Einführung
EN 12697-26:2004 spezifiziert die Methoden zur Charakterisierung der Steifigkeit von bituminösem Mischgut durch alternative Prüfungen, einschließlich Biegeversuche und direkte und indirekte Zugversuche. Die Prüfungen werden an verdichtetem bituminösem Material unter sinusförmiger oder anderer kontrollierter Belastung durchgeführt, wobei verschiedene Arten von Probekörpern und Auflagern verwendet werden. Das Verfahren dient zur Einstufung von bituminösem Mischgut auf der Grundlage der Steifigkeit als Richtschnur für die relative Leistung im Straßenbelag, zur Gewinnung von Daten für die Abschätzung des strukturellen Verhaltens in der Straße und zur Beurteilung von Prüfdaten gemäß den Spezifikationen für bituminöses Mischgut Zu diesem Zweck wurde ein spezielles Prüfsystem entwickelt, das auf einem hydraulischen Servopulser-System in Kombination mit spezifischen Werkzeugen und Sensoren basiert. Für die Entwicklung der Methode, die Teststeuerung und die Datenerfassung wurde die aktualisierte Software 4830 verwendet, die Daten für spezielle Berechnungsdateien liefert, die für die Berechnung der 4PB-Steifigkeit entwickelt wurden.4PB Testaufbau
- 50 KN EHF-U Servopulser-System
- 4PB-Prüfwerkzeug (Abbildung 2)
- QF-40 Hydraulische Energieversorgung
- 4830 Steuergerät
- Windows-Software für 4830-Steuerung
- 4PB Makro zur Berechnung der Steifigkeit
Testbedingungen
Maximale Amplitude für die Biegedehnung 50 Mikrodehnung (µm/m) (was bei 50 mm x 50 mm Proben eine Durchbiegung von 37,57 µm in der Mitte des Aufbaus bedeutet). Die Durchbiegung wird durch einen in das 4PB-Werkzeug integrierten LVDT-Sensor kontrolliert.
Es werden verschiedene Frequenzen einer sinusförmigen Belastungswelle angewendet, wie in Tabelle 1 dargestellt,
Die Tests werden bei Raumtemperatur und bei 40 ºC durchgeführt,
Kraft, Hub und 4PB-Durchbiegung werden in den letzten 5 Zyklen abgetastet, wie in Tabelle 1 dargestellt,
Die dynamischen Kennwerte werden von der Software 4830 automatisch berechnet,
Abbildung 4 zeigt das Ergebnisfenster mit den Ergebnissen von 5 bei Raumtemperatur gemessenen Proben. Die berechnete Steifigkeit und der Phasenwinkel sind in Abhängigkeit von der Belastungsfrequenz dargestellt.
Die Tabelle mit den Durchschnittsergebnissen berechnet den Mittelwert für 5 gemessene Proben, und die entsprechende Grafik wird gezeichnet.
Alle Asphaltproben weisen eine zunehmende Steifigkeit auf, je kürzer die Zykluswiederholungen sind.
Das Verhalten verschiedener Asphaltmischungen und unterschiedlicher Porosität kann auf diese Weise bei verschiedenen Temperaturen bewertet werden.
Ergebnisse und Nachbearbeitung
- Nach Abschluss der Prüfung werden die Messdaten und die berechneten Kennwerte automatisch in das CSV-Format exportiert. Jede Musterprüfung mit ihren Messdaten wird in einer CSV-Datei dargestellt.
- Die exportierten Messdaten werden in eine Berechnungsdatei geladen. Relevante Probendaten sowie die Prüfbedingungen (Temperatur, 4PB-Werkzeuggeometrie, Korrekturfaktoren) werden eingegeben.
- Die Berechnungsdatei berechnet die tatsächliche Durchbiegung, die aufgelöste Steifigkeit und den Phasenwinkel. Für jede Probe separates Blatt mit den Ergebnissen sowie Steifigkeits- und Phasenwinkeldiagrammen über der Prüffrequenz (Abbildung 3).
- Das Ergebnisblatt fasst die Daten für alle Proben, den Mittelwert und das Diagramm für den Mittelwert an einer Stelle zusammen (Abbildung 4).
Zusammenfassung
EN 12697-26 und beschreiben ein zyklisches Biege- und indirektes Zugversuchsprotokoll zur Bestimmung der Steifigkeit. Die Ergebnisse der durchgeführten Messungen haben bestätigt, dass es sich dabei um flexible Verfahren handelt, mit denen die mechanische Reaktion sowohl von porösem als auch von dichtem bituminösem Mischgut über einen breiten Temperatur- und Frequenzbereich effizient charakterisiert werden kann.
Das Shimadzu Asphalt Testing Package bietet Genauigkeit und Flexibilität für eine solche Anwendung.
Das System ist so konzipiert, dass es für andere in der Norm EN 12697 beschriebene Prüfungen (z. B. EN 12697 -26 Anhang C IT-CY, EN 12697 -24 Anhang E IT-CY, EN 12697 -25 Methode B) verwendet werden kann, allerdings nur durch Austausch des Prüfgestells.
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