Utredning angående asfalts viskositet vid olika tryck

Asfalt kommer ofta till användning vid väg- och vattenbyggnader, vanligen för isoleringsändamål men någon gång även såsom smörjmedel mellan exempel­

vis en mur och fyllningen mot denna för nedbringande av friktionen. l\Ian har även använt asfalt till bestrykning av pålar för minskning av markens upphäng­

ning på dessa (reduktion av negativ mantelfriktion). Vanligen är emellertid denna smörjande verkan till nackdel, t. ex. vid stödmurar eller brolandfästen, varvid som bekant friktionen mot murens baksida verkar minskande på såväl ,iordtryckcts storlek som framför allt det stjälpande momentet. Som ett annat exempel kan anföras en viadukt av mushroomkonstruktion i Göteborg med i plan sett mycket sneda ändtvärbalkar, vilka voro asfaltstrukna. Sedan man märkt, att brobanan vridit sig i sitt eget plan kring sin mittpunkt, och att sprickor uppstått i pelarna, undersöktes bland annat den anvånda asfaltsorten. Det visade sig då. att denna hade sådan skärhållfasthet. att jorcltryeket kunde bilda en vinkel med normalen till tvärbalkarna av högst 16°, varigenom jordtrycken mot äncltvärbalkarna åverkade bron 1ned ett med hänsyn till dennas konstruk­

tion relativt stort vridande moment.

Resultatet av nämnda undersökning var i viss mån överraskande, i det att man tidigare ansett, att asfalt är ett plas6skt ämne, som saknar skärhållfasthct i egentlig mening och i stället karakteriseras av en viss flythastighet, beroende på storleken av den verkande skärspänningen. Därvid skulle det ,Tidande 1no­

mentet i detta fall ha blivit ännu större. Ifrågavarande asfaltsort visade sig sålunda, ha ett visst tröskelvärde på skärspänningen, under vilket ingen flytning förekommer.

I fråga om den stora jorddammen vid Harsprångets kraftverk önskade man förhindra, att dammens tätskikt skulle hänga upp sig på betongkärnans upp­

strömssida, varvid såsom ett alternativ asfaltstrykning skulle komma till an­

vändning. Härvid uppdrogs åt institutet att undersöka vilken asfaltsort. som bäst lämpade sig för nämnda ändamål. l\Ian ansåg, att en skärkraft av högst

1/

20 av normaltrycket skulle få förekomma vid en tjocklek av I mn1 hos asfalt­

skiktet och en rörelse hos lerskiktet relativt betongkärnan av I m/år.

Asfaltskiktet i dammen skulle bliva utsatt för ett stort normaltryck. Enär de i litteraturen förekommande värdena på olika asfaltsorters viskositet bestämts vid normaltrycket noll och viskositeten kunde tänkas vara beroende av trycket, kunde man icke utan vidare använda dessa värden för att bestämma lämplig 186

Fig, 1.J,]. Apparat för bestämning av asfalts 'Viskositet vid olika normaltryclc. Längst upp själva apparaten, därunder belastningsbrygga, till höger

mano-meter för mätning av lufttrycket.

asfaltsort. Några uppgifter om viskositeten vid olika normaltryck kunde icke heller erhållas på annat håll.

Undersökningen påbörjades i ett par av institutets kompressometrar, vilka därvid användes som skärapparater. Det visade sig dock så småningom, att dessa apparater icke voro lämpliga på grund av de stora skjuvdeformationerna.

Institutet lät därför tillverka en speciell apparat för dessa undersökningar. På

fosf visare

~ · Roterande .skola

Ralerandei cylinder

Fig. 1/JL 1'viitselction av apparaten i jig. 133.

fig. 133 visas ett foto av närnnda apparat jämte belastningsanordningar, och på.

fig. 134 visas ett tvärsnitt genom apparaten.

I den nya apparaten är ett asfaltskikt inneslutet i en vertikal, 1 cm bred.

ringformig spalt med 3.ri cm rnedelradie mellan en yttre fast och en inre rörlig cylindervägg. Asfaltskiktet vilar på kvicksilYer. På dess överyta kan ett god­

tyckligt lufttryck anbringas. Skjuvkraftcn åstadkommes genom att ett vridande moment appliceras på den inre rörliga cylindern. Dennas rörelse uppmätes medelst en på densamma fäst cirkulär skala, som avläses mitt för ett fast index.

Undersökningen utfördes i kylrum vid en temperatur av +4,⁰ • Före ifyllning­

en i apparaten uppvärmdes asfalten i värmeskåp till ca +120° temperatur.

Tre olika asfaltsorter, enligt Yanliga n011ncr betecknade med A 125, A 130 och A 140 undersöktes. Provningen utfördes vid ett normaltryck (= lufttryck) aY 6 kg/cm² och tre olika skärspänningar. Asfaltsorterna A 125 och A 14,0 pronules dessutom utan normaltryck vid skärspänningen O.o:i kg/cm2 • Resultatet av prov­

ningarna framgår av fig. 1::35, där den inre cylinderns vriclningsvinkel angivits som funktion av tiden. På fig. 136 har flythastigheten vid 1 mm skikttjocklek angiYits som funktion av skjuvspänningen vid normaltrycket 6 kg/cm2 • Flyt­

hastigheten har därvid antagits lika med en tiondedel av inre cylinderväggens rörelsehastighet och skjuvspänningen lika 111ed skjuvspänningen mitt i det 1 cm tjocka asfaltskiktet i apparaten. På fig. 136 har även inritats den kalkylerade 188

~~

2 0 , - - - , - - - , - - - , - - - ~ - - - , - - - , - - - r i ä l + t n ' h

,s I I I ^Al2S

76 . , J J O ~

I I I

Anm: Siffror Över kur orna ange

1 ou· skå spänningen i kg cm~

siffror-d I • ' 'k I

²

-~

^c

na n e.r norma spanningen

^I

g cm

"'

. c ^~

"

~

5 , __ , V

0 \.J uuu

0 2 3

4

5 6

Tid Dygn

Pig. 135. Resultat av försök med tre olil.a asfaltsorter vid en temp. av +4° C.

""

mm/Jygn

50~---~~---~----~~

-"

-,,.,

G::

o

tt-=--~cJ_ ^{==- -==---~- -1-} -=::::J

O Q1 Q2 Q> kg/cm'

5kårspänning

Fig. 136. Resultat av försöken i fig. 135, uttryckt som flythastigheten såsom. funldion av skärspänningen vid norrnaltrycket 6 kg/cm,² och temp. +4° C.

Flythastighet vid 1 mm :s skikt.

;;

-"

.<e>

a ^eo

1---1----+----1---+---<

2 7 mn /dygn• I m/år Rl 4⁰

u = 6 kg/cm~

(J

=

0 kg/cm² Asfallsort

r

=

0.03 kg/cm~ r

=

0.00G kg/cm·

I

r

=

0,032 kg/cm² r

=

0.28-0.80 kg/cm²

A 125 15.5 mm/dygn 2.4 mm/dygn 12 mm/dygn 149 mm/dygn

- 50 >

A 130 0.84

,

_{4.6 >}

,

,

O.ai mm/dygn 3.4 >

A 140 0.0i 0.35

Fig. 137. Sammanställning av flythastigheter vid 1 mm skikttjocklek.

f!ythastigheten I m/år

=

^2.7 mm/dygn. I tabellen i fig. 137 har för jämförelse sammanställts alla de undersökta f!ythastigheterna för de båda normaltrycken.

De erhållna kurvorna ära som synes mycket jämna och regelbundna. Vid kon­

stant skärspänning ökar deformationen lineärt med tiden utom i vissa fall under en kort tid omedelbart efter pålastningen, varvid möjligen en viss grad av elasticitet hos asfalten verkar störande. Av fig. 135 framgår, att f!ythastig­

heten för alla tre asfaltsorterna ökar något snabbare än lineärt med skjuvspän­

ningen. Tabellen på fig. 137 visar, att normaltrycket icke har någon större in­

verkan på asfaltens flythastighet, vilken är endast obetydligt större vid normal­

trycket noll än vid normaltrycket 6 kg/cm^2•

In document INSTITUTS REDOGÖRELSE (Page 184-189)