MINISTERUL TRANSPORTURILOR ADMINISTRATIA NATIONALA A DRUMURILOR

Instruciuni tehnice pentru

determinarea stabilitii n strat subire a bitumului pentru drumuri

ncercarea TFOT

Cuprins

1. Generaliti

1.1. Obiect

1.2. Definiii

1.3. Referine

2. Principiul metodei

2.1. Principiu

2.2. Caracteristicile bitumului nainte i dup efectuarea ncercrii

3. Aparatur

4. Pregtirea determinrii

4.1. Pregtirea probelor de bitum

4.2. Pregtirea etuvei

5. Mod de lucru

6. Prelucrarea rezultatelor

7. Precizia rezultatelor

7.1. Repetabilitatea

7.2. Reproductibilitatea

1. Obiect i domeniu de aplicare

1.1. Prezentul standard stabilete metoda de determinare a efectului combinat al cldurii i aerului, asupra unui film subire i mobil de liant bituminos. Efectele tratamentului la care este supus bitumul sunt determinate prin msurarea unor caracteristici stabilite ale acestuia nainte i dup ncercare.

1.2. ncercarea simuleaz aproximativ mbtrnirea (modificarea proprietilor bitumurilor datorit durificrii acestuia) bitumurilor n timpul preparrii mixturilor asfaltice la 150C. Dup efectuarea ncercrii bitumul are aproximativ aceleai caracteristici cu cele ale unuia aflat n mixtur asfaltic imediat dup prepararea acesteia. Dac temperatura de preparare a mixturii asfaltice este foarte diferit de 150 C, ncercarea reproduce cu i mai mare aproximare mbtrnirea bitumului n procesul de preparare a mixturilor asfaltice.

2. Referine

STAS 42-68Bitumuri. Determinarea penetraiei.

STAS 60-69Bitumuri. Determinarea punctului de nmuiere. Metoda cu inel i bil".

STAS 61-88Bitum. Determinarea ductilitii.

3. Principiul metodei

3.1. Metoda const n nclzirea unui film subire de bitum, aflat n continu micare, ntr-o etuv special, la temperatura de 163C, timp de 85 minute.

3.2. Efectul aerului i cldurii este evideniat prin modificarea caracteristicilor bitumului, determinate dup ncercare, fa de cele determinate pe bitum nainte de ncercare.

3.3. Standardul prezint i metoda de determinare a pierderii de mas a probei.

3.4. Pentru anumii liani bituminoi simpli sau modificai, care au o vscozitate prea mare pentru a permite micarea peliculei de bitum, metoda RTFOT nu este aplicabil.

4. Aparatura

4.1. Etuva

4.1.1. Etuva trebuie s fie special, cu perei dubli, nclzire electric i ventilaie prin convecie.

Dimensiunile interioare ale etuvei trebuie s fie urmtoarele:

- nlime381mm 13 mm

- lungime483 mm 13 mm

- adncime445 mm 13 mm

Ua etuvei trebuie s aib o fereastr plasat n centru, cu dimensiunile:

- lime305 mm la 330 mm 13 mm

- nlime203 mm la 229 mm 13 mm

Fereastra trebuie s fie construit din dou folii de sticl rezistent la cldur, separate printr-un strat de aer . Fereastra trebuie s permit o vizionare perfect a interiorului etuvei. Elementul superior de nclzire al etuvei trebuie s aib partea de sus situat la 25 mm 3 mm sub podeaua interioar a acesteia.

4.1.2. Etuva trebuie s fie ventilat la partea superioar i inferioar prin cureni de aer de convecie. n acest scop ea este prevzut cu orificii care permit intrarea aerului i evacuarea gazelor nclzite. Orificiile de aer existente la partea inferioar a etuvei trebuie situate simetric, astfel nct aerul s poat circula n jurul elementelor de nclzire. Suprafaa acestor orificii trebuie s fie de 15,0 cm2 ( 0,7 cm2. Orificiile pentru evacuarea gazelor nclzite existente la partea superioar a etuvei trebuie s fie aranjate simetric i s aib o suprafa de 9,3 cm2 ( 0,45 cm2.

4.1.3. n etuv trebuie s fie asigurat circulaia aerului n jurul pereilor laterali i plafonului etuvei. Spaiul de circulaie a aerului trebuie s aib o grosime uniform de 38 mm 3 mm (fig. 1). n centrul limii etuvei i la 152,4 mm de la faa discului circular se afl poziionat axul unui ventilator tip "cuc de veveri" cu diametrul de 133 mm i nlimea de 73 mm. Ventilatorul tip cuc de veveri este acionat cu 1725 rot./min. de un motor montat n exteriorul etuvei. Ventilatorul tip "cuc de veveri" trebuie montat astfel nct el s se roteasc invers fa de paletele sale. Sistemul de umplere asigurat de ventilator se bazeaz pe suciunea aerului de la partea inferioar a etuvei, circulaia acestuia prin pereii laterali i evacuarea lui prin intermediul ventilatorului. n figura 1 se prezint detaliat acest sistem de umplere.

Etuva trebuie prevzut cu un termostat capabil s asigure meninerea unei temperaturi de 1630 C cu o precizie de 0.50 C. Sonda termostatului trebuie s fie plasat la 25.4 mm de la partea stng i aproximativ 38.1 mm de la tavanul interior al etuvei, astfel nct captul sondei termostat s fie aproximativ la 203 mm de peretele interior din spate al etuvei. Termometrul se fixeaz ntr-o montur susinut de tavan, la 50.8 mm de la partea dreapt a etuvei i la mijlocul adncimii etuvei. Captul cu mercur al termometrului trebuie s fie la 25 mm fa de o linie imaginar ce trece prin axul discului rotativ. Elementele de nclzire trebuie s fie capabile s readuc etuva, dup aezarea probelor de bitum la temperatura de testare, n mai puin de 10 minute.

4.1.5. Etuva trebuie s aib n disc vertical, cu diametrul de 304.8 mm (fig. 2). Acest disc trebuie prevzut cu orificii potrivite i cleme pentru prinderea ferma a 8 recipiente de sticl ntr-o poziie orizontal (fig. 3). Discul vertical se rotete pe un ax cu diametrul de 19 mm, cu viteza de 15 rot/min 0,2 rot/min.

4.1.6. Etuva trebuie echipat cu un tub pentru circulaia unui jet de aer, astfel plasat nct prin el s poat fi suflat aer cald n fiecare recipient de sticl, atunci cnd acesta se afl la partea inferioar a discului n rotaie. Tubul pentru circulaia aerului trebui s fie din cupru, cu lungimea de 7.6 m i diametrul exterior de 8 mm. Orificiul de ieire al tubului situat la captul dinspre probele de bitum, trebuie s aib diametrul 1.016 mm. Acest tub trebuie aezat n form de serpentin, plat, pe podeaua etuvei i trebuie conectat la o surs de aer uscat i fr praf. Este suficient uscarea aerului cu silicagel activat.

4.2. Debitmetru

Ca debitmetru se poate folosi orice tip adecvat, capabil s msoare precis debitul de; aer la 4000 m/min. la ieirea din tubul de cupru.

4.3. Termometru

Termometrul montat n etuv trebuie s fie gradat s fie gradat ntre 155 C i 170 C , cu diviziuni de 0.5 C i precizie de 0.5 0C.

4.4. Recipiente de sticl

Recipientele n care se pun probele de bitum trebuie si fie din sticl termorezisten, cu dimensiunile precizate n fig. 3.

5. Pregtire determinare

5.1. Pregtire etuv

5.1.1. Se verific tubul de circulaie a aerului, astfel nct orificiul de ieire a acestuia s fie la 6.35 mm distan de gura recipientelor de sticl, iar jetul de aer s sufle orizontal n centrul deschiderii recipientelor.

5.1.2. Termometrul specificat la 4.3 se poziioneaz astfel nct captul cu mercur s fie la 25 mm fa de o linie imaginar ce trece prin centrul axului de susinere al discului.

5.1.3. Se verific orizontalitatea recipienilor pentru probe.

5.1.4. Se prenclzete etuva minimum 5 ore anterior ncercrii, reglat pentru condiiile ncercrii, cu ventilaia i discul rotativ pornite. Termostatul trebuie reglat astfel nct, dup aezarea probelor pe disc i nchiderea etuvei, temperatura s ating din nou 1630 C m mai puin de 10 minute de la nceputul ncercrii.

5.2. Pregtire prob

5.2.1. Proba de bitum se deshidrateaz i se fluidizeaz prin nclzire n etuv, n vas fr capac, la o temperatur de maximum 150C. Timpul necesar acestor operaiuni trebuie s fie minim. Proba de bitum se omogenizeaz prin agitare manual evitndu-se ncorporarea bulelor de aer.

5.2.2. Se toarn 35g 0,5g de proba de bitum n fiecare recipient de sticl. Numrul recipientelor n care se toarn bitum trebuie s fie suficient de mare pentru a permite efectuarea tuturor determinrilor necesare dup testul RTFOT. Numrul maxim de recipiente care poate fi utilizat este opt.

5.2.3. Cnd nu se determin pierderea de mas, recipientele umplute cu bitum se las, timp de aproximativ 1 h, ntr-un exicator, s se rceasc nainte de introducerea n etuv pentru ncercare. Pentru determinarea pierderii de mas se folosesc dou recipiente notate. Dup turnarea bitumului, cele dou recipiente se rcesc la temperatura camerei i se cntrete fiecare recipient separat, cu o precizie de 0,001 g. Reziduul rmas dup determinarea pierderii de mas nu se folosete pentru alte determinri.

6. Mod de lucru

6.1. Se deschide ua etuvei, care a fost meninut timp de 5h la 163C 0.5 0'C i se aranjeaz repede recipientele umplute cu bitum pe discul rotativ, astfel nct acesta s fie echilibrat. n cazul n care nu se utilizeaz pentru ncercare toate cele 8 recipiente pline cu bitum, spaiile goale rmase pe discul rotativ se ocup cu recipiente goale i uscate.

6.2. Se nchide ua etuvei i se acioneaz butonul de pornire a discului. Discul se rotete cu o vitez de 15 rot./min. 0.2 rot./min.

6.3. Debitul de aer se menine la 4000 ml/min 200 ml/min.

6.4. Probele se menin n etuv n rotaie i curent de aer timp de 85 min. din momentul nceperii ncercrii. Temperatura de ncercare de 163 C 0.5 C trebuie reatins n primele 10 min. de ncercare, n caz contrar determinarea se oprete.

6.5. Se scot recipientele din etuv dup perioada de ncercare. Dac nu se determin pierderea de mas se procedeaz conform 6.6. Recipientele de sticl la care se determin pierderea de mas se rcesc la temperatura camerei ntr-un exicator. Se cntresc apoi cu o precizie de 0.001 g i se calculeaz pierderea de mas conform 7.1. Reziduul rmas dup determinarea pierderii de mas se arunc.

6.6. Bitumul existent n recipiente dup ncercarea RTFOT se toarn imediat (fr a se rci recipientele de sticl) ntr-o capsul suficient de mare, astfel nct aceasta s nu fie umplut mai mult de 75% din capacitatea sa. Recipientele nu se las s se rceasc i nici nu se renclzesc pentru a obine mai mult reziduu.

6.7. Pe bitumul astfel colectat trebuie determinate penetraia. Punctul de nmuiere i ductilitatea n maximum 72 h de la sfritul ncercrii RTFOT.7. Mod de calcul

7.1. Pierdere de mas

Pierderea de mas x 100 [% ]

n care

m1 - masa recipientului cu bitum, nainte de ncercarea RTFOT, n grame

m2 - masa recipientului cu bitum, dup ncercarea RTFOT, n grame

m0 - masa bitumului din recipient nainte de ncercarea RTFOT, n grame. Rezultatul este media aritmetic a dou determinri.

7.2. Penetraie rezidual

Penetraia rezidual se calculeaz cu formula:

Penetraia rezidual = penetraia final / penetraia iniial 100 [ % ]n care

penetraia final - penetraia bitumului determinat la 25 0C, 1/10 mm, dup supunere la ncercarea RTPOT.

penetraia iniial penetraia bitumului determinat la 25C, l/10 mm, nainte de ncercarea RTFOT. Determinrile se fac conform STAS 42-68.

7.3. Creterea punctului de nmuiere se calculeaz cu formula:

cretere punct nmuiere = punct nmuiere final - punct nmuiere iniial [0C]

n care

Punct nmuiere final - punctul de nmuiere al bitumului determinat dup ncercarea RTFOT, 0C .

Punct do nmuiere iniial - punctul de nmuiere al bitumului determinat nainte de ncercarea RTFOT,0 C.

Determinrile se fac conform STAS 60 - 69.

7.4. Ductilitate final

Ductilitatea final este ductilitatea bitumului determinat dup ncercarea RTFOT , la 25C, exprimat n centimetri. Determinrile se fac conform STAS 61- 68.

8. Precizie determinri

n cazul determinrii pierderii de mas, diferena ntre dou rezultate succesive obinute de acelai operator pe aceeai prob de bitum i acelai aparat, n condiii de ncercare identice, nu trebuie s depeasc valoarea de 0.05%. Dac aceast valoare este depit ncercarea se repet. Dac se determin penetraia rezidual, creterea punctului de nmuiere i ductilitatea rezidual, precizia acestor determinri trebuie s corespund standardelor respective.