Kompaktasfalt metodą na krótki sezon budowlany - K.Jabłoński

pkd.org.pl

Kompaktasfalt metodą na krótki sezon budowlany - K.Jabłoński

Naukowo – techniczna konferencja szkoleniowa

„Jakość w realizacji robót drogowych”

Ostróda, 7-8 październik 2010 r.


‣ Wstęp

‣ Co to jest asfaltowa warstwa kompaktowa?

‣ Cele wynalazców technologii warstw kompaktowych

‣ Ograniczenia w tradycyjnym wykonawstwie warstw

asfaltowych na gorąco

‣ Przesłanki do wykonywania asfaltowych warstw

kompaktowych

‣ Środki techniczne do realizacji idei asfaltowych warstw

kompaktowych i inauguracja w Polsce

‣ Środki techniczne do realizacji idei asfaltowych warstw

kompaktowych na drogach niższych klas technicznych

‣ Zalety asfaltowych warstw kompaktowych

‣ Podsumowanie

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 2


‣ W bieżącym roku minęło15latodpodjęciaprzezprof.E.RichterawspólniezfirmąHERMANKIRCHNERpracnadnowątechnologiąwbudowywaniawarstwmineralno-asfaltowych,która wniosła nową jakośćw technice

wykonawstwa nawierzchni asfaltowych.

‣ Jest to technologia zwana w Niemczech pod nazwą Kompaktasphalt.

‣ Polska nazwa tej technologii to asfaltowewarstwykompaktowe.

‣ W ciągu tych 15lat zalety tej technologii zostały sprawdzone

w praktyce (D, NL, S, N, J).

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 3


Jako asfaltową warstwę kompaktową,

(znaną pod nazwą „Kompaktasphalt” lub Kompakt-asfalt”),

określa się wbudowaną w jednym cyklu

roboczym warstwę ścieralną i warstwę

wiążącą, lub warstwę wiążącą i warstwę

podbudowy, z różniących się składem

mieszanek mineralno-asfaltowych, w

technologii „gorące na gorące”.

Najczęściej wykonywane są warstwy kompaktowe

składające się z warstwy ścieralnej i warstwy

wiążącej.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 4


Drogowcy poszukiwali od dziesiątków lat rozwiązania

technologicznego, które umożliwiłoby :

‣ wykonywanie warstw z mieszanek mineralnoasfaltowych

w mniej sprzyjających, dla

standardowych technologii, warunkach

atmosferycznych np. wczesnowiosennych

i późnojesiennych,

‣uzyskanie wysokiej jakości i trwałości

wykonywanych warstw z ma oraz

‣ uzyskanie wysokiego tempa realizacji robót

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP

5


Wiadomo, że zagęszczeniewarstwzmazależy przede wszystkim od:

temperaturymieszankimineralno-asfaltowej w trakcie jej zagęszczania (lepkość

lepiszcza: 2 Pa.s ≤ μ d ≤20 Pa.s),

warunkówatmosferycznychna drodze, które wpływają na tempo schładzania

mma (wzrostu lepkość: μ d )

możliwościrozkładarkido wysokiego wstępnego zagęszczenia mma,

zastosowanegozestawuwalcówi przyjętej technologii zagęszczania.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 6


Zależność zagęszczenia od temperatury mma

Gęstość objętościowa

Marshall próbek Marshalla test

Liczba uderzeń ubijaka Marshalla na stronę próbki

specimens[g/cm³]

0 25 50 75 100

2.500

2.450

2.400

2.350

2.300

2.250

2.200

150° C

140°C

120°C

100°C

,

theoretical compaction degree 101,2

100,0

98,3

95,3

0

2

4

6

8

10

12

Void

Contest Próżnia

[Vol%] [%]V/V

2.150

2.100

2.050

2.000

14

16

18

20

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 7


Wpływ temperatury zagęszczania mma na głębokości koleiny

[Richter, Dietrich, 1997]

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 8


Grubość warstwy w cm


8

7

6

5

4

Wpływtemperaturyigrubościwbudowywanejwarstwymanaczaszagęszczania[Bossemayer, 1966]

Temperatura Mischguttemperatur mma=135°C135°C

Mischguttemperatur Temperatura mma = 160°C

3

2

1

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Czas zagęszczania mma w minutach przy temperaturze powietrza: 0°C)

Ta zależność wskazywała na zalety wbudowywania grubych warstw !

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP

9


Temperatura w 5 i 15 cm warstwie mma w zależności od czasu (Vwiatru=0m/s)

[wg B. Stefańczyk i P. Mieczkowski: „Mieszanki mineralno-asfaltowe – Wykonawstwo i badania”

Warszawa, 2008]

(WKŁ,

Ts – temperatura w środku warstwy

Tk – temperatura na krawędzi warstwy

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 10


Temperatura w 10 cm warstwie mma w zależności czasu i wiatru (Vwiatru=16 lub 24 m/s)

[wg B. Stefańczyk i P. Mieczkowski: „Mieszanki mineralno-asfaltowe – Wykonawstwo i badania”

Warszawa, 2008]

(WKŁ,

Ts – temperatura w środku warstwy

Tk – temperatura na krawędzi warstwy

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 11


Z przedstawionych wyników badań wynika, że wbudowywanie

grubszych warstw zmniejsza straty ciepła spowodowane

niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, takimi jak:

niska temperatura powietrza,

wiatr,

które najczęściej występują w okresach wczesnowiosennych

orazpóźnojesiennych i wczesnozimowych.

Spowolnienie procesu schładzania rozłożonej warstwy ma, dodatkowo

wstępnie zagęszczonej belką rozkładarki(do ok. 95 %, wg

Marshalla), umożliwia zagęszczenie jej do wymaganegopoziomu, a w

konsekwencji uzyskania trwałej nawierzchni.

Rozłożenie dwóch warstw nawierzchni w jednym cyklu

roboczym – idea warstwy kompaktowej – zapewnia więc sukces.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 12


Teoria i badania wskazywały, że idea asfaltowej

warstwy kompaktowej jest bardzo dobrze udokumentowana,

ale dopiero firmy: HERMANKIRCHNER GmbH wspólnie z firmą

DYNAPAC opracowały rozwiązania techniczne i

technologiczne do praktycznego wykonywania

asfaltowych warstw kompaktowych.

Najważniejszymrozwiązaniem jest konstrukcja modułowej

rozkładarki mieszanek mineralno-asfaltowych,

umożliwiająca jednoczesne wbudowywanie dwóch

warstw z mma w jednym cyklu roboczym.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 13


Uczestnicy pokazu w dniu 29 września

2005 r. wbudowywania na 18,1 km odcinku

autostrady A2, od węzła Emilia do węzła

Styków II asfaltowej warstwy

kompaktowej,mogli zapoznać się z zastosowanym

zestawemdo realizacji tego zadania:

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 14


Zastosowany zestaw sprzętu na A-2:

‣ Wytwórnie ma : Beninighofen TBA 240 i

Amann 160

‣ Rozkładarka ma: Kompaktowa rozkładarka

modułowa Dynapac F 300 CS z modułemAM 300

‣ Samojezdny podajnik ma : MF 300

‣ Walce drogowe: 2 x DYNAPAC 3,75 t; (2÷3 X przejazd statyczny)

3 x BOMAG 10 t; (1÷2 X przejazd. stat. + 2-3 z wibr.)

1 x DYNAPAC 13t; (2÷3 X przejazd statyczny)

1 x BOMAG 12,5 t z nożami (2÷3 x przejazd statyczny)

‣Belkowa rozsypywarka kruszywa : BOMAG

‣ Samochody samowyładowcze : MAN25 t.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP

15


Podstawowy sprzęt:

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP

16


Podstawowy sprzęt:

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP

17


„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 18


„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 19


„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 20


Zestaw sprzętu zastosowany na A-2, w 2005 r.,

przez firmę HERMANN KIRCHNER był

dostosowany do robót autostradowych.

Obecnie firma DYNAPAC oferuje modułową

rozkładarkę CM2500 do wykonywania

asfaltowych warstw kompaktowych na drogach

dwupasowych, dwukierunkowych.

Charakterystyka podstawowych parametrów

rozkładarki CM2500:

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 21


Compactasphalt ® 2500

Rozkładarka modułowa

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 22


Compactasphalt ® 2500

Rozkładarka modułowa model DF145CSCompactasphalt ® 2500

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 23


RozkładarkamodelDF145CSCompactasphalt ® 2500

Danecharakterystyczne

Masa całkowita rozkładarki

19 000 kg

Pojemnośćkosza zasypowego rozkładarki

15ton

Prędkośćrobocza/transportowa rozkładarki

0-13 m/min / 0-3,5km/h

Masa belki rozkładarki VB605TVPlus-E

3900 kg

System ogrzewania belki

elektryczny

Profil daszkowy -2% do 4%

Szerokośćpodstawowa/maksymalna

2,5m /7,5m

Długośćelementów do wydłużenia belki

750 mm

Szerokośćrobocza z belką: SB1250TV 13,5m

Grubośćwbudowywanej warstwy mma

0-35cm

Teoretyczna wydajnośćwbudowywania mma 900 t/h

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 24


Compactasphalt ® 2500

Rozkładarka modułowa

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 25


Compactasphalt CharakterystycznewłaściwościmodułuCM2500

® 2500

Rozkładarka Moc silnika Deutz TCD2013 modułowa L04

Masa łącznie z belką rozkładarki

Pojemnośćzasobnika mma do warstwy: wiążącej / ścieralnej

Szerokośćukładania warstwy do

Teoretyczna grubośćwbudowywanej warstwy

Masa belki rozkładarki typu: VB5100TV-E

System podgrzewania belki

118 KW (2100 obr./min)

22 000 kg

31 t/ 17 t

7,50 m

0-30 cm

3400 kg

elektryczny

Profil daszkowy -2% do 4%

Szerokośćpodstawowa/maksymalna

2,5m – 8,80*)m

Wydajnośćwbudowywania

160 t/h

*) maksymalna szerokośćrobocza z modułem CM2500 *7,50 m

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 26


Jednoczesne wbudowywanie warstwy wiążącej i

ścieralnej pozwala na uniknięcie jakiegokolwiek schłodzenia

górnej powierzchni warstwy wiążącej przed ułożeniem warstwy

ścieralnej, aprzez to wytworzenie doskonałych warunków do:

‣ lepszego zagęszczenia warstwy wiążącej, bo wbudowywana w tą

warstwę mieszanka mineralno-asfaltowa charakteryzuje się przez

dłuższy okres czasu wyższątemperaturą, gdyż jej górnapowierzchnia

jest chroniona przed schładzaniem się warstwą ścieralną z

gorącejmieszankimineralno-asfaltowej,

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 27


‣ doskonałego związania

gorącej mieszanki mineralno-asfaltowej warstwy

wiążącej z gorącą mieszanką mineralno-asfaltową

warstwy ścieralnej, które są zagęszczane

jednocześnie w jednymcyklu roboczym,

‣ bardzo dobrego zagęszczenia cienkiej

warstwy ścieralnej, która jest podgrzewana od

dołu przez gorącą, bardzo wolno schładzającą się,

grubą warstwę wiążącą.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 28


Przy tradycyjnymwykonywaniu warstw

oddzielnie, każda rozłożona

warstwa mieszanki mineralno-asfaltowej jest

schładzana od dołu przez podłoże (np.

warstwę podbudowy) a od góry przez powietrze i

wiatr.

Schładzanie to jest tymwiększe imniższa jest

temperatura podłoża i powietrza oraz imwyższa

jest prędkość wiatru. Z wcześniejszych badań

terenowych oraz teoretycznych obliczeń wynika,

że schładzanie zależy również od grubości

rozłożonej warstwy – imgrubsza warstwa, tym tempo

schładzania jest mniejsze.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 29


Najistotniejszymi zaletami technologii

jednoczesnego wbudowywania dwóch warstw z

gorących mieszanek mineralno-asfaltowych o różnym

składzie, np. warstwy wiążącej z betonu asfaltowego

i warstwy ścieralnej z mieszanki mastyksowogrysowej

SMA;

jak to było w 2005 r. na odcinku: Emilia – Stryków,

na A-4,

są:

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 30


możliwość redukcji grubości warstwy

ścieralnej z 4-5 cm do 1,5 – 2,5 cm, ( bo warstwa

ścieralnaprzy bardzo intensywnymruchu, np. autostradowym,

ulega starciu nie więcej niż 1 m/rok i grubości warstw

ścieralnych 4-5 cm stosuje się tylko ze względów

technologicznych)

zmniejszenie skłonności do odkształceń

szczególnie warstwy ścieralnej, bo jest cienka

i doskonale związana z warstwąwiążącą

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 31


oszczędność wysokojakościowychmateriałów

w tej warstwie ścieralnej , ze względu

namniejsząjej grubość,

wyższa pojemność cieplna pakietu warstw i

wynikający z tego dłuższy czas

zagęszczania, bo brak strat ciepła na granicy

dwóch warstw: warstwy wiążącej i ścieralnej,

zmniejszona wrażliwość na warunki

atmosferyczne, ze względu na wysokąpojemność

cieplnągrubegopakietu warstw,

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 32


najlepsze

z możliwych połączenie międzywarstwowe, przez

doskonałe zazębienie się i sklejenie, między

warstwąścieralnąi wiążącą.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 33


Reasumując, do najważniejszych zalet warstw

kompaktowych, szczególnie istotnych przy realizacji

robót nawierzchniowych na drogach, jest:

wysoka jakość i trwałość takich warstw oraz

wysokie tempo realizacji robót, i

możliwość wykonywania tych robót w

niesprzyjających, dla standardowych technologii,

warunkach atmosferycznych np. późnojesiennych i

wczesnozimowych.

„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP

34


„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad Jabłoński -AIP 35

More magazines by this user
Similar magazines