Εργαστηριακός προσδιορισμός τυπικών παραμέτρων ελέγχου ποιότητας σε ασφαλτομίγματα του ελληνικού οδικού δικτύου
Laboratory estimation of typical quality control parameters for bituminous mixes from the Greek road network
Λέξεις-κλειδιά
Ασφαλτομίγματα ; Φαινόμενη πυκνότητα ; Ποσοστό κενών ; Σφράγιση δοκιμίων ; Δοκιμή CantabroΠερίληψη
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τον εργαστηριακό προσδιορισμό τυπικών παραμέτρων ελέγχου ποιότητας σε ασφαλτομίγματα του ελληνικού οδικού δικτύου. Πιο συγκεκριμένα αρχικός στόχος της εργασίας είναι να ερευνήσουμε πως
επηρεάζεται η προσδιοριζόμενη φαινόμενη πυκνότητα του μίγματος ανάλογα με το ποια εργαστηριακή μέθοδο μέτρησης εφαρμόζουμε. Ακολούθως στη συνέχεια να εξετάζουμε κατά ποσό η φαινόμενη πυκνότητα του δείγματος σχετίζεται με την
ικανότητα του να αντιστέκεται στην αποσάρθρωση (φθορά) λόγω τριβής και κρούσης. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική έρευνα για τα χαρακτηριστικά των ασφαλτομιγμάτων και για τις υπάρχουσες εργαστηριακές μεθόδους προσδιορισμού
της φαινόμενης πυκνότητας. Στη συνέχεια συγκεντρώσαμε και χρησιμοποιήσαμε δοκίμια συμπυκνωμένου ασφαλτομίγματος από δυο πηγές προέλευσης, πεδίο και εργαστήριο. Στα δείγματα εφαρμόσαμε διαφορετικές εργαστηριακές μεθόδους προσδιορισμού της φαινόμενης πυκνότητας (χωρίς σφράγιση, με σφράγιση παραφίνης ή parafilm) που χρησιμοποιούνται συστηματικά στην Ελλάδα και στη συνέχεια υπολογίσαμε το ποσοστό κενών του κάθε δοκιμίου. Με βάση τα αποτελέσματα που πήραμε κάναμε σύγκριση μεταξύ των μεθόδων για το κάθε δείγμα και εξετάσαμε τις διαφορές που υπήρχαν. Στη συνέχεια εξετάσαμε κατά ποσό επηρεάζει την φαινόμενη πυκνότητα των δοκιμίων η διαφορετικότητα της μακροϋφή που υπάρχει στην περιμετρική επιφάνεια τους ανάλογα με την προέλευση (λήψη πυρήνα από πεδίο, παρασκευή στο Εργαστήριο). Για το σκοπό αυτό με κατάλληλη κοπή των δοκιμίων αφαιρέσαμε την επιφανειακή μακροϋφή τους και μετρήσαμε εκ νέου την φαινόμενη πυκνότητα τους. Συγκρίνοντας τη φαινόμενη πυκνότητα των δοκιμίων με και χωρίς μακροϋφή διαπιστώσαμε ότι η μακροϋφή της επιφάνειας επηρεάζει σημαντικά το τελικό αποτέλεσμα. Τέλος διερευνήσαμε προκαταρκτικά την σχέση που έχει η φαινόμενη πυκνότητα ενός δείγματος με την αντοχή του στην τριβή και την κρούση. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε την εργαστηριακή δοκιμή Cantabro από την οποία υπολογίσαμε το ποσοστό απώλειας μάζας του κάθε δοκιμίου. Συγκρίνοντας το ποσοστό απώλειας μάζας των δοκιμίων με την φαινόμενη πυκνότητα τους διαπιστώσαμε πιθανή συσχέτιση για ασφαλτομίγματα με υψηλή πυκνότητα. Συνολικά στην διερεύνηση διαπιστώθηκε ότι υπάρχει αξιοσημείωτη διαφορά στον προσδιορισμό της φαινόμενης πυκνότητας μεταξύ των μεθόδων που τυπικά
χρησιμοποιούνται από τα Ελληνικά αλλά και διεθνή εργαστήρια. Επίσης διαπιστώθηκε ότι σημαντικό ρόλο στο αποτέλεσμα μπορεί να έχει και η προέλευση του δοκιμίου (εργαστηριακή παρασκευή ή ασφαλτικός πυρήνας πεδίου).
Περίληψη
This thesis examines the laboratory determination of typical quality control parameters for asphalt mixtures of the Greek road network. More specifically, the aim of the thesis is to investigate how the asphalt mix bulk density can be affected by the measurement procedure used, and to examine the relation of the sample bulk density with its ability to resist to disintegration (wear) due to abrasion. Initially, a literature review on the characteristics of asphalt mixtures and on the existing laboratory methods for measuring the bulk density was carried out. Τhen we collected field and laboratory asphalt mix samples to which we applied the different methods for bulk density assessment and air void content estimation for each sample. Comparative analysis of results was undertaken to evaluate the sample differences. After that we investigated the potential effect of sample surface macrotexture on the bulk density estimation. To achieve this, a thin layer of surfacing was removed by each sample and the bulk density was re-evaluated. Comparison of the bulk density of the cut surface/without macrotexture sample with the original one provided the effect of surface macrotexture on the test results. Finally, we preliminary investigated the potential correlation between the bulk density of and abrasion loss of asphalt mix samples. The Cantabro test was used for this purpose, to calculated the percentage of mass loss for each specimen. Correlation of the mass loss rate of each specimen with its bulk density indicated
that possible relation can be achieved for higher in density mixes. In overall, it was found that there is notable difference in the determination of the bulk density with different methods used by the Greek and international laboratories. It was also found that the origin of the specimen (mold-prepared laboratory specimen or asphalt field core) may have significant impact on the result.