Indirect tensile test as a simple method for rut resistance evaluation of asphalt concrete
Authors:
- P. Zieliński
Abstract
The paper presents the dependence of ITS results at the elevated temperature (40°C) on rutting parameters, i.e. proportional rut depth (PRDAIR) and wheel tracking speed (WTSAIR), obtained at the temperature of 60°C. The asphalt mixture samples were prepared in the gyratory compactor, but ITS tests were conducted with typical Marshall press, at a loading rate of 50 mm/min. Correlation analyses show a strong relationships between ITS results and rutting parameters, whereby the correlation coefficients obtained are higher for the PRDAIR parameter (r = -0.88) than WTSAIR (r = -0.81). Using the obtained regression functions, the prediction limits as well as confidence limits were calculated, which allowed to develop criteria for assessing resistance to rutting on the basis of ITS test, and taking into account the technical requirements in Poland.
- Record ID
- CUT5aad3440dc47482e93b39897a519f438
- Publication categories
- ;
- Author
- Other language title versions
- Badanie wytrzymałości na rozciąganie pośrednie jako prosta metoda oceny odporności na koleinowanie dla betonu asfaltowego
- Journal series
- Archives of Civil Engineering, ISSN 1230-2945, e-ISSN 2300-3103
- Issue year
- 2019
- Vol
- 65
- No
- 3
- Pages
- 31-43
- Other elements of collation
- tab.; wykr.; Bibliografia (na s.) - 40; Bibliografia (liczba pozycji) - 17; Oznaczenie streszczenia - Streszcz. ang., pol.; Numeracja w czasopiśmie - Vol. 65, Iss. 3
- Keywords in Polish
- beton asfaltowy (AC), wytrzymałość na rozciąganie pośrednie (ITS), proporcjonalna głębokość koleiny (PRD), szybkość przyrostu koleiny (WTS), deformacje trwałe nawierzchni asfaltowej
- Keywords in English
- asphalt concrete (AC), indirect tensile strength (ITS), proportional rut depth (PRD), wheel tracking speed (WTS), permanent deformation of the asphalt pavement
- Abstract in Polish
- Odporność mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA) na powstawanie deformacji trwałych jest jednym z podstawowych wymagań, które należy zapewnić podczas projektowania składu mieszanki. Najczęściej stosuje się do tego celu badania koleinowania na laboratoryjnie zagęszczanych próbkach MMA, co wymaga stosunkowo dużych próbek oraz użycia specjalistycznej aparatury, zarówno do zagęszczenia takich próbek jak i samego ich badania. W związku z powyższym, w wielu krajach prowadzone są badania celem wytypowania prostego testu, który można wykonać z wykorzystaniem powszechnie dostępnych w laboratoriach drogowych urządzeń (np. prasa Marshalla), na standardowo przygotowywanych próbkach MMA. Zgodnie z wynikami prac prowadzonych przez Christensena i Bonaquista, Zaniewskiego i Srinivasana jak również Khousla i Harikrishnanna takim badaniem może być wytrzymałość na rozciąganie pośrednie (ITS), przy odpowiednim dostosowaniu temperatury badania jak również szybkości przesuwu tłoka w prasie. Dla celów praktycznych rekomendowane jest użycie standardowej prasy Marshalla o prędkości przesuwu tłoka 50 mm/minutę, przy temperaturze badania równej 40°C. W niniejszej publikacji przedstawiono badania zależności pomiędzy wynikami ITS, przeprowadzonego wg wyżej wymienionych warunków, oraz parametrami koleinowania w małym koleinomierzu w 60°C, tj. proporcjonalną głębokością koleiny (PRDAIR) i szybkością przyrostu koleiny (WTSAIR). Do badania wytrzymałości na rozciąganie pośrednie przeznaczono próbki o średnicy 100 mm zagęszczone w prasie żyratorowej, natomiast do badania koleinowania przygotowano płyty o wymiarach 305 x 305 mm i wysokości 40 mm lub 60 mm, zależnie od uziarnienia badanej MMA. Przebadano łącznie 21 mieszanek betonu asfaltowego przeznaczonego do warstw podbudowy, wiążącej i ścieralnej o uziarnieniach 0/22 mm, 0/16 mm i 0/8 mm. W mieszankach tych stosowano różne asfalty tj.: drogowe niemodyfikowane (35/50 i 50/70), modyfikowane polimerami (PMB 25/55-60, PMB 45/80-55), modyfikowane gumą (wg rozwiązań patentowych). Dodatkowo w niektórych mieszankach stosowano dodatek granulatu asfaltowego (RAP) lub granulatu papy (RAS). Uzyskane wartości średnie dla poszczególnych MMA, dotyczące: ITS, parametrów koleinowania (PRD i WTS), parametrów składu MMA takich jak zawartość lepiszcza, wolne przestrzenie w MMA, wolne przestrzenie w mieszance mineralnej (VMA) oraz wypełnienie wolnych przestrzeni w mieszance mineralnej przez asfalt (VFB), zostały poddane analizom korelacji liniowej. Uzyskane korelacje z parametrami koleinowania okazały się istotne tylko w przypadku wyników ITS, współczynniki korelacji są ujemne i wynoszą odpowiednio: -0.82 dla parametru WTS oraz -0.88 dla parametru PRD. Właściwości opisujące skład betonu asfaltowego uzyskały względem parametrów koleinowania nieistotne współczynniki korelacji, w granicach 0.04 – 0.30. W analizie regresji porównano funkcje opisujące zależność pomiędzy ITS i parametrami koleinowania, najlepsze dopasowania w obu przypadkach uzyskał model iloczynowy, co jest zgodne z wynikami prac Christensena i Bonaquista. Analiza wariancji przy przyjętym poziomie ufności (95%) wykazała, że uzyskane modele są statystycznie istotne, skorygowane współczynniki determinacji wyniosły: 82% dla parametru PRD i 74% dla parametru WTS. Opierając się na uzyskanych zależnościach funkcyjnych wyznaczono granice ufności i granice oszacowania dla przyjętych przedziałów wartości PRD (5 – 10 %) i WTS (0.10 – 0.30 mm/1000 cykli). Następnie odnosząc się do wymaganych poziomów parametrów koleinowania podanych w Wymaganiach Technicznych WT-2 2014, dla konkretnej lokalizacji warstwy asfaltowej w nawierzchni (podbudowa, warstwa wiążąca) oraz zakresu kategorii ruchu (KR3-4 lub KR5-7), wyznaczono kryteria dla wytrzymałości na rozciąganie pośrednie w odniesieniu do obu parametrów koleinowania tj. PRD i WTS. Zaproponowane kryteria wyliczono jako górną granicę przedziału oszacowania z prawdopodobieństwem 95%, co jest rozwiązaniem bardziej bezpiecznym niż przyjęcie jako kryterium górnej granicy przedziału ufności. W przedstawionych analizach pominięto wyznaczenie kryteriów dla warstwy ścieralnej, ponieważ badaniami objęto tylko jedną taką mieszankę. Jako kontynuację badań ITS należy rozważyć rozszerzenie badań także na inne mieszanki, zwłaszcza przeznaczone do warstwy ścieralnej, oraz użycie próbek MMA zagęszczonych za pomocą ubijaka Marshalla, co upowszechni zastosowanie przedmiotowej metody badawczej.
- DOI
- DOI:10.2478/ace-2019-0032 Opening in a new tab
- URL
- https://content.sciendo.com/view/journals/ace/65/3/article-p31.xml Opening in a new tab
- Language
- eng (en) English
- License
- Score (nominal)
- 100
- Additional fields
- Indeksowana w: Web of Science, Scopus
- Uniform Resource Identifier
- https://cris.pk.edu.pl/info/article/CUT5aad3440dc47482e93b39897a519f438/
- URN
urn:pkr-prod:CUT5aad3440dc47482e93b39897a519f438
* presented citation count is obtained through Internet information analysis, and it is close to the number calculated by the Publish or PerishOpening in a new tab system.