Kiel SmartPave-aparatoj povas esti sukcese aplikataj por la gradigado kaj la konfirmo de diversaj bitumo tipoj laŭ la usonaj normoj.

1. SmartPave

La aparato SmartPave estas dinamika tondreometro (DSR) kaj baziĝas sur la MCR-teknologio de la MCR-reometra serio de Anton Paar kun la elprovita EC-motoro. La patentita Peltier-mezurĉelo kune kun la aktiva Peltier-kapuĉo ebligas tute sekan temperaturkontrolon de la specimeno. Ekzistas vasta elekto de normaj reologiaj testoj haveblaj en la oportuna programaro, same kiel speciale adaptitaj testŝablonoj por la karakterizado de bitumo. Ĉi tiuj ŝablonoj permesas eĉ al nespertaj uzantoj fari precizajn mezuradojn laŭ AASHTO T315 kaj ASTM D7175 per paŝon post paŝa gvido.

2. Klasifiko de Malsamaj Bitumaj Tipoj

Bitumo estas tipe klasifikita en du malsamajn tipojn:

• nemodifita bitumo
• polimer-modifita bitumo (PmB). La materialaj karakterizaĵoj de PmB restas preskaŭ konstantaj ĉe difinita temperaturintervalo, dum la kompleksa ŝirmodulo |G*| kaj la viskozeco η de la nemodifita bitumo malpliiĝas kontinue kun kreskanta temperaturo. Modifita bitumo montras favorajn karakterizaĵojn eĉ je malaltaj temperaturoj. Ekzemple, ĉi tiuj materialoj fariĝas fragilaj nur je sufiĉe malaltaj temperaturoj kaj tial montras plibonigitan frakturkonduton kompare kun nemodifita bitumo.

Rilate al la maljuniĝo, bitumo estas kategoriigita en tri maljuniĝofazojn per apliko de tri malsamaj testoj:

• Originala: nove fabrikita, nemaljuniĝinta bitumo
• Rulanta Maldika Filma Forno (RTFO): iomete maljuniĝinta bitumo - por simuli la prilaborajn kondiĉojn dum vojkonstruado
• Prema Maljuniĝanta Ujo (PAV): grave maljuniĝinta bitumo - por simuli la oksidiĝon dum la longdaŭra servo en trafiko inkluzive de severa UV-radiado inter aliaj RTFO- kaj PAV-maljuniĝaj rezultoj rezultas en malsama pliiĝo de rigideco de la bitumaj specimenoj.

3. Testaj Tipoj

La reometra programaro provizas testŝablonojn laŭ AASHTO T315 por la komunaj testmetodoj kiel la gradigo kaj ankaŭ la koresponda konfirmo de la gradigo. Ene de ĉi tiuj testoj, |G*| kaj sin δ estas determinitaj, kie sin δ egalas la sinuson de la fazangula ŝovo.

Klasifikado de originala, RTFO- kaj PAV-maljuniĝinta ligilo

La gradiga testo helpas determini la alttemperaturan gradigon de la ekzamenita bitumo laŭ la specifoj de AASHTO M320 kaj M322, kiu kuŝas inter 4 °C kaj 88 °C.

Por tiu celo, la visko-elastaj ecoj de la bitumo estas determinitaj per oscila testo kun plato/plato-mezura sistemo. La aplikata frekvenco estas sendependa de la specimeno kaj restas konstanta dum la testo. Male, la deformado same kiel la platdiametro kaj la interspaco estas adaptitaj al la maljuniĝa stato de la bitumo (Tabelo 1).

Temas pri unu-punktaj mezuradoj, el kiuj la lastaj 10 datenpunktoj estas averaĝitaj por generi unu datenpunkton. La rilatumo |G*| / sinδ [kPa] estas kalkulata por la originala kaj la RTFO-bitumo. Por la PAV-bitumo, tamen, ĉi tiuj valoroj estas multiplikitaj: |G*| x sinδ [MPa]

Tabelo 1: Specifoj laŭ AASHTO M320/322

La temperaturo aŭtomate plialtiĝas de difinita komenca temperaturo kun pliigo de 6 °C por la mezurado de la originala ligilo kaj la RTFO-maljuniĝinta bitumo. Dum la temperaturo plialtiĝas, la taksvaloro samtempe malplialtiĝas. Male, la temperaturo aŭtomate malplialtiĝas je 3 °C-paŝoj dum la mezurado de la PAV-maljuniĝinta ligilo. En ĉi tiu kazo, la taksita valoro plialtiĝas kun malpliiĝanta temperaturo.

La mezurado estas ĉesigita kiam la takskriterioj de la originala aŭ RTFO-maljuniĝinta ligilo falas sub aŭ la takskriterioj de la PAV-maljuniĝinta ligilo malobeas la difinitajn trapasokriteriojn laŭ AASHTO M320/322 (Tabelo 1). La rezultoj provizas informojn pri la rezisto kontraŭ permanenta deformado de la ligilo.

Figuro 1 reprezente montras mezuron de originala ligilo. 64 °C estis elektita kiel komenca temperaturo por la montrita mezuro en Figuro 1. La unua mezuro okazas je ĉi tiu temperaturo (supra, verda datumaro). La taksado de |G*| / sinδ kondukas al valoroj ĉirkaŭ 1.5 kPa. Tiel, la bitumo plenumas la kriteriojn. La temperaturo estas tiam levita je 6 °C, tenata dum dek minutoj kaj la supre priskribita mezuro ripetata (malsupra, blua datumaro). Ĉi-foje la valoro kuŝas sub la trapaslimo de 1.0 kPa.

La jenaj reguloj validas por la testita originala ligilo:

• la ligilo trapasas la teston se la kalkulita valoro estas super la difinitaj kriterioj
• la ligilo malsukcesas la teston se la kalkulita valoro estas sub la difinitaj kriterioj

Figuro 1: Mezurado de norma vojkonstrua bitumo kun difekta temperaturo de 70 °C

Post kiam la mezurado estas ĉesigita, la reometra programaro aŭtomate kreas protokolon, kiu prezentas superrigardon de la esencaj rezultoj.

Konfirmo de la originala, RTFO- kaj PAV-maljuniĝinta ligilo

La konfirmo konformas al la gvidlinioj de la gradigo laŭ AASHTO T315 kaj ASTM D7175. Tamen, ĉi tiu testo estas farata je ununura temperaturo. La lasta temperaturo de la gradigo estas uzata por la konfirmo. La du generitaj rezultoj estas poste komparitaj.