Kruszywa w warstwach niezwiązanych konstrukcji i ulepszonego ...

KRUSZYWA W WARSTWACH
NIEZWIĄZANYCH KONSTRUKCJI
DROGOWYCH I ULEPSZONEGO PODŁOŻA
ISTOTNE ZMIANY W NORMALIZACJI
dr inż. Jadwiga Wilczek
Instytut Badawczy Dróg i Mostów
w Warszawie
Zakład Geotechniki i Fundamentowania

Mieszanka niezwiązana - ziarnisty materiał
o określonym składzie ziarnowym (d D), który jest stosowany do
wykonywania podłoża ulepszonego oraz konstrukcji nawierzchni
drogowej.
Mieszanka niezwiązana może byd wytworzona
z kruszyw: naturalnych, sztucznych, z recyklingu lub mieszaniny
tych kruszyw w określonych proporcjach.

Podział kruszyw drogowych według norm PN
GRUPY
naturalne
łamane
sztuczne
TYPY
ciężkie (gęstośd > 3,0Mg/m 3 )
zwykłe (gęstośd 1,8÷3,0 Mg/m 3 )
lekkie (gęstośd < 1,8 Mg/m 3 )
RODZAJE
drobne (0/4)
grube (4/63)
bardzo grube (63/250)
KLASY, GATUNKI i ODMIANY

Podział kruszyw naturalnych
Kruszywa naturalne
(maksymalny wymiar ziarna 63 mm)
piasek
PN-B-11113:1996
żwir
PN-B-11111:1996
mieszanka
PN-B-11111:1996

Podział kruszyw łamanych
Kruszywa łamane
(maksymalny wymiar ziarna 63 mm)
Kruszywa łamane zwykłe
Kruszywa łamane granulowane
miał (0/4)
PN-B-11112:1996
kliniec (4/31,5)
PN-B-11112;1996
tłuczeo (31,3/63)
PN-B-11112:1996
niesort (0/63)
PN-B-11112:1996
piasek łamany (0,075/2,0)
PN-B-11112:1996
mieszanka drobna granulowana
(0,075/4,0)
PN-B-11112:1996
grys (2,0/20,0)
PN-B-1112:1996
mieszanka o uziarnieniu ciągłym (0/63)
PN-S-06102:1997

EN 13 242 „ Kruszywa do niezwiązanych i hydraulicznie
związanych materiałów stosowanych w obiektach budowlanych
i budownictwie drogowym”, wprowadzona w Polsce w języku
polskim jako PN-EN 13 242 w roku 2004 wraz z późniejszymi
poprawkami, a następnie zamieniona normą PN-EN 13 242 + A1
w języku angielskim w roku 2008 – norma zharmonizowana
EN 13 285 „Mieszanki niezwiązane. Specyfikacja”
wprowadzona w Polsce jako PN-EN 13 285 w roku 2004 w języku
angielskim – norma niezharmonizowana

Podział kruszyw sztucznych
Kruszywa sztuczne
grupy A, B, C, D
PN-B-01101
kruszywa z żużla
stalowniczego
PN-B-11115:1998
łupkoporyt ze zwałów
PN-B-23003:1996
kruszywa z żużla
wielkopiecowego kawałkowego
PN-B-23004:1988

Podział kruszyw według norm PN EN
w zależności od gęstości
kruszywo zwykłe – kruszywa o gęstości 2,0÷3,0 Mg/m 3
kruszywo lekkie – kruszywa o gęstości < 2,0 Mg/m 3
kruszywo ciężkie – kruszywa o gęstości > 3,0 Mg/m 3

Podział kruszyw według norm PN EN
w zależności od pochodzenia
kruszywo naturalne – kruszywo pochodzenia mineralnego,
które poza obróbką mechaniczną nie zostało poddane żadnej
innej obróbce
kruszywo sztuczne – kruszywo pochodzenia mineralnego,
uzyskane w wyniku procesu przemysłowego obejmującego
termiczną lub inną
kruszywo z recyklingu- kruszywo powstałe w wyniku przeróbki
nieorganicznego materiału zastosowanego poprzednio w
budownictwie

Podział kruszyw według norm PN EN
w zależności od wielkości ziarna
kruszywo drobne: kruszywo o wymiarach ziaren d równym 0
oraz D równym 6,3 mm lub mniejszym
kruszywo grube: kruszywo o wymiarach ziaren d równym lub
większym niż 1 mm oraz D większym niż 2 mm
kruszywo o ciągłym uziarnieniu: kruszywo stanowiące
mieszankę kruszyw grubych i drobnych, w której D jest większe
niż 6,3

Skład ziarnowy według normy PN EN 933-1
zestaw sit podstawowy plus zestaw 1
0, 063; 0, 5; 1; 2; 4; 5,6; 8; 11,2; 16; 22,4; 31,5; 45; 56; 63 i 90
kategorie uziarnienia G, w oparciu o procent przechodzącej masy przez sita
2 D; 1,4 D; D; d ;d/2
dla kruszywa grubego określa się kategorie ogólnych granic i tolerancji GT c
na podstawie przesiewu przez sita pośrednie D/1,4 i D/2
dla kruszywa drobnego i kruszywa o ciągłym uziarnieniu, producent
deklaruje kategorie tolerancji GT F i GT A na podstawie przesiewu przez sita: D,
D/2 i 0,063 mm
dla mieszanek niezwiązanych - czternaście mieszanek o różnym wymiarze
maksymalnego ziarna: od 0/8 do 0/80 w dziewięciu kategoriach: G A , G B , G C ,
G O , G P , G E ,G U ,G V ,G N , zależnych od zakresu składu ziarnowego. Ponadto
producent zobligowany jest do deklarowania wartości granicznych uziarnienia
mieszanki SDV

Uziarnienie mieszanki niezwiązanej 0/63 kategorii G V
(dla kategorii G E , G U , G V , G N, brak wymagao dla deklaracji producenta)

Uziarnienie mieszanki niezwiązanej 0/63 kategorii G B
(dla kategorii G A, G B ,G C , G O ,G P , wymagane jest podawanie wartości
deklarowanych przez dostawcę SDV)

Kształt kruszywa grubego wg PN EN 933-3 i PN EN 933-4
Oprócz oznaczania zawartości ziaren nieforemnych za pomocą
suwmiarki Schulz‘ a, w obecnej nomenklaturze zwanej
wskaźnikiem kształtu – kategoria FI, wprowadza się badanie
wskaźnika płaskości – kategoria SI za pomocą sit prętowych,
którego miarą jest procent masy frakcji przechodzącej przez sita.

Zawartośd pyłów według PN EN 933-1
Zamiennie za sito, o wymiarze oczka 0,075 mm wprowadza się
sito o wymiarze oczka 0,063 mm – kategoria f.

Nasiąkliwośd według PN EN 1097-6
nasiąkliwośd kruszywa nie jest oznaczana jednoznacznie. Norma wyróżnia
dwie kategorie nasiąkliwości: WA 24 – nasiąkliwośd kruszywa nasycanego przez
24 godziny i WA cm – nasiąkliwośd kruszywa nasyconego do stałej masy
nasiąkliwośd oznacza się dla kruszywa o uziarnieniu od 0,063 mm do 63 mm,
a nie jak według dotychczas stosowanej normy PN tylko dla kruszywa
o uziarnieniu powyżej 4 mm
stosuje się dwie metody oznaczania nasiąkliwości kruszywa: metodę
piknometryczną i metodę drucianego kosza
nasiąkliwośd oznaczana jest oddzielnie dla różnych frakcji: kruszywo 0,063/4
– metoda piknometryczna, kruszywo 4/31,3-metoda piknometryczna,
kruszywo 31,5/63 metoda drucianego kosza
wprowadza się pojęcie nasiąkliwości jako badania wskaźnikowego
mrozoodporności, ale dotyczy ono tylko kruszywa frakcji 31,5/63
nie ma procedury oznaczania nasiąkliwości dla mieszanek o ciągłym
uziarnieniu

Mrozoodpornośd według PN EN 1367-1
odpornośd na działanie mrozu oznaczana jest jako ubytek masy kruszywa po
10 cyklach zamrażania i odmrażania, a nie jak wg PN po 25 cyklach
zamiast stosowanych dotychczas długości cykli i wielkości temperatur oraz
„szokowym” rozmrażaniem norma PN EN wprowadza stopniowe zamrażanie
i rozmrażanie z dokładnie określonym czasem przechowywania kruszywa
w temperaturze zerowej. Rozkład temperatur w tym badaniu jest
zdecydowanie bardziej zbliżony do naturalnego niż w przypadku gwałtownego
ocieplania kruszywa.
norma wprowadza również ocenę spadku wytrzymałości kruszywa po
badaniu mrozoodporności jako zmianę współczynnika Los Angeles (badanie
można wykonad tylko dla przedziału frakcji 8/16)
jako reprezentatywną dla badania mrozoodporności zaleca się przyjmowad
frakcje z przedziału 8/16
norma nie podaje sposobu oznaczania mrozoodporności dla mieszanek

Odpornośd na rozdrabnianie kruszywa grubego
wg PN EN 1097-2
jako badanie wzorcowe odporności na rozdrabnianie przyjmuje się badanie
w bębnie Los Angeles. Nie jest to jednak badanie ścieralności kruszywa
w rozumieniu stosowanej dotychczas normy PN
badanie wykonuje się tylko dla frakcji 10/14 jako reprezentatywnej dla
mieszanki kruszywa, a nie dla wszystkich wydzielonych frakcji o uziarnieniu
większym od 4 mm.
do obliczenia wyników przyjmuje się ilośd materiału pozostającą jak
w przypadku PN na sicie 1,6 mm, a nie 2,0 mm
dopuszcza się jedynie alternatywne badanie kruszyw o wąskich przedziałach
uziarnienia, ale tylko do maksymalnego wymiaru ziarna 16 mm
nie ma procedury postępowania przy oznaczaniu odporności na
rozdrabnianie dla kruszywa o uziarnieniu większym niż 16 mm

Rozpad krzemianu dwuwapniowego i rozpad związków
żelaza w żużlu wielkopiecowym chłodzonym
powietrzem oraz stałośd objętości żużli stalowniczych
wg PN EN 1744-1
w istotną miejsce zmianą oznaczanych w określeniu dotychczas podatności wg PN żużlarozpadów na rozpady krzemianowego
jest ocena
imakroskopowa wapniowego zmian pod wpływem kruszywa działania po badaniu, pary a nie wodnej obliczanie norma procentowego
wprowadza
oznaczanie ubytku masy. rozpadu Wymagakrzemianu się całkowitej dwuwapniowego odporności na rozpad pod wpływem działania
światła ultrafioletowego. Norma nie określa przedziału uziarnienia kruszywa
do dla badania oceny stabilności objętościowej żużli stalowniczych wprowadza się
zupełnie nowe badanie procentowej zmiany objętości kruszywa pod wpływem
rozpad działania żelaza pary wodnej. w żużlu wielkopiecowym Badanie przeprowadza oznacza się się wpoprzez specjalistycznej moczenie
kawałków aparaturzeżużla tylkownawodzie próbceprzez o uziarnieniu 2 dni, a nie 0/22 jak mm. wg PNorma 30 dni, przedmiotowa
co znacznie
skraca i norma czas badawcza badania. w sposób Badaniu różny podają poddajewymagany się ziarna czasztrwania przedziału badania. frakcji
40/150 mm

Ocena właściwości mieszanek niezwiązanych - wątpliwości
czy mieszanka 0/63 jest odporna na rozdrabnianie, jeżeli współczynnik LA
oznaczamy tylko w przedziale frakcji 10/14, a w składzie mieszanki znajdują się
kruszywa o bardzo niskiej i bardzo wysokiej odporności i w bardzo różnej
konfiguracji uziarnienia
na jakiej podstawie uznad mieszankę za nasiąkliwą lub nie nasiąkliwą , mając
trzy różne wyniki z trzech oznaczeo dla różnych przedziałów frakcji, dwiema
metodami (norma nie podaje możliwości obliczenia wyniku jako średniej
ważonej)
czy w przypadku gdy np. wartośd nasiąkliwości WA cm jako badania
wskaźnikowego mrozoodporności oznaczona dla frakcji 31,5/63 jest mniejsza
niż 0,5 % to mieszankę 0/63mozna uznad za mrozoodporną
jeżeli wynik badania mrozoodporności frakcji 8/16 jest pozytywny, to czy
można uznad mieszankę 0/63 za mrozoodporną
czy można uznad za stabilną objętościowo mieszankę kruszywa z żużla
stalowniczego 0/63, na podstawie badania tylko frakcji 0/22, skoro najbardziej
destrukcyjne są zmiany objętości w dużych kawałkach żużla
brak oceny wysadzinowości, wodoprzepuszczalności i zachowania
mechanicznego mieszanek niezwiązanych

Ocena zgodności
Znak B czy CE ?

Wnioski
Pilna potrzeba opracowania dokumentów aplikujących normę w warunkach
krajowych:
instrukcji badao dla oznaczania niektórych cech mieszanek niezwiązanych,
które umożliwią ich rzeczywistą ocenę trwałości i odporności
wytycznych oceny wysadzinowości mieszanek niezwiązanych (bezpośredni
pomiar wysadziny, wskaźnik piaskowy lub wskaźnik plastyczności)
instrukcji badania wodoprzepuszczalności mieszanek niezwiązanych, ze
szczególnym uwzględnieniem warunków badania (zagęszczenie)
wytycznych oceny zachowania mechanicznego mieszanek
wymagao dla poziomów kategorii właściwości w odniesieniu do miejsca
występowania mieszanki niezwiązanej w konstrukcji nawierzchni i ulepszonym
podłożu w powiązaniu z wielkością obciążenia ruchem

DZIĘKUJĘ PAOSTWU ZA
UWAGĘ