Incertrans

Ordinul

Directorului General al A.N.D.

Nr. 148

din 06. 11. 1998

In temeiul Hotararii Guvernului nr. 1275/8.12,1990, privind regulamentul de organizare si functionare al Administratiei Nationale a Drumurilor, cu modificarile ulterioare, in baza Contractului de Management nr. 4/21/1994, incheiat cu Ministerul Transporturilor, Danila Bucsa manager al Administratiei Nationale a Drumurilor, emite urmatorul:

Ordin

Art.1. Se aproba ' Instructiuni tehnice privind determinarea modulului de elasticitate dinamica al mixturilor asfaltice' ind. AND nr. 542-1998.

Art.2. Aducerea la indeplinire a prezentului ordin revine DRDP 1-7 si CESTRIN.

Director General

Instructiuni tehnice

privind determinarea modulului de elasticitate dinamica

al mixturilor asfaltice

1. Generalitati

Prezentele instructiuni tehnice se refera la determinarea modulului de elasticitate al mixturilor asfaltice utilizand testul de intindere indirecta prin solicitare repetata.

Testul se efectueaza cu ajutorul echipamentului pentru testarea mixturilor asfaltice (ELE - MATTA ) pe probe cilindrice din mixtura asfaltica preparate in laborator sau prelevate din teren cu diametrul de 100 mm sau 150 mm.

Echipamentul permite testarea probelor cu modulul de elasticitate cuprins intre 600 - 28.500 MPa si este caracterizat prin urmatorii parametrii de lucru:

• capacitate de incarcare (pneumatica): 4,5 kN

• sarcina pulsatorie: max. 1 milion pulsuri cu perioada variabila de repetare

• timp de incarcare pe puls: 30 . 120 ms

• temperatura: 060 ⁰C.

Valorile modulului de elasticitate se utilizeaza pentru:

• evaluarea calitatii mixturilor asfaltice

• proiectarea mixturilor asfaltice

• dimensionarea structurilor rutiere

• analiza starii de degradare a mixturilor asfaltice.

2. Principiul metodei

Testul de intindere indirecta prin solicitare repetata, pentru determinarea modulului de elasticitate al mixturilor asfaltice, se realizeaza prin aplicarea unei sarcini verticale de compresiune pe generatoarea probei cilindrice din mixtura asfaltica (Fig.1).

Se masoara deformatia orizontala totala a probei si se determina modulul de elasticitate cu ajutorul relatiei (1).

Valoarea modulului de elasticitate este calculata automat cu ajutorul unui program de calcul.

Fig. 1

E = modulul de elasticitate calculat (MPa)

P= forta (N)

v = coeficientul Poisson

h == inaltimea medie a probei (mm)

H = deformatia orizontala (mm)

3. Aparatura

3.1. Echipamentul ELE - MATTA cuprinde urmatoarele subansamble (Fig.2):

Cadru de incarcare din otel

Platane de incarcare din otel inoxidabil (2 buc.) avand suprafetele de incarcare concave , razele de curbura egale cu razele nominale ale probei si latimea de 13 respectiv 19 mm corespunzatoare probelor cu diametrul de 100 ±2 mm si respectiv de 150± 2mm. Platanul inferior trebuie sa fie bine fixat de cadrul de incarcare iar platanul superior trebuie cuplat cu sistemul de incarcare prin doua orificii sferice.

Sistem de incarcare care cuprinde un actuator de incarcare pneumatic cu ajutorul caruia se poate aplica sarcina verticala prin intermediul platanelor de incarcare.

Sistem de masurare a deformatiilor capabil sa masoare deformatiile diametrale orizontale dupa fiecare puls, rezultate din aplicarea pulsului de incarcare de-a lungul generatoarei. Deformatia este masurata perpendicular pe directia de aplicare a pulsului de incarcare. Acuratetea traductorilor pentru masurarea deformatiei trebuie sa fie mai mare de 1 mm pe un domeniu de l00 mm. Sistemul pentru masurarea deformatiei orizontale este prezentata in fig.3 si cuprinde doi traductori (TDLV) diferentiali, linear variabili, montati unul opus celuilalt intr-un cadru rigid atasat probei de testare.

Traductori pentru masurarea temperaturii probelor (termocuplu) avand domeniul cuprins intre 0-60 ⁰ C cu o precizie de 0,1⁰ C montat pe o proba etalon din mixtura asfaltica.

Echipament de inregistrare cuprinzand o unitate cu interfata digitala conectata la calculator care monitorizeaza si inregistreaza semnalele electrice ale traductorilor si actuatorului. Echipamentul inregistreaza pulsul de incarcare si maximul deformatiei orizontale diametrale rezultate.

Inel de calibrare din otel, cu modulul de elasticitate cuprins intre 1500 si 7000 MPa, insotit de certificat de etalonare eliberat de o unitate de specialitate autorizata.

Camera climatica pentru mentinerea temperaturii constante ( 0-60 ⁰C) avand instalatie pentru circulatia aerului in care sunt conditionate probele si in care se efectueaza testul. Camera trebuie sa mentina pe toata durata testului o temperatura constanta cu o precizie de ± 0,5°C.

Calculator compatibil IBM, care permite prelucrarea automata, vizualizarea si tiparirea rezultatelor testului.

Sursa de aer comprimat avand capacitatea minima de 800 kPa prevazuta cu de aer de 5 microni.

Subler din otel cu gradatii de 1 mm si o precizie de 0,1 mm, pentru masurarea dimensiunilor probelor.

Eseu: Manual de utilizare aparat de sudare - model digital mig 180 Document online: Cum sa construiesti un gard pe viata: Fundatia, stalpii, structura deasupra solului

Aparat pentru taierea si ajustarea probelor de testat la dimensiunile cerute. Este recomandat un fierastrau cu lama de diamant.

. Polizor pentru slefuirea suprafetelor probelor prelevate din teren.

Placa din sticla sau otel cu suprafata plana pentru pregatirea probelor.

Fig. 2

Fig. 3

4. Conditii de determinare

Determinarea modulului de elasticitate se efectueaza la temperatura de 15°C (temperatura echivalenta), valoare corelata cu 'Instructiunile de dimensionare a structurilor rutiere suple'.

In cazuri speciale determinarea poate fi efectuata si la alte temperaturi.

Parametrii de determinare sunt:

• forta de incarcare:  1350 N

• numar de pulsuri: 5

• timp de incarcare:   60 ms

• perioada de repetare a pulsului:   3 s

Pentru caracterizarea unei mixturi asfaltice sunt necesare trei probe.

Probele pot fi prelevate din teren sau pot fi confectionate in laborator cu ajutorul presei de compactare giratorie conform 'Instructiunilor tehnice privind confectionarea epruvetelor din mixtura asfaltica utilizand presa de compactare giratorie'. Probele prelevate din teren trebuie sa constituie un singur strat asfaltic.

Determinarea modulului de elasticitate se efectueaza in maxim sapte zile de la data prelevarii probelor din teren, respectiv de la data confectionarii lor in laborator.

In cazuri speciale, la cererea beneficiarului, determinarea se poate efectua utilizand alti parametrii si alte intervale de timp.

5. Pregatirea probelor

Cerinte pentru probe

Determinarea modulului de elasticitate se face pe probe cilindrice din mixtura asfaltica cu urmatoarele dimensiuni:

• Diametrul: 100 ± 2 mm, inaltime: 35 - 70 ± 1 mm pentru mixturi asfaltice cu dimensiunea maxima a granulelor mai mica sau egala cu 20 mm.

• Diametrul: 150 ± 2 mm, inaltime: 60 - 90 ± 1 mm pentru mixturi asfaltice cu dimensiunea maxima a granulelor peste 20 mm, dar mai mica de 90 mm.

Probele trebuie sa aiba bazele paralele, cu suprafata bine slefuita. Probele confectionate in laborator nu necesita pregatire speciala. Pentru cele prelevate din teren se folosesc aparatul de taiere si ajustare.

Dimensiunile probelor se determina astfel:

• se aseaza proba pe o placa de sticla sau otel bine slefuit.

• se masoara cu ajutorul sublerului inaltimea probei pentru cel putin trei diametre situate la 60° unul fata de celalalt si la ambele capete ale probei. Daca diferenta dintre cele 6 masuratori este (mai mare de 2 % fata de diametrul nominal al probei de testare, proba nu se poate utiliza.

• se masoara diametrul probelor prin opt citiri, intre care diferenta nu trebuie sa fie mai mare de 2 %.

Conditii de depozitare

Probele se depoziteaza in atmosfera uscata (maxim 65 % umiditate) pe o suprafata orizontala, fara a fi suprapuse, respectandu-se urmatoarele conditii de timp si temperatura:

Pentru maxim sapte zile intre preparare si incercare la temperatura de 20 ± 5° C.

Pentru perioade mai lungi (dar nu peste 30 zile ) la temperatura de + 5° ± 1 °C.

nota Este obligatorie respectarea temperaturilor si timpilor de stocare deoarece valorile modulului de elasticitate cresc in timp si temperatura afecteaza rata acestei cresteri.

Conditionare si testare.

Proba de testat se scoate din depozit si se aseaza in camera climatica programata la temperatura dorita. Temperatura probei se masoara cu ajutorul celor doi traductori pentru temperatura ai echipamentului asezati, unul in centrul iar celalalt pe suprafata probei etalon. Inceperea testarii se va face in momentul uniformizarii celor doua temperaturi (cca. doua ore pentru probele cu diametrul de 100 mm si cca. 3 ore pentru probele cu diametrul de 150 mm).

In cazul determinarii prealabile a densitatii probelor este necesara uscarea acestora inainte de inceperea determinarii modulului de elasticitate, eventual utilizand un jet de aer comprimat.

6. Modul de lucru

Se masoara inaltimea si diametrul probei de testat conform prevederilor pct.5.1.3. si se calculeaza media masuratorilor cu precizia de 0.1 mm.

Se marcheaza proba cu doua diametre perpendiculare pe una din bazele probei.

Se sterg platanele de incarcare si se verifica starea lor.

Se pozitioneaza proba central in cadrul de incercare, intre barele de incarcare. Se asigura daca proba este stabila verificandu-se ca unul din cele doua diametre marcate sa fie perpendicular pe platanul inferior. Daca proba nu este in contact cu platanul de incarcare, atunci se roteste proba pana cand se gaseste o pozitie stabila.

. Se regleaza suruburile de fixare si sustinere a suportului transversal al actuatorului, astfel incat acesta sa fie orizontal si asezat la o inaltime corecta fata de platanul superior (utilizand etalonul de inaltime din aluminiu).

Se pozitioneaza cadrul cu traductorii pentru masurarea deformatiilor pe proba astfel incat acesta sa ramana pe suporti.

Se strang suruburile cu cheia de 25 cNm astfel incat cadrul sa fie in contact permanent cu proba.

Se verifica temperaturile de incercare.

Se conecteaza sursa de aer comprimat la echipament.

. Se porneste calculatorul, se apeleaza programul 'UMAT' si se urmareste pe monitorul calculatorului, procesul de testare.

Din programul pentru determinarea modulului se selecteaza comanda 'Levels' si se ajusteaza traductorii pentru masurarea deformatiilor in pozitia de mijloc. Se recomanda pozitionarea lor in    intervalul cuprins intre zero si 5 mm.

Se coboara cadrul traductorilor astfel incat proba sa fie libera intre cele doua bare de incarcare.

Se introduc datele in programul UMAT selectand comanda 'Edit'

Se incepe testul selectand comanda 'Run'.

Se aplica automat cinci pulsuri de conditionare pentru a fixa proba de testare pe platanele de incarcare si a permite echipamentului sa ajusteze sarcina astfel incat sa dea deformatia diametrala orizontala corespunzatoare.

Se aduc traductorii de masurare a deformatiei la mijlocul domeniului de masurare pentru a corecta orice deformatie permanenta care ar fi putut sa apara in timpul aplicarii pulsurilor de conditionare. Se aplica probei alte cinci pulsuri de incarcare si pentru fiecare puls aplicat se masoara si se inregistreaza automat sarcina maxima, deformatia diametrala orizontala maxima si timpul de incarcare. Utilizand media celor cinci pulsuri de incarcare se calculeaza automat modulul de elasticitate pentru fiecare puls de incarcare utilizand ecuatia (1) luand o valoare a coeficientului Poisson functie de temperatura, din tabelul 1. Pentru testele realizate la temperaturi intermediare se utilizeaza valorile coeficientului Poisson determinate prin interpolare lineara.

Tabelul 1

Valorile coeficientului Poisson

functie de temperatura

Temperatura de         Coeficientul

testare (⁰C) Poisson

0,25

0,25

0,35

0,45

Se indeparteaza proba din echipamentul de testare, se roteste cu 90 ⁰ ± 10° fata de axa sa orizontala si se repeta testul si calculele in conformitate cu punctele de mai sus. Daca valoarea medie a modulului de elasticitate obtinut din acest test este in limita a ± 10 % fata de valoarea medie obtinuta in primul test, se calculeaza media celor doua teste si se inregistreaza aceasta ca modul de elasticitate al probei. Daca diferenta dintre cele doua valori este mai mare decat 10 %, se repeta testul pe aceeasi proba de-a lungul acelorasi diametre. Daca diferenta persista se inregistreaza valorile medii pentru fiecare diametru in parte.

Se inregistreaza automat pe calculator modulul de  elasticitate, temperatura probelor, timpul de crestere a incarcarii, perioada de repetare a pulsului coeficientul de variatie a rezultatelor obtinute.

Acceptarea sau neacceptarea unui   test este conditionata de analizarea urmatorilor indicatori:

1. Sunet. Atentie la sunetele neobisnuite

2. Calculul statistic. Coeficientul de variatie trebuie sa fie mai mic de 5 %. Valori mai mari sunt suspecte si este necesara repozitionarea probelor.

3. Forma graficului. Graficele fortei si deformatiilor pot arata daca testul este bun. daca curbele de deplasare au mai mult decat un maxim sau valoarea maximului nu este clara, atunci pozitia probelor trebuie schimbata.

4. Maximul deformatiei. Daca cele doua valori ale deformatiilor difera cu mai mult de 30 % testul este suspect. Se va verifica pozitionarea probelor si strangerea suruburilor cadrului traductorilor.

7. Inregistrarea testului si raportarea rezultatelor

Pentru fiecare proba incercata se inregistreaza automat datele cuprinse in fisa-model din tabelul 2.

Valoarea modulului de elasticitate dinamic este data de media valorilor obtinute pe fiecare din cele trei probe.

Daca modulul obtinut pe unele din probele individuale difera cu mai mult de ±15% fata de media probelor, incercarea se repeta.

Raportul (buletinul) de incercari trebuie sa cuprinda datele de mai jos.

Date generale

a. Date despre proba (tipul mixturii asfaltice, dimensiunea maxima a granulei, continutul de bitum, volumul de goluri);

b. Pentru probele confectionate in laborator:

• numarul giratiilor compactorului

• temperatura de confectionare

• temperatura si timpul de conditionare a probei

c. Pentru probele prelevate din teren:

• varsta mixturii asfaltice (daca se cunoaste)

• locul si data prelevarii, trafic.

d. Data si ora incercarii.

e. Numarul 'Instructiunii tehnice de determinare'

Rezultatele determinarii:

a. Inaltimea si diametrul mediu a! fiecarei probe cu precizie de 0,1 mm.

b. Temperatura, de incercare, (precizie 0,5 ⁰C)

c. Timpul de incarcare

d. Perioada de repetare a incarcarii

c. Valoarea medie a modulului de elasticitate dinamic, in MPa.

Tabelul nr.2.

Modulul de elasticitate al probelor din mixtura asfaltica

Data confectionarii probei 2/8/96

Data si ora testarii 8/8/96

Tipul echipamentului ELE – MATTA

Identificarea probei 63

Identificarea testului cg63-25

Numarul contractului            4048/96

Diametrul mediu al probei (mm)      100

Inaltimea medie a probei (mm)        65,1

Temperatura de depozitare (⁰C) 20

Temperatura de testare (⁰C) 25

Varsta probei de testat (zile) 6

Coeficientul Poisson  0,40

Perioada pulsului (ms)           3000

Timpul de incarcare (ms) 60

Rezultatul testului Pozitia probei             Media

1 2 rezultatelor

Timpul de incarcare al sarcinii (ms)  57,8 58,4 58,1

Maximul sarcinii (N) 1306 1324 1315

Maximul deformatiei, mstrain (x10^-4 mm) 42,66 40,9 41,37

Coeficientul de variatie al modulului (%) 1,2 1,4 1,3

Modulul de elasticitate (MPa) 3152 3345 3248

8. Calibrarea echipamentului

Calibrarea echipamentului se face cel putin odata pe luna sau dupa 20 de ore de functionare,

Calibrarea se realizeaza la temperatura camerei utilizand inelul de calibrare cu modulul de elasticitate cunoscut.

Se monteaza inelul de calibrare in locul probei de testare si se efectueaza determinarea modulului conform procedurii din cap. 6.

Calibrarea este considerata corespunzatoare daca valoarea modulului de elasticitate determinat pe inel este conforma sau difera cu max. ± 2 % fata de valoarea inscrisa in certificatul de etalonare.

Daca valoarea modulului de elasticitate nu se incadreaza in acest domeniu, se verifica individual dispozitivele de masurare ale deformatiei, respectiv de masurare a sarcinii de incarcare.

9. Interpretarea rezultatelor

Modulul de elasticitate este o masura a “rigiditatii” materialului si reflecta capacitatea acestuia de a prelua incarcarea datorita traficului. Rigiditatea mixturilor asfaltice este de mare importanta pentru proiectantii de drumuri in vederea efectuarii calculelor de dimensionare.

Rezultatele obtinute la determinarea efectuata in conformitate cu prezentele instructiuni ale modulului de elasticitate al mixturilor asfaltice preparate cu bitum D 80/100, trebuie sa se inscrie intre urmatoarele limite:

Tip climateric

Tipul stratului I+II III

E, MPa

Uzura, SR 174/1 – 97  3600 4200

Legatura, SR 174/1 – 97         3000 3600

Strat de baza, STAS 7970 – 76           5000 5600