CZ2017346A3

CZ2017346A3 - Asfaltová směs vyztužená rostlinnými vlákny

Info

Publication number: CZ2017346A3
Application number: CZ2017-346A
Authority: CZ
Inventors: Peter Gallo; Jan Valentin
Original assignee: ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze - fakulta stavebnĂ
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2018-08-01
Also published as: CZ307414B6

Abstract

Asfaltová směs pro konstrukční vrstvy vozovky vyztužená rostlinnými vlákny obsahuje 65,9 % hmotn. až 95,89 % hmotn. kameniva zrnitosti do 32 mm tvořeného směsí hrubého a drobného drceného kameniva a fileru, až 30 % hmotn. asfaltového R-materiálu, 4 % hmotn. až 7 % hmotn. asfaltového pojiva, a 0,1 % hmotn. až 0,5 % hmotn. rostlinných vláken délky od 3 mm do 60 mm ve formě příze, složené z 1 až 10 vláken o jemnosti od 50 tex do 500 tex, vybraných ze skupiny lněná vlákna a konopná vlákna.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká asfaltového kompozitu vyztuženého rostlinnými vlákny.

Dosavadní stav techniky

Asfaltová směs je směsí kameniva a asfaltového pojivá, případně dalších příměsí. Asfaltovým pojivém může být asfalt, asfaltová emulze nebo ředěný asfalt. Kamenivo vytváří kostru celé směsi tím, že se jednotlivá zrna vzájemně dotýkají a zakliňují, asfaltové pojivo tato zrna pouze spojuje. Rozhodující pro správnou volbu těchto dvou vstupních materiálů a volbu druhu asfaltové směsi jsou požadované funkce ve vozovce zejména s ohledem na dopravní zatížení, návrhovou úroveň porušení a charakteristiky klimatu. Tahové síly v takových konstrukčních vrstvách vozovek jsou přenášeny pouze pojivém, což může vyhovovat pouze málo zatíženým vozovkám. U více zatížených vozovek se hledají řešení vedoucí ke zvýšení odolnosti vozovek vůči zatížení a s tím související delší životnosti. Jednou z možností je vyztužování asfaltových směsí.

Vyztužování asfaltových směsí se řeší přidáváním různých vláken na syntetické bázi nebo na bázi celulózy či v podobě minerálních vláken během míchání nízkoteplotních nebo horkých hutněných asfaltových směsí. Například, podle dokumentu CNI101712803, se do asfaltové směsi přidávají čedičová vlákna. Často se používá směs vláken z různých syntetických materiálů. Výztužnou funkci, umožňující eliminaci některých předčasných poruch kompozitu asfaltové směsi nebo zvýšení jeho trvanlivosti či technické životnosti zajišťují hlavně vlákna s vysokou pevností v tahu. Jsou to například vlákna aramidová, polyesterová či polypropylénová, ke kterým se případně přidávají přísady zajišťující jejich zpracovatelnost a správnou funkci ve směsi, jak uvádějí dokumenty USjžOl13, Ua Cb^990598.

Tato vlákna se standardně využívají pro různé typy asfaltových směsí s cílem prodloužit technickou životnost asfaltové směsi a zlepšit charakteristiky užitného chování asfaltové vrstvy konstrukce vozovky, jako je odolnost proti deformacím, odolnost proti vzniku a šíření trhlin, zlepšení únavových parametrů. Asfaltové směsi s těmito vlákny se primárně využívají pro vozovky s vyšším dopravním zatížením nebo v místech, kde se dopravní zatížení kombinuje s účinky zvýšených tangenciálních sil, případně u konstrukcí, kde je cílem provést ztenčení asfaltového souvrství. V uvedených případech je konstrukce vždy více namáhána a dostatečná

• · · « · · · • «· * · · * » <

životnost je nezbytná z hlediska provozu na dané pozemní komunikaci. Obdobně jsou tato vlákna s výhodou vhodná při technickém řešení tzv. vozovek s dlouhou životností.

Podstatu dokumentu CZ 14120^J tvoří modifikační přísada, kterou je čedičové vlákno ve směsi derivátů mastných kyselin na bázi umělého vosku. Na základě tohoto dokumentu v kombinaci s jakýmkoliv z dokumentů z druhé skupiny dokumentů uváděných referentem nelze jakkoliv dospět k řešení podle naší přihlášky vynálezu. Tento dokument navíc zrazuje od použití rostlinných vláken, protože ve stavu techniky uvádí, že při navlhnutí a špatném rozmístění ve směsi vlákna bobtnají, a tak dochází k poruchám komunikace.

Z přírodních materiálů z obnovitelných zdrojů se v praxi do asfaltových směsí přidávají pouze vlákna celulózová, jak uvádějí dokumenty Cz|296ll^B6) EP 1^520^32, KF^l020060038663 a Kř^Ol 127762. Τχίο vlákna jsou převážně získávána z recyklovaného papíru a mají nejčastěji formu pelet. Vzhledem k jejich délce zhruba do 2 mm, průměru vlákna v řádech pm a zanedbatelné tahové pevnosti však tato celulózová vlákna nemají funkci výztužnou. Jejich hlavní funkce, která plyne z povahy materiálu, zejména jeho struktury i savosti, spočívá v nasáknutí asfaltového pojivá a zamezení jeho segregace v asfaltové směsi. Tím se sníží jeho stékavost z kameniva a nedochází tak k rozmísení asfaltové směsi, která je příčinou některých typů konstrukčních poruch asfaltových vrstev. Proto najdou celulózová vlákna uplatnění hlavně v asfaltových směsích s vyšším obsahem asfaltového pojivá nebo ve směsích s přerušenou křivkou zrnitosti a s vyšší mezerovitostí. Jejich aplikace má za cíl zvýšit životnost asfaltové směsi a zlepšit charakteristiky užitného chování asfaltové směsi. Taktéž nesmíme opomenout fakt, že aplikace celulózových vláken může v praxi prodloužit míchací doby směsi s celulózovým granulátem, které je potřeba řešit přidáním dalších přísad.

Spisy EP U520j932 a CZ 296115 se zabývají možností přidání krátkých a velmi jemných lněných a/nebo konopných vláken do asfaltové směsi. Tyto dva spisy mají společnou podstatu vynálezu v tom smyslu, že se v obou vyskytují vlákna délky od 0,3 do maximálně 3,0 mm a se φ32 se vyskytují vlákna konopná a/nebo lněná, která se dobře mísí s vlákny ze starého střední délkou pouze 0,5 mm, přičemž jejich obsah v asfaltové směsi je 0,3 %. Ve spisu EPpapíru. Spis CZ 296115 hovoří o vláknech celulózových, s výhodou papírových, ale uvádí i další druhy vláken, včetně konopných a lněných. Velmi krátká délka velice jemných vláken a způsob jejich dávkování do směsi ve formě pelet však napovídá, že se skutečně nejedná o žádnou výstužnou přísadu, nýbrž o přísadu stabilizační, která má z důvodu velikého povrchu také funkci plniva a sorbentu. Spis CZ 296115 navíc v podstatě řeší jeden z možných t « « « «

< « • · «

t t

t «

« « t « « <

t t i

( t

i < <

« t

C4 € <1 <4 t t

I í <

nedostatků asfaltové směsi dle spisu EP ^52(^32. Tou je zlepšení zpracovatelnosti asfaltové směsi nebo asfaltové směsi mastixového charakteru pomocí smícháni celulózových vláken s parafínem získaným Fisher-Tropschovou syntézou za vzniku výlisku kombinujícího tyto dvě složky.

Syntetické vlákna sice vynikají svou vysokou pevností v tahu, celkovou odolností a trvanlivostí, ale jejich plošná aplikace není možná hlavně z ekonomických důvodů. Navíc jen speciální typy syntetických vláken s upraveným tvarem průřezu, jak je uvedeno v dokumentu Cn[1 526767, plní funkci vlákna zamezujícího segregaci asfaltového pojivá. V úvahu je nezbytné vzít i jejich syntetický původ a s tím spojené problémy s recyklací takto vyztužených vozovek. Současně se taková vlákna vyznačují vyšší uhlíkovou stopou, neboli vyšší energetickou náročností, která bezprostředně souvisí se způsobem jejich výroby. Obdobně je třeba zdůraznit, že u tohoto typu vláken se jedná o průmyslové zpracování neobnovitelných přírodních zdrojů.

Aplikace celulózových vláken na druhou stranu nemá za cíl asfaltové směsi jakkoli vyztužit a s ohledem k charakteru těchto vláken, jejich obvyklé délce a technické charakteristice nejsou tato vlákna schopná přenášet vyšší tahová napětí.

Použití rostlinných přízí, vyztužujících asfaltové směsi, je popsáno v patentu R (jíl8080B, kde se však používá vždy směs různých odpadních přírodních a syntetických vláken o velmi proměnlivém a ne zcela definovaném složení, je pouze uvedeno, že vlákna jsou získaná z textilního odpadu, původem z bavlny, lnu nebo konopí a jsou vždy smíchaná s vlákny akrylovými, případně se směsí syntetických vláken, obsahujících 60 až 80 % hmotn. akrylových vláken a dále vlákna esterová a/nebo vlákna amidová. Vlákna jsou řezaná do délky 4 až 20 mm a s jemností 20fceH až 200 tex. Jak vyplývá z popisu vynálezu, vždy se používá náhodně vzniklá směs všech uvedených jemností vláken a proměnlivých délek. Jedná se tedy zejména o využití odpadní suroviny proměnlivé a obtížně definovatelné kvality. Taková směs vláken je však diskutabilní s různých hledisek technického využití. Pro vyztužování asfaltových směsí se bavlněná vlákna nehodí, protože mají značně nižší modul pružnosti, stejně tak rychleji podléhají degradaci. Použití syntetických vláken je sporné z hlediska nevratné teplotní degradace a také z environmentálního hlediska a z hlediska trvale udržitelného rozvoje. Dále přináší nevýhody spojené s homogenizací směsi při výrobě a přilnavostí asfaltového pojivá, což uvedený patent řeší přidáním kationaktivního polyelektrolytu za studená a pryskyřice za tepla.

< « <

* <

<c <

e t < t t < i ' *í <

< i » t 4 Cílit t »» t i < < 4 4 >Sít < < < < <4 l t « «« « _ 4 a

Ve výsledku pak takto vyztužená asfaltová směs bude z ekonomického hlediska méně přijatelná a její praktická výroba náročnější.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje asfaltová směs pro konstrukční vrstvy vozovky vyztužená rostlinnými vlákny podle vynálezu obsahuje 65,9 až 95,89 % hmotn. kameniva zrnitosti do 32 mm tvořeného směsí hrubého a drobného drceného kameniva a fileru, až 30 % hmotn. asfaltového R-materiálu, až 7 % hmotn. asfaltového vSS pojivá, a 0,1hmntnj až 0,5 % hmotn. rostlinných vláken délky od 3 ffwn-fio 60 mnxformě příze, složené z 1 až 10 vláken o jemnosti od 50 f&xfdo 500 tex, vybraných ze skupiny lněná vlákna a konopná vlákna.

Rostlinné příze jsou ze lnu Linum usitatissimum L. nebo konopí Cannabis sativa. Příze tedy mohou být jedno komponentní složené z jednoho vlákna nebo multikomponentní složené až z deseti vláken. Použití lněných či konopných přízí je výhodné hned z několika hledisek. Vlákna získané ze stonků rostlin, zpracované do formy příze se dají snadno a ve velkém množství mechanicky upravit na požadovanou délku. Elementy příze pak mají menší tendenci vytvářet shluky, než vlákna nezpracována do formy příze, což přirozeně zajišťuje lepší zpracovatelnost a větší homogenitu asfaltové směsi po přidání příze. V neposlední řadě má příze i větší pevnost v tahu než vlákna samotná.

Asfaltové pojivo je výhodně vybráno ze skupiny silniční asfalt, polymerem modifikovaný asfalt a tvrdý silniční asfalt nebo mletou či drcenou pryží modifikovaný asfalt a asfalt modifikovaný kyselinou polyfosforečnou.

Asfaltová směs podle vynálezu se uplatní hlavně v konstrukčních vrstvách vozovek, zejména v obrusných a ložních.

Asfaltová směs podle vynálezu má pro obrusnou vrstvu vozovky pozemních komunikací odolnost proti trvalým deformacím při teplotě 50 °C následující: přírůstek vyjeté koleje WTSair maximálně 0,060 mm/10³ cyklů a poměrná hloubka vyjeté koleje PRDair maximálně 4,5 %.

Asfaltová směs podle vynálezu má pro ložnou vrstvu vozovky pozemních komunikací odolnost proti trvalým deformacím při teplotě 50 °C následující:

♦ « « · « · přírůstek vyjeté koleje WTSair maximálně 0,040 mm/10³ cyklů a poměrná hloubka vyjeté koleje PRDair maximálně 4,0 %.

Asfaltová směs podle vynálezu má pro obrusnou vrstvu vozovky pozemních komunikací modul tuhosti stanovený opakovaným namáháním v příčném tahu při 15 °C minimálně 7 000 MPa.

Asfaltová směs podle vynálezu má pro ložnou vrstvu vozovky pozemních komunikací modul tuhosti stanovený opakovaným namáháním v příčném tahu při 15 °C minimálně 10000 MPa.

Asfaltová směs podle vynálezu má vyšší tahovou pevnost a zamezuje segregaci asfaltového pojivá. Toto řešení nevyžaduje při užití v kompozitu asfaltové směsi přidání dalších chemických přísad a žádné dodatečné technické úpravy, kterými by výrobní zařízení nebyla běžně vybavena.

Takto navržený a vyrobený kompozitní materiál vyztužené asfaltové směsi se vyznačuje zlepšenou charakteristikou modulu tuhosti, zvýšenou pevností v příčném tahu, zvýšenou odolností proti šíření trhlin při nízkých teplotách, zlepšenou odolností vůči trvalým deformacím a zlepšenými únavovými parametry v porovnání s asfaltovou směsí stejného typu bez rostlinné příze na bázi lnu a konopí.

uskutečněni vy nu to. zu.

Příklady ferovodoní Licliirivkíliu -řežemi

Dále uvedené příklady provedení ilustrují různorodé možnosti použití asfaltové směsi podle vynálezu. Odborníkovi v oboru silničního stavitelství je jasné, že směs podle vynálezu není omezena jen na uvedené příklady provedení a směs podle vynálezu může mít mnoho dalších variant podle konkrétních místních požadavků a konkrétního typu asfaltové směsi. Pro směs s vyšším obsahem asfaltového pojivá, například typ SMA, tedy asfaltový koberec mastixový, nebo BBTM, tedy asfaltový beton pro tenké vrstvy, nebo typ PA, drenážní asfaltový koberec, se volí vyšší obsah a kratší délka přízí. Při použití do směsí typu AC, asfaltový beton, nebo VMT, asfaltová směs s vysokým modulem tuhosti, je obsah příze ve směsi nižší a jednotlivé elementy příze spíše delší. Také postup výroby včetně doby míchání a posloupnosti přidávání jednotlivých složek směsi do míchačky může být modifikovaný a neomezuje se jen na uvedené, pokud se zaručí rovnoměrné obalení všech složek kompozitu asfaltovým pojivém.

Příkladné směsi podle vynálezu byly vyrobeny postupem, respektujícím standardní čili logickou posloupnost přidávaní jednotlivých složek asfaltového kompozitu do procesu míchání dle ČSN ΕΝ 12697-35+A1. Teplota míchání byla 150 °C s celkovou dobou míchání 180 s pro • · • · · · • · • « směs typu ACL a 240 s pro směs typu SMA. Příze se vždy do směsi přidávala nejdřív spolu s asfaltovým pojivém, aby nedošlo ke zbytečnému mechanickému poškození v případě jejich míchání výlučně s kamenivem.

Příklad 1

Do míchačky bylo dáno 8384 g kameniva zrnitosti do 11 mm a 580 g silničního asfaltu s gradací 50/70. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 1036 g fileru a 30 g lněné příze s jemností 500 tex o délce 30 až 50 mm. Pak míchání pokračovalo dalších 230 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 240 s. Všechny složky směsi, kromě lněné příze, byly před přidáním do míchačky předehřáté na teplotu 150 °C, která byla udržována až do zhutnění směsi. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modulu tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně 7100 MPa, je tedy lepší než hodnota modulu tuhosti identické referenční asfaltové směsi při teplotě 15 °C s přidanými celulózovými vlákny, která dosahuje pouze 6660 MPa. Dále má kompozitní materiál nízkou hodnotu průměrné stékavosti asfaltového pojivá s hodnotou D < 1 % a dobrou odolnost vůči trvalým deformacím při teplotě 50 °C s hodnotami určujících charakteristik WTSair = 0,043 mm/10³ cyklů a PRDair = 4,1 % proti referenční směsi, kde WTSair ⁼ 0,077 mm/10³ cyklů a PRDair = 4,0 %, vykazuje významné zlepšení. Hodnota odolnosti vůči šíření trhlin byla naměřena nadprůměrná, čili K_C| = 45,92 N/mm^3/2 při teplotě 0 °C.

Příklad 2

Do míchačky bylo dáno 8384 g kameniva zrnitosti do 11 mm a 580 g silničního asfaltu s gradací 50/70. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 1036 g fileru a 30 g konopné příze s jemností 100x3 tex o délce 30 až 50 mm. Pak míchání pokračovalo dalších 230 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 240 s. Všechny složky směsi, kromě konopné příze, byly před přidáním do míchačky předehřáté na teplotu 150 °C, která byla udržována až do zhutnění směsi. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu

minimálně 8200 MPa. Takto připravený kompozitní materiál má nízkou hodnotu průměrné stékavosti asfaltového pojivá s hodnotou D < 1 % a dobrou odolnost vůči trvalým deformacím při teplotě 50 °C s hodnotami určujících charakteristik WTSair = 0,050 mm/10³ cyklů a PRDair = 4,0 %. Hodnota odolnosti vůči šíření trhlin byla nadprůměrná K_ci = 48,63 N/mm^3/2při teplotě 0 °C.

Příklad 3

Do míchačky bylo dáno 8384 g kameniva zrnitosti do 11 mm a 580 g silničního asfaltu s gradací 50/70. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 1036 g fileru a 30 g lněné příze s jemností 500 tex o délce 10 až 20 mm. Pak míchání pokračovalo dalších 230 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 240 s. Všechny složky směsi, kromě lněné příze, byly před přidáním do míchačky předehřáté na teplotu 150 °C. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně l(|)00 MPa. Takto připravený kompozitní materiál má nízkou hodnotu průměrné stékavosti asfaltového pojivá s hodnotou D < 1 % a odolnost vůči trvalým deformacím při teplotě 50 °C s hodnotami určujících charakteristik WTSair = 0,035 mm/10³ cyklů a PRDair = 3,8 % proti referenční směsi, kde WTSair = 0,077 mm/10³ cyklů a PRD_Air = 4,0 %, vykazuje významné zlepšení. Hodnota odolnosti vůči šíření trhlin dosáhla hodnoty K_c] = 42,96 N/mm^3/2 při teplotě 0 °C.

Příklad 4

Do míchačky bylo dáno 8384 g kameniva zrnitosti do 11 mm a 580 g silničního asfaltu s gradací 50/70. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 1036 g fileru a 30 g lněné příze s jemností 500 tex o délce 3 až 10 mm. Pak míchání pokračovalo dalších 230 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 240 s. Všechny složky směsi, kromě lněné příze, byli před přidáním do míchačky předehřáté na teplotu 150 °C. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně 9500 MPa. Takto připravený kompozitní materiál má nízkou hodnotu průměrné stékavosti asfaltového pojivá s hodnotou D < 1 % a odolnost vůči trvalým deformacím při • · · * t <

• · · i « 4 <

« «

teplotě 50 °C s hodnotami určujících charakteristik WTSair = 0,039 mm/10³ cyklů a PRDair = 4,0 % proti referenční směsi, kde WTSair = 0,077 mm/10³ cyklů a PRDair ⁼ 4,0 %, vykazuje zlepšení. Hodnota odolnosti vůči šíření trhlin byla opět nadprůměrná, čili K_ci = 47,02 N/mm^3/2při teplotě 0 °C.

Příklad 5

Do míchačky bylo dáno 8384 g kameniva zrnitosti do 11 mm a 580 g silničního asfaltu s gradací 50/70. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 1036 g fileru, spolu s 7,5 g lněné příze s jemností 500 tex o délce 30 až 50 mm a 22,5 g konopné příze s jemností 100x3 tex o stejné délce. Pak míchání pokračovalo dalších 230 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 240 s. Všechny složky směsi, kromě lněné a konopné příze, byli před přidáním do míchačky předehřáté na teplotu 150 °C. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně 7400 MPa. Takto připravený kompozitní materiál má nízkou hodnotu průměrné stékavosti asfaltového pojivá s hodnotou D < 1 %.

Příklad 6

Do míchačky bylo dáno 8196 g kameniva zrnitosti do 11 mm a 700 g asfaltu modifikovaného mletou pryží CRMB s gradací 25/55-60. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 1054 g fileru, spolu s 25 g lněné příze o délce 10 až 20 mm a 25 g konopné příze o stejné délce. Pak míchání pokračovalo dalších 230 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 240 s. Všechny složky směsi, kromě lněné a konopné příze, byli před přidáním do míchačky předehřáté na teplotu 150 °C. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně 9000 MPa. Takto připravený kompozitní materiál má nízkou hodnotu průměrné stékavosti asfaltového pojivá s hodnotou D < 1 % a dobrou odolnost vůči trvalým deformacím při teplotě 50 °C s hodnotami určujících charakteristik WTS_Air = 0,020 mm/10^J cyklů a PRDair ~ 2,3 %. Hodnota odolnosti vůči šíření trhlin byla nadprůměrná K_C| = 50,63 N/mm^3/2při teplotě 0 °C.

< t « * · «

i t « € «t « « C« < « < « f <

« «<

í <· • < » • « < í • I<

•<

• 4 « · · <<

Příklad 7

Do míchačky bylo dáno 9140 g kameniva zrnitosti do 16 mm a 440 g silničního asfaltu s gradací 50/70. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 400 g fileru a 20 g lněné příze s jemností 500 tex o délce 30 až 50 mm. Pak míchání pokračovalo dalších 170 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 180 s.

Všechny složky směsi, kromě lněné příze, byli předehřáté na teplotu 150 °C. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně 14^00 MPa, přičemž hodnota modulu tuhosti identické referenční asfaltové směsi při stejné teplotě 15 °C bez přidané rostlinné příze dosahuje 8700 MPa. Hodnota modulu tuhosti referenční směsi s modifikovaným pojivém PMB 25/55-55 dosáhla při 15 °C taktéž min. 14^00 MPa. Tento kompozitní materiál dále vykazuje zvýšení pevnosti v příčném tahu o více než 20 % oproti identické referenční asfaltové směsi a současně vykazuje dobrou odolnost vůči trvalým deformacím při teplotě 50 °C s hodnotami určujících charakteristik WTSair = 0,039 mm/10³ cyklů a PRDair. = 3,0 %. Hodnoty charakteristik určujících odolnost vůči trvalým deformacím byly v případě referenční směsi WTSair = 0,101 mm/10³ cyklů a PRD_Air = 2,9 %. Odolnost vůči šíření trhlin stanovená při teplotě 0 °C zůstala stejná při obou variantech asfaltové směsi typu asfaltového betonu pro ložní vrstvu třídy dopravního zatížení S nebo I

3/2 s maximální zrnitostí 16 mm, tedy K_ci ⁼ 42,0 N/mm .

Příklad 8

Do míchačky bylo dáno 6150 g kameniva zrnitosti do 32 mm, 3000 g R-materiálu a 400 g silničního asfaltu s gradací 50/70 modifikovaného 0,1 % kyseliny polyfosforečné. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 440 g fileru a 10 g lněné příze s jemností 50x10 tex o délce 30 až 50 mm. Pak míchání pokračovalo dalších 170 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 180 s. Všechny složky směsi, kromě lněné příze, byli předehřáté na teplotu 150 °C. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně 11^00 MPa. Tento kompozitní materiál dále vykazuje dobrou odolnost vůči trvalým

Λ ♦ · · « t < · » · · t

1 · ««<«»· deformacím při teplotě 50 °C s hodnotami určujících charakteristik WTSair = 0,046 mm/10³cyklů a PRDair = 3,2 %. Odolnost vůči šíření trhlin stanovená při teplotě 0 °C byla naměřena K_c, = 43,2 N/mm³'².

Příklad 9

Do míchačky bylo dáno 9170 g kameniva zrnitosti do 16 mm a 401 g silničního asfaltu s gradací 50/70. Po přibližně 10 s se míchání zastavilo a následovalo přidání 419 g fileru a 10 g lněné příze s jemností 500 tex o délce 20 až 40 mm. Pak míchání pokračovalo dalších 170 s. Po této době promíchání byla směs opticky homogenní. Celková doba míchání byla tedy 180 s. Všechny složky směsi, kromě lněné příze, byli předehřáté na teplotu 150 °C. Po zhutnění se nechala směs vychladnout na pokojovou teplotu.

Výsledný kompozitní materiál při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 15 °C modul tuhosti stanovaného opakovaným namáháním v příčném tahu minimálně 1 OfoOO MPa. Odolnost vůči šíření trhlin stanovená při teplotě 0 °C typu asfaltového betonu pro ložní vrstvu třídy dopravního zatížení S nebo I s maximální zrnitostí 16 mm byla K_c| = 41,6 N/mm^3/2.

Průmyslová využitelnost

Asfaltový kompozit vyztužený rostlinnou přízí lze využít zejména pro výrobu asfaltových směsí různých typů, které jsou zejména určené pro konstrukční vrstvy asfaltových vozovek, u kterých se očekává zvýšená odolnost proti deformačním účinkům, jako je zvýšená tuhost, která současně není negativně ovlivněna zhoršenými vlastnostmi v oboru nízkých teplot nebo obecně delší technická životnost. Taková asfaltová směs se uplatní v uvedených konstrukcích vozovek pozemních komunikací zejména jako obrusná, ložní nebo horní podkladní asfaltová vrstva zejména tehdy, pokud jsou kladeny zvýšené nároky na užitné vlastnosti či mechanické a funkční charakteristiky hotové konstrukční vrstvy, které nelze splnit při použití běžného silničního asfaltového pojivá a využití polymerem modifikovaných asfaltových poj i v je buď ekonomicky méně výhodné, nebo samo o sobě nesplní nej náročnější požadavky na prodlouženou životnost konstrukční vrstvy. Především se jedná o zvýšené nároky na životnost hotových asfaltových úprav, které se vyznačují významně zlepšenými charakteristikami odolnosti proti deformačním účinkům a delší únavovou životností či zvýšenou odolností proti šíření mrazových trhlin.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Asfaltová směs pro konstrukční vrstvy vozovky vyztužená rostlinnými vlákny, vyznačující se tím, že obsahuje 65,9 frá-hmotaj až 95,89 % hmotn. kameniva zrnitosti do 32 mm tvořeného směsí hrubého a drobného drceného kameniva a fileru, až 30 % hmotn. asfaltového R-materiálu, 4 Ifá-hmotft^ až 7 % hmotn. asfaltového pojivá, a 0,1 |?4 hmetíf· až 0,5 % hmotn. rostlinných vláken délky od 3 hwnjdo 60 mmďormě příze, složené z 1 až 10 vláken o jemnosti od 50 teM do 500 tex, vybraných ze skupiny lněná vlákna a konopná vlákna.
2. Asfaltová směs pro vozovky podle nároku 1, vyznačující se tím, že asfaltové pojivo je vybráno ze skupiny silniční asfalt, polymerem modifikovaný asfalt a tvrdý silniční asfalt nebo mletou či drcenou pryží modifikovaný asfalt a asfalt modifikovaný kyselinou polyfosforečnou.
3. Asfaltová směs pro obrusnou vrstvu vozovky pozemních komunikací podle nároku 1 až 2, vyznačující se tím, že má odolnost proti trvalým deformacím při teplotě 50 °C následující: přírůstek vyjeté koleje WTSair maximálně 0,060 mm/10 cyklů a poměrná hloubka vyjeté koleje PRDair maximálně 4,5 %.
4. Asfaltová směs pro ložní vrstvu vozovky pozemních komunikací podle nároku 1 až 2, vyznačující se tím, že má odolnost proti trvalým deformacím při teplotě 50 °C následující: přírůstek vyjeté koleje WTS_Air maximálně 0,040 mm/10³ cyklů a poměrná hloubka vyjeté koleje PRDair maximálně 4,0 %.
5. Asfaltová směs pro obrusnou vrstvu vozovky pozemních komunikací podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že má modul tuhosti stanovený opakovaným namáháním v příčném tahu při 15 °C minimálně 7000 MPa.

O

Asfaltová směs pro ložní vrstvu vozovky pozemních komunikací podle nároku 1 až 2 nebo

4, vyznačující se tím, že má modul tuhosti stanovený opakovaným namáháním v příčném tahu při 15 °C minimálně 1 (jjoOO MPa.