Vrste bitumena
Vrste bitumena
Vrste bitumena
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
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