Vrste bitumena
Vrste bitumena
Vrste bitumena
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Cestograđevni materijali
� vezivni materijal<br />
tamnosmeđe do crne<br />
boje koji se javlja bilo u<br />
prirodnom stanju ili se<br />
dobiva destiliranjem<br />
nafte (prirodni asfalti,<br />
naftni bitumeni)<br />
� Čvrsto i trajno vezivo<br />
izvrsne prionljivosti i<br />
vodonepropusnosti<br />
� Otporan na djelovanje<br />
većine kiselina, alkalija i<br />
soli<br />
BITUMENI
<strong>Vrste</strong> <strong>bitumena</strong>:<br />
1. Bitumeni (bitumenska veziva)<br />
2. Bitumenske emulzije<br />
3. Razrijeđeni bitumeni
Bitumenska veziva:<br />
� Pri uobičajenim temperaturama bitumen je crn, ljepljiv<br />
polučvrsti materijal velike viskoznosti<br />
� Lako dovodi u tekuće stanje grijanjem te se na taj način<br />
jednostavno miješa s agregatom<br />
� Nakon hlađenja postaje vrlo čvrst materijal za kolnike<br />
koji može izdržati velika prometna opterećenja
Bitumenske emulzije:<br />
� Mješavina <strong>bitumena</strong>, vode i emulgirajućeg sredstva<br />
� Proizvode se da bi se smanjila viskoznost <strong>bitumena</strong><br />
(mogućnost ugradnje pri nižim temperaturama)
� Emulzije:<br />
� Anionske (negativni električni naboj)<br />
� Kationske (pozitivni električni naboj)<br />
� Miješanjem bitumenske emulzije s agregatom dolazi do<br />
razbijanja kapljice <strong>bitumena</strong> reagiraju s<br />
površinom agregata pri čemu istiskuju vodu
Razrijeđeni bitumeni:<br />
� Tekući bitumeni dobiveni dodavanjem naftnih otapala<br />
bitumenu<br />
� Proizvode se da bi se smanjila viskoznost <strong>bitumena</strong><br />
(mogućnost ugradnje pri nižim temperaturama)<br />
� Nanošenjem razrijeđenog <strong>bitumena</strong> na agregat dolazi do<br />
isparavanja otapala
Ispitivanja <strong>bitumena</strong><br />
� Ispitivanje konzistencije<br />
� Apsolutna viskoznost<br />
� Kinematička viskoznost<br />
� Penetracija<br />
� Točka razmekšanja<br />
� Ispitivanje trajnosti<br />
� Pokus horizontalnim rotiranjem<br />
� Pokus vertikalnim rotiranjem<br />
� Ispitivanje čistoće<br />
� Ispitivanje sigurnosti<br />
� Ostala ispitivanja<br />
� gustoća
Ispitivanje konzistencije<br />
Apsolutna i kinematička viskoznost<br />
� Konzistencija označava stupanj fluidnosti <strong>bitumena</strong> na<br />
nekoj određenoj temperaturi
� Kinematička viskoznost centistoksi<br />
� Apsolutna viskoznost poazi<br />
Apsolutna<br />
viskoznost (poazi)<br />
Kinematička<br />
viskoznost (stoksi)<br />
= x<br />
gustoća
Penetracija
Točka razmekšanja
Ispitivanje trajnosti<br />
Pokus otvrdnjavanja horizontalnim i vertikalnim<br />
rotiranjem
Ispitivanje čistoće<br />
� Određuje se pomoću pokusa topivosti<br />
� Bitumenski uzorak otapa se u trikloroetilenu nakon čega<br />
se procjeđuje<br />
� Neotopljeni materijal je nečistoća u bitumenu<br />
� U specifikacijama za cestograđevni bitumen navodi se<br />
da topivost ne smije biti manja od 99 %
Ispitivanje sigurnosti
Klasifikacija <strong>bitumena</strong><br />
1. Prema penetraciji (norma ASTM D946)<br />
2. Prema viskoznosti (norma ASTM D3381)<br />
3. Prema viskoznosti tretiranog ostatka
Klasifikacija prema penetraciji<br />
� Dobiva se pokusom penetracije<br />
� Cestograđevni bitumen ima pet standardnih vrsta:<br />
� BIT 40 – 50<br />
� BIT 60 – 70<br />
� BIT 85 – 100<br />
� BIT 120 – 150<br />
� BIT200 – 300<br />
� Jedna jedinica penetracije odgovara jednoj desetinki<br />
milimetra
Klasifikacija prema viskoznosti<br />
� Zasniva se određivanju viskoznosti izvornog <strong>bitumena</strong><br />
� Cestograđevni bitumen ima pet standardnih vrsta:<br />
� AC – 2.5<br />
� AC – 5<br />
� AC – 10<br />
� AC – 20<br />
� AC – 30<br />
� AC – 40<br />
� Bitumen AC – 2.5 viskoznost 250 poaza
Klasifikacija prema viskoznosti tretiranog<br />
ostatka<br />
� Zasniva se na mjerenju viskoznosti tretiranog ostatka<br />
nakon pokusa otvrdnjavanja s vertikalnim rotiranjem<br />
� Cestograđevni bitumen ima pet standardnih vrsta:<br />
� AR – 1000<br />
� AR – 2000<br />
� AR – 4000<br />
� AR – 8000<br />
� AR – 16000<br />
� Bitumen AR – 1000 viskoznost 1000 poaza
AGREGATI<br />
� Agregati za upotrebu u cestogradnji uglavnom se<br />
dobivaju iz kamenoloma<br />
� Podjela stijena po porijeklu:<br />
� Eruptivne stijene<br />
� Sedimentne stijene<br />
� Metamorfne stijene
Ispitivanja agregata<br />
� Veličina i granulometrijski sastav<br />
� Čistoća (udio štetnih sastojaka)<br />
� Žilavost – tvrdoća<br />
� Trajnost – jedrost<br />
� Površinska struktura<br />
� Oblik zrna<br />
� Afinitet prema bitumenu
Veličina i granulometrijski sastav<br />
� Određuje se prosijavanjem
Čistoća<br />
� Odsutnost stranih/štetnih materijala<br />
� Pokus:<br />
� Ekvivalent pijeska određivanje udjela plastičnih<br />
čestica i prašine u sitnom agregatu<br />
� Čišći agregat veća vrijednost ekvivalenta pijeska
Žilavost<br />
� Pokus Los Angeles
Jedrost<br />
� Empirijsko ispitivanje kojim se pokušava ustanoviti<br />
otpornost na klimatske uvjete<br />
� Pokus:<br />
� Uranjanje agregata u otopinu natrij ili magnezij sulfata pri konstantnoj<br />
temperaturi<br />
� Zagrijavanje uzorka<br />
� Određivanje gubitka mase prosijavanjem
Površinska struktura i oblik zrna<br />
� Indeks zrna kombinirani utjecaj površinske<br />
strukture i oblika zrna<br />
� Pokus:<br />
� Tri sloja nabijaju se šipkom<br />
� Određuje se masa sadržaja kalupa<br />
� Izračunava se postotak šupljina<br />
I a<br />
�1, 25�V10<br />
� 0,<br />
25�V50<br />
� 32<br />
I a – indeks zrna<br />
V 10 – postotak šupljina u agregatu s 10 udaraca po sloju<br />
V 50 – postotak šupljina u agregatu s 50 udaraca po sloju
Afinitet prema bitumenu<br />
� Kemijski sastav agregata<br />
� Hidrofilni agregati privlače vodu<br />
� Hidrofobni agregati odbijaju vodu
Podjela asfalta:<br />
ASFALTNI ZASTORI<br />
� Prema tehnologiji ugradnje<br />
� Valjani<br />
� Lijevani<br />
� Prema postupku prilikom pripremanja mješavine:<br />
� Vrući<br />
� Hladni
� Asfalt po vrućem postupku miješanje vrućeg<br />
<strong>bitumena</strong> u vrući kameni materijal<br />
� Asfalt po hladnom postupku miješanje<br />
bitumenske emulzije ili razrijeđenog <strong>bitumena</strong> u kameni<br />
materijal<br />
� Lijevani asfalt asfalt po vrućem postupku ugrađen<br />
lijevanjem<br />
� Valjani asfalt asfalt po vrućem postupku koji se<br />
tijekom ugradnje zbija valjanjem
Postrojenje za proizvodnju vrućih asfaltnih<br />
mješavina
Ugradnja asfalta
Asfalt beton<br />
� Prema nazivnoj veličini zrna kamenog materijala<br />
habajući sloj od AB dijeli se na:<br />
� AB 4<br />
� AB 8<br />
� AB 11<br />
� AB 16
Splitmastixasfalt (Stone Mastic Asphalt)<br />
� Prema nazivnoj veličini zrna<br />
kamenog materijala habajući<br />
sloj od SMA dijeli se na:<br />
� SMA 8<br />
� SMA 11<br />
� SMA 16
OGFC (Open Graded Friction Course)<br />
� Krupnozrnata mješavina<br />
� Vruća asfaltna mješavina s više šupljina<br />
� Poboljšana hvatljivost i vodootpornost
Mikroasfalt<br />
� Prema nazivnoj veličini zrna kamenog materijala<br />
mikroasfalt se dijeli na:<br />
� MA 4<br />
� MA 8<br />
� MA 11
ADITIVI
Površinska svojstva kolnika
Najvažnija površinska svojstva kolnika su:<br />
1. Ravnost<br />
2. Hvatljivost<br />
3. Uočljivost<br />
4. Bučnost
1.Ravnost<br />
� Važno svojstvo pogotovo kada se radi o cestama s<br />
brzim prometom<br />
� Ravnost određuje geometrija površine završnog<br />
sloja kolničke konstrukcije<br />
� Neravnost kolnika nepovoljno djeluje na kolničku<br />
konstrukciju jer uslijed udara se povećava<br />
opterećenje samog kolnika<br />
� Neravnost se na kolnicima pojavljuje u obliku dužih i<br />
kraćih valova
Valovi se dijele na:<br />
1. Male (do 0,3 m)<br />
2. Velike (preko 0,3 m)<br />
Veliki valovi se dijele na:<br />
1. Kratke (do 3 m)<br />
2. Srednje (od 3 do 20 m)<br />
3. Duge (preko 20 m)
� Indeks vozne sposobnosti kolnika - veličina koja<br />
obuhvaća više značajki za udobnost vožnje<br />
Veličina p<br />
4 – 5<br />
3 – 4<br />
2 – 3<br />
1 – 2<br />
0 – 1<br />
Stanje kolnika<br />
Vrlo dobro<br />
Dobro<br />
Prosječno<br />
Loše<br />
Vrlo loše
Mjerenje ravnosti<br />
� Uređaji za mjerenje uzdužne ravnosti:<br />
1. Letva dužine 4 m<br />
2. Kotrljajuća greda<br />
3. Detektor HI – LO<br />
4. Profilometar CHLOE<br />
5. Integrator neravnina<br />
6. Analizator uzdužnog profila<br />
� Uređaji za mjerenje poprečne ravnosti<br />
1. Letva dužine 4 m<br />
2. Transferzoprofilograf<br />
3. Mjerač kolotraga
Letva dužine 4 m<br />
� Hrvatske norme propisuju maksimalna odstupanja<br />
završnog sloja pri mjerenju letvom:<br />
� Kod asfaltnih kolnika – 0,6 cm<br />
� Kod betonskih kolnika – 0,5 cm
Kotrljajuća greda (Rolling Straight Edge)<br />
� Sastoji se od krutog okvira dužine 3 m s 40 kotača u<br />
dva reda na osovinama učvršćenim u istoj ravnini<br />
� U sredini se nalazi mjerni kotač koji mjeri odstupanja<br />
površine kolnika od ravnine uređaja
Detektor HI - LO<br />
� Sastoji se od pokretne<br />
grede dužine 3 do 5 m<br />
� U sredini se nalazi<br />
mjerni kotač za<br />
praćenje neravnina
Profilometar CHLOE<br />
� Mjeri promjenu nagiba iz koje se izračunava indeks<br />
vozne sposobnosti kolnika
Integrator neravnina (bump integrator)<br />
� Mjeri dinamičku reakciju vozila na neravnost površine<br />
kolnika<br />
� Rezultati se prikazuju putem indeksa neravnosti R<br />
(cm/km)
Analizator uzdužnog profila<br />
� Mjeri dinamičku reakciju vozila<br />
� Dobiveni podaci su kutni pomaci konzole u odnosu<br />
na ishodište
Transferzoprofilograf<br />
� Uređaj se sastoji od metalne letve s klizačem koji se<br />
po njoj pomiče<br />
� Pomoću pisača i papirne vrpce dobiva se grafički<br />
prikaz mjerenja
Mjerač kolotraga (rut meter)<br />
� Automatski se mjeri neravnost poprečnog profila<br />
vožnjom u uzdužnom smjeru<br />
� Rezultati se dobivaju kao prosječna dubina<br />
kolotraga na 100 m
2.Hvatljivost<br />
� Hvatljivost površine kolnika (otpornost prema<br />
klizanju) ovisi o:<br />
1. Značajkama površine kolnika<br />
2. Značajkama pneumatika<br />
� Značajke površine kolnika gleda se kroz<br />
sposobnost trenja kolničke površine
Trenje<br />
R – otpor (sila) trenja<br />
� - koeficijent trenja<br />
N – opterećenje na kolnik koje se prenosi preko kotača<br />
Trenje ovisi o:<br />
1. Stanju površine kolnika<br />
2. Brzini vožnje<br />
R � �<br />
�<br />
3. Teksturi površine kolnika<br />
N
� Mikrotekstura je<br />
tekstura površine zrna<br />
kamene sitneži<br />
� Makroteksturu čine<br />
veličina zrna koja vire iz<br />
površine kolnika
Mjerenje hvatljivosti<br />
Hvatljivost kolnika mjeri se na dva načina<br />
1. Mjerenjem sposobnosti trenja<br />
• Mjerenja statičkim uređajima na osnovi klatna<br />
• Mjerenja sile tangencijalnog trenja pomoću kotača koji<br />
proklizava<br />
• Mjerenja sile tangencijalnog trenja pomoću blokiranog<br />
kotača<br />
• Mjerenja sile bočnog trenja<br />
2. Mjerenjem teksture površine<br />
• Postupak zapunjavanja pijeskom<br />
• Mjerenje vremena istjecanja vode
Uređaj pomoću klatna<br />
� Otpor trenja ispituje se<br />
puštanjem klatna s<br />
određene visine tako<br />
da zastruže po površini<br />
kolnika<br />
� SRT – veličina do koje<br />
se klatno podigne na<br />
drugu stranu u ovisnosti<br />
o hrapavosti površine
Skidometar<br />
� Srednji kotač manjeg<br />
je promjera od kotača<br />
prikolice<br />
� Zbog manje obodne<br />
brzine dolazi do<br />
proklizavanja kotača<br />
� Posljedica je stvaranje<br />
sile na osovini (R)
Skid Tester<br />
Pros. brzina<br />
50<br />
65<br />
80<br />
100<br />
115<br />
SN pri v=65 km/h<br />
31<br />
33<br />
37<br />
41<br />
46<br />
� Pri određenoj brzini<br />
kotač se blokira te se<br />
mjeri sila trenja koja pri<br />
tome nastaje<br />
� Rezultati se izražavaju<br />
putem kliznog broja SN<br />
sila trenja<br />
SN �<br />
opterecenje<br />
kotaca
Scrim<br />
� Mjerenje se obavlja<br />
pomoću kosog kotača<br />
glatke površine<br />
� Pri tome se javlja bočna<br />
sila iz čijih se<br />
karakteristika određuje<br />
bočno trenje<br />
bocno trenje �<br />
bocna sila<br />
opterecenje<br />
kotaca
Pjeskarenje<br />
� Određuje se srednja<br />
dubina teksture<br />
kolnika<br />
� Razastire se pijesak u<br />
obliku kruga tako da<br />
budu ispunjena sva<br />
udubljenja<br />
DT<br />
� 2<br />
R<br />
V<br />
��
Brzina istjecanja vode<br />
� Cijev napunjena vodom<br />
stavlja se na kolnik te<br />
se mjeri vrijeme<br />
potrebno da se voda s<br />
gornje oznake spusti na<br />
donju
3.Uočljivost 3.Uo ljivost površine povr ine<br />
� Uočljivost površine važno je svojstvo naročito noću<br />
kada je važno da se rubovi kolnika dobro vide<br />
� Za uočljivost površine važna je boja kolnika te<br />
učinak refleksije<br />
� Povoljniji su svijetliji kolnici (pri osvjetljenju dobro se<br />
razlikuju od tamne okoline)
4.Bučnost 4.Bu nost površine povr ine
� Veća hrapavost zastora izaziva veću razinu buke<br />
� S povećanjem brzine raste i utjecaj buke<br />
� Kolnici u mokrom stanju u pravilu su bučniji od<br />
kolnika u suhom stanju
Geosintetici u građevinarstvu
Razvoj geosintetika<br />
� Pojava 1953. godine nakon velike poplave u<br />
Nizozemskoj
� Obnova Delta projekt
� Krajem 1950. upotreba geosintetika za<br />
filtriranje<br />
� Krajem 1960. proizvodnja geotekstila za<br />
ojačanje tla (funkcija razdvajanja)<br />
� 1977. primjena geotekstila pri izgradnji<br />
autoceste Zagreb – Slavonski Brod
<strong>Vrste</strong> geosintetika<br />
� Geotekstili<br />
� Geomreže<br />
� Geomembrane<br />
� Geokompoziti
Geotekstili<br />
� Netkani - sintetička<br />
vlakna koja se<br />
obrađuju i vežu<br />
(pobijanjem iglama ili<br />
termički<br />
� Tkani – proizvode se<br />
tkanjem dva ili više<br />
sintetičkih vlakana
Geomreže<br />
� Geosintetici otvorene<br />
građe<br />
� Mogu biti:<br />
� Jednoosna<br />
� Dvoosna
Geomembrana<br />
� Izrađene su od fleksibilnih<br />
termoplastičnih polimernih<br />
materijala<br />
� Onemogućuju prolaz<br />
tekućina i plinova
Geokompoziti<br />
� Materijali koji se sastoje<br />
od kombinacija<br />
navedenih materijala
Polimerni materijali za proizvodnju<br />
geosintetika<br />
� Poliamid (PA)<br />
� Poliester (PES)<br />
� Polipropilen (PP)<br />
� Polietilen (PE)
Funkcije geosintetika<br />
� Armiranje<br />
� Razdvajanje<br />
� Filtriranje<br />
� Dreniranje<br />
� Brtvljenje<br />
� Zaštita
� Poboljšanje nosivosti tla<br />
Armiranje
� Armiranje slabog tla<br />
kod prometnica<br />
�Armiranje slabog tla
Razdvajanje<br />
� Stavljanje barijere između dva materijala<br />
bitno različitih svojstava
Filtriranje<br />
� Omogućena vodopropusnost i<br />
zadržavanje čestica tla
�<br />
�<br />
k n<br />
d<br />
� Ψ - permitivnost<br />
� k n – Darcy-ev koeficijent vodopropusnosti<br />
� d – debljina geotekstila
Dreniranje<br />
� Brzo odvođenje vode bez<br />
ispiranja čestica
Brtvljenje<br />
� Zaštita okoline i podzemnih<br />
voda
Zaštita<br />
� Kontrola erozije
Ispitivanja geosintetika<br />
� Fizička svojstva<br />
� Mehanička svojstva<br />
� Hidraulična svojstva<br />
� Otpornost prema okolišu
Fizička svojstva<br />
� Definiraju saznanje o postojanosti<br />
geosintetika na razne utjecaje<br />
� Površinska masa (g/m 2 )<br />
� Veličina pora (µm)<br />
� Debljina (mm)
Mehanička svojstva<br />
� Određuju otpornost na naprezanja i<br />
karakteristike deformabilnosti<br />
� Vlačna čvrstoća (kN/m)<br />
� Izduženje (%)
� Metode ispitivanja:<br />
� Ispitivanje vlačne čvrstoće<br />
� Pokus probijanja pomoću CBR klipa<br />
� Otpornost na paranje<br />
� Trenje na dodirnim plohama geotekstila i tla
Hidraulična svojstva<br />
� Odnose se na funkcije<br />
propuštanja tekućina<br />
� Permitivnost (1/s)<br />
� Transmitivnost (m 2 /s)<br />
� �<br />
kn d<br />
Q� kn<br />
�d
Otpornost prema okolišu<br />
� ispituje se otpornosti prema negativnim<br />
utjecajima okoliša (otpornost na visoku i<br />
nisku temperaturu, kemikalije, svjetlost i<br />
bakterije)<br />
� Ta svojstva se izražavaju ocjenom na temelju<br />
opažanja
� Otpornost prema visokim i niskim<br />
temperaturama<br />
� Otpornost prema kemikalijama<br />
� Otpornost prema UV zrakama<br />
� Otpornost na biološke utjecaje
Posebni slučajevi upotrebe geosintetika -<br />
geoćelije<br />
� Nema potrebe za<br />
zamjenom materijala<br />
� Stabilnost temeljnog tla<br />
bez uporabe pilota<br />
� Jednoliko i kontrolirano<br />
slijeganje<br />
� Brza konsolidacija
� Matrica geoćelije<br />
� Ispunjavanje agregatom