Gyratory Test Method Development Pr

Gyratory Test Method Development
Previous sectionNext section
Device Modification
It is well understood that gyratory compactors better simulate the type of compaction utilized by the asphalt industry, primarily steel drum and pneumatic compaction (AI 2001). Since pervious concrete is loosely placed and then finished/compacted with either a weighted drum or roller screed, the use of a gyratory compactor is appropriate to simulate field conditions. Normal conditions for Superpave asphalt design require a 600-kPa (87-psi) pressure for laboratory compaction to simulate field compaction (AI 2001). For this study, a gyratory compactor was modified to achieve compactive effort of 60 kPa (8.7 psi), within a tolerance of 2 kPa (0.3 psi), for 150-mm (6-in.) diameter samples. The AFGB1 gyratory compactor used in this study is among the cheapest and most portable devices available to the asphalt industry and is a commonly used piece of equipment both for laboratory mixture development and field quality control/quality assurance activities. Modification of the device to achieve the 60-kPa (8.7-psi) pressure required only removing a high-pressure hydraulic orifice and does not impact the machine’s ability to maintain the standard 600 kPa (87 psi). Further modification to achieve pressures lower than 60 kPa (8.7 psi) limits the device to only the lower pressures. Consequently, the easily achievable 60 kPa (8.7 psi) was selected as the lowest practical testing pressure.
Determination of the Maximum Number of Gyrations
Previous research using gyratory compaction on roller-compacted concrete has shown that 100 gyrations are sufficient to obtain uniform and complete compaction (Amer et al. 2003). Fig. 1 shows a typical compaction/density-gyration curve of pervious samples compacted at the 60-kPa pressure and Fig. 2 shows the height difference of the samples compacted at 20, 50, and 100 gyrations. At 100 gyrations, the change in slope of the compaction curve is small, nearing the maximum asymptote. Consequently, 100 gyrations were selected as the upper limit for compaction of the pervious specimens.

View larger version (25K)

Fig. 1. Typical gyratory compaction density curve



View larger version (111K)

Fig. 2. Samples compacted at different gyrations


In order to determine the pressure required to produce a design void content (DVC) of 20% at 100 gyrations, the baseline mixture (Mixture 4, Table 1) was compacted in 150-mm (6-in.) diameter molds using 60 kPa (8.7 psi), 120 kPa (17.4 psi), 180 kPa (26.1 psi), and 240 kPa (34.8 psi). The ratio of the unit weight at NN gyrations to the unit weight at DVC is defined as the apparent degree of compaction (DoC). Results in Table 2 show that 60 kPa (8.7 psi) produced compaction closest to the DVC with DoC increasing with the compaction pressure.
Data table
View Larger Version
Table 1. Mixture Proportions
Data table
View Larger Version
Table 2. DOC versus Different Compaction Pressure
Characterization of Workability Using the Gyratory Compaction Curve
The compaction curve produced by the SGC (see Fig. 3) has two distinct portions: (1) the first portion characterized by a steep slope where excess air voids are removed under the initial short-term compaction and (2) the section portion characterized by a smaller change in slope as particle rearrangement occurs. The first portion depends primarily on the intrinsic workability of a particular mixture or the self-compacting ability. The section portion is controlled by the resistance of a particular mixture to additional compaction energy. Since the goal of pervious concrete placement is to reach a design in situ void content (DVC) and unit weight, the same outcome can be achieved by either a highly workable mixture or by applying additional compaction energy. A very fluid mixture design may require little to no compaction after discharge, but a stiffer mixture may require compaction with a weighted roller. Both methods may result in the same void content, although achieved by two different mechanisms, requiring the consideration of both components of the compaction curve.

View larger version (45K)

Fig. 3. Definition of the workability index parameters


In the asphalt industry the initial compaction level is calculated between six and eight gyrations, depending on the design traffic level (Stakston and Bahia 2003). Maximum curvature occurs at the point where the slope of the second derivative goes to zero and was used to define the boundary between workability and compactibility. Maximum curvature occurred between seven and nine gyrations with the most occurring at eight gyrations, when determined for the range of project mixtures (Table 3). For pervious concrete specimens, the compaction at eight gyrations is slightly greater than 90% of DVC. Consequently, eight gyrations were selected to define the initial workability for pervious concrete.
Data table
View Larger Version
Table 3. Determinatio

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Gyratory ทดสอบการพัฒนาวิธีการ
มาตราก่อนหน้าส่วน
อุปกรณ์ปรับเปลี่ยน
เป็นที่เข้าใจกันดีว่ารถบด Gyratory ดีกว่าจำลองประเภทของรถบดใช้โดยอุตสาหกรรมยางมะตอยหลักกลองเหล็กและการบดอัดนิวเมติก (AI 2001) ตั้งแต่คอนกรีตซุยถูกวางไว้อย่างหลวม ๆ แล้วสำเร็จรูป / บดอัดที่มีทั้งกลองถ่วงน้ำหนักหรือลูกกลิ้งรำพันการใช้งานของเครื่องอัด Gyratory มีความเหมาะสมที่จะจำลองสภาพสนาม สภาวะปกติสำหรับการออกแบบยางมะตอยซูเปอร์เพจำเป็นต้องมี 600 กิโลปาสคาล (87 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ความดันสำหรับการบดอัดในห้องปฏิบัติการเพื่อจำลองการบดอัดข้อมูล (AI 2001) สำหรับการศึกษานี้เครื่องอัด Gyratory ถูกปรับเปลี่ยนเพื่อให้บรรลุความพยายามบดอัด 60 กิโลปาสคาล (8.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ภายใน 2 ความอดทนของปาสคาล (0.3 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) สำหรับ 150 มิลลิเมตร (6-in.) ตัวอย่างขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง อัด AFGB1 Gyratory ใช้ในการศึกษาครั้งนี้เป็นหนึ่งในอุปกรณ์พกพาที่ถูกที่สุดและมากที่สุดที่มีอยู่ให้กับอุตสาหกรรมยางมะตอยและเป็นชิ้นส่วนที่ใช้กันทั่วไปของอุปกรณ์ทั้งสองส่วนผสมสำหรับการพัฒนาห้องปฏิบัติการและควบคุมคุณภาพข้อมูล / กิจกรรมการประกันคุณภาพ การปรับเปลี่ยนของอุปกรณ์ที่จะบรรลุ 60 กิโลปาสคาล (8.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ความดันเท่านั้นต้องเอาแรงดันสูงไฮดรอลิปากและไม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถของเครื่องที่จะรักษามาตรฐาน 600 กิโลปาสคาล (87 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) การปรับเปลี่ยนต่อไปเพื่อให้บรรลุความกดดันต่ำกว่า 60 กิโลปาสคาล (8.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) จำกัด อุปกรณ์เพียงแรงกดดันลดลง ดังนั้นทำได้อย่างง่ายดาย 60 กิโลปาสคาล (8.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ได้รับเลือกเป็นความดันทดสอบการปฏิบัติต่ำสุด.
การกำหนดจำนวนสูงสุดของฤทธิ์
วิจัยก่อนหน้านี้โดยใช้รถบด Gyratory บนพื้นคอนกรีตลูกกลิ้งบดอัดได้แสดงให้เห็นว่า 100 ฤทธิ์มีเพียงพอที่จะได้รับเครื่องแบบและการบดอัดที่สมบูรณ์ (Amer et al. 2003) มะเดื่อ. 1 แสดงทั่วไปโค้งบดอัด / ความหนาแน่นการหมุนของตัวอย่างซุยบดอัดที่ความดัน 60 กิโลปาสคาลและรูป 2 แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของความสูงของกลุ่มตัวอย่างบดอัดที่ 20, 50, และ 100 ฤทธิ์ ที่ 100 ฤทธิ์, การเปลี่ยนแปลงในความลาดชันของเส้นโค้งการบดอัดที่มีขนาดเล็กใกล้จะสิ้นสุดสูงสุด ดังนั้น 100 ฤทธิ์ได้รับเลือกเป็นขีด จำกัด บนสำหรับการบดอัดของตัวอย่างซุย.

ดูรุ่นใหญ่ (25K)

รูป 1. Gyratory ทั่วไปโค้งความหนาแน่นของการบดอัด



ดูรุ่นใหญ่ (111K)

รูป 2. ตัวอย่างการบดอัดที่ฤทธิ์ที่แตกต่างกัน


เพื่อตรวจสอบความดันที่จำเป็นในการผลิตการออกแบบเนื้อหาเป็นโมฆะ (DVC) 20% ที่ 100 ฤทธิ์, ส่วนผสมพื้นฐาน (ผสม 4 ตารางที่ 1) ได้รับการบดอัดใน 150 มิลลิเมตร (6-in .) แม่พิมพ์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใช้ 60 กิโลปาสคาล (8.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) 120 กิโลปาสคาล (17.4 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) 180 กิโลปาสคาล (26.1 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) และ 240 กิโลปาสคาล (34.8 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) อัตราส่วนของน้ำหนักหน่วยฤทธิ์ NN กับหน่วยน้ำหนักที่ DVC ถูกกำหนดให้เป็นระดับที่เห็นได้ชัดของการบดอัด (DoC) ผลการค้นหาในตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่า 60 กิโลปาสคาล (8.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ผลิตรถบดใกล้กับ DVC กับหมอที่มีความดันที่เพิ่มขึ้นบดอัด.
ตารางข้อมูล
ดูรุ่นใหญ่
ตารางที่ 1 ผสมสัดส่วน
ตารางข้อมูล
ดูรุ่นใหญ่
ตารางที่ 2 DOC เมื่อเทียบกับความดันที่แตกต่างกันรถบด
ลักษณะเฉพาะ ของความสามารถทำงานได้โดยใช้ Gyratory รถบด Curve
โค้งบดอัดที่ผลิตโดย SGC (ดูรูปที่ 3.) มีสองส่วนที่แตกต่าง: (1) ส่วนแรกโดดเด่นด้วยความลาดชันที่ช่องว่างอากาศส่วนเกินจะถูกลบออกภายใต้การบดอัดระยะสั้นเริ่มต้นและ (2) ส่วนส่วนที่โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงที่มีขนาดเล็กในความลาดชันเป็นอนุภาคปรับปรุงใหม่เกิดขึ้น ส่วนแรกขึ้นอยู่กับความสามารถทำงานได้ที่แท้จริงของส่วนผสมเฉพาะหรือความสามารถตนเองกระชับ ส่วนส่วนที่ถูกควบคุมโดยความต้านทานของส่วนผสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับพลังงานการบดอัดเพิ่มเติม เนื่องจากเป้าหมายของการจัดตำแหน่งคอนกรีตซุยคือการเข้าถึงการออกแบบในเนื้อหาของแหล่งกำเนิดเป็นโมฆะ (DVC) และหน่วยน้ำหนักผลเดียวกันสามารถทำได้โดยการอย่างใดอย่างหนึ่งที่มีส่วนผสมที่สามารถทำงานได้สูงหรือโดยการใช้พลังงานการบดอัดเพิ่มเติม การออกแบบส่วนผสมของเหลวมากอาจจำเป็นต้องมีการบดอัดเล็ก ๆ น้อย ๆ หลังจากที่ปล่อยไม่มี แต่มีส่วนผสมแข็งอาจจำเป็นต้องมีการบดอัดกับลูกกลิ้งถ่วงน้ำหนัก ทั้งสองวิธีอาจส่งผลให้เป็นโมฆะเนื้อหาเดียวกันแม้จะประสบความสำเร็จโดยสองกลไกที่แตกต่างกันซึ่งได้กำหนดให้การพิจารณาของทั้งสองส่วนของเส้นโค้งการบดอัดได้.

ดูรุ่นใหญ่ (45K)

รูป 3. ความหมายของพารามิเตอร์ดัชนีพิมพ์ต่อ


ในอุตสาหกรรมยางมะตอยระดับบดอัดครั้งแรกที่มีการคำนวณระหว่างหกสิบแปดฤทธิ์ขึ้นอยู่กับระดับการเข้าชมการออกแบบ (Stakston และ Bahia 2003) โค้งสูงสุดเกิดขึ้นที่จุดที่ลาดเอียงของอนุพันธ์อันดับสองไปที่ศูนย์และถูกใช้ในการกำหนดเขตแดนระหว่างความสามารถทำงานได้และสามารถอัดแน่น โค้งสูงสุดที่เกิดขึ้นระหว่างเจ็ดเก้าฤทธิ์ที่มีมากที่สุดที่เกิดขึ้นในแปดฤทธิ์เมื่อกำหนดสำหรับช่วงของการผสมโครงการ (ตารางที่ 3) สำหรับตัวอย่างคอนกรีตซุยบดอัดที่แปดฤทธิ์มากกว่า 90% ของ DVC เล็กน้อย ดังนั้นแปดฤทธิ์ได้รับการคัดเลือกเพื่อกำหนดสามารถใช้การได้เริ่มต้นสำหรับคอนกรีตซุย.
ตารางข้อมูล
ดูรุ่นใหญ่
ตารางที่ 3 Determinatio

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การพัฒนาวิธีทดสอบ gyratoryส่วน sectionnext ก่อนหน้าการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์มันเป็นที่รู้กันว่า gyratory อัดดีกว่าจำลองชนิดของการบดอัดที่ใช้โดยอุตสาหกรรมยางมะตอย , หลักเหล็กกลองและลมอัด ( AI 2001 ) เนื่องจากคอนกรีตซุย loosely วางไว้แล้วเสร็จ / อัดกับกลองหนักหรือลูกกลิ้งหยาบ การใช้งานของเครื่องอัด gyratory เหมาะสมเพื่อจำลองสภาพสนาม สภาพปกติสำหรับการออกแบบแอสฟัลต์ซุปเบอร์เพฟต้อง 600 กิโลปาสคาล ( 87 psi ) ความดันสำหรับห้องปฏิบัติการจำลองสนามอัดอัด ( AI 2001 ) สำหรับการศึกษานี้ อัด gyratory ดัดแปลงเพื่อให้บรรลุ compactive ความพยายาม 60 kPa ( อัตโนมัติ ) , ภายในความอดทน 2 กิโลปาสคาล ( 0.3 ปอนด์ ) , 150 มม. ( 6-in ) ตัวอย่างเส้นผ่าศูนย์กลาง การ afgb1 gyratory เครื่องอัดที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ เป็นหนึ่งในราคาถูกที่สุดและพกพาส่วนใหญ่อุปกรณ์ที่ใช้งานกับอุตสาหกรรมยางมะตอยและเป็นที่นิยมใช้ชิ้นส่วนของอุปกรณ์ทั้งสองเพื่อพัฒนาส่วนผสมปฏิบัติการและด้านการควบคุมคุณภาพ / ประกันคุณภาพกิจกรรม การปรับเปลี่ยนของอุปกรณ์เพื่อให้บรรลุ 60 กิโลปาสคาล ( 8.7-psi ) ความดันไฮดรอลิกแรงดันสูงเป็นเพียงการเอาปาก และไม่ส่งผลกระทบต่อเครื่องของความสามารถในการรักษามาตรฐาน 600 กิโลปาสคาล ( 87 psi ) การปรับปรุงเพิ่มเติมเพื่อให้บรรลุความดันต่ำกว่า 60 กิโลปาสคาล ( อัตโนมัติ ) จำกัดอุปกรณ์เพื่อลดความดัน จึง , กิโลปาสคาลได้อย่างง่ายดาย achievable 60 ( อัตโนมัติ ) ได้รับเลือกให้เป็นความดันทดสอบการปฏิบัติที่ถูกที่สุดกำหนดจำนวนสูงสุดของ gyrationsงานวิจัยก่อนหน้านี้ที่ใช้ gyratory อัดในคอนกรีตบดอัดเป็น 100 gyrations จะเพียงพอที่จะได้รับชุดสมบูรณ์การบดอัด ( Amer et al . 2003 ) รูปที่ 1 แสดงให้เห็นโดยทั่วไปอัด / ความหนาแน่นการโคจรโค้งของตัวอย่างซุยที่ 60 kPa อัดความดันและรูปที่ 2 แสดงให้เห็นความแตกต่างของความสูงของตัวอย่างที่บดอัดที่ 20 , 50 และ 100 gyrations . ที่ 100 gyrations การเปลี่ยนความลาดชันของการบดอัดโค้งเล็ก ใกล้เส้นกำกับสูงสุด ดังนั้น 100 gyrations ได้รับเลือกเป็นจำนวนสูงสุดสำหรับการบดอัดของชิ้นงาน ดินร่วนซุยดูภาพขนาดใหญ่ ( โครงการ )รูปที่ 1 โดยทั่วไป gyratory อัดความหนาแน่นของเส้นโค้งดูภาพขนาดใหญ่ ( 111 )รูปที่ 2 ตัวอย่างที่บดอัด gyrations ต่าง ๆในการตรวจสอบความดันที่จำเป็นในการผลิตการออกแบบช่องว่างเนื้อหา ( dvc ) 20 % ที่ 100 gyrations , พื้นฐานผสม ( ผสม 4 , ตารางที่ 1 ) กำลังอัดใน 150 มม. ( 6-in ) เส้นผ่าศูนย์กลางแม่พิมพ์ใช้ 60 kPa ( อัตโนมัติ ) , 120 kPa ( สินค้า psi ) , 180 กิโลปาสคาล ( ระดับสูง ) , และ 240 kPa ( 34.8 psi ) อัตราส่วนของน้ำหนักที่ไม่ gyrations กับน้ำหนักที่ dvc หมายถึงระดับความชัดเจนของการบดอัด ( หมอ ) ตารางที่ 2 แสดงผลที่ 60 กิโลปาสคาล ( อัตโนมัติ ) ผลิตอัดใกล้เคียงกับ dvc กับหมอเพิ่ม ด้วยการอัดความดันตารางข้อมูลดูรุ่นที่มีขนาดใหญ่ตารางที่ 1 . สัดส่วนผสมตารางข้อมูลดูรุ่นที่มีขนาดใหญ่ตารางที่ 2 หมอและความดันอัดต่าง ๆการใช้เส้นโค้งการบดอัด gyratory ความสามารถเทได้อัดโค้งที่ผลิตโดย SGC ( ดูรูปที่ 3 ) มีจำนวน ( 1 ) สองส่วนส่วนแรกมีลักษณะลาดชันที่ช่องว่างอากาศส่วนเกินจะถูกลบออกภายใต้การระยะสั้นเริ่มต้นและ ( 2 ) มาตรา ส่วนลักษณะการเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กในรูปแบบความชันเป็นอนุภาคที่เกิดขึ้น ส่วนแรกอยู่กับหลักในความสามารถที่แท้จริงของส่วนผสมที่เฉพาะเจาะจงหรือตนเองกระชับความสามารถ ส่วนส่วนที่ถูกควบคุมโดยความต้านทานของส่วนผสม โดยเฉพาะพลังงานอัดเพิ่มเติม เนื่องจากเป้าหมายของคอนกรีตการแผ่ซ่านคือถึงการออกแบบใน situ โมฆะเนื้อหา ( dvc ) และหน่วยของน้ำหนัก , ผลเดียวกันสามารถทำได้โดยให้สูงสามารถใช้งานได้ หรือใช้พลังงานผสมอัดเพิ่มเติม การออกแบบส่วนผสมของเหลวมากอาจต้องใช้น้อยไม่มีการบดอัด หลังจากปลด แต่ส่วนผสมแข็งอาจจะต้องมีการบดอัดด้วยลูกกลิ้งถัว . ทั้งสองวิธีอาจส่งผลในเนื้อหาโมฆะเดียวกัน แต่โดยวิธีการที่แตกต่างกัน โดยพิจารณาจากองค์ประกอบทั้งสองของการบดอัดโค้งดูภาพขนาดใหญ่ ( 45K )รูปที่ 3 คำนิยามของ workability ดัชนีพารามิเตอร์ในอุตสาหกรรมยางมะตอยระดับการเริ่มต้นคำนวณระหว่างหกและแปด gyrations ขึ้นอยู่กับการออกแบบการจราจรระดับ ( stakston และเฮีย 2003 ) ความโค้งสูงสุดเกิดขึ้นที่จุดที่ความลาดชันของอนุพันธ์ที่สองไปที่ศูนย์ และถูกใช้ในการกำหนดขอบเขตระหว่างการทำงานได้ และ Compactibility . ความโค้งสูงสุดที่เกิดขึ้นระหว่างเจ็ดและเก้า gyrations ด้วยมากที่สุดที่เกิดขึ้นในแปด gyrations เมื่อพิจารณาช่วงของส่วนผสมของโครงการ ( ตารางที่ 3 ) สำหรับคอนกรีตซุย , อัด 8 gyrations เล็กน้อยคือมากกว่า 90% ของ dvc . จากนั้น แปด gyrations ถูกเลือกเพื่อกำหนดความสามารถเริ่มต้นของคอนกรีต ดินร่วนซุยตารางข้อมูลดูรุ่นที่มีขนาดใหญ่ตารางที่ 3 determinatio