2007-2008 Grant promotorski – mgr inż. Jan Król

 

Tytuł projektu: Badania właściwości reologicznych polimeroasfaltów drogowych w aspekcie zmian mikrostruktury.

ZLECENIODAWCA: Ministerstwo Nauki i Informatyzacji

Nr projektu: N506 003 32/0353

ZESPÓŁ:

prof. dr hab. inż. Jerzy Piłat – kierownik projektu
mgr inż. Jan Król  - główny wykonawca projektu

Publikacje:

  1. Król J., Piłat J. Ocena wpływu rozproszenia cząstek polimeru w asfalcie modyfikowanym na właściwości lepkosprężyste. IV Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna: Nowoczesne technologie w budownictwie drogowym, Poznań 2009 (328-336)
  2. Król J. Nowa metoda analizy mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami. Drogi i Mosty Nr 4/2008, str. 23-46
  3. Król J. Badania mikrostrukturalne asfaltów modyfikowanych. Magazyn Autostrady 12/2008. Str. 53-58
  4. Piłat J., Król J. Evaluation of ageing processes of polymer modified bitumen by image analysis. Foundations of Civil and Environmental Engineering No. 11/2008, pp. 113-122
  5. Król J. Ocena właściwości lepkosprężystych polimeroasfaltów w wysokich temperaturach eksploatacyjnych z wykorzystaniem analizy obrazu. 54 Konferencja naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN i Komitetu Nauki PZITB. 21-26 września 2008 r. Str. 73-80
  6. Król J., Piłat J. Microstructural characterisation of polymer modified bitumen by computer image analysis. 4-th Eurasphalt & Eurobitume Congress. Paper No. 402-031. Copenhagen 2008. Str. 439-444
  7. Król J. Nowa metoda oceny mikrostruktury polimeroasfaltów drogowych wg PN-EN 13632. XVIII Seminarium Techniczne PSWNA. Mszczonów, 10-11.IV.2008
  8. Piłat J., Król J. „Analysis of changing polymer modified bitumen microstructure by image analyses after ageing” Advance in Materials Science and Restoration No. 2, Aedificatio Publishers 2007. Str. 141-149.
  9. Piłat J., Król J., Sarnowski M. Badania mikrostruktury asfaltów modyfikowanych w mikroskopie fluorescencyjnym. 52 Konferencja naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN i Komitetu Nauki PZITB. 11-16 września 2006 r.
  10. Piłat J., Król J. „Wpływ procesów starzenia na zmianę struktury polimeroasfaltów drogowych na podstawie analizy obrazu”. Konferencja IPPT-PAN: Badania Mechanicznych Właściwości Materiałów i Konstrukcji, Zakopane 2005
  11. Piłat J., Król J. „Wizualna ocena zdyspergowania polimeru w asfaltach modyfikowanych”. Drogownictwo, Nr 9/2005
  12. Piłat J., Król J. „Zmiany struktury asfaltów modyfikowanych w wyniku starzenia na podstawie analizy obrazu”. III Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna: Nowoczesne technologie w budownictwie drogowym, Poznań 2005.
  13. Król J. „Influence of changing polymer modified bitumen microstructure on adhesion after ageing processes”, Poster presentation. E-MRS Fall Meeting. Symposium G: Adhesion in building bonds- macro-, micro- and nanoscale, Warsaw, Poland 2005.
    poster presentation

 

Syntetyczny opis uzyskanych wyników

Wzrastające natężenie ruchu samochodowego oraz zwiększające się obciążenie osi samochodowych wymagają stosowania asfaltów modyfikowanych polimerami. Lepiszcza modyfikowane polimerami o stabilnej w czasie i w funkcji temperatury mikrostrukturze oraz stałych właściwościach reologicznych zapewniają trwałość asfaltowym nawierzchniom drogowym. Niezmienność właściwości reologicznych można łączyć ze stałością mikrostruktury wewnętrznej polimeroasfaltu, którą można ocenić przy użyciu zaawansowanych technik pomiarowych np. mikroskopu fluorescencyjnego i metod analizy obrazu.

W pracy postawiono tezę, że na podstawie znajomości mikrostruktury lepiszczy modyfikowanych polimerami można dokonać oceny stabilności układów polimer-asfalt oraz wnioskować o trwałości i właściwościach reologicznych polimeroasfaltów drogowych w zakresie temperatur technologicznych i eksploatacyjnych.

W pracy przedstawiono stan wiedzy dotyczący lepiszczy modyfikowanych polimerami oraz zagadnień mikrostruktury układów polimerowo-asfaltowych na podstawie literatury zagranicznej i krajowej. Na podstawie analizy literatury można stwierdzić, że tak szeroki zakres badań mikrostruktury polimeroasfaltów nie był dotychczas wykonany i brak jest doniesień literaturowych o tego rodzaju badaniach.

Przeprowadzono analizę właściwości reologicznych polimeroasfaltów drogowych produkowanych przemysłowo. Wykazano, że polimeroasfalty charakteryzują się korzystnym rozszerzonym zakresem lepkosprężystości, podwyższoną sztywnością w wysokich temperaturach eksploatacyjnych oraz obniżoną sztywnością w zakresie temperatur ujemnych. Drogowe nawierzchnie asfaltowe wykonane z takimi lepiszczami będą charakteryzowały się zwiększoną odpornością na podstawowe rodzaje zniszczeń takie jak: odkształcenia wysokotemperaturowe, spękania zmęczeniowe i niskotemperaturowe.

W pracy do opisu mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami wykorzystano metodę komputerowej analizy obrazu. Opracowano metodę ilościowej oceny mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami zgodnie z założeniami stereologii. W pracy przeanalizowano obrazy mikrostruktury różnych rodzajów polimeroasfaltów i na ich podstawie przeprowadzono szczegółową ocenę cech strukturalnych rozproszonych cząstek polimeru.

Wykazano, że ilościowa analiza mikrostruktury polimeroasfaltów jest skuteczną metodą identyfikacji zmian właściwości reologicznych zachodzących w lepiszczach modyfikowanych podczas produkcji i ich stosowania. Na podstawie przeprowadzonych badań i analiz określono zależności pomiędzy układem mikrostrukturalnym i właściwościami reologicznymi polimeroasfaltów.

© 2012 Zespół Technologii Materiałów i Nawierzchni Drogowych