M03

ce, nebo-li podle délky zatížení a viskozity dochází k různé velikosti deformace. V souvislosti s použitím asfaltových pojiv do asfaltových směsí je zapotřebí zdůraznit zejména závislost chování asfaltových směsí na rychlosti zatížení, kde se viskózní složka asfaltového pojiva výrazně projeví:
- při nízkých rychlostech nebo stání vznikají velké deformace (autobusové zastávky, stoupací pruhy na dálnicích)
- při vysokých rychlostech malé deformace
Obr. 2.1: Asfalt – visko-elastický materiál
Oxidace asfaltu
Protože je asfalt organickou látkou, reaguje s kyslíkem z okolního prostředí = oxidativní tvrdnutí a stárnutí asfaltu = tvrdší a křehčí struktura. K oxidaci dochází rychleji za vysokých teplot (např. při míchání asfaltové směsi na obalovně)
Zkoušení asfaltových pojiv
Zkoušky asfaltových pojiv lze rozdělit do dvou druhů – zkoušky konvenční (penetrace, bod měknutí, bod lámavosti, vratná duktilita, viskozita) a zkoušky funkční (simulující stavy během výroby asfaltové směsi = oxidativní stárnutí, únavové vlastnosti atd.) Funkční zkoušky asfaltových pojiv byly vyvinuty v rámci projektu SHRP (Strategic Highway Research Project) v USA.
Konvenční zkoušky asfaltových pojiv:
penetrace
Od této zkoušky je odvozeno označení asfaltů, určuje tvrdost asfaltu při teplotě 25 oC, výsledkem zkoušky je míra průniku jehly do vzorku asfaltového pojiva, udává se v desetinách milimetru. Např. asfalt označovaný 70/100 má mít penetraci v rozmezí 5-7 mm.
Obr. 2.2: Penetrace
bod měknutí – kroužek kulička (KK)
Horní hranice oboru plasticity, udává se ve oC. Za touto pak přechází asfalt do tekutého stavu.
Obr. 2.3: Bod měknutí - KK
bod lámavosti
Dolní hranice oboru plasticity, udává se ve oC. Při překročení této teploty se asfalt stává křehkým a praská.
Rozmezí teplot stanovených ve dvou výše uvedených zkouškách charakterizuje tzv. obor plasticity asfaltů = rozsah teplot, ve kterých je možné asfalt použít.
Obr. 2.4: Bod lámavosti
vratná duktilita
U modifikovaných asfaltů se měří tzv. vratná duktilita, vlákno se po natažení na délku 25 cm přestřihne a měří se míra zpětného přetvoření.
Obr. 2.5: Vratná duktilita
viskozita
Charakterizuje míru vnitřního tření, měří se pomocí viskozimetrů.
Další zkoušky asfaltu, méně často používané :
penetrační index (charakterizuje teplotní citlivost asfaltů, je možné jej vypočítat na základě výsledku zkoušek penetrace a bodu měknutí),
rozpustnost v benzenu - vyjadřuje čistotu asfaltu
bod vzplanutí - nejnižší teplota, při které páry hoří alespoň 5 s
V následujícím grafu je uvedeno chování základních tří druhů asfaltů S – primárního, W – parafinického a B – modifikovaného v závislosti na teplotě a ve vztahu k výše uvedeným zkouškám asfaltů.
Obr. 2.6: Porovnání vlastností tří zákl. druhů asfaltů v závislosti na teplotě
Modifikované asfalty
Stále se zvyšující dopravní zatížení a s ním i požadavky na asfaltové směsi vyžadují vyšší kvalitu asfaltů.
Nevystačíme s běžně vyráběnými asfalty ( modifikace asfaltů aditivy, kterými se dosahuje :
zlepšení přilnavosti asfaltu ke kamenivu
snížení teplotní citlivosti a jeho křehkosti v oblasti nízkých teplot (snížení bodu lámavosti)
zvýšení bodu měknutí ( rozšíření oboru plasticity
zlepšení odolnosti proti vzniku trvalých deformací
snížení stárnutí asfaltu
Modifikované asfalty jsou asfalty, jejichž vlastnosti byly změněny přidáním přísad, čímž byly změněny buď jejich chemické nebo fyzikálně-mechanické vlastnosti.
První modifikace asfaltů se datuje od roku 1938. Tehdy v USA začali přidávat síru do silničních asfaltů, aby zlepšili jejich vlastnosti. Další pokusy se prováděly např. ve Francii ( pouze na úrovni experimentů a pokusných úseků, pro široké použití byly modifikované asfalty příliš drahé.
K širšímu použití modif. asfaltů dopomohla až první ropná krize, kdy cena asfaltu byla výrazně zvýšena, což vedlo ke snaze používat asfalty s delší životností. První polymery modifikované asfalty se objevily v 70. létech v Německu a Rakousku.
Rozdělení modifikátorů
Nejběžněji používaným typem modifikátorů jsou polymery. Polymery jsou makromolekuly, v kterých se opakuje stejná skupina atomů.
Polymery je možné rozdělit do dvou hlavních kategorií :
termosetické polymery – nevratně tvrdn