DARIUSZ SYBILSKI, MARIA KOSTRZEWSKA Poradnik stosowania asfaltów drogowych ORLEN ASFALT wersja z IV 2007
SPIS TREŚCI Asfalt drogowy 20/30 3 Asfalt drogowy 35/50 13 Asfalt drogowy 50/70 23 Orbiton 30B 31 Orbiton 80B 41 Orbiton 80C 51 Bitrex 20/30 59 Bitrex 35/50 69 Bitrex 50/70 79 1
ORLEN Asfalt sp. z o.o. 2
Asfalt drogowy 20/30 1. Opis ogólny Asfalt drogowy 20/30 jest asfaltem niemodyfikowanym, zwykłym. Nie zawiera dodatków lub modyfikatorów. Produkowany jest z pozostałości podestylacyjnej z przerobu ropy naftowej. Pozostałość po destylacji ropy naftowej poddana jest utlenianiu w instalacji ciągłego utleniania według technologii BITUROX, która zalicza się do najnowocześniejszych w świecie. Zaletą takiego procesu produkcji asfaltu drogowego jest w pełni kontrolowany proces utleniania surowca. Proces ten zapewnia jednorodność właściwości asfaltu. Parametry utleniania (czas, temperatura, ciśnienie, ilość powietrza) mogą być regulowane i dokładnie kontrolowane. Dzięki temu precyzyjnie kontroluje się właściwości produktu. Asfalt drogowy 20/30 jest najtwardszym zwykłym lepiszczem asfaltowym uwzględnionym w normie PN-EN 12591:2004 Asfalty i produkty asfaltowe. Wymagania dla asfaltów drogowych. W porównaniu z innymi asfaltami drogowym i dotychczas powszechnie stosowanymi 35/50 lub 50/70 wykazuje wyraźnie większą odporność na koleinowanie. Należy jednak pamiętać, że jest mniej odporny na pękanie niskotemperaturowe. Jest to więc asfalt sztywny w wysokich temperaturach i kruchy w niskich. 2. Dokument odniesienia Asfalt drogowy 20/30 spełnia wymagania normy PN-EN 12591:2004 Asfalty i produkty asfaltowe. Wymagania dla asfaltów drogowych. Wymagania wobec asfaltu drogowego 20/30 przedstawiono w tablicy 1. 3
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Tablica 1. Wymagane właściwości asfaltu drogowego 20/30 wg PN-EN-12591: 2004 Właściwość Jednostka Metoda badania Asfalt drogowy 20/30 Penetracja w 25 C 0,1 mm PN-EN 1426 20 30 Temperatura mięknienia, C PN-EN 1427 55 63 Temperatura zapłonu, nie mniej niż C PN-EN 22592 240 Zawartość składników rozpuszczalnych, nie mniej % m/m PN-EN 12592 99,0 niż Zmiana masy po starzeniu (ubytek lub przyrost), nie więcej niż % m/m PN-EN 12607-1 0,5 Pozostała penetracja po starzeniu, nie mniej niż % PN-EN 1426 55 Temperatura mięknienia po starzeniu, nie mniej C PN-EN 1427 57 niż Zawartość parafiny, nie więcej niż % PN-EN 12606-1 2,2 Wzrost temperatury mięknienia po starzeniu, nie C PN-EN 1427 8 więcej niż Temperatura łamliwości, nie więcej niż C PN-EN 12593-3. Przeznaczenie Asfalt drogowy 20/30 przeznaczony jest do następujących mieszanek mineralno-asfaltowych stosowanych do nawierzchni drogowych: betonu asfaltowego (zwłaszcza betonu asfaltowego o wysokim module sztywności), asfaltu lanego, asfaltu piaskowego. Asfalt 20/30 zaleca się stosować przede wszystkim do betonu asfaltowego o wysokim module sztywności BAWMS. Może też być stosowany w asfalcie lanym i ewentualnie asfalcie piaskowym w nawierzchniach drogowych. Z uwagi na warunki klimatyczne w Polsce, asfalt 20/30 powinien być stosowany w warstwie wiążącej lub podbudowie asfaltowej. 4. Właściwości Średnie właściwości asfaltu drogowego 20/30 produkowanego w ORLEN Asfalt w 2005 r. przedstawiono w tablicy 2 4
Tablica 2. Średnie właściwości asfaltu drogowego 20/30 produkowanego w ORLEN Asfalt w 2005 r. (wyniki badań ORLEN Laboratorium sp. z o.o., akredytacja PCA nr AB 48) Asfalt drogowy 20/30 Właściwość Wymaganie wg PN-EN 12591 Wartość średnia Odchylenie standardowe Penetracja w 25 C 20 30 28,1 1,5 Temperatura mięknienia, C 55 63 61,7 0,6 Temperatura zapłonu, C 240 337 5,1 Zawartość składników rozpuszczalnych, %m/m 99,0 99,9 0,02 Zmiana masy po starzeniu (ubytek lub przyrost), 0,5 0,00 0,02 %m/m Pozostała penetracja po starzeniu, % 55 79,1 4,8 Temperatura mięknienia po starzeniu, C 57 68,2 1,2 Zawartość parafiny, % 2,2 2,0 0,1 Wzrost temperatury mięknienia po starzeniu, C 8 6,5 0,9 Temperatura łamliwości, C - -10,2 2,6 Lepkość dynamiczna w 60 C, Pa s 1) 440 4 027 34 Indeks penetracji (Pen/PiK)1-1,5 +0,7 0,1 0,1 Uwaga: 1) szczególny warunek krajowy nie wymagany w Polsce 5. Informacje technologiczne Warunki produkcji, transportu, rozkładania i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych z asfaltem 20/30 różnią się od stosowanych dotychczas powszechnie asfaltów 35/50 lub 50/70. Wynika to z większej lepkości asfaltu 20/30 w wysokiej temperaturze produkcji mieszanki oraz w rozkładaniu i zagęszczaniu. 5
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Rys.1. Zależność lepkości od temperatury dla asfaltu 20/30 przed i po RTFOT (wyniki badań ORLEN Laboratorium sp. z o.o., akredytacja PCA nr AB 48) 5.1. Magazynowanie asfaltu Asfalt drogowy 20/30 należy magazynować w przystosowanym do tego celu zbiorniku wyposażonym w system grzewczy pośredni, tj. uniemożliwiający bezpośredni kontakt asfaltu z przewodami grzewczymi. System grzewczy powinien być wyposażony w termostat zapewniający kontrolę temperatury z dokładnością ±5 C (wg wymagań normy PN-S-96025:2000). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 temperatura asfaltu w zbiorniku powinna być codziennie rejestrowana. Temperatura asfaltu 20/30 podczas magazynowania nie powinna przekraczać wartości podanej w tablicy 3. Należy unikać długotrwałego magazynowania asfaltu w zbiorniku w wysokiej temperaturze. Jeśli asfalt był magazynowany w wysokiej temperaturze przez ponad 10 dni kalendarzowych należy w celu kontroli stopnia starzenia oznaczyć jeden z parametrów: penetrację w 25 C (PN-EN 1426) lub temperaturę mięknienia PiK (PN-EN 1427). W okresach przerw między produkcją mma, zaleca się obniżyć temperaturę asfaltu z zbiorniku magazynowym do poziomu umożliwiającego późniejsze rozgrzanie. Dobór temperatury zależy od przewidywanego czasu przestoju (aż do całkowitego zaprzestania ogrzewania, np. po zakończeniu sezonu roboczego). W razie potrzeby zaleca się ujednorodnienie, mieszając asfalt w obiegu zamkniętym w jednym lub kilku zbiornikach. 6
Należy unikać niekontrolowanego mieszania asfaltów różnego typu (np. asfalt drogowy zwykły z asfaltem modyfikowanym polimerem) oraz różnego rodzaju (np. asfalt 20/30 z asfaltem 50/70). 5.2. Produkcja mieszanki mineralno-asfaltowej Temperatura produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej powinna zapewniać dobre otoczenie ziaren kruszywa asfaltem i jednorodne wymieszenie składników (asfaltu, kruszywa i dodatków). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 należy kontrolować stopień otoczenia kruszywa przez asfalt w mieszance opuszczającej WMB. Jeśli asfalt jest zbyt zimny (charakteryzuje się zbyt dużą lepkością), zwiększanie czasu mieszania na mokro nie polepszy stopnia otoczenia ziaren kruszywa. Należy w tym wypadku podnieść temperaturę asfaltu w zbiorniku. Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej po wyprodukowaniu, podczas transportu, przed wbudowaniem powinna mieścić się w przedziale podanym w tablicy 3. Tablica 3. Najniższa i najwyższa normowa temperatura asfaltu drogowego 20/30 i mieszanek mineralno-asfaltowych z tym asfaltem (wg wymagań norm PN-EN 13108-1 i PN-EN 13108-6) Asfalt drogowy 20/30 Temperatura procesu technologicznego Najniższa C Najwyższa C Magazynowanie w zbiorniku lepiszcza - 190 Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej: betonu asfaltowego asfaltu lanego asfaltu piaskowego 160 1 210 1 160 1 200 2 250 2 200 2 Uwagi: 1 Najniższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej dostarczonej na miejsce wbudowania (w skrzyni samochodu) 2 Najwyższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej bezpośrednio po wytworzeniu w wytwórni mma (podczas mieszania) Podane w tablicy 3 górne granice temperatury produkcji nie powinny być przekraczane. Zaleca się, aby ustawienia systemu kontroli temperatury produkcji mma nie przekraczały temperatury 190 C (asfaltu lanego 230 C). Przegrzewanie produkowanej mma prowadzi do starzenia technologicznego asfaltu (spadku penetracji, wzrostu temperatury mięknienia i lepkości), co w konsekwencji skraca trwałość nawierzchni asfaltowej. Dotyczy 7
ORLEN Asfalt sp. z o.o. to zarówno produkcji przemysłowej, jak też etapu projektowania mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium. W przypadku, gdy brak informacji o lepkości asfaltu, można przyjmować ogólną zasadę: temperatura mieszania = temperatura mięknienia PiK + 110 C 5.3. Temperatury badawcze w laboratorium W stosowaniu asfaltu 20/30 należy pamiętać, że wykazuje on wysoką lepkość. Aby uzyskać odpowiednią urabialności mieszanki mineralno-asfaltowej należy zwiększyć temperaturę lepiszcza, kruszywa i mieszanki. Charakterystyki lepkość-temperatura dla asfaltu 20/30 przed i po starzeniu (RTFOT) przedstawia rys. 1. Podczas wykonywania próbek mma w laboratorium należy stosować następujące temperatury: - mieszania składników mma jak w tablicy 3, - zagęszczania próbek Marshalla lub w prasie żyratorowej 155 160 C. W projektowaniu mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium, dobierając temperaturę lepiszcza, kruszywa i mieszanki należy kierować się wskazaniami tablicy 3. oraz własnym doświadczeniem praktycznym. Aby uniknąć przegrzewania lepiszcza, należy z zasady przyjmować większą temperaturę mieszanki mineralnej o od 20 do 30 C od temperatury lepiszcza. Zalecaną temperaturę asfaltu 20/30, kruszywa i mieszanki mineralno-asfaltowej podano w tablicy 4. Tablica 4. Zalecana temperatura asfaltu 20/30, kruszywa i mieszanki mineralno-asfaltowej przygotowywanej w laboratorium Typ mieszanki mineralno-asfaltowej Beton asfaltowy Asfalt lany Asfalt piaskowy Temperatura lepiszcza, C 170 180 180 190 170 180 Temperatura kruszywa, C 180 200 220 240 180 200 Temperatura mieszanki mineralnoasfaltowej, C 180 190 195 230 180 190 8
5.4. Rozkładanie i zagęszczanie warstwy Temperatura podczas produkcji i wbudowania mieszanki mineralno-asfaltowej powinna uwzględniać warunki podane w tablicy 2 z uwzględnieniem warunków rozkładania: grubość warstwy warunki atmosferyczne: temperatura, wilgotność, opady, prędkość wiatru warunki topograficzne: osłona przed wiatrem. Posługując się uproszczoną metodą, można przyjmować temperaturę zagęszczania warstwy z mieszanki mineralno-asfaltowej w zakresie od: do minimalna temperatura zagęszczania = temperatura mięknienia PiK + 50 C maksymalna temperatura zagęszczania = temperatura mięknienia PiK + 80 C. Minimalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, poniżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt twarde, aby można było efektywnie zagęszczać warstwę. Maksymalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, powyżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt miękkie, aby można było zagęszczać warstwę. Orientacyjny zakres temperatury efektywnego zagęszczania warstwy asfaltowej z asfaltem 20/30 wynosi: od 110 120 C do 145 155 C. Zależy on od grubości warstwy i warunków atmosferycznych podczas zagęszczania. Do zagęszczania warstw z asfaltem 20/30 mogą być używane walce ogumione i stalowe gładkie. Grube warstwy podbudowy lub wiążące z betonu asfaltowego z asfaltem 20/30 są łatwiejsze w zagęszczaniu ze względu na dłuższy czas stygnięcia warstwy. W wypadku niekorzystnych warunków pogodowych należy jak najszybciej przystąpić do zagęszczania. W takim wypadku wymagane jest szybkie pierwsze przywałowanie warstwy walcem stalowym gładkim, aby uzyskać zamknięcie powierzchniowe. Opóźnienie może spowodować nieodwracalne powstanie rakowin. 9
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Asfalt lany Asfalt lany z asfaltem 20/30 produkowany w otaczarce powinien być dostarczany na budowę w izolowanych kotłach z mieszadłem. Temperatura asfaltu lanego nie powinna przekraczać 240 C. Możliwe jest obniżenie temperatury produkcji i zwiększenia urabialności asfaltu lanego, stosując specjalne, przeznaczone do tego celu dodatki. Nie należy przechowywać asfaltu lanego w kotle dłużej niż 6 godzin. 5.5. Najważniejsze porady praktyczne asfalt 20/30 przeznaczony jest do betonu asfaltowego o wysokim module sztywności, asfaltu lanego lub asfaltu piaskowego, temperatura produkcji mieszanki z uwzględnieniem warunków atmosferycznych i topograficznych na budowie, nie powinna przekraczać 250 C (asfalt lany) lub 200 C (beton asfaltowy, asfalt piaskowy), zaleca się przyjmowanie niższych temperatur produkcji niż maksymalne, pierwsze przywałowanie powinno nastąpić jak najszybciej, bezpośrednio za rozkładarką, zalecane jest stosowanie walców ogumionych i stalowych gładkich, optymalne zagęszczanie warstwy o temperaturze od 110 do 155 C. 10
NOTATKI 11
NOTATKI 12
Asfalt drogowy 35/50 1. Opis ogólny Asfalt drogowy 35/50 jest asfaltem niemodyfikowanym, zwykłym. Nie zawiera dodatków lub modyfikatorów. Produkowany jest z pozostałości podestylacyjnej z przerobu ropy naftowej. Pozostałość po destylacji ropy naftowej poddana jest utlenianiu w instalacji ciągłego utleniania według technologii BITUROX, która zalicza się do najnowocześniejszych w świecie. Zaletą takiego procesu produkcji asfaltu drogowego jest w pełni kontrolowany proces utleniania surowca. Proces ten zapewnia jednorodność właściwości asfaltu. Parametry utleniania (czas, temperatura, ciśnienie, ilość powietrza) mogą być regulowane i dokładnie kontrolowane. Dzięki temu precyzyjnie kontroluje się właściwości produktu. Asfalt drogowy 35/50 jest najczęściej stosowanym twardym asfaltem według normy PN- EN 12591:2004 Asfalty i produkty asfaltowe. Wymagania dla asfaltów drogowych. Ze względu na własności temperaturowe, stosowany jest przede wszystkim do warstw wiążących i podbudowy. W przypadku decyzji o zastosowaniu tego asfaltu do warstwy ścieralnej, należy zachować szczególną staranność podczas projektowania składu mieszanki mineralno-asfaltowej. Należy pamiętać, że asfalt 35/50 nie jest tak odporny na pękanie niskotemperaturowe jak asfalty bardziej miękkie lub modyfikowane. Asfalt drogowy 35/50 produkowany jest według zaostrzonych wymagań jednorodności, ustanowionych przez ORLEN Asfalt sp. z o.o. w 2000 r. opisanych w Standardzie Jakości i Jednorodności (SJJ). Według założeń SJJ penetracja w 25 C asfaltu 35/50 powinna mieścić się w zakresie 45±2 [0,1 mm], czyli przedziale węższym niż dopuszcza norma (35 50 [0,1 mm]). 2. Dokument odniesienia Asfalt drogowy 35/50 spełnia wymagania normy PN-EN 12591:2004 Asfalty i produkty asfaltowe. Wymagania dla asfaltów drogowych. Wymagania wobec asfaltu drogowego 35/50 przedstawiono w tablicy 1. 13
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Tablica 1. Wymagane właściwości asfaltu drogowego 35/50 wg PN-EN-12591: 2004 Właściwość Asfalt drogowy Jednostka Metoda badania 35/50 Penetracja w 25 C*) 0,1 mm PN-EN 1426 35 50 Temperatura mięknienia, C PN-EN 1427 50 58 Temperatura zapłonu, nie mniej niż C PN-EN 22592 240 Zawartość składników rozpuszczalnych, nie mniej niż % m/m PN-EN 12592 99,0 Zmiana masy po starzeniu (ubytek lub przyrost), nie więcej niż % m/m PN-EN 12607-1 0,5 Pozostała penetracja po starzeniu, nie mniej niż % PN-EN 1426 53 Temperatura mięknienia po starzeniu, nie mniej niż C PN-EN 1427 52 Zawartość parafiny, nie więcej niż % PN-EN 12606-1 2,2 Wzrost temperatury mięknienia po starzeniu, nie więcej niż C PN-EN 1427 8 Temperatura łamliwości, nie więcej niż C PN-EN 12593-5 *) Właściwość objęta Standardem Jakości i Jednorodności SJJ 3. Przeznaczenie Asfalt drogowy 35/50 przeznaczony jest do mieszanek mineralno-asfaltowych do nawierzchni drogowych: betonu asfaltowego, asfaltu lanego, asfaltu piaskowego. 4. Właściwości Średnie właściwości asfaltu drogowego 35/50 produkowanego w ORLEN Asfalt w 2006 r. przedstawiono w tablicy 2. 14
Tablica 2. Średnie właściwości asfaltu drogowego 35/50 produkowanego w ORLEN Asfalt w 2006 r. (wyniki badań ORLEN Laboratorium sp. z o.o., akredytacja PCA nr AB 48) Asfalt drogowy 35/50 Właściwość Wymaganie wg PN-EN 12591 Wartość średnia Odchylenie standardowe Penetracja w 25 C*) 35 50 44,6 1,7 Temperatura mięknienia, C 50 58 53,5 0,6 Temperatura zapłonu, C 240 340,6 9,8 Zawartość składników rozpuszczalnych, %m/m 99,0 99,9 0,00 Zmiana masy po starzeniu (ubytek lub przyrost), 0,5-0,05 0,05 %m/m Pozostała penetracja po starzeniu, % 53 68,1 4,1 Temperatura mięknienia po starzeniu, C 52 59,7 0,8 Zawartość parafiny, % 2,2 1,8 0,1 Wzrost temperatury mięknienia po starzeniu, C 8 6,0 0,9 Temperatura łamliwości, C -5-13,5 1,6 Lepkość dynamiczna w 60 C, Pa s 1) 225 641 61 Indeks penetracji (pen/pik)1-1,5 +0,7-0,6 0,1 Uwaga: 1) szczególny warunek krajowy nie wymagany w Polsce *) Właściwość objęta Standardem Jakości i Jednorodności SJJ 15
ORLEN Asfalt sp. z o.o. 5. Zastosowania informacje technologiczne Warunki produkcji, transportu, rozkładania i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych z asfaltem drogowym 35/50 nie różnią się od dawnego asfaltu D50. Charakterystyki lepkości w funkcji temperatury dla asfaltu 35/50 przed i po starzeniu RTFOT przedstawia rys. 1. Rys.1. Zależność lepkości od temperatury dla asfaltu drogowego 35/50 przed i po RTFOT (wyniki badań ORLEN Laboratorium sp. z o.o., akredytacja PCA nr AB 484) 16
5.1. Magazynowanie asfaltu Asfalt drogowy 35/50 należy magazynować w przystosowanym do tego celu zbiorniku wyposażonym w system grzewczy pośredni, tj. uniemożliwiający bezpośredni kontakt asfaltu z przewodami grzewczymi. System grzewczy powinien być wyposażony w termostat zapewniający kontrolę temperatury z dokładnością ±5 C (wg wymagań normy PN-S-96025:2000). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 temperatura asfaltu w zbiorniku powinna być codziennie rejestrowana. Temperatura asfaltu 35/50 podczas magazynowania nie powinna przekraczać wartości podanej w tablicy 3. Należy unikać długotrwałego magazynowania asfaltu w zbiorniku w wysokiej temperaturze. Jeśli asfalt był magazynowany w wysokiej temperaturze przez ponad 10 dni kalendarzowych należy w celu kontroli stopnia starzenia oznaczyć jeden z parametrów: penetrację w 25 C (PN-EN 1426) lub temperaturę mięknienia PiK (PN-EN 1427). W okresach przerw między produkcją mma, zaleca się obniżyć temperaturę asfaltu z zbiorniku magazynowym do poziomu umożliwiającego późniejsze rozgrzanie. Dobór temperatury zależy od przewidywanego czasu przestoju (aż do całkowitego zaprzestania ogrzewania, np. po zakończeniu sezonu roboczego). W razie potrzeby zaleca się ujednorodnienie, mieszając asfalt w obiegu zamkniętym w jednym lub kilku zbiornikach. Należy unikać niekontrolowanego mieszania asfaltów różnego typu (np. asfalt drogowy zwykły z asfaltem modyfikowanym polimerem) oraz różnego rodzaju (np. asfalt 35/50 z asfaltem 50/70). 5.2. Produkcja mieszanki mineralno-asfaltowej Temperatura produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej powinna zapewniać dobre otoczenie ziaren kruszywa asfaltem i jednorodne wymieszenie składników (asfaltu, kruszywa i dodatków). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 należy kontrolować stopień otoczenia kruszywa przez asfalt w mieszance opuszczającej WMB. Jeśli asfalt jest zbyt zimny (charakteryzuje się zbyt dużą lepkością), zwiększanie czasu mieszania na mokro nie polepszy stopnia otoczenia ziaren kruszywa. Należy w tym wypadku podnieść temperaturę asfaltu w zbiorniku. Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej po wyprodukowaniu, podczas transportu, przed wbudowaniem powinna mieścić się w przedziale podanym w tablicy 3. 17
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Tablica 3. Najniższa i najwyższa temperatura asfaltu drogowego 35/50 i mieszanek mineralno-asfaltowych z tym asfaltem (wg wymagań norm PN-EN 13108-1, PN-EN 13108-5 i PN-EN 13108-6) Asfalt drogowy 35/50 Temperatura procesu technologicznego Najniższa C Najwyższa C Magazynowanie w zbiorniku lepiszcza - 190 Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej: betonu asfaltowego mastyksu grysowego SMA asfaltu lanego asfaltu piaskowego 150 1 160 1 200 1 150 1 190 2 200 2 240 2 190 2 Uwagi: 1 Najniższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej dostarczonej na miejsce wbudowania 2 Najwyższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej bezpośrednio po wytworzeniu w wytwórni MMA Podane w tablicy 3 górne granice temperatury produkcji nie powinny być przekraczane. Zaleca się, aby ustawienia systemu kontroli temperatury produkcji mma nie przekraczały temperatury 175 C. Przegrzewanie produkowanej mma prowadzi do starzenia technologicznego asfaltu (spadku penetracji, wzrostu temperatury mięknienia i lepkości), co w konsekwencji skraca trwałość nawierzchni asfaltowej. Dotyczy to zarówno produkcji przemysłowej, jak też etapu projektowania mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium. 5.3. Temperatury badawcze w laboratorium Podczas wykonywania próbek mma w laboratorium należy stosować następujące temperatury: mieszania składników mma jak w tablicy 3, zagęszczania próbek Marshalla lub w prasie żyratorowej 140 145 C. W projektowaniu mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium, dobierając temperaturę lepiszcza, kruszywa i mieszanki należy kierować się wskazaniami tablicy 3. oraz własnym doświadczeniem praktycznym. Aby uniknąć przegrzewania lepiszcza, należy z zasady przyjmować większą temperaturę mieszanki mineralnej o od 20 do 30 C od temperatury lepiszcza. 18
5.4. Rozkładanie i zagęszczanie warstwy Temperatura podczas produkcji i wbudowania mieszanki mineralno-asfaltowej powinna uwzględniać warunki podane w tablicy 2 z uwzględnieniem warunków rozkładania: grubość warstwy warunki atmosferyczne: temperatura, wilgotność, opady, prędkość wiatru warunki topograficzne: osłona przed wiatrem. Minimalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, poniżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt twarde, aby można było efektywnie zagęszczać warstwę. Maksymalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, powyżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt miękkie, aby można było zagęszczać warstwę. Orientacyjny zakres temperatury efektywnego zagęszczania warstwy asfaltowej z asfaltem 35/50 wynosi: od 100 C do 150 C. Zależy on od grubości warstwy i warunków atmosferycznych podczas zagęszczania. Do zagęszczania warstw z asfaltem 35/50 mogą być używane walce ogumione i stalowe gładkie. Grube warstwy podbudowy lub wiążące z betonu asfaltowego z asfaltem 35/50 są łatwiejsze w zagęszczaniu ze względu na dłuższy czas stygnięcia warstwy. W wypadku niekorzystnych warunków pogodowych należy jak najszybciej przystąpić do zagęszczania. W takim wypadku wymagane jest szybkie pierwsze przywałowanie warstwy walcem stalowym gładkim, aby uzyskać zamknięcie powierzchniowe. Opóźnienie może spowodować nieodwracalne powstanie rakowin. 19
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Asfalt lany Asfalt lany z asfaltem 35/50 produkowany w otaczarce powinien być dostarczany na budowę w izolowanych kotłach z mieszadłem. Temperatura asfaltu lanego nie powinna przekraczać 240 C. Możliwe jest obniżenie temperatury produkcji i zwiększenia urabialności asfaltu lanego, stosując specjalne, przeznaczone do tego celu dodatki. Nie należy przechowywać asfaltu lanego w kotle dłużej niż 6 godzin. 5.5. Najważniejsze porady praktyczne asfalt 35/50 przeznaczony jest do betonu asfaltowego, asfaltu lanego lub asfaltu piaskowego, stosując asfalt 35/50 do mieszanek stosowanych w warstwach ścieralnych należy zachować daleko idącą ostrożność, ponieważ właściwości niskotemperaturowe asfaltu 35/50 nie gwarantują odporności warstwy na spękania, temperatura produkcji mieszanki nie powinna przekraczać 240 C (asfalt lany) lub 190 C (beton asfaltowy, asfalt piaskowy), zaleca się przyjmowanie niższych temperatur produkcji niż maksymalne, zalecane jest stosowanie walców ogumionych i stalowych gładkich, optymalne zagęszczanie warstwy o temperaturze od 105 do 150 C. 20
NOTATKI 21
NOTATKI 22
Asfalt drogowy 50/70 1. Opis ogólny Asfalt drogowy 50/70 jest asfaltem niemodyfikowanym, zwykłym. Nie zawiera dodatków lub modyfikatorów. Produkowany jest z pozostałości podestylacyjnej z przerobu ropy naftowej. Pozostałość po destylacji ropy naftowej poddana jest utlenianiu w instalacji ciągłego utleniania według technologii BITUROX, która zalicza się do najnowocześniejszych w świecie. Zaletą takiego procesu produkcji asfaltu drogowego jest w pełni kontrolowany proces utleniania surowca. Proces ten zapewnia jednorodność właściwości asfaltu. Parametry utleniania (czas, temperatura, ciśnienie, ilość powietrza) mogą być regulowane i dokładnie kontrolowane. Dzięki temu precyzyjnie kontroluje się właściwości produktu. Asfalt drogowy 50/70 jest najczęściej stosowanym asfaltem o średniej twardości według normy PN-EN 12591:2004 Asfalty i produkty asfaltowe. Wymagania dla asfaltów drogowych. Ze względu na własności temperaturowe, stosowany jest przede wszystkim do warstw ścieralnych i wiążących (ruch KR1-KR2). Asfalt drogowy 50/70 produkowany jest według zaostrzonych wymagań jednorodności, ustanowionych przez ORLEN Asfalt sp. z o.o. w 2000 r. opisanych w Standardzie Jakości i Jednorodności (SJJ). Według założeń SJJ penetracja w 25 C asfaltu 50/70 powinna mieścić się w zakresie 65±2 [0,1 mm], czyli przedziale węższym niż dopuszcza norma (50 70 [0,1 mm]). 2. Dokument odniesienia Asfalt drogowy 50/70 spełnia wymagania normy PN-EN 12591:2004 Asfalty i produkty asfaltowe. Wymagania dla asfaltów drogowych. Wymagania wobec asfaltu drogowego 50/70 przedstawiono w tablicy 1. 23
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Tablica 1. Wymagane właściwości asfaltu drogowego 50/70 wg PN-EN-12591:2004 Właściwość Jednostka Metoda badania Asfalt drogowy 50/70 Penetracja w 25 C*) 0,1 mm PN-EN 1426 50 70 Temperatura mięknienia, C PN-EN 1427 46 54 Temperatura zapłonu, nie mniej niż C PN-EN 22592 230 Zawartość składników rozpuszczalnych, nie mniej % m/m PN-EN 12592 99,0 niż Zmiana masy po starzeniu (ubytek lub przyrost), nie więcej niż % m/m PN-EN 12607-1 0,5 Pozostała penetracja po starzeniu, nie mniej niż % PN-EN 1426 50 Temperatura mięknienia po starzeniu, nie mniej C PN-EN 1427 48 niż Zawartość parafiny, nie więcej niż % PN-EN 12606-1 2,2 Wzrost temperatury mięknienia po starzeniu, nie C PN-EN 1427 9 więcej niż Temperatura łamliwości, nie więcej niż C PN-EN 12593-8 *) Właściwość objęta Standardem Jakości i Jednorodności SJJ 3. Przeznaczenie Asfalt drogowy 50/70 przeznaczony jest do mieszanek mineralno-asfaltowych do nawierzchni drogowych: betonu asfaltowego, mastyksu grysowego SMA, asfaltu piaskowego. Stosując asfalt 50/70 do mieszanek asfaltu piaskowego należy mieć na uwadze, że warstwa z takiej mieszanki będzie charakteryzować się bardzo małą odpornością na deformacje trwałe. 4. Właściwości Średnie właściwości asfaltu drogowego 50/70 produkowanego w ORLEN Asfalt w 2006 r. przedstawiono w tablicy 2. 24
Tablica 2. Średnie właściwości asfaltu drogowego 50/70 produkowanego w ORLEN Asfalt w 2005 r. (wyniki badań ORLEN Laboratorium sp. z o.o., akredytacja PCA nr AB 48) Asfalt drogowy 50/70 Właściwość Wymaganie wg PN-EN 12591 Wartość średnia Odchylenie standardowe Penetracja w 25 C*) 50 70 64,3 1,3 Temperatura mięknienia, C 46 54 48,7 0,5 Temperatura zapłonu, C > 230 339,8 7,2 Zawartość składników rozpuszczalnych, %m/m > 99,0 99,9 0,0 Zmiana masy po starzeniu (ubytek lub przyrost), < 0,5-0,13 0,26 %m/m Pozostała penetracja po starzeniu, % > 50 65,8 4,0 Temperatura mięknienia po starzeniu, C > 48 54,3 0,8 Zawartość parafiny, % < 2,2 1,9 0,1 Wzrost temperatury mięknienia po starzeniu, C < 9 5,7 0,8 Temperatura łamliwości, C < -8-15,6 2,2 Lepkość dynamiczna w 60 C, Pa s 1) 145 278 46 Indeks penetracji (pen/pik) *) -1,5 +0,7-0,9 0,1 Uwaga: 1) szczególny warunek krajowy nie wymagany w Polsce *) Właściwość objęta Standardem Jakości i Jednorodności SJJ 5. Zastosowania informacje technologiczne 5.1. Magazynowanie asfaltu Asfalt drogowy 50/70 należy magazynować w przystosowanym do tego celu zbiorniku wyposażonym w system grzewczy pośredni, tj. uniemożliwiający bezpośredni kontakt asfaltu z przewodami grzewczymi. System grzewczy powinien być wyposażony w termostat zapewniający kontrolę temperatury z dokładnością ±5 C (wg wymagań normy PN-S-96025:2000). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 temperatura asfaltu w zbiorniku powinna być codziennie rejestrowana. Temperatura asfaltu 50/70 podczas magazynowania nie powinna przekraczać wartości podanej w tablicy 3. 25
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Należy unikać długotrwałego magazynowania asfaltu w zbiorniku w wysokiej temperaturze. Jeśli asfalt był magazynowany w wysokiej temperaturze przez ponad 10 dni kalendarzowych należy w celu kontroli stopnia starzenia oznaczyć jeden z parametrów: penetrację w 25 C (PN-EN 1426) lub temperaturę mięknienia PiK (PN-EN 1427). W okresach przerw między produkcją mma, zaleca się obniżyć temperaturę asfaltu z zbiorniku magazynowym do poziomu umożliwiającego późniejsze rozgrzanie. Dobór temperatury zależy od przewidywanego czasu przestoju (aż do całkowitego zaprzestania ogrzewania, np. po zakończeniu sezonu roboczego). W razie potrzeby zaleca się ujednorodnienie, mieszając asfalty w obiegu zamkniętym w jednym lub kilku zbiornikach. Należy unikać niekontrolowanego mieszania asfaltów różnego typu (np. asfalt drogowy zwykły z asfaltem modyfikowanym polimerem) oraz różnego rodzaju (np. asfalt 50/70 z asfaltem 35/50 ). 5.2. Produkcja mieszanki mineralno-asfaltowej Temperatura produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej powinna zapewniać dobre otoczenie ziaren kruszywa asfaltem i jednorodne wymieszenie składników (asfaltu, kruszywa i dodatków). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 należy kontrolować stopień otoczenia kruszywa przez asfalt w mieszance opuszczającej WMB. Jeśli asfalt jest zbyt zimny (charakteryzuje się zbyt dużą lepkością), zwiększanie czasu mieszania na mokro nie polepszy stopnia otoczenia ziaren kruszywa. Należy w tym wypadku podnieść temperaturę asfaltu w zbiorniku. Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej po wyprodukowaniu, podczas transportu, przed wbudowaniem powinna mieścić się w przedziale podanym w tablicy 3. Tablica 3. Najniższa i najwyższa temperatura asfaltu drogowego 50/70 i mieszanek mineralno-asfaltowych z tym asfaltem (wg wymagań norm PN-EN 13108-1, PN-EN 13108-5 i PN-EN 13108-6) Asfalt drogowy 35/50 Temperatura procesu technologicznego Najniższa C Najwyższa C Magazynowanie w zbiorniku lepiszcza - 180 Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej: betonu asfaltowego mastyksu grysowego SMA asfaltu piaskowego 140 1 150 1 140 1 180 2 190 2 180 2 Uwagi: 1 Najniższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej dostarczonej na miejsce wbudowania 2 Najwyższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej bezpośrednio po wytworzeniu w wytwórni MMA 26
Podane w tablicy 3 górne granice temperatury produkcji nie powinny być przekraczane. Zaleca się, aby ustawienia systemu kontroli temperatury produkcji mma nie przekraczały temperatury 175 C. Przegrzewanie produkowanej mma prowadzi do starzenia technologicznego asfaltu (spadku penetracji, wzrostu temperatury mięknienia i lepkości), co w konsekwencji skraca trwałość nawierzchni asfaltowej. Dotyczy to zarówno produkcji przemysłowej, jak też etapu projektowania mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium. 5.3. Temperatury badawcze w laboratorium Podczas wykonywania próbek mma w laboratorium należy stosować następujące temperatury: mieszania składników mma jak w tablicy 3, zagęszczania próbek Marshalla lub w prasie żyratorowej 135 140 C. W projektowaniu mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium, dobierając temperaturę lepiszcza, kruszywa i mieszanki należy kierować się wskazaniami tablicy 3. oraz własnym doświadczeniem praktycznym. Aby uniknąć przegrzewania lepiszcza, należy z zasady przyjmować większą temperaturę mieszanki mineralnej o od 20 do 30 C od temperatury lepiszcza. 5.4. Rozkładanie i zagęszczanie warstwy Temperatura podczas produkcji i wbudowania mieszanki mineralno-asfaltowej powinna uwzględniać warunki podane w tablicy 2 z uwzględnieniem warunków rozkładania warstwy: a. grubość warstwy b. warunki atmosferyczne: temperatura, wilgotność, opady, prędkość wiatru c. warunki topograficzne: osłona przed wiatrem. 27
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Minimalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, poniżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt twarde, aby można było efektywnie zagęszczać warstwę. Maksymalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, powyżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt miękkie, aby można było zagęszczać warstwę. Orientacyjny zakres temperatury efektywnego zagęszczania warstwy asfaltowej z asfaltem 50/70 wynosi: od 100 C do 145 C. Zależy on od grubości warstwy i warunków atmosferycznych podczas zagęszczania. Do zagęszczania warstw betonu asfaltowego i asfaltu piaskowego z asfaltem 50/70 mogą być używane walce ogumione i stalowe gładkie. Grube warstwy podbudowy lub wiążące z betonu asfaltowego z asfaltem 50/70 są łatwiejsze w zagęszczaniu ze względu na dłuższy czas stygnięcia warstwy. W wypadku niekorzystnych warunków pogodowych należy jak najszybciej przystąpić do zagęszczania. W takim wypadku wymagane jest szybkie pierwsze przywałowanie warstwy walcem stalowym gładkim, aby uzyskać zamknięcie powierzchniowe. Opóźnienie może spowodować nieodwracalne powstanie rakowin. W przypadku zagęszczania warstwy z mieszanki SMA, należy stosować wyłącznie walce stalowe gładkie, statyczne lub z wibracją. Włączanie wibracji powinno być przeprowadzane ostrożnie, szczególnie starannie należy dobierać amplitudę i częstotliwość drgań (zalecana mała amplituda i wysokie częstotliwości). Nie należy wibrować warstw SMA wbudowywanych w cienkiej warstwie na sztywnym podłożu. 5.5. Najważniejsze porady praktyczne asfalt 50/70 przeznaczony jest do betonu asfaltowego, SMA lub asfaltu piaskowego, temperatura produkcji mieszanki nie powinna przekraczać 190 C (beton asfaltowy, asfalt piaskowy), zaleca się przyjmowanie niższych temperatur produkcji niż maksymalne, zalecane jest stosowanie walców ogumionych i stalowych gładkich, a na warstwach SMA wyłącznie walców stalowych gładkich, optymalne zagęszczanie warstwy o temperaturze od 100 do 145 C. 28
NOTATKI 29
NOTATKI 30
Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 30B 1. Opis ogólny Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 30B jest specjalnym asfaltowym lepiszczem drogowym powstałym z asfaltu podestylacyjnego z dodatkiem modyfikatora elastomeru styren-butadien-styren SBS. Dodatek elastomeru termoplastycznego SBS istotnie modyfikuje właściwości lepiszcza asfaltowego i mieszanki mineralno-asfaltowej. Zwiększa się odporność nawierzchni na niską temperaturę, na deformacje trwałe, pękanie zmęczeniowe, wodoi mrozoodporność. Zwiększa się trwałość nawierzchni drogowej. Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 30B należy do klasy elastomeroasfaltów średnio modyfikowanych. Produkcja elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 30B prowadzona jest z wykorzystaniem specjalnej instalacji do modyfikacji asfaltu polimerem. Technologia produkcji została opracowana w ORLEN Asfalt. 2. Dokument odniesienia Dokumentem odniesienia elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 30B jest Aprobata Techniczna IBDiM AT/2005-03-0864. 3. Przeznaczenie Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 30B przeznaczony jest do następujących mieszanek mineralno-asfaltowych i technologii: betonu asfaltowego (w tym do betonu asfaltowego o wysokim module sztywności BAWMS) mastyksu grysowego SMA asfaltu lanego (zwłaszcza do nawierzchni mostowych) asfaltu piaskowego betonu asfaltowego porowatego. W stosunku do zwykłego asfaltu drogowego 35/50, Orbiton 30B w tych zastosowaniach pozwala uzyskać wyższy moduł sztywności oraz większą odporność na deformacje trwałe nawierzchni asfaltowej (rys.1). Właściwości niskotemperaturowe asfaltu modyfikowanego Orbiton 30B są także wyraźnie lepsze niż asfaltu 35/50. 31
ORLEN Asfalt sp. z o.o. Rys. 1. Porównanie odporności na powstawanie deformacji trwałych mieszanek betonu asfaltowego 0/20 z asfaltem modyfikowanym ORbiton 30B i asfaltem 35/50, metoda PN-EN 12697-22, mały aparat do koleinowania, metoda w powietrzu i w wodzie, temperatura 60 C (Polimex-Mostostal, 2006) 4. Właściwości Wymagane właściwości elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 30B przedstawiono w tablicy 1. 32
Tablica 1. Wymagane właściwości elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 30B wg Aprobaty Technicznej IBDiM AT/2005-03-0864 Właściwość Jednostka Metoda badania Orbiton DE30B Penetracja w 25 C 0,1 mm PN-EN 1426 20 45 Temperatura mięknienia, nie mniej niż C PN-EN 1427 63 Temperatura łamliwości, nie więcej niż C PN-EN 12593-10 Ciągliwość w 25 C, nie mniej niż cm PN-85/C-041312 40 Temperatura zapłonu, nie mniej niż C PN-EN ISO 2592 200 PN-90/C-04004 Gęstość w 25 C g/cm 3 PN-EN ISO 3838 1,0 1,1 Nawrót sprężysty w 25 C, nie mniej niż % Stabilność, nie więcej niż: - różnica temperatury mięknienia - różnica penetracji w 25 C C 0,1 mm p.4.1 TWT-PAD 65/2003 p.4.2 TWT PAD 65/2003 Zmiana masy po odparowaniu, nie więcej niż % PN-EN 12607-1 1,0 Zmiana temperatury mięknienia po odparowaniu, nie więcej niż: spadek wzrost Zmiana penetracji w temperaturze 25 C po odparowaniu w cienkiej warstwie, nie więcej niż: spadek wzrost C PN-EN 1427 % PN-EN 1426 Ciągliwość w 25 C po odparowaniu, nie mniej niż cm PN-85/C-041312 20 Nawrót sprężysty w 25 C po odparowaniu, nie mniej niż % p. 4.1 TWT-PAD 65/2003 50 2,0 5,0 6,5 2,0 40 10 50 5. Zastosowania informacje technologiczne Warunki produkcji, transportu, rozkładania i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych z asfaltem modyfikowanym Orbiton 30B różnią się od warunków stosowania typowych asfaltów 35/50. Wynika to ze znacznie większej lepkości asfaltu modyfikowanego Orbiton 30B oraz istnienia wewnętrznej sieci elastomerowej. 33
ORLEN Asfalt sp. z o.o. 5.1. Magazynowanie asfaltu Asfalt drogowy modyfikowany ORBITON 30B należy magazynować w przystosowanym do tego celu zbiorniku wyposażonym w system grzewczy pośredni, tj. uniemożliwiający bezpośredni kontakt asfaltu z przewodami grzewczymi. System grzewczy powinien być wyposażony w termostat zapewniający kontrolę temperatury z dokładnością ±5 C (wg wymagań normy PN-S-96025:2000). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 temperatura asfaltu w zbiorniku powinna być codziennie rejestrowana. Temperatura asfaltu modyfikowanego ORBITON 30B podczas magazynowania nie powinna przekraczać wartości podanej w tablicy 2. Zaleca się bezpośrednie zużycie Orbitonu 30B po dostarczeniu, bez długotrwałego przechowywania w zbiorniku magazynowym. Należy unikać długotrwałego magazynowania asfaltu w zbiorniku w wysokiej temperaturze. W przypadku konieczności dłuższego przechowywania (powyżej 3 dni) zaleca się ujednorodnienie, mieszając asfalty w obiegu zamkniętym w jednym lub kilku zbiornikach. Wskazane jest, aby co najmniej jeden ze zbiorników wyposażony był w mieszadło. Nie zaleca się wielokrotnego rozgrzewania i chłodzenia asfaltu modyfikowanego ORBITON 30B. Należy unikać niekontrolowanego mieszania asfaltów różnego typu (np. asfalt drogowy zwykły z asfaltem modyfikowanym polimerem). Nie należy również mieszać asfaltów modyfikowanych tego samego rodzaju od różnych producentów. 5.2. Produkcja mieszanki mineralno-asfaltowej Temperatura produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej powinna zapewniać dobre otoczenie ziaren kruszywa asfaltem i jednorodne wymieszanie składników (asfaltu, kruszywa i do- 34
datków). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 należy kontrolować stopień otoczenia kruszywa przez asfalt w mieszance opuszczającej WMB. Jeśli asfalt modyfikowany jest zbyt zimny (charakteryzuje się zbyt dużą lepkością), zwiększanie czasu mieszania na mokro nie polepszy stopnia otoczenia ziaren kruszywa. Należy w tym wypadku podnieść temperaturę asfaltu w zbiorniku. Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej po wyprodukowaniu, podczas transportu, przed wbudowaniem powinna mieścić się w przedziale podanym w tablicy 2. Tablica 2. Najniższa i najwyższa temperatura elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 30B i mieszanek mineralno-asfaltowych z tym elastomeroasfaltem Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 30B Temperatura procesu technologicznego Najniższa C Najwyższa C Pompowanie lepiszcza 130 140 Magazynowanie w zbiorniku lepiszcza - 180 3 Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej: betonu asfaltowego mastyksu grysowego SMA asfalt lany asfaltu piaskowego asfaltu porowatego 140 1 140 1 180 1 140 1 140 1 180 2 180 2 220 2 180 2 170 2 Uwagi: 1 Najniższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej dostarczonej na miejsce wbudowania 2 Najwyższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej bezpośrednio po wytworzeniu w wytwórni MMA 3 Najwyższa temperatura lepiszcza w czasie produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej. Podane w tablicy 2 górne granice temperatury produkcji nie powinny być przekraczane. Przegrzewanie produkowanej mma prowadzi do starzenia technologicznego asfaltu (spadku penetracji, wzrostu temperatury mięknienia i lepkości), co w konsekwencji skraca trwałość nawierzchni asfaltowej. Dotyczy to zarówno produkcji przemysłowej, jak też etapu projektowania mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium. Zbyt wysoka temperatura produkcji mieszanki może powodować zmiany struktury polimerów modyfikujących asfalt. Jest to zależne od typu i struktury polimeru. W wypadku polimeru styren-butadien-styren destrukcja termiczna (powodująca utratę ponad 5% masy polimeru) rozpoczyna się powyżej 245 C. 35
ORLEN Asfalt sp. z o.o. 5.3. Temperatury badawcze w laboratorium W stosowaniu asfaltu modyfikowanego ORBITON 30B należy pamiętać, że wykazuje on wyższą lepkość od asfaltu 35/50. Aby uzyskać odpowiednią urabialności mieszanki mineralno-asfaltowej należy zwiększyć temperaturę lepiszcza, kruszywa i mieszanki. Podczas wykonywania próbek mma w laboratorium należy stosować następujące temperatury: - mieszania składników mma jak w tablicy 3, - zagęszczania próbek Marshalla lub w prasie żyratorowej 145±5 C. W projektowaniu mieszanki mineralno-asfaltowej w laboratorium, dobierając temperaturę lepiszcza, kruszywa i mieszanki należy kierować się wskazaniami tablicy 2. oraz własnym doświadczeniem praktycznym. Aby uniknąć przegrzewania lepiszcza, należy z zasady przyjmować większą temperaturę mieszanki mineralnej o od 20 do 30 C od temperatury lepiszcza. Zalecaną temperaturę asfaltu modyfikowanego ORBITON 30B, kruszywa i mieszanki mineralno-asfaltowej podano w tablicy 3. Tablica 3. Zalecana temperatura lepiszcza Orbiton 30B, kruszywa i mieszanki mineralnoasfaltowej przygotowywanej w laboratorium Beton asfaltowy Typ mieszanki mineralno-asfaltowej Mastyks grysowy SMA Asfalt lany Asfalt piaskowy Asfalt porowaty Temperatura lepiszcza, C 150 170 150 170 160 180 150 170 150 170 Temperatura kruszywa, C 180 200 180 200 210 230 180 200 170 190 Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej, C 160 180 160 180 190 220 160 180 150 170 Uwaga: temperatura kruszywa powinna być większa od temperatury lepiszcza o od 20 do 30 C 5.4. Rozkładanie i zagęszczanie warstwy Temperatura podczas produkcji i wbudowania mieszanki mineralno-asfaltowej powinna uwzględniać warunki podane w tablicy 2 z uwzględnieniem warunków rozkładania warstwy: grubość warstwy warunki atmosferyczne: temperatura, wilgotność, opady, prędkość wiatru warunki topograficzne: osłona przed wiatrem. 36
Minimalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, poniżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt twarde, aby można było efektywnie zagęszczać warstwę. Maksymalna temperatura zagęszczania oznacza temperaturę, powyżej której lepiszcze (i mieszanka) jest zbyt miękkie, aby można było zagęszczać warstwę. Orientacyjny zakres temperatury efektywnego zagęszczania warstwy asfaltowej z asfaltem modyfikowanym ORBITON 30B wynosi: od 110 C do 155 C. Zależy on od grubości warstwy i warunków atmosferycznych podczas zagęszczania. Do zagęszczania warstw z asfaltem modyfikowanym ORBITON 30B mogą być używane jedynie walce stalowe gładkie ze sprawnym systemem zwilżania wodą wału walca i wypełnionym wodą zbiornikiem. Elastomeroasfalt jest znacznie bardziej kleisty do stali lub gumy niż zwykły asfalt. Ciągłe zwilżanie wodą zapobiega przyklejaniu grudek mieszanki do płaszcza walca i tworzeniu wgłębień w warstwie. Należy pamiętać, że gruba warstwa z mieszanki mineralno-asfaltowej znacznie wolniej stygnie i znacznie łatwiej ją zagęścić niż cienką warstwę. Dotyczy to zwłaszcza cienkiej warstwy ścieralnej z lepiszczem elastomeroasfaltowym dla której czas zagęszczania jest wyjątkowo krótki. W przypadku niekorzystnych warunków atmosferycznych wymagane jest jak najszybsze pierwsze przywałowanie warstwy walcem stalowym gładkim, aby uzyskać zamknięcie powierzchniowe. Opóźnienie może spowodować nieodwracalne powstanie rakowin. Asfalt lany Asfalt lany z elastomeroasfaltem Orbiton 30B produkowany w otaczarce powinien być dostarczany na budowę w izolowanych kotłach z mieszadłem. Temperatura asfaltu lanego nie powinna przekraczać 230 C. Możliwe jest obniżenie temperatury produkcji i zwiększenia urabialności asfaltu lanego, stosując specjalne, przeznaczone do tego celu dodatki. Nie należy przechowywać asfaltu lanego w kotle dłużej niż 6 godzin. 37
ORLEN Asfalt sp. z o.o. 5.5. Najważniejsze porady praktyczne Orbiton 30B przeznaczony jest do betonu asfaltowego o wysokim module sztywności lub asfaltu lanego, możliwe jest także w uzasadnionych przypadkach zastosowanie Orbitonu 30B do warstw ścieralnych (np. z SMA), temperatura produkcji mieszanki (z uwzględnieniem warunków atmosferycznych i topograficznych na budowie), nie powinna przekraczać lub 180 C, zaleca się przyjmowanie niższych temperatur produkcji niż maksymalne, pierwsze przywałowanie jak najszybciej, bezpośrednio za rozkładarką stosowanie walców ogumionych tylko do niższych warstw (po wykonaniu próby wałowania), zalecane stosowanie walców stalowych, warstwę ścieralną należy zagęszczać wyłącznie walcami stalowymi, optymalne zagęszczanie warstwy o temperaturze od 110 do 155 C. 38
NOTATKI 39
NOTATKI 40
Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 80B 1. Opis ogólny Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 80B jest specjalnym asfaltowym lepiszczem drogowym powstałym z asfaltu podestylacyjnego z dodatkiem modyfikatora elastomeru styren-butadien-styren SBS. Dodatek elastomeru termoplastycznego SBS istotnie modyfikuje właściwości lepiszcza asfaltowego i mieszanki mineralno-asfaltowej. Zwiększa się odporność nawierzchni na niską temperaturę, na deformacje trwałe, pękanie zmęczeniowe, wodoi mrozoodporność. Zwiększa się trwałość nawierzchni drogowej. Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 80B należy do klasy elastomeroasfaltów średnio modyfikowanych. Produkcja elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 80B prowadzona jest z wykorzystaniem specjalnej instalacji do modyfikacji asfaltu polimerem. Technologia produkcji została opracowana w ORLEN Asfalt. 2. Dokument odniesienia Dokumentem odniesienia elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 80B jest Aprobata Techniczna IBDiM AT/2005-03-0864. 41
ORLEN Asfalt sp. z o.o. 3. Przeznaczenie Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 80B przeznaczony jest do następujących mieszanek mineralno-asfaltowych i technologii: betonu asfaltowego (w tym do betonu asfaltowego o wysokim module sztywności BAWMS) mastyksu grysowego SMA asfaltu lanego (zwłaszcza do nawierzchni mostowych) mieszanek o nieciągłym uziarnieniu MNU do cienkich warstw ścieralnych, asfaltu piaskowego asfaltu porowatego. Orbiton 80B zaleca się stosować przede wszystkim do mieszanki o nieciągłym uziarnieniu MNU, do mastyksu grysowego SMA oraz do cienkich warstw ścieralnych. Może być także stosowany do asfaltu piaskowego. W stosunku do zwykłego asfaltu drogowego 50/70, Orbiton 80B w tych zastosowaniach pozwala uzyskać wyższy moduł sztywności oraz większą odporność na deformacje trwałe nawierzchni asfaltowej (rys.1). Właściwości niskotemperaturowe asfaltu modyfikowanego Orbiton 80B są także wyraźnie lepsze niż asfaltu 50/70. Rys. 1. Porównanie odporności na powstawanie deformacji trwałych mieszanek SMA 0/8 z asfaltem modyfikowanym Orbiton 80B i asfaltem 50/70, metoda PN-EN 12697-22, mały aparat do koleinowania, metoda w powietrzu i w wodzie, temperatura 60 C (Polimex-Mostostal, 2006) 42
4. Właściwości Wymagane właściwości elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 80B przedstawiono w tablicy 1. Tablica 1. Wymagane właściwości elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 80B wg Aprobaty Technicznej IBDiM AT/2005-03-0864 Właściwość Jednostka Metoda badania Orbiton DE80B Penetracja w 25 C 0,1 mm PN-EN 1426 50 110 Temperatura mięknienia, nie mniej niż C PN-EN 1427 53 Temperatura łamliwości, nie więcej niż C PN-EN 12593-13 Ciągliwość w 15 C, nie mniej niż cm PN-85/C-041312 80 Temperatura zapłonu, nie mniej niż C PN-EN ISO 2592 200 Gęstość w 25 C g/cm 3 PN-90/C-04004 1,0 1,1 PN-EN ISO 3838 Nawrót sprężysty w 25 C, nie mniej niż % p.4.1 TWT-PAD 50 65/2003 Stabilność, nie więcej niż: - różnica temperatury mięknienia - różnica penetracji w 25 C C 0,1 mm p.4.2 TWT PAD 65/2003 Zmiana masy po odparowaniu, nie więcej niż % PN-EN 12607-1 1,0 Zmiana temperatury mięknienia po odparowaniu, nie więcej niż: spadek wzrost Zmiana penetracji w temperaturze 25 C po odparowaniu w cienkiej warstwie, nie więcej niż: spadek wzrost C PN-EN 1427 % PN-EN 1426 Ciągliwość w 15 C po odparowaniu, nie mniej niż cm PN-85/C-041312 50 Nawrót sprężysty w 25 C po odparowaniu, nie mniej niż % p. 4.1 TWT-PAD 65/2003 2,0 5,0 6,5 2,0 40 10 50 43
ORLEN Asfalt sp. z o.o. 5. Zastosowania informacje technologiczne Warunki produkcji, transportu, rozkładania i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych z asfaltem modyfikowanym Orbiton 80B różnią się od warunków stosowania typowych asfaltów 50/70. Wynika to ze znacznie większej lepkości asfaltu modyfikowanego Orbiton 80B oraz istnienia wewnętrznej sieci elastomerowej. 5.1. Magazynowanie asfaltu Asfalt drogowy modyfikowany ORBITON 80B należy magazynować w przystosowanym do tego celu zbiorniku wyposażonym w system grzewczy pośredni, tj. uniemożliwiający bezpośredni kontakt asfaltu z przewodami grzewczymi. System grzewczy powinien być wyposażony w termostat zapewniający kontrolę temperatury z dokładnością ±5 C (wg wymagań normy PN-S-96025:2000). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 temperatura asfaltu w zbiorniku powinna być codziennie rejestrowana. Temperatura asfaltu modyfikowanego ORBITON 80B podczas magazynowania nie powinna przekraczać wartości podanej w tablicy 2. Zaleca się bezpośrednie zużycie Orbitonu 80B po dostarczeniu, bez długotrwałego przechowywania w zbiorniku magazynowym. Należy unikać długotrwałego magazynowania asfaltu w zbiorniku w wysokiej temperaturze. W przypadku konieczności dłuższego przechowywania (powyżej 3 dni) zaleca się ujednorodnienie, mieszając asfalty w obiegu zamkniętym w jednym lub kilku zbiornikach. Wskazane jest, aby co najmniej jeden 44
ze zbiorników wyposażony był w mieszadło. Nie zaleca się wielokrotnego rozgrzewania i chłodzenia asfaltu modyfikowanego ORBITON 80B. Należy unikać niekontrolowanego mieszania asfaltów różnego typu (np. asfalt drogowy zwykły z asfaltem modyfikowanym polimerem). Nie należy również mieszać asfaltów modyfikowanych tego samego rodzaju od różnych producentów. 5.2. Produkcja mieszanki mineralno-asfaltowej Temperatura produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej powinna zapewniać dobre otoczenie ziaren kruszywa asfaltem i jednorodne wymieszenie składników (asfaltu, kruszywa i dodatków). Zgodnie z wymaganiami PN-EN 13108-21 należy kontrolować stopień otoczenia kruszywa przez asfalt w mieszance opuszczającej WMB. Jeśli asfalt modyfikowany jest zbyt zimny (charakteryzuje się zbyt dużą lepkością), zwiększanie czasu mieszania na mokro nie polepszy stopnia otoczenia ziaren kruszywa. Należy w tym wypadku podnieść temperaturę asfaltu w zbiorniku. Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej po wyprodukowaniu, podczas transportu, przed wbudowaniem powinna mieścić się w przedziale podanym w tablicy 2. Tablica 2. Najniższa i najwyższa temperatura elastomeroasfaltu drogowego Orbiton 80B i mieszanek mineralno-asfaltowych z tym elastomeroasfaltem Elastomeroasfalt drogowy Orbiton 80B Temperatura procesu technologicznego Najniższa C Najwyższa C Pompowanie lepiszcza 130 140 Magazynowanie w zbiorniku lepiszcza - 1803 Temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej: betonu asfaltowego mastyksu grysowego SMA mieszanki MNU asfaltu piaskowego asfaltu porowatego 130 1 130 1 130 1 130 1 130 1 175 2 175 2 175 2 175 2 160 2 Uwagi: 1 Najniższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej dostarczonej na miejsce wbudowania 2 Najwyższa temperatura dotyczy mieszanki mineralno-asfaltowej bezpośrednio po wytworzeniu w wytwórni MMA 3 Najwyższa temperatura lepiszcza w czasie produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej. 45