Styczeń 2007 - Polska Izba Inżynierów Budownictwa

TECHNOLOGIEfaltowych: dozowanie miału gumowego do asfaltu (metodawet) oraz dozowanie granulatu gumowego do kruszywa(tzw. metoda dry). Według pierwszego sposobu otrzymujesię zmodyfikowane lepiszcze gumowo-asfaltowe, wedługdrugiego – zmodyfikowaną mieszankę mineralno-gumowo-asfaltową.Lepiszcza gumowo-asfaltowe charakteryzują się wielomadodatnimi cechami w porównaniu z lepiszczamistandardowymi. Dodatek miału gumowego do asfaltu powodujeobniżenie temperatury mięknienia oraz korzystnerozszerzenie temperaturo wego zakresu plastycznoścido ponad 60°C i wzrost lepkości dynamicznej. Modyfikowanelepiszcze charakteryzuje się również poprawionymindeksem penetracji, co wskazuje na zmniejszeniejego wrażliwości temperaturowej. Polepszają się równieżwłaściwości sprężyste lepiszcza gumowo-asfaltowegow porównaniu z asfaltem wyjściowym. W lepiszczachgumo wo-asfaltowych obserwuje się wzrost nawrotu sprężystegowraz ze wzrostem czasu wygrze wania.W metodzie „dry” część kruszywa mineralnego w mieszancemineralno-asfaltowej za stępuje się granulatem gumowym.Projektuje się skład mieszanki mineralnej o nieciągłymuziarnieniu.Wyniki badań mieszanek MMA modyfikowanych miałemgumowym (metoda „dry process”) przeprowadzonem.in. w USA wykazały, że MMA modyfiko wane drobnoziarnistymgranulatem gumowym charakteryzują sięwyższym modułem spręży stości i niższą trwałością zmęczeniowąw porównaniu z mieszankami tradycyjnymi orazzwiększoną odpornością na odkształcenia trwałe.Modyfikacja asfaltu dodatkiem soliorganometalicznej (Chemcrete)Sól organometaliczna jest substancją chemiczną, któradodana do asfaltu w ilości 2% reaguje z nim, powodując jegousztywnienie w wyniku polimeryzacji. Na rynku sól ta występujepod nazwą handlową Chemcrete.Reakcja asfaltu z Chemcrete rozwija się w czasie, jestnajbardziej gwałtowna w podczas trwania procesów technologicznychzwiązanych z wytworzeniem i ułożeniemmieszanki mineralno-asfaltowej w nawierzchni drogowej.Proces utleniania może trwać w nawierzchni jeszcze kilkalat, a jego szybkość zależy od temperatury i dostępu tlenuz powietrza. Dlatego też Chemcrete jest stosowana główniedo warstw wiążących i podbudowy.W Polsce podjęto działania w celu modyfikacji warstwkonstrukcyjnych przez zastosowanie do mieszanek mineralno-asfaltowychlepiszcza z dodatkiem Chemcrete. Zrealizowanoobszerny program badawczy, który objął swymzasięgiem lepiszcza modyfikowane (między innymi badaniapod obciążeniem dynamicznym) oraz mieszanki mineralno-asfaltowez tym lepiszczem (między innymi badaniakoleinowania i trwałości zmęczeniowej). Zostały wykonaneodcinki dróg z nawierzchnią, w której skład wchodziłamieszanka mineralno-asfaltowa z dodatkiem Chemcretew warstwie wiążącej i podbudowie. Badania polowe na odcinkachdoświadczalnych oraz badania laboratoryjne wykazały,że dodatek soli organometalicznej do asfaltu korzystniewpływa na właściwości lepkosprężyste mieszanki mineralno-asfaltowej,poprawia się jej odporność na odkształceniaSTYCZEŃ 2007INŻYNIER BUDOWNICTWAtrwałe, nie pogarsza się trwałość zmęczeniowa, warstwakonstrukcyjna charakteryzuje się polepszoną sztywnością,a konstrukcja nawierzchni jako całość wykazuje zwiększonątrwałość w wydłużonym okresie eksploatacji [5].Mieszanki mineralno-asfaltowe w technologiina ciepłoWedług technologii na ciepło istnieje możliwośćprzeprowadzenia procesów otoczenia mieszanki mineralnejasfaltem, transportu i układania mieszanki w nawierzchnidrogowej w znacznie niższych temperaturachw porównaniu do temperatur stosowanych w technologiina gorąco. Jest to możliwe dzięki temu, że technologiana ciepło pozwala obniżyć lepkość lepiszcza. Produkcjamieszanki mineralno-asfaltowej może odbywać sięw temperaturze niższej aż o 37 °C [6].Technologia na ciepło posiada wiele zalet, a z jej stosowaniemwiążą się liczne korzyści:••••mniejsze zanieczyszczenie powietrza (niższa emisjazanieczyszczeń powstających podczas ogrzewaniai odpylania kruszywa);mniej dymu i nieprzyjemnego zapachu w miejscuprodukcji oraz w otoczeniu miejsc, gdzie dokonuje sięukładanie i zagęszczanie mieszanki mineralno-asfaltowej;łatwiejszy i bardziej efektywny sposób układaniai zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych;możliwość wydłużenia sezonu budowlanego(zmniejszenie różnicy pomiędzy temperaturą zagęszczeniamieszanki i temperaturą powietrza atmosferycznego).Znane są trzy technologie produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej.Po raz pierwszy tę technologię zastosowanow Europie, a jej rozpowszechnienie wiąże sięz koniecznością redukcji o 15% emisji dwutlenku węglaw UE do 2010 r.Pierwsza technologia (Aspha-Min) polega na obniżeniulepkości asfaltu poprzez zastosowanie syntetycznego dodatku(zeolitu) spieniającego asfalt. Zeolit jest krzemianem glinuz 18% zawartością związanej wody. Występuje w postacidrobnego proszku, który po dodaniu do mieszalnika otaczarkiwywołuje efekt spienienia asfaltu. Dozowany jestw ilości około 0,3% m/m w stosunku do mieszanki mineralno-asfaltowej.W wyniku spienienia asfaltu otoczeniemieszanki mineralnej może odbywać się w temperaturze130–145°C.Obniżenie temperatury produkcji mieszanki mineralno-asfaltowejw drugiej technologii (WAM-Foam) możnaprzeprowadzić dozując asfalt w dwóch etapach. W pierwszymetapie kruszywo jest otaczane miękkim asfaltemw temperaturze 100–120°C. Następnie twardy asfaltjest podawany w formie asfaltu spienionego. Mieszankamineralno-asfaltowa po wytworzeniu jest układana i zagęszczanaw temperaturze 80–90°C.Trzecia technologia na ciepło związana jest z wprowadzeniemdo asfaltu dodatków organicznych, które poprzezdziałanie chemiczne powodują obniżenie lepkościlepiszcza. Najbardziej znane dodatki to: syntetycznaparafina i niskomolekularny ester. Oba dodatki topią sięw temperaturze 99°C. Dodane do asfaltu w ilości 3–4%75