Adhesion testing procedure for hot-poured crack sealants

Autor: Al-Qadi, I. L., Fini, E. H., Figueroa, H. D., Masson, J.-F., McGhee, K. K.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2010
Předmět:
DOI: 10.4224/20386772
Popis: This study introduces three laboratory tests aimed to assess the bond property of hot-poured crack sealant topavement crack walls. The three tests are designed to serve the respective needs of producers, engineers, andresearchers. The first test implements the principle of surface energy to measure the thermodynamic work of adhesion, which is the energy spent in separating the two materials at the interface. The work of adhesion is reported as a measure of material compatibility at an interface. The second test is a direct adhesion test, a mechanical test which is designed to closely resemble both the installation process and the crack expansion due to thermal loading. This test uses the Direct Tensile Test (DTT) machine. The principle of the test is to apply a tensile force to detach the sealant from its aggregate counterpart. The maximum load, Pmax, and the energy to separation, E, are calculated and reported to indicate interface bonding. The third test implements the principles of fracture mechanics in a pressurized circular blister test. The apparatusis specifically designed to conduct the test for bituminous crack sealant, asphalt binder, or other bitumen-based materials. In this test, a fluid is injected at a constant rate at the interface between the substrate (aggregate or a standard material) and the adhesive (crack sealant) to create a blister. The fluid pressure and blister height are measured as functions of time; the data is used to calculate Interfacial Fracture Energy (IFE), which is a fundamental property that can be used to predict adhesion. The stable interface debonding process makes this test attractive. This test may also provide a means to quantify other factors, such as the moisture susceptibility of a bond. In addition, the elastic modulus of the sealant and its residualstresses can be determined analytically. While the direct adhesion test is proposed as part of a newly developed performance-based guideline for the selection of hot-poured crack sealant, the blister test can be used to estimate the optimum annealing time and installation temperature.
Dans cette étude, nous présentons trois (3) essais en laboratoire visant à évaluer la propriété d?adhérence aux parois des fissures de chaussée du scellant à fissures du type coulé à chaud. Les trois essais sont conçus pour répondre aux besoins respectifs des producteurs, des ingénieurs et des chercheurs. Dans le premier essai, on applique le principe de l?énergie de surface à la mesure du travail d?adhésion thermodynamique, qui correspond à l?énergie qui est dépensée pour séparer les deux matériaux à leur interface. Le travail d?adhésion est rapporté comme une mesure de la compatibilité des matériaux à une interface. Le deuxième essai est un essai d?adhésion directe, essai mécanique ayant été conçu pour reproduire de près le processus de la pose de même que l?expansion des fissures due à la charge thermique. On utilise ici la machine d?essai de traction directe. Le principe en est d?appliquer un effort de traction visant à détacher le scellant de sa contrepartie (le granulat). La charge maximum, Pmax, et l?énergie de séparation, E, sont calculées et rapportées pour indiquer l?adhérence interfaciale. Pour ce qui est du troisième essai, on applique les principes de la mécanique de la rupture dans le cadre d?un essai de la boursoufflure du type circulaire, sous pression. L?appareil est spécifiquement conçu pour mettre à l?épreuve les scellants bitumineux à fissures, les agglomérants asphaltiques ou d?autres matériaux bitumineux. Dans ce dernier type d?essai, un liquide est injecté à un débit constant au niveau de l?interface entre le support (granulat ou autre matériau courant) et l?adhésif (scellant à fissures) de manière à créer une boursoufflure. La pression du liquide et la hauteur de la boursoufflure sont ensuite mesurées comme fonctions du temps. Ces données sont utilisées aux fins du calcul de l?énergie de rupture interfaciale (ERI), propriété fondamentale que l?on peut utiliser pour prédire l?adhérence. Le processus de détachement d?interface stable revêt ici un intérêt particulier. Cet essai pourrait également procurer un moyen permettant de quantifier d?autres facteurs tels que la susceptibilité à l?humidité d?une adhérence donnée. En outre, le module d?élasticité du scellant et ses contraintes résiduelles peuvent être déterminés de façon analytique. Bien que l?essai d?adhésion directe soit proposé dans le cadre d?une méthode axée sur la performance nouvellement mise au point pour la sélection des scellants à fissures coulés à chaud, l?essai de la boursoufflure peut servir à estimer le temps et la température de recuit de stabilisation optimaux pour la pose de ces matériaux.
Databáze: OpenAIRE
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