Συμβολή των χαρακτηριστικών των αδρανών υλικών και των ασφαλτικών συνδετικών στην απόδοση ασφαλτοσκυροδεμάτων που χρησιμοποιούνται σε έργα οδοποιίας

Abstract

In order to investigate the contribution of aggregates and asphalt binders to the performance of asphalt concrete used in road construction, a laboratory study was designed and carried out, in which various types of asphalt specimens were prepared in order to determine the properties of asphalt concrete, according to Marshall method. Two types of aggregates were used to prepare samples, crushed and natural aggregates, and four types of open-graded bituminous concrete with a maximum grain of 19 mm (¾ in.), 12.5 mm (½ in.), 9.5 mm (3/8 in.) and 2.36 mm (# 8) and one type of dense-graded asphalt, with a maximum grain of 19 mm (AS20) were prepared. In order to investigate the effect of the filler type and percent on the performance of asphalt concrete, aggregate dust, fly ash, lime and cement were used at various rates. For the preparation of all specimens of the different types of asphalt concrete, 50/70 asphalt was used at 4.0%, 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0% and 7.0%, while three specimens were prepared for each asphalt percentage. Two methods, the Marshall method and the gyratory method were used for the compaction of the specimens.Angular and rough surface crushed aggregates gave higher stability values and lower deformations, compared to the rounded, smooth surface natural aggregates.Dense-type asphalt cements gave higher stability values and smaller deformations than open-graded ones. However, by comparing samples with open gradation, it was observed that the stability values decreased when the size of their maximum grain increased, while the values of the deformations also increased.Laboratory research has shown that modifying the asphalt mix by adding fly ash or cement as filler resulted in an increase in the stability values. For low asphalt percentage, the use of cement gives higher stability values, while higher stability values resulted when fly ash was used.The percentage of filler plays an important role in the stability of the compacted mixture. The addition of fly ash, cement or hydrated lime increases stability values, while further increases of the content percentages result in reduction of stability values.

Στα πλαίσια της διερεύνησης της συμβολής των χαρακτηριστικών των αδρανών υλικών και των ασφαλτικών συνδετικών στην απόδοση ασφαλτοσκυροδεμάτων που χρησιμοποιούνται σε έργα οδοποιίας, σχεδιάστηκε και πραγματοποιήθηκε μια εργαστηριακή έρευνα, κατά την οποία παρασκευάστηκαν (συμπυκνώθηκαν) ασφαλτικά δοκίμια διάφορων τύπων, με σκοπό να προσδιοριστούν οι ιδιότητες ασφαλτοσκυροδεμάτων, κατά Marshall. Χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι αδρανών για την παρασκευή δοκιμίων, θραυστά και φυσικά αδρανή, και παρασκευάστηκαν τέσσερις τύποι ασφαλτικών σκυροδεμάτων ανοικτής σύνθεσης, με μέγιστο κόκκο αδρανούς 19 mm (3/4 in.), 12,5 mm (1/2 in.), 9.5 mm (3/8 in.) και 2.36 mm (#8), και ένας τύπος ασφαλτικού σκυροδέματος πυκνής σύνθεσης, με μέγιστο κόκκο αδρανούς 19 mm (ΑΣ20). Για τη διερεύνηση της επίδρασης του είδους και του ποσοστού της παιπάλης, χρησιμοποιήθηκαν σκόνη αδρανών, ιπτάμενη τέφρα, υδράσβεστος και τσιμέντο σε διάφορα ποσοστά. Για την παρασκευή των δοκιμίων, των διάφορων τύπων ασφαλτοσκυροδεμάτων, χρησιμοποιήθηκε άσφαλτος 50/70 σε ποσοστά 4,0%, 4,5%, 5,0%, 5,5%, 6,0% και 7,0%, ενώ παρασκευάστηκαν τρία δοκίμια για κάθε ποσοστό ασφάλτου. Για τη συμπύκνωση των δοκιμίων χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι, η μέθοδος Marshall και η γυροσκοπική μέθοδος.Τα γωνιώδη και τραχιάς επιφάνειας θραυστά αδρανή έδωσαν υψηλότερες τιμές ευστάθειας και μικρότερες παραμορφώσεις, σε σχέση με τα στρογγυλευμένα, λείας επιφάνειας φυσικών αποθέσεων αδρανή.Τα ασφαλτοσκυροδέματα πυκνής σύνθεσης έδωσαν υψηλότερες τιμές ευστάθειας και μικρότερες παραμορφώσεις σε σχέση με τα ανοικτής σύνθεσης. Ωστόσο συγκρίνοντας δοκίμια ανοικτών συνθέσεων, μεταξύ τους, παρατηρήθηκε ότι οι τιμές της ευστάθειας μειώνονται όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του μέγιστου κόκκου τους, και αντίστοιχα αυξάνονται οι τιμές των παραμορφώσεων.Η εργαστηριακή έρευνα έδειξε ότι τροποποίηση του ασφαλτομίγματος με προσθήκη ιπτάμενης τέφρας ή τσιμέντου, ως υλικό πληρώσεως, είχε αποτέλεσμα την αύξηση των τιμών της ευστάθειας. Για χαμηλά ποσοστά ασφάλτου η χρήση τσιμέντου δίνει υψηλότερες τιμές ευστάθειας, ενώ για μεγαλύτερα ποσοστά ασφάλτου υψηλότερες τιμές ευστάθειας δίνει η χρήση ιπτάμενης τέφρας. Το ποσοστό του υλικού πληρώσεως παίζει σημαντικό ρόλο στην ευστάθεια του συμπυκνωμένου μίγματος. Από την έρευνα φάνηκε ότι η προσθήκη σε χαμηλά ποσοστά ιπτάμενης τέφρας, τσιμέντου ή υδρασβέστου, αυξάνει τις τιμές της ευστάθειας, ενώ περαιτέρω αύξηση αυτών των ποσοστών έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση των τιμών της ευστάθειας.