PL249102B1 - Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej - Google Patents

Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej

Info

Publication number
PL249102B1
PL249102B1 PL443039A PL44303922A PL249102B1 PL 249102 B1 PL249102 B1 PL 249102B1 PL 443039 A PL443039 A PL 443039A PL 44303922 A PL44303922 A PL 44303922A PL 249102 B1 PL249102 B1 PL 249102B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
asphalt
mineral
binder
mixture
amount
Prior art date
Application number
PL443039A
Other languages
English (en)
Other versions
PL443039A1 (pl
Inventor
Marek Iwański
Anna Chomicz-Kowalska
Krzysztof Maciejewski
Mateusz Iwański
Piotr Radziszewski
Adam Liphardt
Jan KRÓL
Jan Król
Michał Sarnowski
Piotr Pokorski
Original Assignee
Politechnika Swietokrzyska
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Swietokrzyska, Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Swietokrzyska
Priority to PL443039A priority Critical patent/PL249102B1/pl
Publication of PL443039A1 publication Critical patent/PL443039A1/pl
Publication of PL249102B1 publication Critical patent/PL249102B1/pl

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/32Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of courses of different kind made in situ
    • E01C7/325Joining different layers, e.g. by adhesive layers; Intermediate layers, e.g. for the escape of water vapour, for spreading stresses
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/26Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
    • E01C7/262Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with fibrous material, e.g. asbestos; with animal or vegetal admixtures, e.g. leather, cork
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/20Mixtures of bitumen and aggregate defined by their production temperatures, e.g. production of asphalt for road or pavement applications
    • C08L2555/22Asphalt produced above 140°C, e.g. hot melt asphalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/40Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest konstrukcja podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej pakietu warstw asfaltowych, złożona z warstwy ścieralnej na bazie mieszanki mineralno-asfaltowej o ciągłym uziarnieniu, warstwy wiążącej z mieszanki mineralno-asfaltowej o ciągłym uziarnieniu, podbudowy zasadniczej na bazie mieszanki mineralno-asfaltowej o ciągłym uziarnieniu, która charakteryzuje się tym, że warstwa podbudowy (1) wykonana jest z mieszanki mineralno-asfaltowej układanej na ciepło w technologii asfaltu spienionego z fluksowanym lepiszczem w postaci polimeroasfaltu i zbrojona jest włóknami bazaltowymi w ilości od 0,1% do 0,3% m/m, warstwa wiążąca (2) wykonana jest z mieszanki mineralno-asfaltowej układanej na gorąco z lepiszczem w postaci polimeroasfaltu, a warstwa ścieralna (3) wykonana jest z mieszanki mineralno-asfaltowej układanej na gorąco z lepiszczem w postaci asfaltu wysokomodyfikowanego, przy czym grubość (h2) warstwy wiążącej (2) wynosi od 0,5 do 0,8 grubości (h1) warstwy podbudowy (1) i grubość (h3) warstwy ścieralnej (1) wynosi od 0,2 do 0,6 grubości (h1) warstwy podbudowy, przy czym grubość (h1) warstwy podbudowy (1) wynosi od 8 cm do 12 cm.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej.
Projektowanie składu mieszanek mineralno-asfaltowych rozpoczyna się od propozycji wyjściowego składu mieszanki przyjętego na bazie ogólnych wytycznych, a w drodze kolejnych modyfikacji składu dokonanych na bazie wiedzy inżynierskiej i eksperckiej uzyskuje się ostateczny skład mieszanki. Szczegółowe i uznane w Polsce za wzorcowe wymagania dotyczące właściwości stosowanych w mieszankach mineralno-asfaltowych kruszyw, między innymi dotyczących uziarnienia, właściwości geometrycznych, fizycznych i chemicznych oraz lepiszczy asfaltowych zawarte są w dokumentach „WT-1 2014 - Kruszywa do mieszanek mineralno-asfaltowych i powierzchniowych utrwaleń na drogach krajowych Kruszywa - Wymagania Techniczne - Warszawa 2014 - Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad” oraz w „WT-2 2014 - Nawierzchnie asfaltowe na drogach krajowych - Mieszanki mineralno-asfaltowe - Wymagania Techniczne - Warszawa 2014 - Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad”. Ponadto, w dokumencie „WT-2 2014 (...)” zawarto wymagania dotyczące właściwości gotowych mieszanek mineralno-asfaltowych.
Znane i stosowane w budowie dróg układy konstrukcyjne nawierzchni drogowych składają się licząc od góry z warstwy ścieralnej, warstwy wiążącej i warstwy podbudowy wykonanych z mieszanek kruszyw i lepiszczy asfaltowych. Konstrukcje o takim układzie warstw są wykonywane z mieszanek mineralno-asfaltowych o uziarnieniu ciągłym w warstwie wiążącej i warstwie podbudowy, beton asfaltowy lub beton asfaltowy o wysokim module sztywności oraz z mieszanek mineralno-asfaltowych o uziarnieniu ciągłym lub nieciągłym w warstwie ścieralnej, beton asfaltowy, mastyks grysowy SMA, beton asfaltowy do cienkich warstw ścieralnych BBTM. Asfaltowe warstwy konstrukcyjne nawierzchni drogowych mogą być wykonane w technologii na gorąco lub na ciepło. Tradycyjne warstwy nawierzchni wykonane z mieszanek mineralno-asfaltowych po zagęszczeniu tworzą zwartą, szczelną strukturę. Tradycyjnie do wykonywania warstw nawierzchni stosuje się mieszanki mineralno-asfaltowe gdzie jako materiał wiążący zastosowano lepiszcze asfaltowe. W tradycyjnych rozwiązaniach konstrukcyjnych poszczególne asfaltowe warstwy nawierzchni odpowiadają za przeniesienie obciążeń na niższe warstwy, a pojawienie się w nich spękań jest funkcją intensywności ruchu i czasu eksploatacji nawierzchni. Znane są rozwiązania w zakresie porowatej warstwy ścieralnej opracowanej w Instytucie Badawczym Dróg i Mostów do wykonywania warstwy ścieralnej nawierzchni drogowych w technologii na gorąco o właściwościach przeciwspękaniowych i wygłuszających. W jej skład wchodzą kruszywo i asfalt zwykły lub modyfikowany oraz dodatki w postaci granulatu gumowego i włókien polimerowych pochodzących z recyklingu opon samochodowych. Dzięki dodatkowi granulatu gumowego można uzyskać efekt sprężystości i wyciszenia warstwy, a włókna polimerowe z recyklingu pełnią funkcję mikrozbrojenia. Wadą tego rozwiązania jest pogorszenie własności użytkowych w warunkach zimowych i niższa trwałość od nawierzchni szczelnych. Poza nawierzchniowymi warstwami ścieralnymi o właściwościach przeciwspękaniowych stosowane są także pośrednie warstwy przeciwspękaniowe. Ich zadaniem jest rozproszenie naprężeń powstałych w wyniku spękania warstwy podbudowy związanej spoiwem hydraulicznym, a tym samym zminimalizowanie spękań odbitych. Do wykonania pośrednich warstw przeciwspękaniowych stosuje się geosiatkę, która może być ułożona pod warstwą ścieralną, zatopiona w warstwie wiążącej, lub ułożona na podbudowie wraz z wyrównującą warstwą mieszanki mineralno-asfaltowej.
W opisie patentowym PL214138B1 ujawniono sposób wytwarzania asfaltu fluksowanego, pozwalającego wytworzyć mieszankę mineralno-asfaltową w obniżonych temperaturach, z wykorzystaniem fluksantu będącego produktem utleniania olejów roślinnych i/lub estrów kwasów tłuszczowych olejów roślinnych utlenianych w obecności katalizatora metalicznego i nadtlenku organicznego.
Zgodnie z opisami patentowymi PL241133B1 i PL240955B1 znane jest wystąpienie efektu zbrojenia rozproszonego w wyniku zastosowania odpowiedniej ilości określonego rodzaju włókien. Zbrojenie rozproszone w mieszankach mineralno-asfaltowych może wpływać pozytywnie na jeden lub więcej ich parametrów technicznych, najczęściej odporność na zjawisko zmęczenia, odporność na pękanie, wytrzymałość na rozciąganie, wrażliwość na zmiany temperatury. Dodatki tego rodzaju, rzadko stosuje się w technologii mieszanek mineralno-asfaltowych ze względu na ich ograniczoną efektywność i względnie duży koszt stosowania powszechnie znanych rozwiązań w tym zakresie.
Z opisu patentowego GB 1407229 znana jest także konstrukcja nawierzchni drogowej z pośrednią warstwą przeciwspękaniową ułożoną między asfaltową warstwą ścieralną, a spękanym podłożem betonowym. Warstwa przeciwspękaniowa stanowi cienką warstwę lepko-sprężystą wykonaną z mieszanki mineralno-asfaltowej z dodatkiem rozdrobnionej gumy. Mieszanka ta jest przeznaczona do stosowania na zimno. Wadą tego rozwiązania jest mniejsza trwałość i odporność na starzenie w porównaniu z mieszankami stosowanymi na gorąco.
Z opisu patentowego PL226747B1 znana jest także konstrukcja nawierzchni drogowej o podwyższonej trwałości zmęczeniowej, złożona z warstwy ścieralnej wykonanej z mieszanki mineralno asfaltowej układanej na gorąco, warstwy wiążącej z mieszanki mineralno-asfaltowej układanej na gorąco o uziarnieniu ciągłym lub nieciągłym, podbudowy pomocniczej, oraz warstwy przeciwspękaniowej wykonanej z mieszanki mineralno-asfaltowej o uziarnieniu ciągłym lub nieciągłym, układanej na gorąco na podbudowie pomocniczej, gdzie jako warstwę przeciwspękaniową zastosowano mieszankę mineralno-asfaltowej z dodatkiem lepiszcza gumowo-asfaltowego w postaci jednorodnej mieszaniny asfaltu modyfikowanego mieszanką stabilizowanej termicznie gumy z plastyfikatorem olejowym. Zaletą tego rozwiązania jest zwiększona trwałość użytkowa co pozwala na wydłużenie okresu eksploatacji całej konstrukcji bez konieczności przebudowy warstwy wiążącej, wadą rozwiązania jest natomiast konieczność wytwarzania lepiszcza za pomocą specjalnej instalacji i brak możliwości składowania lepiszcza gumowo-asfaltowego w czasie i brak możliwości jego transportu na odległość.
Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wykonana jest z mieszanki mineralno asfaltowej typu beton asfaltowy o wysokim module sztywności w zakresie od 11 000 MPa do 17 000 MPa, z dodatkiem zbrojenia rozproszonego w postaci włókien bazaltowych w ilości od 0,1% do 0,3% m/m, korzystnie od 0,15% do 0,25%, charakteryzujących się długością w zakresie od 16 mm do 32 mm, korzystnie 24 mm, średnicą od 10 μm do 50 μm, korzystnie < 0,03 mm, gęstością 2,55-2,75 Mg/m3 oraz temperaturą topnienia większą niż 250°C. Mieszanka mineralno-asfaltowa przeznaczona do wykonania warstwy podbudowy zasadniczej zawiera kruszywa naturalne w ilości od 94,5% do 95,5% oraz spieniony wodą fluksowany polimeroasfalt w ilości od 4,5% do 5,5%, wytwarzana jest w temperaturze 160°C, zaś stosowany polimeroasfalt zawiera jako modyfikator polimerowy kopolimer trójblokowy styren-butadien-styren (SBS) w ilości od 2% m/m do 5% m/m w stosunku do masy lepiszcza asfal towego bazowego. Ponadto w polimeroasfalcie stosuje się fluksant będący produktem utleniania estrów kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego w obecności katalizatora metalicznego w postaci soli kobaltu i nadtlenku organicznego w postaci wodoronadtlenku kumenu, przy czym grubość warstwy podbudowy wynosi od 8 cm do 12 cm.
Warstwa podbudowy zasadniczej wytwarzana i układana na ciepło charakteryzuje się wykorzystaniem w jej składzie zbrojenia rozproszonego w postaci włókien bazaltowych oraz fluksowanego polimeroasfaltu spienianego wodą.
Efektem zastosowania rozwiązania według opisu patentowego jest wytworzenie mieszanki mineralno-asfaltowej w obniżonej temperaturze, charakteryzującej się podstawowymi parametrami technicznymi porównywalnymi z mieszanką wytworzoną metodą tradycyjną, a ponadto wykazującą znacznie zwiększoną odporność na zjawisko zmęczenia. Efekt ten uzyskuje się przez wystąpienie synergii jednoczesnego zastosowania zbrojenia włóknami bazaltowymi, lepiszcza asfaltowego w formie asfaltu spienionego wodą oraz fluksantu. Włókna bazaltowe spełniając funkcję rozproszonego mikrozbrojenia wpływają pozytywnie na właściwości mechaniczne i reologiczne gotowej mieszanki, korzystnie wpływając na zjawisko redystrybucji naprężeń oraz ograniczania powstawania mikropęknięć w mieszance mineralno-asfaltowej, w efekcie czego obserwuje się zwiększenie trwałości zmęczeniowej i odporności na pękanie mieszanki mineralno-asfaltowej i wykonanej z niej warstwy konstrukcyjnej nawierzchni. Lepiszcze asfaltowe w formie asfaltu spieni onego charakteryzując się wysoką zdolnością do otaczania mieszanki mineralnej oraz włókien bazaltowych umożliwia wytworzenie w obniżonej temperaturze jednorodnej mieszanki mineralno-asfaltowej, pozbawionej w swojej strukturze wewnętrznej karbów, to jest koncentratorów naprężeń. Dodatek fluksantu obniżając lepkość asfaltu spienionego zwiększa zdolność piany asfaltowej do otaczania mieszanki mineralnej oraz ułatwia zagęszczanie mieszanki mineralno-asfaltowej podczas jej wbudowywania w nawierzchnię, kompensując negatywny wpływ jaki ma dodatek zbrojenia rozproszonego na jej urabialność. Lepiszcze asfaltowe z dodatkiem fluksantu zachowuje dużą sztywność i odporność na działanie wysokiej temperatury i sprężystość po wbudowaniu mieszanki mineralno-asfaltowej wpływając korzystnie na właściwości eksploatacyjne i trwałość nawierzchni asfaltowej z tym lepiszczem.
PL 249102 Β1
Estry metylowe kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, otrzymane w wyniku transestryfikacji oleju roślinnego metanolem, miesza się z katalizatorem kobaltowym w ilości 0,1-0,2% m/m w przeliczeniu na metal oraz z dodatkiem wodoronadtlenku kumenu w ilości 1-2% m/m. Komponowanie upłynniacza odbywa się w warunkach intensywnego mieszania składników przez 15 minut przy dostępie powietrza, a następnie poddaje utlenianiu tlenem powietrza w temperaturze 20°C. Utlenianie prowadzi się zapewniając dużą powierzchnię kontaktu gazu z ciekłym surowcem. Czas utleniania wynosi 2 godziny przy przepływie powietrza 450-550 l/kg h.
Polimeroasfalt z dodatkiem fluksantu spienia się poprzez podanie pod ciśnieniem 450-600 kPa i w ilości 1-2,5% m/m, korzystnie 1,5-2% m/m, wody spieniającej do płynnej mieszaniny asfaltu i fluksantu, to jest fluksowanego lepiszcza asfaltowego o temperaturze 160°C. Lepiszcze asfaltowe należy wymieszać z kruszywem i włóknami bazaltowymi niezwłocznie po spienieniu.
Mieszanka mineralno-asfaltowa przeznaczona do wykonania warstwy podbudowy zasadniczej nawierzchni drogowej, według wynalazku, zawiera kruszywa naturalne w ilości od 94,5% do 95,5% oraz spieniony wodą fluksowany polimeroasfalt w ilości od 4,5% do 5,5%, charakteryzuje się tym, że jest wytwarzana w temperaturze 160°C i zawiera włókna bazaltowe w ilości od 0,1% do 0,3%, korzystnie od 0,15% do 0,25%. Włókno bazaltowe ma długość 24 mm, średnicę < 0,03 mm, gęstość 2,55-2,75 Mg/m3, a jego temperatura topnienia jest większa niż 250°C.
Fluksowane lepiszcze asfaltowe, według wynalazku, jest mieszaniną asfaltu w ilości 94-99% m/m zfluksantem w ilości 1-6% m/m, korzystnie 1,5-2,5% m/m, spienioną dodatkiem wody.
Asfalt stosowany do wytworzenia mieszaniny charakteryzuje penetracja w zakresie od 25 do 55 dmm (wg PN-EN 1426) oraz temperatura mięknienia większą niż 60°C (wg PN EN 1427). Korzystnie, jako asfalt stosuje się asfalt modyfikowany 25/55-60 zgodny z normą PN-EN 14023 według najnowszego datowania.
Skład mieszanki mineralno-asfaltowej do warstwy podbudowy zasadniczej zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Skład mieszanki mineralno-asfaltowej będącej przedmiotem wynalazku.
Składnik Opis składnika Udział procentowy składnika w mieszance mineralno-asfaltowej
A Mieszanka kruszyw 0/22 wg p. 5.2 WT-1 2014 i p. 8.2 WT-2 2014 o gęstości pa 100%- (BmiiU o^-C
B Spienione fluksowane lepiszcze asfaltowe Bmin1) a
C Włókna bazaltowe 0,15% -0,25%
Suma: A + B + C = 100%
υ zawartość i rodzaj lepiszcza asfaltowego zgodnie z WT-2 2014 2) współczynnik a = 2,65 / pa Uwaga: do lepiszcza dodaje się środek adhezyjny zgodnie z zaleceniami jego producenta (najczęściej 0,3% względem masy lepiszcza asfaltowego)
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest zwiększona trwałość użytkowa i ultra wysoka odporność na powstawanie spękań zmęczeniowych jak przedstawiono w przykładzie na fig. 1 i w tabeli 3, gdzie uzyskano zwiększenie trwałości o 250%, co pozwala na wydłużenie okresu eksploatacji całej konstrukcji oraz przenoszenie ponadnormatywnych obciążeń od ruchu pojazdów. Warstwa podbudowy o grubości h1 i warstwa wiążąca o grubości h2 zapewniają nośność konstrukcyjną, a dodatek włókien bazaltowych w warstwie podbudowy o grubości h1 ogranicza powstawanie i propagację spękań zmęczeniowych.
PRZYKŁAD WYKONANIA
Na wytwórni mieszanek mineralno-asfaltowych wytworzono w warunkach przemysłowych mieszanki mineralno-asfaltowe do wykonania konstrukcji nawierzchni.
Mieszanki do wykonania warstwy ścieralnej i wiążącej wykonano zgodnie z wymaganiami WT-22014.
Do wykonania warstwy podbudowy zasadniczej przygotowano dwa rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych AC 22 WMS P KR 3-7:
- mieszankę tradycyjną zgodnie z WT-2 2014,
- mieszankę wg wynalazku.
PL 249102 Β1
Szczegółowy skład mieszanek mineralno-asfaltowych przeznaczonych do wykonania podbudowy zasadniczej przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 2. Skład przykładowych mieszanek mineralno-asfaltowych przygotowanych w celu oceny wpływu zastosowania wynalazku
Składnik Opis składnika Skład mieszanki mineralno-asfaltowej (kg)
Mieszanka do warstwy podbudowy zasadniczej tradycyjna Mieszanka do warstwy podbudowy zasadniczej wg wynalazku
A Mieszanka kruszyw 0/22 wg p. 5.2WT-1 2014 i p. 8.2 WT-2 2014 o gęstości pa = 2,74 Mg/m3 95,1 94,9
- Współczynnik a 0,980 0,980
B Lepiszcze asfaltowe 25/55-60 5,0 0,980 = 4,9 -
Spienione wodą fluksowane lepiszcze asfaltowe 25/55-60 (2% fluksantu) - 5,0 0,980 = 4,9
C Włókna bazaltowe - 0,2
Suma: 100 100
Uwaga: do lepiszcza dodano środek adhezyjny (Wetfix BE) zgodnie z zaleceniami jego producenta (0,3% względem masy lepiszcza asfaltowego)
Przedmiot wynalazku w postaci konstrukcji nawierzchni jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na fig. 1, który przedstawia konstrukcję nawierzchni drogowej o ultra wysokiej trwałości zmęczeniowej w przekroju pionowym.
Warstwa podbudowy 1, będąca przedmiotem wynalazku, warstwa wiążąca 2, oraz warstwa ścieralna 3, tworzą konstrukcję pakietu warstw asfaltowych o ultra wysokiej trwałości zmęczeniowej. Warstwa podbudowy 1 jest wykonana na bazie mieszanki mineralno-asfaltowej o uziarnieniu ciągłym. Warstwa wiążąca 2 jest wykonana z mieszanki mineralno-asfaltowej o uziarnieniu ciągłym. Warstwa ścieralna 3 jest wykonana z mieszanki mineralno-asfaltowej o uziarnieniu ciągłym. Grubość h2 warstwy wiążącej 2 wynosi od 0,5 do 0,8 grubości h1 warstwy podbudowy 1. Grubość h3 warstwy ścieralnej 1 wynosi od 0,2 do 0,6 grubości h1 warstwy podbudowy. Grubość h1 warstwy podbudowy wynosi od 8 cm do 12 cm.
Warstwa podbudowy 1 jest wykonana na bazie mieszanki mineralno-asfaltowej o uziarnieniu ciągłym typu beton asfaltowy o wysokim module sztywności w zakresie od 11 000 MPa do 17 000 MPa z dodatkiem zbrojenia rozproszonego w postaci włókien bazaltowych w ilości od 0,1 do 0,3% m/m charakteryzujących się długością w zakresie od 16 mm do 32 mm i średnicy od 10 pm do 50 pm, wytworzonej na ciepło w technologii fluksowanego polimeroasfaltu spienionego, gdzie jako modyfikator polimerowy użyto kopolimer trójblokowy styren-butadien-styren (SBS) w ilości od 2% m/m do 5% m/m w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego bazowego.
Fluksowane lepiszcze asfaltowe, jest mieszaniną asfaltu w ilości 94-99% m/m zfluksantem w ilości 1-6% m/m, korzystnie 1,5-2,5% m/m, spienioną dodatkiem wody.
Właściwości przygotowanych w celu oceny wpływu zastosowania wynalazku mieszanek mineralno-asfaltowych charakteryzowały się właściwościami przestawionymi w tabeli 3. Mieszanka wykonana według wynalazku charakteryzuje się znacznie zwiększoną odpornością na zjawisko zmęczenia, zwiększoną odpornością na koleinowanie i zwiększoną odpornością na działanie wody.
PL 249102 Β1
Tabela 3. Właściwości przykładowych mieszanek mineralno-asfaltowych przygotowanych w celu oceny wpływu zastosowania wynalazku.
Metoda badawcza Mieszanka do warstwy podbudowy zasadniczej tradycyjna Mieszanka do warstwy podbudowy zasadniczej wg wynalazku
Temperatura wytwarzania mieszanki - 180 160
Temperatura zagęszczania próbek - 145 115
Zawartość wolnej przestrzeni Va (%) PN-EN 12697-8 2,6 3,68
Odporność na działanie wody, ITSR (%) PN-EN 12697-12, WT-2 2014 94,1 99,9
Odporność na deformacje trwałe: WTS (mm/1000 cykli) PRD (%) PN-EN 1269722:2007 (procedura B) 0,045 4,9 0,031 6,1
Sztywność (MPa) PN-EN 12697-26, 4PB-PR, temperatura 10°C, częstotliwość 10Hz 12 536 11 782
Odporność na zmęczenie (ilość cykli) PN-EN 12697-24, 4PB-PR, temperatura 10°C, częstotliwość 10Hz 4 587 156 7 556 018
Przedstawiony na fig. 2a układ warstw asfaltowych odpowiada typowej katalogowej konstrukcji nawierzchni podatnej (wg Katalogu typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych KTKNPiP) przyjmowanej dla najwyższej kategorii obciążenia ruchem KR-7. Zastosowanie technologii będącej przedmiotem wynalazku pozwala na uzyskanie znacznego zwiększenia trwałości zmęczeniowej konstrukcji nawierzchni przy jednoczesnym zmniejszeniu grubości warstw asfaltowych. Układ konstrukcyjny warstw asfaltowych o zwiększonej trwałości zmęczeniowej według wynalazku przedstawiono na fig. 2b.
W tabeli 4 przedstawiono trwałości zmęczeniowe porównywanych konstrukcji nawierzchni. Trwałość zmęczeniowa konstrukcji tradycyjnej przedstawionej na fig. 2a wynosi zgodnie z Katalogiem Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych 64,3 min. osi obliczeniowych 100 kN. Trwałość zmęczeniowa konstrukcji według wynalazku przedstawionej na fig. 2b wynosi 129,2 min. osi obliczeniowych 100 kN.
Tabela 4. Trwałości zmęczeniowe porównywanych w przykładzie wykonania konstrukcji nawierzchni
Wariant pakietu warstw asfaltowych Trwałość ze względu na zmęczenie warstw asfaltowych, [liczba osi obi. 100 kN]
tradycyjny 64 330 000
wg. wynalazku 129 226 600

Claims (2)

1. Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej, znamienna tym, że wykonana jest z mieszanki mineralno-asfaltowej typu beton asfaltowy o wysokim module sztywności w zakresie od 11 000 MPa do 17 000 MPa, z dodatkiem zbrojenia rozproszonego w postaci włókien bazaltowych w ilości od 0,1% do 0,3% m/m, korzystnie od 0,15% do 0,25%, charakteryzujących się długością w zakresie od 16 mm do 32 mm, korzystnie 24 mm, średnicą od 10 pm do 50 pm, korzystnie < 0,03 mm, gęstością
PL 249102 Β1
2,55-2,75 Mg/m3 oraz temperaturą topnienia większą niż 250°C, przy czym mieszanka mineralno-asfaltowa przeznaczona do wykonania warstwy podbudowy zasadniczej zawiera kruszywa naturalne w ilości od 94,5% do 95,5% oraz spieniony wodą fluksowany polimeroasfalt w ilości od 4,5% do 5,5%, wytwarzana jest w temperaturze 160°C, zaś stosowany polimeroasfalt zawiera jako modyfikator polimerowy kopolimer trójblokowy styren-butadien-styren (SBS] w ilości od 2% m/m do 5% m/m w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego bazowego, ponadto w polimeroasfalcie stosuje się fluksant będący produktem utleniania estrów kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego w obecności katalizatora metalicznego w postaci soli kobaltu i nadtlenku organicznego w postaci wodoronadtlenku kumenu, przy czym grubość warstwy podbudowy wynosi od 8 cm do 12 cm.
PL443039A 2022-12-02 2022-12-02 Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej PL249102B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443039A PL249102B1 (pl) 2022-12-02 2022-12-02 Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443039A PL249102B1 (pl) 2022-12-02 2022-12-02 Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL443039A1 PL443039A1 (pl) 2023-05-22
PL249102B1 true PL249102B1 (pl) 2026-03-02

Family

ID=86548263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL443039A PL249102B1 (pl) 2022-12-02 2022-12-02 Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249102B1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1717275A1 (en) * 2005-04-25 2006-11-02 Repsol Ypf S.A. Bituminous binder, process for applying the same and its use for road paving
PL214138B1 (pl) * 2009-09-29 2013-06-28 Politechnika Warszawska Asfalt fluksowany i sposób wytwarzania asfaltu fluksowanego
PL226747B1 (pl) * 2014-04-25 2017-09-29 Politechnika Warszawska Konstrukcja nawierzchni drogowej opodwyzszonej trwałosci zmeczeniowej
PL436074A1 (pl) * 2020-11-25 2021-06-14 Politechnika Świętokrzyska Sposób wykonania mieszanki mineralno-asfaltowej mastyksowo grysowej (SMA) i mieszanka mineralno-asfaltowa mastyksowo grysowa (SMA) do budowy nawierzchni drogowej

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1717275A1 (en) * 2005-04-25 2006-11-02 Repsol Ypf S.A. Bituminous binder, process for applying the same and its use for road paving
PL214138B1 (pl) * 2009-09-29 2013-06-28 Politechnika Warszawska Asfalt fluksowany i sposób wytwarzania asfaltu fluksowanego
PL226747B1 (pl) * 2014-04-25 2017-09-29 Politechnika Warszawska Konstrukcja nawierzchni drogowej opodwyzszonej trwałosci zmeczeniowej
PL436074A1 (pl) * 2020-11-25 2021-06-14 Politechnika Świętokrzyska Sposób wykonania mieszanki mineralno-asfaltowej mastyksowo grysowej (SMA) i mieszanka mineralno-asfaltowa mastyksowo grysowa (SMA) do budowy nawierzchni drogowej

Also Published As

Publication number Publication date
PL443039A1 (pl) 2023-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kamal et al. Materials and technologies in road pavements-an overview
Ayar Effects of additives on the mechanical performance in recycled mixtures with bitumen emulsion: An overview
CN103866667B (zh) 半柔性重载路面铺装结构
CN109650781B (zh) 一种中低温温拌高摩阻薄层罩面沥青混合料及其制备方法
CN101781469B (zh) 聚合物复合改性沥青
CN101187193A (zh) 一种半柔性排水防滑降噪路面铺装结构
Krayushkina et al. Basalt fiber concrete as a new construction material for roads and airfields
CN101200873A (zh) 一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法
CN102644225A (zh) 自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面
Zhou et al. Impact of freeze-thaw environment on concrete materials in two-lift concrete pavement
CN101092808A (zh) 高粘度沥青间断半开级配混合料应力吸收结构层
CN105970761B (zh) 一次铺装式重交通沥青路面结构及施工方法
CN103864352B (zh) 一种耐久性高模量热再生混合料、配制方法及应用
CN110593044A (zh) 一种剑麻纤维增强水泥基复合材料路面道路
CN104762861A (zh) 一种基于沥青路面冷再生基体的半柔性路面及其施工方法
CN103588424A (zh) 基于硬质沥青颗粒的耐久性高模量沥青混合料
CN101654903A (zh) 一种水泥混凝土桥桥面的铺装结构
Shanmugasundaram et al. Structural behavior of engineered cementitious composite substrate slab overlays for bridge deck and pavement applications
CN215800759U (zh) 一种适合重载交通道路的复合路面结构
CN106751356B (zh) 抑制反射龟裂型低噪声高耐久性沥青混合物及利用该混合物的薄层铺装方法
CN112553994A (zh) 一种剑麻纤维水泥基复合材料上覆沥青层复合式路面道路
PL249102B1 (pl) Podbudowa zasadnicza konstrukcji podatnej nawierzchni drogowej o wysokiej trwałości zmęczeniowej
CN108360327A (zh) 一种耐久型新型复合材料路基路面结构及施工方法
CN107892510A (zh) 一种超薄罩面层沥青混合料
Rambabu et al. Evaluating engineered cementitious composite for fatigue resistance in pavement applications