea bitumului creşte cu cât bitumul este mai îmbătrânit. Se observǎ cǎ între rigiditateamasticului bituminos cu bitum îmbătrânit şi cel cu bitum pur există o diferenţă, astfel rigiditatea masticului bituminos este de trei ori mai mare în cazul îmbǎtrânirii prin metoda PAV. Panta dreptei/ curbei de evolutie a rigidităţii scade cu cât bitumul este mai îmbătrânit. În acceaşi relaţie se află şi Se poate aprecia că masticul bituminos realizat cu bitum original şi dozaj de filer de 25% se comportă mai bine decat masticul bituminos realizat cu dozaj de filer de 50%.

Se constată de asemenea ,că masticul bituminos realizat cu bitum îmbătrânit, numai amestecul cu 25% filer de cretǎ verifică condiţiile SHRP(E=max.300MPa; m=min.0.3) evoluţia rigidităţii in funcţie de creşterea dozajului de filer



21/ 53

Tabel IV.2 Rezultatele încercărilor efectuate pe bitum pur şi mastic bituminos cu două dozaje pentru 2 tipuri de filer. În Fig. IV.2 sunt reprezentate valorile modulului de rigiditate (E) la temperatura de -18⁰C atât pe masticuri bituminoase realizate cu bitum pur cât şi cu cel îmbătrânit prin cele doua metode RTFOT şi PAV în amestec cu filerele adăugate in dozajele studiate.



22/ 53

Fig IV.2 Evoluţia modulului de rigiditate (E) a masticurilor bituminose cu diferite dozaje de filer cu bitum pur şi îmbătrânit la temperatura T de -18°C

IV.2.3. Concluzii referitoare la rezultatele obţinute pe mastic Din rezultatele prezentate pe masticuri se pot trage urmatoarele concluzii: - Masticurile bituminoase cu filer de calcar au rigiditate mai bunǎ

decât cele cu filer de cretǎ; - Rigiditatea masticului bituminos este influenţatǎ negativ de

îmbatrânirea bitumului. Cu cât bitumul este mai imbatrânit (PAV) cu atât rigiditatea masticurilor bituminoase creşte

- Indiferent de natura filerului masticurile bituminoase cu dozaj de filer mai mic (ex. 25%) au rigiditate mai bunǎ decât cele cu dozaj de filer in procent mai mare (ex. 50%)

- Rigiditatea masticurilor bituminoase este susceptibilă la temperatură, astfel aceasta creşte odatǎ cu scǎderea temperaturii de încercare;

- Dozajul optim de filer in mixtura trebuie sa fie mai mic de 30%; - Panta dreptei de rigiditate este descrecătoare cu cât temperatura

scade. Pentru masticul cu filerul de calcar panta este mai micǎ decât în cazul masticului cu filer de cretǎ cu bitum pur, sau îmbătrânit prin cele doua metode RTFOT şi PAV.

0100200300400500600700800900

-18Bitum+25% filer calcar Bitum dupa RTFOT+25% filer calcarBitum dupa PAV+25% filer calcar Bitum+50% filer calcarBitum dupa RTFOT+50% filer calcar Bitum dupa PAV+50% filer calcar

E [M

Pa]

T [°C]



23/ 53

IV.3.Proiectarea mixturilor bituminoase Optimizarea proiectării mixturii asfaltice pentru a se asigura o comportare favorabilă la temperaturi scăzute şi ridicate are drept scop găsirea unui model practic, care să aibă în vedere proprietăţile funcţionale relevante pentru condiţii diferite de climă şi trafic utilizând metoda Marshall şi verificarea cu metoda SUPERPAVE. Optimizarea constă dintr-un ansamblu de lucrări care urmǎresc obţinerea unei mixturi asfaltice cu comportare corespunzătoare atat la obosealǎ cat şi la deformaţii permanente. De aceste rezultate depinde comportarea ulterioară a straturilor asfaltice în cadrul structurii rutiere. În consecinţă, normele de proiectare a mixturilor asfaltice reglementează o serie întreagă de caracteristici ce trebuie avute în vedere pentru a se obţine mixturi si implicit îmbracaminţi performante. Pentru un anumit tip de mixtură asfaltică procedura de optimizare a dozajului de bitum, se realizează prin parcurgerea următoarelor etape pentru realizarea unui anumit tip de mixtură asfaltică: • Selectarea agregatelor minerale • Selectarea liantului • Proiectarea amestecului de agregate minerale, • Selectarea caracteristicilor volumetrice ale mixturilor asfaltice Vm

(volumul de goluri în mixtură, VMA (volumul de goluri în agregate) şi VFB( volum de goluri din agregate ocupat de bitum)

• Verificarea compoziţiei mixturilor asfaltice -incercari statice şi dinamice:

- S(stabilitate) - f(fluaj), - WTT(ornieraj) - Rezistenţa la oboseală prin încercarea la încovoiere în două puncte

pe epruvete prismatice 2PB-TR conform SR EN 12697/24 Anexa A - Încercarea la întindere indirectǎ ITT pe epruvete cilindrice conform

SR EN 12697/24 Anexa E - Modulul de rigiditate IT-CY(teste indirecte de tracţiune pe epruvete

cilindrice conform SR EN 12697/26 anexa C)



24/ 53

- Modulul de rigiditate 2PBTR sau 2PB-PR (rezistenţa la încovoiere în două puncte pe epruvete trapezoidale sau prismatice SR EN 12697/26 Anexa A),

IV.3.1. Proiectarea mixturii asfaltice tip BA16 Proiectarea mixturii asfaltice pentru determinarea dozajului optim de liant pentru stratul de uzură (BA 16) s-a efectuat prin metoda Marshall şi s-a verificat cu metoda SUPERPAVE. Proiectarea îmbrăcăminţilor flexibile se bazează pe limitarea deformaţiilor orizontale cât şi cele verticale, astfel încât acestea să nu constituie cauza unor fisuri sau deformaţii permanente excesive. Acumularea încărcărilor repetate din trafic care se produc pe durata de viaţă a unei îmbrăcăminţi au o importanţă semnificativă asupra apariţiei şi dezvoltării fisurilor şi a deformatiilor permanente ce pot să apară în îmbrăcăminte.(75) IV.3.1.1.Proiectarea conform metodologiei Marshall Materialele componente utilizate in cadrul studiului au fost următoarele: - Bitum D 50/70 (LUK OIL BULGARIA) - filer de cretă (Basarabi) / calcar (Holcim) - agregate concasate Cerna (Dobrogea), fracţii 0 / 4, 4 / 8 si 8 / 16 mm, NN Adunaţii Copăceni Verificarea materialelor si produselor s-a efectuat conform standardelor de certificare a materialelor si produselor Conform rezultatelor dozajul optim de bitum ales din masa mixturii asfaltice, pentru masa volumicǎ medie a agregatelor de 2789 kg/m3, este de 6.2 %. Pentru aceastǎ valoare sunt satisfǎcute condiţiile tehnice prevǎzute pentru acest tip de mixturǎ. Se constată că la densitatea aparentă maximă se obţine stabilitatea cea mai mare si volumul de goluri cel mai mic.



25/ 53

IV.3.1.2.Verificarea proiectării conform metodologiei SUPERPAVE Pentru verificarea prin metoda SUPERPAVE a dozajului optim de bitum obţinut în urma studiului Marshall s-au realizat amestecuri cu dozaje de bitum cuprinse intre (6.0 % - 6.4 %) şi s-au confecţionat cilindrii prin metoda compactării giratorii. Conform SR 174 efectuarea acestei încercări se face intre 80-120 giraţii. În conformitate cu prevederile specificaţiilor AASHTO R35 [83], [84], s-au stabilit cinci nivele de proiectare a mixturilor asfaltice în funcţie de durata de viaţă a îmbrăcăminţilor rutiere, luată în considerare la proiectare (20 ani) precum şi de volumul de trafic exprimat în milioane osii standard (m.o.s) de 80kN. Pentru studiul pe care l-am întreprins s-a ales valoare minimă de 80 giraţii corespunzătoare unui trafic mediu, considerând că acest număr minim de giraţii corespunde realizării în practică a unei Astfel s-a demonstrat cǎ procentul optim de liant 6.2 determinat prin metoda Marshall se verificǎ prin metoda SUPERPVE IV.3.1.3 Prepararea probelor de mixtură tip MA1-MA6 conform dozajelor proiectate precum şi confecţionarea epruvetelor specifice incercărilor statice şi dinamice specificate în norme Luând în considerare rezultatele obţinute în urma studiului Marshall precum şi rezultatele obţinute pe masticurile bituminoase s-a trecut la prepararea mai multor amestecuri bituminoase MA1-MA6 a căror dozaje de agregate şi densităţi maxime sunt prezentate în Tabelul IV.3, iar trecerile pe site precum şi condiţiile tehnice a acestor amestecuri sunt prezentate în Tabelul IV.4. Densitatea maximă a amestecului inclusiv filer a fost determinată utilizând masa volumică reală a fiecărei fracţiuni conform SR EN 1097-6, prin medie ponderată conform fracţiuni utilizate în compoziţie. Cele trei compoziţii granulometrice cu procente diferite de agregate şi filer satisfac condiţiile impuse de SR 174/1:2009 si Normativul AND 605 conform Tabelului IV.4 si graficului din Fig IV.3



26/ 53

Tabelul IV.3 Compoziţii granulometrice cu procente diferite de agregate şi filer Tip mixtură

8/16 (%)

4/8 (%)

0/4 (%)

0/4NN (%)

Filer (%)

Masa volumica maxima (kg/m3)

Tip Filer

MA1 29 29 27 6 9 2675,42 cretǎ MA2 28 30 10 20 12 2648,72 cretǎ MA3 30 28 25 9 8 2684,05 cretǎ MA4 30 28 25 9 8 2685,05 calcar MA5 28 30 10 20 12 2649,92 calcar MA6 29 29 27 6 9 2676,32 calcar Tabelul IV.4 Trecerile pe site pentru amestecurile studiate

Site mm

Treceri % Treceri % Treceri % Conditii tehnice SR174 Normativ AND 605

MA1 MA6 MA2 MA5 MA3 MA4 Min. Max 16 100 100 100 100 100 100 100 100 8 74.5 74.5 75,3 75.2 73.6 73.4 66 85 4 50 49.9 50,6 50.4 49.7 50.2 42 66 2 35.5 35.4 38.3 37.8 35.6 36.1 30 50 1 26.6 25.7 32,3 33.1 26.9 27.1 22 42 0,63 22.2 23.8 27.8 28.4 22.3 22.8 18 35 0,2 12.4 13.5 15.3 16.2 11.5 11.9 11 25 0,1 9.9 10.9 12.5 12.8 8.9 9.2 8 13 0,063 8.8 9.4 9.5 10 7.9 8.4 7 10

Fig IV.3 Diagramele distribuţiei granulometrice pentru cele 6 amestecuri de BA 16

0102030405060708090

100

0.01 0.1 1 10 100

TREC

ERI

(%)

D I M E N S I U N I S I T E (mm)

DIAGRAMA DISTRIBUTIEI GRANULOMETRICE



27/ 53

IV.4.Urmărirea calităţii mixturilor asfaltice prin încercări statice Prin încercarile statice s-au determinat caracteristicile fizico mecanice si volumetrice ale mixturilor asfaltice cu conţinut optim de bitum 6.2% preparate cu liant D 50/70 LUK OIL si diferite dozaje (8%, 9% si 12%) de filer de cretă şi filer de calcar compactate prin metoda MARSHALL Epruvetele cilindrice au fost pregătite în conformitate cu SR EN 12697/30 standard pentru testarea de stabilitate şi fluaj Marshall. Epruvetele cilindrice confecţionate au avut diametrul de 100 mm şi înălţimea cuprinsă între 63- 65 mm.

Fig.IV.4. Volumul de goluri Va Fig.IV.5. Stabilitate Marshall (S) si absorbtia A în funcţie în funcţie de masa volumica maxima de dozajul de filer a agregatelor Din analizarea rezultatelor încercarilor statice efectuate pe probe Marshall rezultă următoarele: - mixtura asfalticǎ preparatǎ cu filer de calcar în dozaj de 9% are cea mai bunǎ stabilitate Marshall - densitatea aparentǎ se situeazǎ intre valorile de 2376 si 2404 kg/m3, valoarea cea mai mare obţinându-se pentru mixtura asfalticǎ fabricatǎ cu filer de calcar în procent de 9%; - absorbţia de apǎ pentru mixturile asfaltice fabricate cu filer de cretǎ nu satisface condiţiile impuse intre 2,0-5,0 %, acest lucru se poate pune pe seama granulozitatii filerului de cretǎ utilizat; - masa volumică maximă a agregatelor influenţează stabilitatea mixturilor, din analiza rezultatelor obţinute se poate spune că

88.28.48.68.8

99.29.49.69.810

2300 2400 2500 2600 2700 2800BA 16 cu filer creta fct masa vol max. agregBA 16 cu filer calcar fct de masa vol max agreg"BA 16 cu filer creta- in functie de densitatea maxima a mix"BA 16 cu filer calcar- in functie de densitatea maxima a mix

ρ/ρm(k

S (KN)

0

1

2

3

4

5

8 9 10 11 12BA 16 cu filer de creta VaBA 16 cu filer de calcar-VaBA 16 cu filer de creta ABA 16 cu filer de calcar-A"

Va/A(%)

T(C)



28/ 53

amestecurile cu dozaje mai mari de filer, respectiv cu masa volumică maximă a agregatelor mai mică şi volum de goluri mai mic, au o rezistenţă la stabilitate mai mică În concluzie se poate spune cǎ mixtura asfalticǎ fabricatǎ cu filer de calcar se comportă cel mai bine. Aceste rezultate pot fi luate în considerare la proiectarea altor amestecuri de mixturi asfaltice. Pentru verificarea rezultatelor obţinute prin metoda Marshall s-a efectuat verificarea prin metoda SUPERPAVE prin determinarea caracteristicilor volumetrice folosind o compactare cu Compactorul giratoriu la 80 giraţii conform SR 174. Corespondenţa dintre cele douǎ metode de proiectare este datǎ in Fig. IV.6 şi aratǎ cǎ: -volumul de goluri din mixtura asfalticǎ Va şi volumul de goluri din amestecul de agregat VMA este mai mic pentru metoda SUPERPAVE unde compactarea s-a efectuat cu girocompactorul -volumul de goluri umplute cu bitum VFB este mai mare pentru metoda SUPERPAVE

IV.4.1 Corespondenţa între rezultatele obţinute prin metoda Marshall şi verificarea SUPERPAVE

Evaluarea volumelor de goluri prin cele douǎ metode de proiectare exprimatǎ prin relaţii de corespondenţǎ din Fig. IV.6 au coeficienţii de corelare prezentaţi în Tabelul IV.5

Tabelul IV.5 Coeficienţii de corelare între cele două metode de proiectare

Va VMA VFB Filer

cretă Filer calcar

Filer cretă

Filer calcar

Filer cretă

Filer calcar

R2 0.9868 0.9868 0.9778 0.9971 0.9727 0.9999



29/ 53

Fig. IV .6. Corespondenţa între volumele de goluri Va pentru cele doua metode de proiectare Y= 1.25X-0.333 R2= 0.9868 Va filer de creta Y= 1.25X-0.4167 R2= 0.9868 Va filer de calcar Se poate spune cǎ volumul de goluri obţinut prin metoda SUPERPAVE este mai mic decât prin metoda MARSHALL deoarece compactarea giratorie este mai eficientǎ, agregatele asezându-se mai bine datoritǎ celor douǎ mişcǎri ce se efectueazǎ simultan (rotaţia şi frǎmântarea). Analizând rezultatele se constatǎ cǎ filerul de calcar prezintǎ o comportare mai bunǎ decât filerul de cretǎ. Diagrama aratǎ cǎ cele douǎ drepte aproape se suprapun, iar coeficientul de corecţie are aceeaşi valoare. IV.5.Urmărirea calităţii mixturilor asfaltice prin încercări dinamice IV.5.1.Modul de rigiditate IV.5.1.1.Modul de rigiditate la temperatura de 5°C, 15°C şi 40°C pe epruvete trapezoidale 2PB-TR Modul de rigiditate a fost determinat la temperatura de 5°C, 15°C şi 40°C şi frecvenţa de 10 Hz pe epruvete trapezoidale 2PB-TR conform standardului SR EN 12697 / 26- metoda A Probele pentru testarea la rigiditate au fost pregătite din plăci confecţionate conform standardului SR EN 1269/33, folosind compactorul din dotarea Laboratorului CESTRIN sau TEHNOLOGICA RADION.

y = 1.25x - 0.3333 R² = 0.9868

y = 1.25x - 0.4167 R² = 0.9868 0

2

4

6

2.5 3 3.5

MAR

SHAL

L

SUPERPAVE Va filer creta Va filer calcarLinear (Va filer creta) Linear (Va filer calcar)



30/ 53

Dimensiunile plăcilor au fost de 305 mm × 305 mm şi grosimea de 35 mm. Rezultatele încercării la rigiditate 2PB-TR pentru epruvete trapezoidale sunt prezentate în Fig IV.7

Fig IV.7 Reprezentarea modulului de rigiditate Ee pe epruvete trapezoidaleîn funcţie de temperaturǎ T Modulul de rigiditate pe epruvete trapezoidale 2PB-TR conform standardului EN 12697/ 26- metoda A s-a efectuat la temperatura de 15°C conform SR 174/1:2009. Celelate douǎ temperaturi suplimentare 5°C şi 40°C au fost alese pentru a se obţine comportarea mixturii la temperatura maximǎ din cursul unui an şi la o temperaturǎ cât mai aproapiatǎ de temperatura de îngheţ 0°C. SR EN 13108/ Normativ AND 606 specifică efectuarea incercării la 20°C. Temperatura îmbrăcămintei a fost stabilită pe baza algoritmului SHRP pentru calculul temperaturii maxime adoptate. Algoritmul SHPR a stabilit o formulă prin care în funcţie de zona geografică a punctului respectiv (altitudine, longitudine) s-a stabilit temperatura maximă care poate fi atinsă în 7 zile consecutive călduroase. Din Fig IV.7 se observă cǎ rigiditatea scade odatǎ cu creşterea temperaturii deci mixtura este susceptibilă la variaţia temperaturii. De acest lucru ar trebui să se ţină seama la dimensionarea structurilor rutiere ce conţin straturi asfaltice. În Figura IV.8 este reprezentat modulul vîscos E2 în funcţie de modulul elastic E1 pentru cele trei temperaturi la care s-au efectuat teste

0

1000

2000

0 10 20 30 40 50BA16 cu filer creta -8% BA 16 cu filer creta -9%BA 16 cu filer creta -12% BA 16 cu filer calcar -8%BA 16 cu filer calcar-9% BA 16 cu filer calcar -12%

T( 0C)

E e(MPa)



31/ 53

5°C, 15°C şi 40°C. Graficul ne aratǎ cǎ filerul de calcar conduce la obţinerea unui amestec mai vâscos datoritǎ suprafeţei specifice mai mari a filerului, in timp ce filerul de cretǎ este mai puţin vâscos.

Fig IV.8 Reprezentarea modulului vâscos E2 faţǎ de modulul elastic E1 pe epruvete trapezoidale Se observǎ cǎ modulul vâscos şi cel elastic descresc de la temperatura de 5°C cǎtre 40°C, dar întotdeauna valorile sunt mai mari în cazul filerului de calcar. Utilizarea filerului de calcar conduce la o rigiditate mai bunǎ decât în cazul utilizarii filerului cretǎ pentru toate dozajele de filer utilizate. conform Fig IV.9. Procentual aceastǎ creştere a rigiditǎţii pentru cele două tipuri de filer este de 2 ori mai mare în cazul filerului de calcar pentru toate temperaturile la care s-au efectuat teste .

ig IV.9 Modulul de rigiditate Ee pe epruvete trapezoidale în funcţie de dozajul de filer

0

500

1000

1500

2000

0 500 1000 1500BA 16 cu filer de creta la 5°C "BA 16 cu filer de creta la 15°C"BA 16 cu filer de creta la 40° C "BA 16 cu filer de calcar la 5°C"BA 16 cu filer de calcar la 15°C BA 16 cu filer de calcar la 40°C

0

500

1000

1500

2000

2500

8 9 12BA 16 cu filer creta la 5⁰C BA 16 cu filer creta la 15⁰C BA 16 cu filer creta la 40⁰C BA 16 cu filer calcar la 5⁰C BA 16 cu filer calcar la 15⁰C BA 16 cu filer calcar la 40⁰C

E2[MPa]

Ee (MPa)

Procent filer (%)

E1[MPa]



32/ 53

În Fig IV.9 se observă că modulul de rigiditate creşte pe masură ce creşte procentul de filer atingând un maxim pentru mixtura cu filer de cretǎ în dozaj de 12% . Modulul de rigiditate este mai mare în cazul filerului de calcar decât la cel de cretă, iar rezultatele pentru mixtura asfaltică tip A6 ( cu filer de calcar in procent de 9% ) sunt corespuzǎtoare. IV.5.1.2. Modul de rigiditate la temperatura de 5°C, 15°C şi 40°C epruvete cilindrice IT- CY Testele de tracţiune indirectă IT- CY pe epruvete cilindrice conform EN 12697 /26 anexa C au fost efectuate pe echipamentul din dotarea laboratorului AQ TESTING BT Încercarea s-a efectuat pe două diametre perpendiculare ale epruvetei. Încercǎrile de rigiditate pe epruvete cilindrice IT-CY s-au efectuat la aceleaşi temperaturi ca şi cele pe epruvete trapezoidale 2PB-TR conform Fig. IV.10. Se poate spune că au aproximativ aceeaşi reprezentare dar la altǎ scarǎ, in acest caz de 5 ori mai mare decât în cazul epruvetelor trapezoidale. Prin urmare mixturile asfaltice sunt susceptibile la temperaturǎ.

Fig IV.10. Modulul de rigiditate pe epruvete cilindrice în funcţie de temperatură

3000

8000

BA 16 cu filer creta -8% BA 16 cu filer creta -9%BA 16 cu filer creta -12% BA 16 cu filer calcar -8%BA 16 cu filer calcar-9% BA 16 cu filer calcar-12 %

50C 150C 400C

Temperatură °C)

Ee[MPa]



33/ 53

Mixturile realizate cu filer de calcar conduc la o rigiditate mai mare pentru acest tip de mixtură. Din rezultatele obţinute pe cilindrii Marshall confecţionaţi în laborator în aceleaşi condiţii de preparare se observă urmǎtoarele: *Cele mai mici rezultate ale rigidităţii s-au obţinut pe probele cu filer cretă în procent de 8% la temperatura de încercare de 400C ceea ce înseamnă că temperaturile ridicate de pe timpul verii influenţează negativ rigiditatea stratului de uzură. *Modulul de rigiditate creşte pe mǎsurǎ ce creşte conţinutul de filer, dar un procent prea mare poate reduce rezistenţa la oboseală a acestui strat. *Creşterea vâscozităţii liantului conduce la o rigiditatea este mai mare pentru valori scăzute ale temperaturii *Rigiditatea este influenţată direct de volumul de goluri din mixtura asfaltică

IV.5.1.3. Comparaţie între Rigiditatea pe epruvete trapezoidale şi cea pe cilindrice Având în vedere cǎ standardul de certificare a mixturilor asfaltice în sistem reglementat SR EN 13108 /20 impune verificarea rigiditǎţii mixturilor asfaltice şi pe epruvete trapezoidale, s-a încercat stabilirea unei legături între tipurile de încercare utilizate în studiu pentru determinarea rigidităţii Fig. IV. 11 .

010002000300040005000600070008000

8 % filer 9 % filer 12 % filerBa 16 cu filer creta: IT-CY; 5°C BA 16 cu filer creta -IT-CY 15 °CBA 16 cu filer creta; IT-CY-;40C BA 16 cu filer calcar;IT-CY ;5°CBA 16 cu filer calcar; IT-CY; 15°C BA 16 cu filer calcar; IT-CY;40°CBA 16 cu filer creta 2PB-TR -5°C "BA 16 cu filer creta;2PB-TR; 15°C"BA 16 cu filer creta; 2PB-TR ;40°C "BA 16 cu filer calcar;2PB-TR ;5°C"BA 16 cu filer calcar;2PB-TR ;15°C BA 16 cu filer calcar;2PB-TR ;40°C"

Ee (M

Pa)



34/ 53

Fig.IV.11. Modulul de rigiditateEe în funcţie de dozajul de bitum şi de metoda de încercare Se poate spune că prin metoda de încercare pe epruvete trapezoidale 2PB-TR se obţin rezultate mai mici decât prin metoda IT-CY pe epruvete cilindrice conform Fig. IV.12. Pentru a se obţine o relaţie de corespondenţă între cele două metode trebuie efectuate încercări interlaboratoare. Standardul de certificare a mixturilor SR 13108-1 nu specifică prin ce metodă trebuie atinse valorile minime impuse, dar standardul SR EN 13108/20 de încercări iniţiale de tip propune ambele metode. Încercările interlaboratoare ar prezenta corespondenţa între cele două metode astfel încât să nu fie nevoie

Fig.IV.12. Modulul de rigiditate Ee in funcţie de temperatură T pentru cele două metode de încercare IV.5.2. Deformaţii permanente- modulul de fluaj IV.5.2.1. Deformaţii permanente- modulul de fluaj la 50°C, 40°C şi 50°C pe epruvete cilindrice Deformaţia reprezintă modificarea formei fără posibilitatea revenirii la cea iniţială.

100

BA 16 cu8% filer creta prin IT-CY% BA 16 cu 9% filer creta prin IT-CYBA 16 cu 12 % filer creta prin IT-CY BA 16 cu 8 % filer calcar prin IT-CYBA 16 cu 9% filer calcar prin IT-CY BA 16 cu 12% filer calcar prin IT-CY"BA 16 cu 8% filer creta prin 2PB -TR BA 16 cu 9% filer creta prin 2PB-TR"BA 16 cu 12% filer creta prin 2PB-TR "BA 16 cu 8% filer calcar prin 2PB-TRBA 16 cu 9% filer calcar prin 2PB-TR BA 16 cu 12% filer calcar prin 2PB-TR

50C 150C 400C

Ee(M

Pa)

T (°C)



35/ 53

Deformarea permanentǎ reprezintă deformaţia axială cumulată a probei după aplicarea unui număr de impulsuri. Aparatul cu care s-a realizat acestă încercare este un CRT-NU care se regăseşte în cadrul laboratoarele DRDP-urilor şi efectueazǎ încercarea conform SR EN 12697/25 Medoda B. Echipamentul este prevăzut cu o cameră termostatată cu circulaţia forţată a aerului în care se află plasată presa. Probele încercate au fost confecţionate în laboratorul SC AQ TESTING BT prin compactare Marshall cu un nr de 50 de lovituri pe ambele feţe şi au fost încercate la DRDP Bucuresti

Fig.IV.13 Curba deformaţiei axiale în funcţie de numărul de impulsuri pentru temperatura de 5 °C


0.1

1

10

1 10 100 1000 10000BA16 cu 8% filer creta BA16 cu 9% filer creta BA16 cu 12 % filer cretaBA 16 cu 8% filer calcar BA16 cu 9% filer calcar BA16 cu 12% filer calcar

Nr impuls

0.1

1

10

1 10 100 1000 10000BA16 cu 9%filer Creta BA16 cu 12% filer creta BA16 cu 8% filer creta

BA16 cu 8% filer calcar BA16 cu 12% filer calcar BA16 cu 9 % filer calcar

Nr puls

Deformare axiala (%)

Deformare axiala (%)



36/ 53


Rezultatele obţinute aratǎ cǎ temperatura este un factor foarte important pentru evaluarea fluajului dinamic in cazul celor 6 amestecuri de mixturi asfaltice tip BA 16. Astfel cu cât temperatura este mai mare fluajul dinamic scade. Se poate spune cǎ diferenţa între rezultatele pentru fluaj la 5˚C şi 40˚C pentru cele douǎ tipuri de filer este mai mare în cazul mixturilor cu dozaje de 8 şi 9 % filer decât în cel cu 12 %. Conform aşteptǎrilor, mixturile asfaltice cu modul de rigiditate mare au un fluaj dinamic mic. Din analiza rezultatelor reiese că viteza de fluaj pentru încercarea la 5 °C este subunitară spre deosebire de cea de la 40 °C şi 50 °C care este supraunitară. Pânǎ în prezent mixturile care satisfac condiţiile pentru rigiditate ( modul de rigiditate la 15°C – min 4500 MPa) şi cele pentru fluaj dinamic ( deformaţia la 50 °C – max. 30000 με/m , viteza de deformaţie la 50 °C – 3 με/ciclu) sunt cele fabricate cu filer în dozaj de 9% atât pentru calcar cât şi pentru cretǎ, rezultatele cele mai bune obţinându-se pentru filerul de calcar. În aceastǎ situaţie viteza de deformare este subunitarǎ, iar evoluţia rigiditǎţii este direct proporţionalǎ cu viteza de deformare. Evoluţia fluajului dinamic în funcţie de viteza de deformare la temperatura de 40°C ne aratǎ cǎ fluajul dinamic pentru mixtura asfalticǎ cu filer de cretǎ creşte mult mai repede decât cea cu filer de calcar pânǎ la viteza de deformare de 5 με/ciclu. Din acest punct fluajul dinamic

0.1

1

10

1 10 100 1000 10000BA 16 cu 8% filer creta BA 16 cu 9% filer creta BA 16 cu 12 % filer creta

BA 16 cu 8% filer calcar BA 16 cu 9% filer calcar BA 16 cu 12% filer calcar

Deformatia axiala (%)

Nr impulsuri



37/ 53

pentru mixtura asfalticǎ cu filer de cretǎ are valori mai mari decât cel pentru mixtura asfalticǎ cu filer de calcar. Viteza cu care se realizeazǎ deformarea pe parcursul ciclurilor creşte odatǎ cu creşterea temperaturii de încercare, a procentului de filer precum şi a fineţii materialului granular. IV.5.3. Rezistenţa la oboseală IV.5.3.1. Rezistenţa la oboseală la 15°C pe epruvete trapezoidale

Epruvetele trapezoidale au fost confecţionate cu compactorul cu role şi apoi decupate sub formă de trapez isoscel după dimensiunile din standard. Încercarea s-a efectuat sub amplitudine constantă de 100, 200 şi 300 μ def. S–a urmărit influenţa temperaturii şi a tipului de filer asupra duratei de viaţă la oboseală reprezentată prin numărul de cicluri corespunzatoare ruperii. Încercările s-au efectuat la temperatura de 15oC si frecvenţa de 25 Hz. Rezultatele încercării la oboseală pe epruvete trapezoidale sunt prezentate în grafic de tipul celui prezentat în Figura IV.16.

Fig.IV.16 Dreptele de oboseală pentru temperatura de 15°C şi o frecvenţă de 25 Hz

Fig.IV.16 arată că amplitudinea este invers proporţională cu numarul de cicluri până la care are loc ruperea , astfel când amplitudinea creşte numarul de cicluri de incărcare scade. Aceste caracteristici sunt influenţate de procentul de filer şi de tipul acestuia.

0.001.002.003.004.005.006.007.00

2 2.301029996 2.477121255BA 16 cu 9% filer creta BA 16 cu 12% filer cretaBA 16 cu 8% filer creta "BA 16 cu 12% filer calcar''BA 16 cu 8% filer calcar "BA 16 cu 9% filer calcar''

Log(N)



38/ 53

Durata de viaţă la oboseală a mixturilor bituminoase presupune două stadii: durata de serviciu (până la iniţierea fisurii) şi durata de rupere (de la iniţierea fisurii până la rupere). Deformaţia la 106 cicluri pentru încercarea pe probe trapezoidale la temperatura de 15°C este aproximativ 100 μdef IV.5.3.2. Rezistenţa la oboseală la 5°C , 15°C şi 40°C pe epruvete cilindrice (ITT) În acest capitol se vor prezenta efectele din obosealǎ sub încǎrcǎri repetate prin încercarea la întindere indirectǎ conform SR EN 12697/26 Anexa E, obţinându-se curbele de obosealǎ a mixturilor asfaltice. Incercarea se efectueazǎ sub efort controlat ceea ce conduce la duratǎ de viaţǎ la obosealǎ mai moderatǎ decât cea sub deformaţie controlatǎ.

Fig.IV.17 Curba de deformaţie verticală – număr de cicluri pentru mixtura BA 16 cu 8% filer Se observă că mixtura MAMQ rezistă la un numǎr de mare de cicluri ( 9000-10000), iar deformaţia verticală se situeazǎ intre 1.2-1.8 mm în funcţie de procentul de filer şi temperatura de încercare.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 10 100 1000 10000 100000 1000000BA 16 cu 8% filer creta la 5⁰C "BA 16 cu 8% filer creta la 15⁰C "BA 16 cu 8% filer calcar la 5⁰C BA 16 cu 8% filer calcar la 15⁰C ""BA 16 cu 8% filer creta la 40⁰C "BA 16 cu 8% filer calcar la 40⁰C



39/ 53

Fig.IV.18 Curba de deformaţie verticală – număr de cicluri pentru mixtura BA 16 cu 9% filer

Fig.IV.19 Curba de deformaţie verticală – număr de cicluri pentru mixtura BA 16 cu 12 % filer Din curbele deformaţiei verticale în funcţie de numărul de cicluri de încărcare se poate spune că mixtura asfaltică fabricată cu filer în dozaj de 9% şi dintre acestea cea cu filer de calcar are cea mai bună comportare la oboseală (număr cicluri până la rupere). Observând aceste curbe se poate spune că temperatura de 15 ˚C conduce la creşterea duratei de serviciu.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1 10 100 1000 10000 100000 1000000BA 16 cu 9% filer creta la 5⁰C "BA 16 cu 9% filer creta la 15⁰C "BA 16 cu 9% filer calcar la 5⁰C BA 16 cu 9% filer calcar la 15⁰C "BA 16 cu 8% filer calcar la 40⁰C BA 16 cu 9% filer creta la 40⁰C

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 10 100 1000 10000 100000 1000000BA 16 cu 12% filer creta la 5⁰C "BA 16 cu 12% filer creta la 15⁰C "BA 16 cu 12% filer calcar la 5⁰C BA 16 cu 12% filer calcar la 15⁰C BA 16 cu 12% filer creta la 40⁰C BA 16 cu 12% filer calcar la 40⁰C



40/ 53

Deformaţia verticală la încercarea pe epruvete cilindice creşte atunci când temperatura şi procentul de filer cresc. Se observă cǎ la temperatura de 15 ˚C numărul ciclurilor de încǎrcare este mai mare faţǎ de cele de la temperatura de 5°C şi 40 ˚C . IV.5.3.3. Comparaţie între încercarea la Oboseală pe epruvete cilindrice ITT şi cea pe epruvete trapezoidale 2PB-TR Pentru compararea rezultatelor obţiute prin încercări statice şi dinamice se prezintă în tabelul IV.20 Rezultatele încercărilor statice (VMA, VFB, S) şi cele dinamice, rigiditate şi oboseală pe epruvete cilindrice şi trapezoidale. Tabelul IV.6 Rezultatele încercărilor statice (VMA, VFB, S) şi cele dinamice, rigiditate şi oboseală pe epruvete cilindrice şi trapezoidale



41/ 53

Interpretarea rezultatelor prin evaluarea încercărilor dinamice privind calitatea mixturilor asfaltice studiate în conformitate cu standardele în vigoare

-Studiul prezentat poate conduce la valori orientative pentru condiţii de calitate impuse pentru caracteristicile determinate corespunzator metodelor prezentate. Astfel din acest studiu s-au desprins unele condiţii tehnice pentru betoanele asfaltice pentru stratul de uzură tip BA 16 înainte de apariţia Normativului AND 605, în continuare se prezintă aceste conditii în Tabelul IV.7: Tab. IV.7 Conditii tehnice rezultate din studiul experimentalşi normele în vigoare



42/ 53

IV.6. CONCLUZII In acest capitol s-au pus în evidenţă aspectele privind influenţa filerului mineral asupra proprietăţilor reologice ale masticurilor bituminoase şi a mixturilor asfaltice precum şi a performanţelor acestora. Pentru ca îmbrăcămintea asfaltică să se comporte normal în condiţii de exploatare, ea ar trebui concepută pe baza testelor pentru temperaturile din exploatare, dar acest lucru este imposibil datorită schimbarilor climatice cu care ne confruntăm din ce în ce mai mult. Dintre factorii care influenţează deformaţiile permanente ale mixturilor asfaltice s-a pus accent cel mai mult pe condiţiile climatice realizându-se determinări la diferite temperaturi cuprinse între 5 ⁰C şi 40 ⁰C . Calitatea mixturilor asfaltice este dată de constanţa proprietăţilor statice şi dinamice a mixturii asfaltice proiectate. Cu ajutorul încercărilor dinamice se pot evita domeniile de temperatură la care mixtura nu poate fi utilizată. Pe baza condiţiilor impuse încercărilor dinamice se stabilesc criteriile de performanţă pentru fiecare tip de mixtură. Astfel din studiul efectuat se pot prezenta următoarele concluzii: - Filerul măreşte vâscozitatea lianţilor prea fluizi, precum şi a tuturor

lianţilor încălziţi la temperaturi ridicate. Datorită acestui fapt se recomandă sporirea dozajului de liant în mixtură, pentru a mări coeziunea şi impermeabilitatea, fără să existe pericolul ca mixtura să devină instabilă sau să apară exces de bitum la suprafaţa mixturii. Dozajul de filer în mixtura asfaltică influenţează semnificativ modulul de rigiditate, acesta sporind odata cu cresterea dozajului de filer.

- Caracteristicile reologice ale liantului şi masticului influenţează caracteristicile fizico mecanice şi dinamice a mixturilor asfaltice

- Rigiditatea mixturii creşte odatǎ cu îmbătrânirea bitumului, iar panta dreptei de rigiditate scade. Acest fenomen înlesneşte apariţia fenomenului de fisurare. Rigiditatea, determinată în aceleaşi condiţii de temperatură, pe epruvete prismatice este de 5 ori mai mare decât cea pe epruvete cilindrice, filerul de calcar asigurand o performanţă mai bună decât filerul de cretă, atât deformaţiile la întindere (orizontale) fiind mai mici pentru mixturile cu filer de calcar , iar



43/ 53

deformaţile verticale sunt superioare pentru mixturile cu filerul de calcar

- Rezistenţa la oboseală este mai mare pentru epruvetele trapezoidale faţă de cele cilindrice deoarece difeăa metoda de compactare, la cele cilindrice prin impact, iar la cele trapezoidale prin framântare

- Volumul de goluri din mixtură Va mai mic conduce la o rigiditate mai mică şi o rezistenţă la oboseală mai mare.

- Volumul de goluri din agregate VMA mai mic conduce la o rigiditate mai mare şi o rezistenţă la oboseală mai mică.

- Volumul de goluri umplute VFB mare conduce la o rigiditate mai mare şi o rezistenţă la oboseală mai mică.

- Cele trei volume de goluri sunt într-o relaţie de forma VFB=(VMA-Va)/ VMA ceea ce arată că o creştere a Volumul de goluri din agregate VMA conduce la o scădere a volumului de goluri umplute cu bitumVFB

- Caracteristicile volumetrice obţinute prin metoda de proiectare Marshall pot determina caracteristicile volumetrice obţinute prin metoda de verificare SUPERPAVE pe baza relaţiei şi coeficientului de corelare

- Rezultatele încercărilor efectuate pe masticurile preparate au ajutat în proiectarea mixturii asfaltice pentru stratul de uzură Ba16 care trebuie să aibă o comportare bună la verificările efectuate prin încercări dinamice

- Caracteristicile mixturilor asfaltice sunt influenţate de compoziţia mixturii şi calitatea agregatelor precum şi de parametrii mecanici (frecvenţă, viteza de încărcare, efort etc)

- Cunoaşterea rezistenţei la oboseală a mixturilor asfaltice este foarte importantă pentru dimensionarea structurilor rutiere. Având in vedere că această încercare nu este cerută de reglementarile în vigoare pentru straturile de uzură deci nu există condiţii tehnice, analizând conditiile tehnice pentru straturile de legătură şi bază rezultă ipoteza că pentru stratul de uzură de rezistenţa la oboseală la 15 ⁰C ar trebii să fie mai mică de 400000 cicluri pentru drumuri de categoria I şi II şi mai mică de 300000 cicluri pentru drumuri de categoria III şi IV ipoteză ce este indeplinită de toate tipurile de



44/ 53

mixtură anlizate. La acest moment nu dispunem de suficiente date pentru a trage o concluzie finală vizavi de comportarea la oboseală a mixturilor asfaltice pentru straturile de uzură la diferite temperaturi , chiar dacă s-au facut incercări in paralel pe aceeaşi mixtură în trei laboratoare. Pentru a trage o concluzie definitivă este nevoie de foarte multe date, şi de diferite tipuri de mixturi. De aici rezultă şi justificarea propunerii din teză de a se crea o baza de date pentru aceste incercări , care să permită , in timp clarificarea unor astfel de situaţii. Având puţine date, in acestă etapă se pot face doar nişte ipoteze care vor trebui verificate, în viitor, eventual prin studii postdoctorale, pe acestă temă.

- Se poate spune că mixtura asfaltică preparată cu un dozaj de 9 % filer de calcar (MAMAQ) (cu granulozitate mai fină) este materialul care s-a comportat cel mai bine la toate încercările efectuate în cadrul acestui studiu.

- Rezultatele obţinute se pot utiliza în studiile de elaborare a reţetelor de mixturi asfaltice precum şi în certificarea acestora.

- La data efectuării studiului 2011-2012 reglementarea SR 174 era singura normă în vigoare şi prezenta condiţii tehnice de verificare, la acest monent s-a elaborat un normativ AND 605 care se doreşte să devină anexă natională la SR EN 13108/1 si la SR EN 13108/5. Acest normativ prevede ca deformaţiile permanente sa se efectueaze acum pentru 10000 de cicluri, iar determinarea modulului de deformaţie sa se efectueaze la 20°C .

V. CONTRIBUŢII PERSONALE ŞI RECOMANDĂRI

a. CONTRIBUTII PERSONALE

1. Necesitatea efectuării încercărilor dinamice solicitate prin standardele în vigoare SR EN 13108/1 şi SR EN 13108/5 respectiv SR EN 13108/20 , SR EN 13108/21 şi norma AND 605 au condus la conceperea împreună cu alţi specialişti a unui echipament pentru testarea la rigiditate şi oboseală a mixturilor asfaltice pe epruvete cilindrice. După o perioadă de 5 ani de la realizarea primului echipament acesta a fost îmbunătăţit prin extinderea domeniului de



45/ 53

testare atât pentru epruvete cilindrice cât şi pentru epruvete trapezoidale. Deasemenea a fost upgradat corespunzator programul informatic de procesare a datelor astfel încât programul să editeze la finalul testului raportul de încercare conform standardelor în vigoare.

2. Elaborarea şi realizarea unui program de cercetare complex (Capitolul IV si Anexa 2), pentru investigarea performanţelor mixturii tip BA 16 prin încercări statice şi dinamice (oboseală, rigiditate, fluaj dinamic) atât pentru epruvete cilindrice cât şi pentru cele trapezoidale.

3. Propunerea şi elaborarea unei structuri generale pentru crearea unei Baze Naţionale de Date pentru inregistrarea şi prelucrarea rezultatelor încercărilor dinamice efectuate asupra mixturilor asfaltice (ANEXA 1)

4. Analiza şi sinteza rezultatelor obţinute din programul de cercetare, si formularea unor concluzii utile privind proiectarea si verificarea mixturilor asfaltice prin incercari dinamice, precum si a unor recomandări privind imbunătăţirea actualelor norme.

5. Elaborarea propunerii, ca la viitoarea revizuire a Anexei Naţionale/ SR EN 12591 pentru valoarea actuală maximă impusă de -8°C pentru punctul de rupere Fraass să fie extinsă la cel puţin -15°C, având în vedere condiţiile climatice deosebit de severe aferente reţelei de drumuri din ţara noastră, caracterizată prin valori foarte calduroase si ierni foarte reci

6. Propunerea de extindere a studiului intreprins in cadrul tezei şi pentru alte tipuri de mixturi cu participarea instituţiilor care au în dotare echipamentele necesare pentru realizarea incercarilor dinamice pentru mixturi asfaltice.

7. Formularea recomandărilor ca in practica curentă mixturile proiectate conform metodologiei clasice Marshall, să fie verificate şi prin metodologia SUPERPAVE , cu prevederea efectuarii încercărilor reologice pe masticuri bituminoase , in vederea stabilirii dojajelor optime .



46/ 53

a. RECOMANDARI 1. Perfecţionarea echipamentului de încercări dinamice existent pentru a

permite si determinarea fluajului dinamic. 2. Extinderea studiului pentru alte tipuri de mixturi în vederea colectării de

date experimentale concludente care să stea la baza îmbunatăţirii standardelor actuale.

3. Completarea standardelor europene cu anexe naţionale care să includă condiţii tehnice specifice mixturii din ţăra noastră.

4. Verificarea suplimentară a proiectării mixturilor prin metoda Marshall folosind metodologia SUPERPAVE .

5. Extinderea încercărilor reologice pentru masticuri bituminoase utilizate frecvent în lucrările de drumuri şi poduri.

6. Utilizarea analizelor reologice a bitumului şi a masticului care ne pot da indicaţii despre comportamentul acestora în amestecul bituminous.

7. Stabilirea unor condiţii de încercare şi pentru alte temperaturi decât cele la care se efectuează în prezent încercările conform SR 174 ar da posibilitatea optimizării reţetelor de mixtură astfel încât să respecte mai multe condiţii. După temperaturile de vară - iarnă din ultimii ani ni se impune să reanalizăm criteriile de performanţă a mixturilor astfel încât să fie atinse cât mai mult din condiţiile reale.

8. Efectuarea unui număr mai mare de încercări astfel încât metoda încovoierii pe epruvete prismatice să fie mai des folosită şi să se propună condiţii tehnice, până în prezent existând condiţii numai pentru oboseală. Studiul ar trebui să conţina rezultate atât pentru probe preparate în laborator cât şi pe epruvete prelevate din lucrări (plăci)

9. Extinderea încercărilor la diferite frecvenţe necesare construirii curbelor directoare şi compararea lor cu a altor cercetări efectuate în vederea stabilirii unor praguri de performanţă.

10. Normativul de dimensionare a structurilor rutiere flexibile PD177/2001 se propune a fi revizuit astfel încât modulii de elasticitate reali impuşi prin programul de calcul al structurilor rutiere să fie corelaţi cu rezulatele obţinute în laborator eliminându-se astfel supradimensionarea sau subdimensionarea acestora



47/ 53

BIBLIOGRAFIE 1. Analiza parametrilor care influenţează Comportarea la uzură suprafeţei

de rulare la Drumuri Mihai DICU, Carmen RĂCĂNEL, Adrian BURLACU CAR 2011

2. AFNOR - Association française de normalisation. "Enrobés Hydrocarbonés: sofe d'assises: enrobés un modul de élevé (EME): P NF 98-140 ". Paris, 1999

3. A proposed method for measuring the lateral displacement during indirect tensile tests on asphalt bri queues using linear variable differential transducers.” Dunaiski, P. E., and Hugo, E (1990). “Proc., J RJLEM Symp., Mech. Tests for Bituminous M Paper 13, H. W. Fritz and E. Eustacchio, eds., RILEM, Cachan Cedex, France.

4. “An indirect tensile test for stabilized materials.” Hudson, W. R., and Kennedy, T. W. (1968). “An indirect tensile test for stabilized materials.” Res. Rep. 9801, Center of Highway Research, University of Texas, Austin, Tex.

5. Alternative Materials and Methods, January 2010 Dipl.-Ing. Dr. Markus Spiegl – OMV- P2R2C2 –

6. Asphalt Mix Design and Construction: Past, Present, and Future ASCE Publications, 2006 –

7. Bituminous mixtures – Test methods for hot mix asphalt – Part 26: Stiffnes SR EN 12697-26 –s

8. Bituminous mixture. Test methods for hot mix asphalt. Part 24:Resistance to fatigue.

9. ”Contributii privind influenţa modului de încercare asupra aprecierii comportării mixturilor asfaltice în exploatare” Teza de doctorat A. Burlacu, , UTCB, 2011

10. Criteri di calcolo delle Pavimentazioni stradali flessibili: I metodi particellari Alma Mater Studiorum - Università degli Studi di Bologna 2008-2009

11. “Correlation of selected laboratory compaction methods with field compaction.”Button, 1. W., Little, D. N., Jagadam, V., and Peudleton, 0. 1. (1994). Transp. Res. 8 1454, Transportation Research Board, Washington, D.C., 193-201.



48/ 53

12. “Compaction of asphalt concrete pavements.” Epps, S. A., Gallaway, B. M., Harper, W. S., Scott, W. W., and Scaly, J. W. (1969). Res. Rep. 90-2F, Texas Transp. Inst., Texas Highway Department, Austin, Tex.

13. Department Malaysia (PWD), 1999. (PWD), 1999. Public Works Department, Malaysia. Public Works Department, Malaezia. (PWD), (PWD), 2000. 2000.

14. Damage-evolution approach to Fatigue cracking in pavements.”Asphalt Institute, 1997. Asfalt Institute, 1997. Mix design methods for. Manual Series No. 2 (MS-02). Manual de Nr Seria 2 (MS-02). Asphalt Asphalt Institute. Institute. Lexington, KY. Lexington, KY. Aglan, H. A., and Figueroa, 1. L. (1993). “J. Engyg. Meek, ASCE, 119(6),1243-1259.

15. Determination of the indirect tensile strength of bituminuous specimens. Bituminous mixtures – test methods for hot mix asphalt, BS EN 12697-23:2003British Standard, 2003..

16. Design trotuara Holleran, G., , Singapore Asia bitum, 1996. 17. Efectele din fluaj şi oboseală asupra comportării mixturilor asfaltice,

Teză de doctorat C., RĂCĂNEL, , UTCB, martie 2002. 18. Experiences with stone matrix asphalt in the United States Brown, ER,

1992. Brown, ER, 1992.. Center for Asphalt Technology Publication, USA. Asfalt Tehnologie Publicarea, SUA.

19. ‘’Effects of laboratory specimen preparation on aggregate-asphalt strncture, air- void content measurement, and repetitive simple shear test results.” Harvey, J., Eriksen, K., Sousa, S., and Monismith, C. L. (1994).Transp. Res. Rec. 1454, Transportation Research Board, Washington, D.C., 113—122.

20. “Effects of laboratory asphalt concrete specimen preparation variables on fatigue and permanent de formation test results using Strategic Highway Research Program A 003A proposed testing equipment.”Harvey, S., and Monismith, C. L. (1993). Transp. Res, 8cc. 1417, Transpor tation Research Board, Washington, D.C.,38-48.

21. “Effects of Subsurface Drainage on Pavement Performance”. Hall, K.T., and Crovetti, J.A., (2007) - NCHRP Report No. 583 Transportation Research Board of the National Academies, Washington, D.C..

22. Evaluation of bond strength between pavement layers By Randy C. West Jingna ZhangJason Moore B December 2005.



49/ 53

23. Eficacitate întreţinerii preventive - tratamente preventive de întreţinere Zaniewski, JP, Mamlouk, MS, , FHWA FHWA Raport-SA-96 - 027, 1996.

24. Evaluation of asphalt mix designmethods within the framework of SPENS project PAP, I., SMILJANIC, M., TATIC, U., 2008., Transport Research Arena Europe 2008, Ljubljana - Slovenia, April 2008, Paper No. 0253 (12.5.14).

25. Evaluation of indirect tensile test according to ENstandard.8 EN 12697-26 Bituminous mixture. Test methods for hot mix asphalt. Part 26:Stiffness. HAKIM, H., SAID, S.,VIMAN, L.

26. Effect of binder type on the permanentdeformation resistance of asphalt mix at different temperatures,SMILJANIC, M., PAP,I. TATIC, U., 2009, 16 FRANCKEN, L., PRADO Logiciel pour la formulation d`enrobes bitumineux.

27. “Fatigue of asphalt concrete.” Ruth, B. E., and Maxfield, J. D. (1977). Dept. of Civ. Engrg. Final Rep. 245-D54, University of Florida, Gaines ville, Fla, Said, S. F. (1998). “Validation of indirect tensile test for Fatigue testing of bituminous mixes.” Proj. 60209, Swedish National Road and Trans port Research Institute, Linkoping, Sweden

28. F Formulaiton D'Enrobes Bitumeneux PRADO (version F3.95 RANCKEN, L., 1995.), Centre de Recherces routières, Bruxelles.

29. Guide WSDOT Pavement (WSDOT, 1998) 30. Guide WSDOT, volumul 2Washington, Departamentul de Stat de

Transport, februarie 1995. 31. History SUPERPAVE 32. Hot rolled asphalt for roads and other paved areas.” British Standards

Institution (BSl). (1992). “BS 594: Pan 1, London. British Standards Institution (BSfl. (1 993a). “Coated macadams for roads and other paved areas.” BS 4987: Part 1, London.

33. Il mixt design della Miscele Bituminose second la procedura SHRP tecnica e sicurezza dei Cantreni Stradalli AA 2009/10

34. Imbunatatirea calitatii bitumurilor rutiere prin modificare cu poliumeri Teză de doctorat, V. BEICA UPB Facultatea de chimie industriala, martie 2002.



50/ 53

35. Influenţa schimbărilor climatice asupra straturilor asfaltice ale structurilor rutiere flexibile Adrian BURLACU, Carmen RĂCĂNEL,CAR 2011.

36. Influenza del filler sul comportamento reologico deo mastici alle basse temperaturre. Analisi comparativa con il bending beam rheometer.

37. International safer roads conference, 2nd,2008, Cheltenham, United Kingdom, WDM, UK.Anderson, N 2008, ‘Higher skid resistance and lower PSV’, Asphalt Professional, no.30, pp.13-6. Cenek, PD, Carpenter P, Jamieson, NJ & Stewart, PF, 2004.

38. International safer roads conference, 2nd, 2008,Cheltenham, United Kingdom, WDM, UK.Clarke, M, Robinson, P & Mortimer, P 2008, ‘Improved skid resistance through small chip seal design’, International safer roads conference, 2nd, 2008, Cheltenham, United Kingdom, WDM, UK.

39. Le tipologie delle pavimentazioni- Tecnica e Sicurezza dei Cantieri Stradali – ing. Orazio Pellegrino - Bozza 2008

40. Marshall mix composition design - asphalt concrete University of Washington and Washington State Department of Transportation

41. Malaysian roads general information. Road Rutiere Branch, Public Work Department, Kuala Lumpur

42. Materiali e tecniche innovative per la construzione ed il ripristina della infrastrutture viarie- 2003-2004 Universita degli studi di Padova

43. Materiales asfalticos para carrateres Ing. Msc. Gonzalo Perez Buitrago mai 2005.

44. “Method for the detenni nation of the indirect tensile stitThess modulus of bituminous mix tures.” British Standards Institution (BSI). (I 993b). BS DD 213, BSI Draft for Development, London.

45. Method for determining resistance to permanent deformation of bituminous mixtures subject to unconfined repeated loading.BS DD 226, 1998. EN 12697-24.

46. Method for determination of the fatigue characteristics of bituminous mixtures using indirect tensile fatigue BS DD ABF 1997..

47. Metodi reologici avanzati per l’analisi del comportamento dei bitumi stradali negli stati critici di esercizio- Dottorato di Ricerca in



51/ 53

Ingegneria Civile – XXI Ciclo Curriculum: Strade, Ferrovie ed Aeroporti (ICAR/04) Filippo Merusi Metodi

48. New methods for testing asphalt mixtures – performance based tests Sinaia 2012

49. Normativ AND 547 pentru prevenirea şi remedierea defecţiunilor la îmbrăcăminţi rutiere moderne 2013, M. Boicu, N. Popescu, V. Cormoş, M. Tănăsescu

50. Normativului privind execuţia la cald a îmbrăcăminţilor pentru calea pe pod – indicativ AND 546-2013 Diaconu E. M. Tănăsescu

51. Mixturi asfaltice Metode de incercare pentru mixturi asfaltice preparate la cald Partea 24 SR EN 12697/24

52. Properties of road layers.Brown, S.F., 1994. In: Mobil Oil Australia Ltd. Foamed Bitumen – A New Development.

53. Performance related test proce dares for bituminous mixtures,Bonnot, J. (1997). “M. D. Gilchrist and A. M. Hartman, eds., Boole Press, Dublin, Ireland, 52—73.

54. ‘Prediction of UK surfacing skid resistance using Wehner Schulze and PSV’Allen, B, Phillips, P, Woodward, D & Woodside, A 2008.

55. Proiectarea modernă a reţetei de mixturii asfaltice, Carmen RĂCĂNEL 56. Prediction of skid resistanceperformance of chipseal roads, research

report 256, Transfund New Zealand, Wellington, NZ.Cenek, PD, Davies, RB & Henderson RJ 2008, ‘Factors influencing the in-service skid resistance performance of aggregates’,

57. REGULAMENTUL (UE) NR. 305/2011 AL PARLAMENTULUI EUROPEAN ŞI AL CONSILIULUI din 9 martie 2011 de stabilire a unor condiţii armonizate pentru comercializarea produselor pentru construcţii şi de abrogare a Directivei 89/106/CEE a Consiliului

58. Reologia lianţilor bituminoşi şi a mixturilor asfaltice, Constantin ROMANESCU; Carmen RĂCĂNEL 2003

59. “Resilient modulus testing of asphalt specimens in accordance with ASTM D 4123-82.” Proc., mt. RILEM Symp.. Paper 28, H. W. Fritz and E. Eustacchio, eds., RILEM, Cachan Ccdex, France.

60. Report on results of testing dynamic characteristics of asphalt mixtures from LOT’s and proposal for new method of asphalt mixture



52/ 53

design,PAP, I., 2007. European Agency for Reconstruction, Project Implementation Unit of the Roads

61. Rolul structurilor rutiere 62. SR EN 13043:2008 Agregate pentru amestecuri bituminoase şi pentru

finisarea suprafeţelor, utilizate la construcţia şoselelor, a aeroporturilor şi a altor zone de trafic

63. SR EN 12697/25 incercarea la compresiune ciclicǎ 64. SR EN 12697/26 Mixturi asfaltice Metode de incercare pentru mixturi

asfaltice preparatela cald Partea2 6: Rigiditate 65. Sinteza rezultatelor şi concluziilor provenite din încercarea de oboseala

la încovoiere în două puncte efectuată în Laboratorul de Drumuri din C.F.D.P. în ultimii ani Constantin Romanescu1, Carmen Răcănel

66. SREN 12591 “Bitum si lianti bituminosi. Specificaţii pentru bitumuri rutiere”

67. SUPERPAVE Update for NJDOT/NEAUPG Mechanistic Pavement Design Seminar Princeton, NJ Feb. 25, 2003

68. Stone Mastic Asphalt (SMA) Stone Mastic de asfalt (SMA) mixture designs. Report, Federal FHWA-RD-92-006 Raport, Federal Highway Administration, USA. Highway Administration, SUA. Stuart, KD, 1992. Stuart, KD, 1992.

69. Stone mastic asphalt. Stone mastic de asfalt. Experimental Project No. Mo91-05 Initial Report, Experimental Proiect Nr Mo91-05, Missouri Highway and Transportation Research Missouri Highway Board, USA. McDaniel, P., 1992. McDaniel, P., 1992.

70. Selection and use of the procedures for laboratory compaction of bituminous mixtures.”

71. Sampling and examination of bituminous mixtures for roads and other paved areas; Part 104. Methods of test for the determination of density and compaction.” British Standards Institution (BSI). (1989). “BS 598: Part 104, London.

72. Surfacing Performanc Road,Oliver, J., ARR Raport 325, 1999. 73. Structural Behaviour of timber Madsen, B.,. Timber engineering Ltd,

ISBN 0-9696462-0-1, North Vancouver, British Columbia Canada (1992).



53/ 53

74. “Test methods for hot mix asphalt—Specimen preparation gyrator)’ compactor.”European Committee for Standardisation (ECS). (1997). prEN 1269 7-31, Draft European Standard, Brussels.Fairhurst, C. E., Kosla, N. P., and Kim, Y. R. (1990).

75. Studiul privind conceptia si executia unor structuri rutiere flexibile durabile drd. Ioan Tănăsele, prof. univ. dr. ing. Radu Andrei Iaşi 2012

76. The compaction of asphaltic mixtures.” Peifor mance related test procedures for bituminous mixtures Fordyce, D. (1997). “, M. D. Gilchrist and A. M. Hartman, eds., Boole Press, Dublin, Ireland, 74—87. Hartman, A. M. (2000). “Experimental investigation into the mechanical performance and stmctural integrity of bituminous road pavement mixtures under the action of fatigue load conditions.” PhD thesis, Na tional University of Ireland, Dublin, Ireland.

77. “The deformation behaviour of asphaltic concrete under triaxial compression.” Huschek, S. (1985). Proc.. AAPT, 54, 407—431.

78. The effect of stiffness and duration parameters to the service life of the pavement structure Civil Engineering 53/1 (2009)

79. Technical requirements for asphaltic concrete pavements SRPS U.E4.014, 1990.

80. Performance gradell (PG) asphalts 2003. Pavement design seminar Princetone

81. Utilizarea mediului de programare labview pentru comanda şi controlul unui echipament pentru determinarea caracteristicilor reologice ale mixturilor bituminoase Marian PETICILĂ, Cristian IACOB, Bogdan TUDOR

82. Variability in roadbase layer properties conducting indirect tensile stress SAID, S., 1997, , ISAP, Seatle.

83. United States Department of Transportation - Federal Highway Administration: ”superpave Mix Design and Gyratory Compaction Levels”, December 2010, FHNA-HIF-11-031, 84. NCHRP Project 9-9(1), Report 573, ”Verification of Gyratory

Levels in the Ndesign Table


ANEX

A 1

inca

rcar

ea

ampl

itudi

nea

tem

pera

tura

Ee

ince

rtitu

dine

a N

r cic

luri

Defo

rmat

ia

veric

ala

Fin

cert

itudi

nea

Vfin

cert

itudi

nea

Nr

ince

rcar

i

BA

ZA D

E D

ATE

PEN

TRU

INC

ERC

AR

ILE

DIN

AM

ICE

EFEC

TUA

TE

ASU

PRA

MIX

TUR

ILO

R A

SFA

LTIC

E

Date

de

iesir

e

Denu

mire

la

bora

tor

DEN

UM

IRE

DETE

RMIN

ARE

Tipu

l ec

hipa

men

tulu

i ut

iliza

tPr

oduc

ator

ec

hipa

men

t

Date

de

intr

are

Rigi

dita

teO

bose

ala

Flua

j din

amic

Documents

Teza de doctorat:” Urmărirea calităţii mixturilor asfaltice prin