Charakterystyka asfaltów o właściwościach funkcjonalnych odpowiadających warunkom klimatycznym Polski

Transkrypt

1 sp. z o. o. Charakterystyka asfaltów o właściwościach funkcjonalnych odpowiadających warunkom klimatycznym Polski Paweł Czajkowski, Sp. z o.o. Asfalty w długowiecznych nawierzchniach drogowych - ASFALTY

2 Agenda 1 Rodzaje asfaltów wg obowiązujących wymagań w Polsce 2 Rodzaje asfaltów dobrane do stref klimatycznych w Polsce 3 Wyniki badań na asfaltach eksperymentalnych 4 Wnioski 2

3 Asfalty i lepiszcza asfaltowe Właściwości asfaltu = f (T, t)t temperatura, t czas obciążenia. stan sprężysty stan lepko-sprężysty stan lepki 230 C3

4 Rodzaje asfaltów wg obowiązujących wymagań w Polsce Asfalty drogowe (PN-EN 12591:2010) (EN 12591:2009) Asfalty modyfikowane polimerami (PN-EN 14023:2011) (EN 14023:2010) Asfalty drogowe wielorodzajowe (PN-EN :2014) (EN :2014) * mogą być stosowane także inne lepiszcza nienormowe i asfalty specjalne wg aprobat technicznych lub europejskich ocen technicznych 4

5 Rodzaje asfaltów wg obowiązujących wymagań w Polsce 20/ /220 (6 rodzajów) PMB 10/ PMB 65/ (9 rodzajów) MG 20/30-64/74.. MG 50/70-54/64 (3 rodzaje) Na budowie w praktyce stosuje się: 3* rodzaje 4**rodzaje *asfaltów jako składników emulsji nie uwzględniono, **Asfalty HiMA dla uproszczenia potraktowano jako jeden rodzaj 0 5

6 Zmiany w parametrach asfaltu Produkcja i ekspedycja asfaltu 35/50 Po kilkunastu latach 10/20? w nawierzchni asfalt 20/30 6

7 Przedział plastyczności asfaltów 9 C - C 50/70 - C 9 C C - C 50/70 50/70 (RTFOT) (RTFOT+PAV) - C C C C - C MODBIT MODBIT 45/ /80-55 (RTFOT) - C MODBIT 45/80-55 (RTFOT+PAV) 7

8 Rodzaje asfaltów dobrane do stref klimatycznych w Polsce Opracowanie zaleceń stosowania asfaltów drogowych z uwzględnieniem warunków klimatycznych i obciążenia ruchem, TN-183, Instytut Badawczy Dróg i Mostów, 1999 Asfalty drogowe i modyfikowane w polskich warunkach klimatycznych. RID-I/25, Politechnika Warszawska, Politechnika Gdańska, Instytut Badawczy Dróg i Mostów,

9 Rodzaje asfaltów dobrane do stref klimatycznych w Polsce Asfalty drogowe i modyfikowane w polskich warunkach klimatycznych. RID-I/25, Politechnika Warszawska, Politechnika Gdańska, I stytut Badawczy Dróg i Mostów,

10 Rodzaje asfaltów dobrane do stref klimatycznych w Polsce PG wg AASHTO M (P98%) Drogi KR5-KR7, warstwa PG wg AASHTO M (+MSCR) (wg M grade+) ścieralna 52E-34 (64-34) ścieralna 58E-28 (70-28) ścieralna, wiążąca 52E-28 (64-28) wiążąca 52E-22 (64-22) podbudowa 46E-28 (58-28) podbudowa 46E-22 (58-22) 10

11 Rodzaje asfaltów dobrane do stref klimatycznych w Polsce Asfalt wg PN-EN o scharakteryzowany wg klasyfikacji PG (badania ) Asfalt PG (P98%) Drogi KR5-KR7, warstwa brak 52E-34 ścieralna MODBIT 65/ HIMA, (MODBIT 65/105-65) 58E-28 ścieralna MODBIT 65/ E-28 ścieralna, wiążąca 50/70, (MODBIT 25/55-55) 52E-22 wiążąca MODBIT 65/105-60(-55) 46E-28 podbudowa 70/100 46E-22 podbudowa 11

12 Przykładowe porównanie (S7) Zdjęcie z at. GDDKiA o/kraków Warstwa nawierzchni drogi KR5-7 Wg aktualnych wymagań ścieralna PMB 45/80-55 wiążąca 35/50 podbudowa 35/50 Warstwa nawierzchni drogi KR5-7 Wg stref klimatycznych ścieralna 65/ HIMA wiążąca PMB 25/55-55 podbudowa 70/100 12

13 Przykładowe porównanie (S8) Zdjęcie z at. GDDKiA o/białystok Warstwa nawierzchni drogi KR5-7 Wg aktualnych wymagań ścieralna PMB 45/80-55 wiążąca PMB 25/55-60 podbudowa 35/50 Warstwa nawierzchni drogi KR5-7 Wg stref klimatycznych ścieralna brak wiążąca PMB 65/ podbudowa PMB 65/

14 Wyniki badań asfaltów eksperymentalnych ASFALTY DROGOWE 35/50 PG /70 PG 58 16/-22 70/100 PG PMB X-16/ X-22 / X-28 Cel badań: Uzyskanie asfaltu spełniającego klasyfikacje PG 58E-34 lub PG 52E-34 14

15 Wyniki badań asfaltów eksperymentalnych Właściwości w wysokiej temperaturze wyznaczenie górnego PG próbka opis kryterium w 52 C kryterium w 58 C 1 Bardzo miękki asfalt modyfikacja wysoka spełnia Nie spełnia 4 Miękki asfalt modyfikacja wysoka spełnia spełnia 5 Miękki asfalt modyfikacja wysoka spełnia spełnia* 6 Miękki asfalt modyfikacja średnia spełnia* Nie spełnia 7 Miękki asfalt modyfikacja wysoka spełnia spełnia* 15

16 Wyniki badań asfaltów eksperymentalnych Temperatura [ C] Właściwości w niskiej temperaturze wyznaczenie dolnego PG Porównanie T (S=300MPa) i T (m=0,3) próbka 1 próbka 4 próbka 5 próbka 6 próbka T przy S=300 Mpa T przy m=0,3 PG X-34 PG X-28 PG X-28 PG X-28* PG X-28 16

17 Wyniki badań asfaltów eksperymentalnych Właściwości w wysokiej temperaturze uwzględnienie kategorii ruchu próbka PG wg badań kryterium Jnr w T górnego PG kryterium Różnicy Jnr przy naprężeniu 0,1 i 3,2 kpa < 0,5 1/kPa E Jnr diff >75% < 0,5 1/kPa E Jnr diff >75% < 1,0 1/kPa V Jnr diff >75% < 2,0 1/kPa H Jnr diff >75% 7** < 0,5 1/kPa E Jnr diff <75% 17

18 Spękania mma pomimo stosowania asfaltów dostosowanych do stref klimatycznych reventingcracks/ Sytuacja w USA: Walka z koleinami na nowo otwartych drogach, po wprowadzeniu systemu Superpave (lata `90), kwestia znacząco się poprawiła; Wzrost stosowania GA (lata `00) a za tym zapotrzebowania na asfalty o skrajnych parametrach (PG itp.) a w konsekwencji wprowadzanie nowych dodatków aby sprostać ekstremalnym wymaganiom; 18

19 Spękania mma problem do rozwiązania Zdj. Za mało asfaltu w mma? Za dużo GA? Nowe dodatki do asfaltu? 19

20 Wnioski 1. Dobór rodzaju asfaltu wg metody Superpave do warunków w Polsce znacząco zmieniłby rodzaje asfaltów stosowanych w kraju do budowy dróg. 2. Na podstawie metodologii Superpave, asfalty dostosowane do warunków klimatycznych w Polsce powinny charakteryzować się korzystniejszymi parametrami niskotemperaturowymi niż dostępne obecnie produkowane na zgodność z PN-EN itd. 20

21 Wnioski 3. Osiągnięcie dolnego zakresu PG -34 jest zadaniem wymagającym. W takich przypadkach konieczne jest użycie specjalnych dodatków do asfaltu lub zastosowania bardzo miękkich lepiszczy bazowych (PEN >300). 4. Ewentualna zmiana wymagań asfaltów przy tak znaczących zmianach powinna iść w parze z wymaganiami stawianymi do mma oraz wytycznymi do projektowania mieszanek. 21

22 Dziękuję za uwagę ul. Elbląska Gdańsk