🛤️ Zawartość wolnych przestrzeni w próbkach mieszanki mineralno-asfaltowej (Va, VFB)
Krótko: o co chodzi
Obliczenie zawartości wolnych przestrzeni Va = (ρm − ρb)/ρm · 100 z gęstości (PN-EN 12697-5) i gęstości objętościowej (PN-EN 12697-6 lub -7) oraz wypełnienia wolnych przestrzeni lepiszczem VFB. Badanie wykonuje się według normy PN-EN 12697-8:2019-01; Wzór: Va = (ρm − ρb)/ρm · 100 [% (v/v)], do 0,1 %. Procedura obejmuje 6 kroków; stosuje się je m.in. do: Projektowanie składu mieszanek mineralno-asfaltowych (Va, VFB, VMA jako kryteria wg WT-2 2014 i PN-EN 13108), Ocena zagęszczenia warstw asfaltowych po wbudowaniu (odwierty z nawierzchni), Badanie typu mieszanek wg PN-EN 13108-20 (właściwości objętościowe próbek Marshalla).
W skrócie
- Norma: PN-EN 12697-8:2019-01
- Kategoria: Budownictwo
- Kroków procedury: 6
- Wzór: Va = (ρm − ρb)/ρm · 100 [% (v/v)], do 0,1 %
- Dane wejściowe: ρm wg PN-EN 12697-5; ρb wg PN-EN 12697-6 lub PN-EN 12697-7, w Mg/m³
- Precyzja Va (mieszanki na gorąco): σr = 0,4 %, r = 1,1 %; σR = 0,8 %, R = 2,2 % (v/v)
Przegląd
Norma PN-EN 12697-8 opisuje procedurę obliczania cech objętościowych zagęszczonej próbki mieszanki mineralno-asfaltowej: zawartości wolnych przestrzeni (Va), zawartości wolnych przestrzeni w mieszance mineralnej wypełnionych lepiszczem (VFB) oraz — dla mieszanek z dodatkami — wypełnionych lepiszczem i dodatkami (VFBad). Metoda dotyczy próbek zagęszczonych w laboratorium oraz próbek wyciętych z nawierzchni po ułożeniu i zagęszczeniu lub z płyt zagęszczonych laboratoryjnie, przez odwiercenie lub wycięcie. Cechy te służą jako kryteria projektowania składu oraz parametry oceny mieszanki po wbudowaniu i zagęszczeniu w drodze.
Wydanie 2018 (PN-EN 12697-8:2019-01) zastąpiło PN-EN 12697-8:2003: tytuł nie ogranicza metody do mieszanek na gorąco, dodano PN-EN 12697-7 (gęstość objętościowa promieniami gamma) jako źródło ρb, wprowadzono pojęcia VMAad i VFBad dla mieszanek z dodatkami, jednostki zmieniono z kg/m³ na Mg/m³, a dla mieszanek z wodą w składzie (emulsja, asfalt spieniony) sprecyzowano, że gęstość objętościowa odnosi się do stanu suchego.
Zawartość wolnych przestrzeni i stopień zagęszczenia to podstawowe parametry oceny mieszanki na etapie projektowania i odbioru warstw; oba oblicza się z gęstości i gęstości objętościowej. W WT-2 2014 GDDKiA wymagania dla mieszanek podano z odwołaniem do PN-EN 12697-8 pkt 4 (Va, np. Vmin/Vmax) i pkt 5 (VFB, VMAmin), a według IBDiM ocena zagęszczenia warstwy bywa czynnikiem decydującym, często dyskwalifikującym, przy odbiorze robót.
Zasada metody
Zawartość wolnych przestrzeni próbki oblicza się z gęstości mieszanki (maksymalnej, ρm — masa na jednostkę objętości bez wolnych przestrzeni) i gęstości objętościowej próbki (ρb — masa na jednostkę objętości z wolnymi przestrzeniami): Va = (ρm − ρb)/ρm · 100, z dokładnością 0,1 % (v/v), obie gęstości w Mg/m³. Dla mieszanek z wodą w składzie ρb odnosi się do suchej gęstości objętościowej. VFB (mieszanki bez dodatków) oblicza się z zawartości lepiszcza, wolnych przestrzeni w mieszance mineralnej (VMA — przestrzeń międzyziarnowa obejmująca wolne przestrzenie i objętość lepiszcza), gęstości objętościowej próbki i gęstości lepiszcza; VFBad dodatkowo z zawartości i gęstości dodatków. Nasiąkanie lepiszcza przez kruszywo może prowadzić do zawyżenia Va — zależnie od porowatości kruszywa.
Zastosowania
- Projektowanie składu mieszanek mineralno-asfaltowych (Va, VFB, VMA jako kryteria wg WT-2 2014 i PN-EN 13108)
- Ocena zagęszczenia warstw asfaltowych po wbudowaniu (odwierty z nawierzchni)
- Badanie typu mieszanek wg PN-EN 13108-20 (właściwości objętościowe próbek Marshalla)
- Ocena mieszanek z dodatkami (VFBad) oraz z emulsją lub asfaltem spienionym (sucha gęstość objętościowa)
- Kontrola produkcji w wytwórni (próbki laboratoryjne)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Wzór | Va = (ρm − ρb)/ρm · 100 [% (v/v)], do 0,1 % |
| Dane wejściowe | ρm wg PN-EN 12697-5; ρb wg PN-EN 12697-6 lub PN-EN 12697-7, w Mg/m³ |
| Precyzja Va (mieszanki na gorąco) | σr = 0,4 %, r = 1,1 %; σR = 0,8 %, R = 2,2 % (v/v) |
| VFB | Procent wolnych przestrzeni w mieszance mineralnej wypełnionych lepiszczem (bez dodatków); VFBad — z lepiszczem i dodatkami |
| Wymiary próbki | W sprawozdaniu do 0,1 mm, jeśli mierzone |
| WT-2 2014 | Wymagania Va wg PN-EN 12697-8 pkt 4 (Vmin/Vmax), VFB i VMAmin wg pkt 5 |
Norma
- Numer normy
- PN-EN 12697-8:2019-01
- Tytuł (PL)
- Mieszanki mineralno-asfaltowe — Metody badań — Część 8: Oznaczanie zawartości wolnej przestrzeni próbek mineralno-asfaltowych
- Title (EN)
- Bituminous mixtures — Test methods — Part 8: Determination of void characteristics of bituminous specimens
Procedura krok po kroku
-
Próbka
Użyć próbki zagęszczonej w laboratorium albo odwierconej lub wyciętej z nawierzchni po zagęszczeniu lub z płyty laboratoryjnej; odnotować pochodzenie, rodzaj mieszanki i ewentualne dodatki.
-
Gęstość mieszanki ρm
Oznaczyć gęstość (maksymalną) mieszanki wg PN-EN 12697-5 w Mg/m³.
-
Gęstość objętościowa ρb
Oznaczyć gęstość objętościową próbki wg PN-EN 12697-6 (procedura dobrana do zawartości wolnych przestrzeni) lub PN-EN 12697-7; dla mieszanek z wodą w składzie użyć suchej gęstości objętościowej. Jeżeli mierzono wymiary, zapisać je do 0,1 mm.
-
Obliczenie Va
Va = (ρm − ρb)/ρm · 100, z dokładnością 0,1 % (v/v).
-
Obliczenie VFB lub VFBad
Bez dodatków: VFB z zawartości lepiszcza, VMA, gęstości objętościowej próbki i gęstości lepiszcza (5.2.1). Z dodatkami o znanej zawartości i gęstości: VFBad dodatkowo z zawartości i gęstości dodatków (5.2.2).
-
Sprawozdanie
Podać: pochodzenie próbki, rodzaj mieszanki i dodatki, wymiary próbki do 0,1 mm (jeśli mierzone), metody oznaczenia gęstości i gęstości objętościowej, obie gęstości w Mg/m³ oraz Va do 0,1 % (v/v); analogicznie dla VFB/VFBad.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Sprzęt do oznaczania gęstości mieszanki | Wg PN-EN 12697-5 (np. metoda A — w wodzie) | — |
| Sprzęt do oznaczania gęstości objętościowej próbki | Wg PN-EN 12697-6 (waga hydrostatyczna, łaźnia, ircha, suwmiarka) lub PN-EN 12697-7 (promienie gamma) | — |
| Ubijak Marshalla lub prasa żyratorowa | Do przygotowania próbek laboratoryjnych wg PN-EN 12697-30 / PN-EN 12697-31 | — |
| Wiertnica lub piła | Do pobierania próbek z nawierzchni lub z płyt zagęszczonych laboratoryjnie | — |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Metoda jest obliczeniowa; zagrożenia dotyczą badań składowych: gorąca mieszanka przy zagęszczaniu próbek, hałas ubijaka Marshalla, wiercenie i cięcie próbek z nawierzchni (pył, woda chłodząca)
- Przy gęstości objętościowej promieniami gamma (PN-EN 12697-7) obowiązują przepisy ochrony radiologicznej
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN 12697-8:2019-01 — „Mieszanki mineralno-asfaltowe — Metody badań — Część 8: Oznaczanie zawartości wolnej przestrzeni próbek mineralno-asfaltowych”. Tytuł angielski: „Bituminous mixtures — Test methods — Part 8: Determination of void characteristics of bituminous specimens”.
Na czym polega ta metoda?
Zawartość wolnych przestrzeni próbki oblicza się z gęstości mieszanki (maksymalnej, ρm — masa na jednostkę objętości bez wolnych przestrzeni) i gęstości objętościowej próbki (ρb — masa na jednostkę objętości z wolnymi przestrzeniami): Va = (ρm − ρb)/ρm · 100, z dokładnością 0,1 % (v/v), obie gęstości w Mg/m³. Dla mieszanek z wodą w składzie ρb odnosi się do suchej gęstości objętościowej.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Wzór: Va = (ρm − ρb)/ρm · 100 [% (v/v)], do 0,1 %; Dane wejściowe: ρm wg PN-EN 12697-5; ρb wg PN-EN 12697-6 lub PN-EN 12697-7, w Mg/m³; Precyzja Va (mieszanki na gorąco): σr = 0,4 %, r = 1,1 %; σR = 0,8 %, R = 2,2 % (v/v); VFB: Procent wolnych przestrzeni w mieszance mineralnej wypełnionych lepiszczem (bez dodatków); VFBad — z lepiszczem i dodatkami.
Ile trwa wykonanie badania?
Procedura obejmuje 6 kroków. Norma nie podaje czasu trwania dla wszystkich etapów — decyduje procedura laboratorium.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Sprzęt do oznaczania gęstości mieszanki, Sprzęt do oznaczania gęstości objętościowej próbki, Ubijak Marshalla lub prasa żyratorowa, Wiertnica lub piła.
Gdzie stosuje się to badanie?
Projektowanie składu mieszanek mineralno-asfaltowych (Va, VFB, VMA jako kryteria wg WT-2 2014 i PN-EN 13108); Ocena zagęszczenia warstw asfaltowych po wbudowaniu (odwierty z nawierzchni); Badanie typu mieszanek wg PN-EN 13108-20 (właściwości objętościowe próbek Marshalla); Ocena mieszanek z dodatkami (VFBad) oraz z emulsją lub asfaltem spienionym (sucha gęstość objętościowa); Kontrola produkcji w wytwórni (próbki laboratoryjne).
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Metoda jest obliczeniowa; zagrożenia dotyczą badań składowych: gorąca mieszanka przy zagęszczaniu próbek, hałas ubijaka Marshalla, wiercenie i cięcie próbek z nawierzchni (pył, woda chłodząca); Przy gęstości objętościowej promieniami gamma (PN-EN 12697-7) obowiązują przepisy ochrony radiologicznej.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN 12697-8.