Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of fiber addition on fatigue life of mineral-asphalt composites for road pavement layers constructed using hot and warm mix asphalt technology

Radziszewski Piotr, Pokorski Piotr, Liphardt Adam, Sarnowski Michał, Król Jan, Kowalski Karol, Iwański Marek, Chomicz-Kowalska Anna

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2025

|

Vol. 24, no. 4

391--403

EN

Currently the warm mix asphalt production is increasingly being adopted in road construction. This technology allows for lower production and paving temperatures for asphalt pavements from 30°C to 50°C. Such a significant temperature reduction contributes to lower production costs and also reduces heat emissions into the atmosphere, which is crucial for environmental protection. One of the most important functional characteristics of road pavement layers is their fatigue life, which can be improved by adding fibers to asphalt mixtures. Aramid (AR), glass (GL), and polymer-basalt (PB) fibers are often used for dispersed reinforcement of asphalt mixtures. This paper analyzes the results of tests on hot mix asphalt mixtures containing these fibers, determining their impact on fatigue life. Polymer-basalt fibers were selected for further testing, as they have a very favorable effect on the fatigue resistance of asphalt concrete (AC) and high modulus asphalt concrete (HMAC) mixtures. The important material, technological and construction problem is to determine the effectiveness of adding fibers to asphalt mixtures in warm mix technology. The article presents the results of research on an innovative technology for the production and paving of asphalt mixtures with the simultaneous use of a selected polymer-basalt fibers, a binder fluxing agent in the form of an ecological bio-derived additive (bio-flux) and the process of foaming asphalt with water, which allows the production of a mineral-asphalt composite at a reduced temperature and with improved technical parameters. To confirm their high functional properties, this paper presents fatigue test results of samples of asphalt mixtures intended for the wearing course and the subbase course with the addition of polymer-basalt fibers, prepared in the laboratory and collected from an experimental road section. The test results showed that the use of the technology of producing and paving warm mix asphalt AC 11 for the wearing course and HMAC 22 for the subbase course, using polymer-basalt fibers, is highly beneficial in terms of ensuring high fatigue life.

PL

Obecnie w coraz większym stopniu wprowadza się w budownictwie drogowym produkcję mieszanek mineralno-asfaltowych w technologii na ciepło. Ta technologia pozwala na obniżenie temperatury produkcji i wykonania nawierzchni asfaltowych od 30°C do 50°C. Tak znaczne obniżenie temperatury przyczynia się do niższych kosztów produkcji, ale także powoduje zmniejszoną emisję ciepła do atmosfery, co jest niezwykle ważne ze względu na ochronę środowiska. Jedną z ważniejszych cech funkcjonalnych warstw nawierzchni drogowej jest jej trwałość zmęczeniowa, którą można polepszyć stosując do mieszanek mineralno-asfaltowych włókna. Do zbrojenia rozproszonego mieszanek mineralno-asfaltowych często są stosowane włókna: aramidowe (AR), szklane (GL) i polimerowo-bazaltowe (PB). W artykule poddano analizie wyniki badań mieszanek mineralno-asfaltowych z tymi włóknami wykonanych w technologii na gorąco, na podstawie których określono ich wpływ na trwałość zmęczeniową. Do dalszych badań wybrano włókna polimerowo-bazaltowe, charakteryzujące się bardzo korzystnym wpływem na odporność na zmęczenie mieszanek betonu asfaltowego (AC) i betonu asfaltowego o wysokim module sztywności (ACWMS). Ważnym problemem materiałowo-technologiczno-konstrukcyjnym jest określenie efektywności działania dodatku włókien do mieszanek mineralno-asfaltowych w technologii na ciepło. W artykule przedstawiono wyniki badań nad innowacyjną technologią produkcji i wbudowania mieszanek mineralno-asfaltowych przy jednoczesnym zastosowaniu wybranego włókna polimerowo-bazaltowego, środka upłynniającego lepiszcze w postaci proekologicznego upłynniacza pochodzenia roślinnego (bio-fluxu) oraz procesu spieniania asfaltu wodą, co pozwala wytworzyć kompozyt mineralno-asfaltowy w obniżonej temperaturze i o poprawionych parametrach technicznych. W celu potwierdzenia wysokich właściwości funkcjonalnych w pracy przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych próbek mieszanek mineralno-asfaltowych przeznaczonych do warstw: ścieralnej i podbudowy z dodatkiem włókien bazaltowych, wykonanych w laboratorium oraz pobranych z odcinka doświadczalnego. Wyniki badań wykazały, że zastosowanie technologii produkcji i wbudowania na ciepło betonu asfaltowego AC 11 do warstwy ścieralnej i ACWMS 22 do warstwy podbudowy, z zastosowaniem włókien polimerowo-bazaltowych, jest bardzo korzystne ze względu na zapewnienie wysokiej trwałości zmęczeniowej.

2

W stronę ekologii.Nowoczesne metody wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych

Koczwara Ewa

Nawierzchnie Asfaltowe

|

2025

|

Nr 2

22-23

PL

Realizowanie zasad zrównoważonego rozwoju, ze szczególnym uwzględnieniem wymagań Zielonego Ładu, stawia przed branżą drogową wiele wyzwań. Jak ten sektor radzi sobie z proekologicznymi wymaganiami?

3

Techniczne i prawne aspekty wykorzystania granulatu asfaltowego w budowie dróg w Polsce.Część 2

Zając Rafał

Nawierzchnie Asfaltowe

|

2025

|

Nr 3

20-24

PL

W poprzedniej części artykułu omówiliśmy podstawy prawne oraz wyzwania legislacyjne związane z wykorzystaniem destruktu asfaltowego w polskim drogownictwie. Teraz skupimy się na praktycznych aspektach procesu przetwarzania destruktu - od przy gotowania bazy wytwórni mieszanek mineralno-asfaltowych, przez właściwe postępowanie z materiałem, aż po jego efektywne wykorzystanie w nowych nawierzchniach drogowych.

4

Nowoczesne dodatki i modyfikatory do mieszanek mineralno-asfaltowych

oprac. red.

Nawierzchnie Asfaltowe

|

2025

|

Nr 1

16-19

PL

Mieszanki mineralno-asfaltowe to wszechstronny materiał, który znajduje zastosowanie zarówno w budownictwie drogowym, jak i ogólnym. Dzięki dostosowywaniu ich parametrów do konkretnych potrzeb można je lepiej dopasować do wymagań nowoczesnej infrastruktury.

5

Evaluation of the resistance of modified bitumen to low-temperature cracking based on the colloidal index

Budziński Bartosz, Ratajczak Maria

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2024

|

Vol. 23, no. 3

267--282

EN

One of the causes of damage to bitumen pavements in regions of the world with sub-zero temperatures is low-temperature cracking. To counter this phenomenon, asphalt mixtures (MMA) are being designed to resist the occurrence of such cracks. The choice of bitumen binder is crucial to the service life of a road pavement and its resistance to cracking. In this paper, the authors evaluated the influence of binder type on the low-temperature resistance of asphalt mixtures. Several modified bitumens, both medium and high-modified (HiMA), were used in the study. The basic parameters of the bitumens (softening point, penetration) as well as the group composition (SARA) were determined. The colloidal index was used as a criterion for the correct choice of binder. Low-temperature cracking resistance tests were also carried out on asphalt mixtures. The study was conducted using the TSRST method. The results showed that the use of modified bitumen improves the performance of MMA at low temperatures. It was also noted that the assessment of low-temperature cracking resistance using the colloidal index is not effective for modified bitumens; a different test methodology needs to be developed for their assessment.

PL

Jedną z przyczyn uszkodzeń nawierzchni asfaltowych w regionach świata, gdzie występują ujemne temperatury, są spękania niskotemperaturowe. Aby przeciwdziałać temu zjawisku, projektowane są mieszanki mineralno-asfaltowe (MMA), które mają być odporne na występowanie takich pęknięć. Dobór lepiszcza asfaltowego ma kluczowe znaczenie dla żywotności nawierzchni drogowej i jej odporności na powstawanie spękań. Autorzy w artykule dokonali oceny wpływu rodzaju lepiszcza na odporność niskotemperaturową mieszanek mineralno-asfaltowych. W badaniu wykorzystano kilka asfaltów modyfikowanych, zarówno średnio-, jak i wysokomodyfikowanych (HiMA). Określono podstawowe parametry asfaltów (temperatura mięknienia, penetracja) oraz oznaczono skład grupowy (SARA). Jako kryterium prawidłowego doboru lepiszcza zastosowano wskaźnik koloidalny. Przeprowadzono również testy odporności na pękanie w niskiej temperaturze na mieszankach mineralno-asfaltowych. Badanie przeprowadzono za pomocą metody TSRST. Wyniki pokazały, że zastosowanie asfaltu modyfikowanego poprawia parametry MMA w niskich temperaturach. Zauważono również, że ocena odporności na pękanie w niskiej temperaturze za pomocą wskaźnika koloidalnego nie jest skuteczna w przypadku asfaltów modyfikowanych; do ich oceny konieczne jest opracowanie innej metodyki badawczej.

6

Non-contact method for measuring deformation in testing selected materials used in road construction

Górszczyk Jarosław, Malicki Konrad

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

423--432

EN

High requirements for materials used in road construction make it necessary to use modern methods for assessing the mechanical parameters of these materials. One such method is the Digital Image Correlation (DIC) method. The paper presents the possibilities of using the non-contact DIC method to measure deformation in testing selected mechanical properties of asphalt mixture samples and a composite made of a polymer matrix reinforced with a glass fiber grid (fiber reinforced polymer – FRP). The paper shows deformation analysis of all the observed surfaces of the tested samples. It was found that in terms of static tensile strength, the performance of the FRP tape is similar to the behavior of geogrids used to strengthen road pavement structures. The discussed results of own research and research described in the literature confirmed the usefulness of the DIC method in testing materials used in civil engineering.

PL

Wysokie wymagania stawiane materiałom stosowanym w budownictwie drogowym powodują konieczność stosowania nowoczesnych metod oceny ich parametrów mechanicznych. Jedną z takich metod jest metoda cyfrowej korelacji obrazu (Digital Image Correlation – DIC). W artykule zaprezentowano możliwości wykorzystania bezkontaktowej metody DIC do pomiaru deformacji w badaniach wybranych cech mechanicznych próbek mieszanki mineralno-asfaltowej oraz kompozytu wykonanego z matrycy polimerowej zbrojonej siatką z włókien szklanych – (fiber reinforced polimer – FRP). W pracy pokazano analizy deformacji całych obserwowanych powierzchni badanych próbek. Stwierdzono też, że pod względem wytrzymałości statycznej na rozciąganie praca taśmy FRP jest podobna do zachowania geosiatek stosowanych do wzmacniania konstrukcji nawierzchni drogowych. Omówione wyniki badań własnych oraz badań opisanych w literaturze potwierdziły przydatność metody DIC w badaniach materiałów stosowanych w inżynierii lądowej.

7

Wpływ zastosowania imidazoliny w mieszankach mineralno-asfaltowych z granulatem asfaltowym

Majer Stanisław, Mieczkowski Paweł

Drogownictwo

|

2023

|

nr 2-3

21--28

PL

Obecnie z uwagi na wymagania ochrony środowiska dąży się do jak największego ponownego wykorzystania materiałów w budownictwie. Sektorem, w którym wykorzystuje się najwięcej materiałów, jest budowa dróg. W Polsce rocznie produkuje się ponad 20 mln ton mieszanki mineralno-asfaltowej. Ponowne wykorzystanie materiału pochodzącego z rozbiórki nawierzchni – destruktu lub po jego przetworzeniu – granulatu jest działaniem możliwym i coraz częściej stosowanym. Asfalt w mieszance mineralno-asfaltowej, w zależności od rodzaju warstwy i typu mieszanki, stanowi od 4 do 6% całości. Jednak to jego właściwości decydują w największym stopniu o parametrach całej mieszanki. Możliwości użycia większych ilości granulatu asfaltowego do produkcji nowych mieszanek wymaga zastosowania dodatków regenerujących lepiszcze, redukujących efekty starzenia się lepiszcza. Preparatami, które mogą pełnić tego rodzaju funkcję są imidazoliny. Przeprowadzone badania granulatu asfaltowego z udziałem imidazoliny smalcowej świadczą, że substancja ta wpływa na zmiany właściwości zestarzonych lepiszczy asfaltowych, co pozwala z powodzeniem stosować ją w technologii drogowej.

EN

Asphalt Mixtures containing larger amounts of RAP should be improved by adding rejuvenator additives. The tests performed on the RAP mixtures containing lard imidazoline confirm the suitability of this agent for paving applications. Lard imidazoline was found to improve the resilient modulus, fatigue performance and resistance to the action of water and freezing temperatures. The parameters obtained at the optimum content of additive complied with the criteria defined for virgin asphalt concrete and other mixtures of that kind.

8

Use of plastic waste in materials for road pavement construction and improved subgrade

Krawczyk Bartłomiej, Mackiewicz Piotr, Dobrucki Dariusz

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2022

|

Vol. 21, no. 3

203--216

EN

The article presents research on the possible use of recycled synthetic materials (plastics) in production of new asphalt mixtures and cement-bound materials intended as road pavement layers or improved subgrade. From technical and economic perspective, plastic waste constitutes an alternative source of materials that may, after adequate processing, replace classic materials used in road construction. The first stage of the research encompassed tests of bitumen containing dissolved plastic and tests of plastic aggregate, including comparison of the obtained results with current requirements for materials used in asphalt layers. Tests were also performed on an asphalt mixture in which mineral aggregate had been replaced with recycled plastic aggregate. The second stage of the research encompassed strength tests and frost resistance tests of cement-bound materials containing an addition of plastic waste. Possibilities and limitations of use of such materials were analyzed. The obtained results indicated that it is possible to use plastic waste in materials intended for road pavement layers and improved subgrade. Considerable economic and environmental benefits were noted.

PL

Tematem artykułu są badania nad możliwością wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu tworzyw sztucznych (potocznie zwanych plastikami) do wytworzenia nowych mieszanek mineralno-asfaltowych oraz mieszanek związanych cementem, przeznaczonych do warstw konstrukcji nawierzchni drogowej oraz podłoża ulepszonego. Z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia odpady plastikowe stanowią alternatywne źródło materiałów mogących, po odpowiednim przetworzeniu, zastąpić klasyczne materiały wykorzystywane w budownictwie drogowym. W pierwszym etapie przeprowadzone zostały badania asfaltów z rozpuszczonym plastikiem oraz badania granulatu plastikowego, w odniesieniu do obowiązujących wymagań sta- wianych materiałom do wykorzystania w warstwach asfaltowych. Przeprowadzono również podstawowe badania mieszanki mineralno-asfaltowej, w której kruszywo kamienne zastąpiono granulatem plastikowym z recyklingu. W drugim etapie przeprowadzono badania wytrzymałości i mrozoodporności mieszanek związanych cementem z dodatkiem odpadów plastikowych. Przeanalizowano możliwości i ograniczenia w stosowaniu tego typu materiałów. Na podstawie wyników badań udowodniono możliwość wykorzystania odpadów plastikowych w materiałach stosowanych w warstwach konstrukcji nawierzchni drogowych oraz podłożu ulepszonym. Wykazano przy tym istotne korzyści ekonomiczne i środowiskowe.

9

Testing of asphalt mixtures containing an addition of reclaimed asphalt shingles

Zieliński Piotr

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2022

|

Vol. 21, no. 4

277--292

EN

The article presents test results of chosen properties of asphalt concrete mixtures with addition of asphalt shingle offcuts (reclaimed asphalt shingles, RAS). The presented research supplements previous works on the subject. Asphalt concrete AC 16 W 50/70 was adopted as the reference mixture. Results obtained for laboratory-produced mixture containing 4% RAS and plant-produced mixture containing 1% RAS were compared with the results of the reference mixture. Statistical analysis of void content in asphalt mixtures did not indicate significant differences; therefore, performance properties of mixtures may be compared without concern about the influence of physical properties. The research confirmed a significant increase in mixture stiffness with an increase in RAS content, especially at medium (15°C) and high (30°C) service temperatures. Compared to the reference mixture, mixtures incorporating RAS displayed an increase in indirect tensile strength as well. Lower temperature sensitivity of mixtures with RAS was also observed, both in terms of stiffness modulus and indirect tensile strength. Fatigue tests confirmed the positive effect of RAS on the obtained value of strain corresponding to fatigue life of 1 million load cycles.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości betonu asfaltowego z dodatkiem ścinków bitumicznych gontów papowych (RAS), będące uzupełnieniem wcześniejszych prac. Jako mieszankę referencyjną przyjęto AC 16 W 50/70, do której odniesiono wyniki uzyskane dla mieszanki laboratoryjnej z dodatkiem 4% RAS oraz mieszanki z dodatkiem 1% RAS (wyprodukowanej w wytwórni). Analiza statystyczna w zakresie zawartości wolnych przestrzeni w mieszankach mineralno-asfaltowych nie wykazała istotnych różnic, co pozwala porównać cechy eksploatacyjne mieszanek bez obciążenia wpływem cech fizycznych. Badania potwierdziły istotny wzrost sztywności mieszanek wraz ze zwiększeniem dodatku RAS, zwłaszcza w średnich (15°C) wyższych (30°C) temperaturach użytkowych. Mieszanki z dodatkiem RAS wykazały wzrost w stosunku do mieszanki referencyjnej także w zakresie wytrzymałości na rozciąganie pośrednie. Jednocześnie stwierdzono mniejszą wrażliwość termiczną mieszanek z RAS, zarówno w aspekcie modułu sztywności jak i wytrzymałości na rozciąganie pośrednie. Badania zmęczeniowe potwierdziły pozytywny efekt dodatku gontów papowych do mieszanki na uzyskaną wartość odkształcenia odpowiadającego trwałości 1 miliona cykli obciążeń.

10

Comparison of fracture parameters obtained from modified semi-circular bending (SCB) test

Vacková Pavla, Valentin Jan

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2021

|

Vol. 20, no. 2

173--187

EN

For several years the crack propagation test data of asphalt mixtures according to CSN EN 12697-44 have been collected and evaluated at the Czech Technical University in Prague. Over time, the standardised test procedure has been adapted to better suit the conditions and practice typical of the Czech Republic – in terms of test specimen compaction, availability of cutting discs of suitable thickness, diameter of test specimens, loading speed etc. Modifications encompassed some of the test conditions as well as the procedures of data logging and subsequent evaluation of raw data. It has also been gradually established that the strict focus on fracture toughness, assumed by the European standard to be used as the only suitable qualitative parameter, is probably incorrect, or at least ineffective. The characteristics of fracture energy have been introduced and further studied.

PL

Przez kilka lat na Politechnice Czeskiej w Pradze gromadzono i poddawano ocenie dane z badań propagacji spękań mieszanek mineralno-asfaltowych prowadzonych zgodnie z normą CSN EN 12697-44. Z czasem dokonano adaptacji standardowej procedury badawczej do warunków technicznych, specyficznych dla Republiki Czeskiej – z uwzględnieniem sposobu zagęszczenia próbek, dostępności tarcz tnących odpowiedniej grubości, średnicy próbek, prędkości obciążenia itp. Zmodyfikowano także niektóre spośród warunków wykonywania badania, jak również procedury zapisu i późniejszej oceny danych pierwotnych. Stopniowo ustalono, że charakterystyczne dla normy europejskiej skupienie się wyłącznie na zagadnieniu odporności na pękanie jako jedynym parametrze umożliwiającym ocenę jakościową jest najprawdopodobniej niewłaściwe, a co najmniej nieskuteczne. Wprowadzono i poddano dalszej analizie parametry związane z energią pękania.

11

Rozwiązania materiałowo-technologiczne i klasyfikacja nawierzchni asfaltowych redukujących hałas drogowy

Kowalski Karol J., Bohatkiewicz Janusz, Król Jan, Sarnowski Michał

Drogownictwo

|

2021

|

nr 4

95--100

PL

Wzrastające wymagania ochrony środowiska, w tym klimatu akustycznego, powodują zainteresowanie nawierzchniami drogowymi redukującymi hałas generowany na styku opony z nawierzchnią. Jednocześnie, zgodnie z zasadami zrównoważonego budownictwa, dąży się do poprawy trwałości nawierzchni, którą w przypadku nawierzchni redukujących hałas, można podzielić na trwałość techniczną i trwałość akustyczną. Istnieje również konieczność odpowiedniej klasyfikacji nawierzchni redukujących hałas drogowy i ujęcia ich w formie katalogowej. W projekcie badawczym RID „Rozwój Innowacji Drogowych” opracowano katalog klasyfikacyjny nawierzchni drogowych w odniesieniu do hałasu drogowego, który rozróżnia dwa rodzaje asfaltowych nawierzchni redukujących hałas: nawierzchnie o obniżonej hałaśliwości (BBTM) oraz nawierzchnie ciche (PA).

EN

Increasing requirements associated with environment protection, including acoustic, results in higher interests in noise-reducing pavements. According to the sustainability policy in Civil Engineering, improved durability of roads is also desired; in case of noise reducing pavements that can be subdivided to technical and acoustic durability. In order to provide such durability, material and maintenance specifications dedicated to noise-reducing pavements are desired. Proper classification of noise-reducing pavements is also required. During the scope of the research project RID “Development of Roads Innovations” classification catalogue for asphalt pavements in terms of noise was proposed: noise reduced pavement (BBTM) and quiet pavement (PA).

12

Projektowanie mieszanek mineralno-asfaltowych redukujących hałas drogowy

Sarnowski Michał, Kowalski Karol J., Król Jan

Drogownictwo

|

2021

|

nr 2

41--48

PL

W warunkach klimatu środkowo-europejskiego warstwa wykonana z mieszanki BBTM wg tradycyjnych rozwiązań może nie być wystarczająco odporna na działanie czynników atmosferycznych. Zmodyfikowane, nowoczesne mieszanki mineralno-asfaltowe BBTM, odporne na klimat Europy środkowo-wschodniej powinny charakteryzować się strukturą półotwartą (bliższą strukturze zamkniętej), odporną na działanie wody i mrozu, spójną, ale jednocześnie o lepszych cechach akustycznych niż w przypadku nawierzchni z mieszanek standardowych. W artykule omówiono rozwiązania materiałowo-technologiczne mieszanek BBTM i PA ze szczególnym uwzględnieniem mieszanki BBTM 8 opracowanej wg nowej koncepcji Politechniki Warszawskiej, która charakteryzuje się bardziej zamkniętą strukturą w porównaniu do mieszanki BBTM wg WT-2. Korzystne właściwości techniczne nowej mieszanki BBTM zostały potwierdzone badaniami na odcinku testowym.

EN

In Polish climate conditions asphalt layer constructed with BBTM according to traditional practices may not be sufficiently resistant for the weather action. Modified, new asphalt mixtures BBTM, resistant for the middle-east European climate should have semi-open structure (closer to tight structure, though) durable for the water and freeze-thaw action and also should demonstrate improved acoustical properties as compared to the standard mixtures. Material selection and mixture design for noise-reducing pavements (BBTM and PA) are discussed in this paper. A newly developed BBTM 8 according to WUT idea has a closer internal structure as compared to BBTM according to WT-2. Beneficial properties of this new BBTM 8 mixture were confirmed based on the road tests.

13

Nowe rozporządzenie w sprawie utraty statusu odpadów destruktu asfaltowego

Król Jan

Drogownictwo

|

2021

|

nr 11-12

328--334

PL

W artykule przedstawiono nowe rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska w sprawie określenia szczegółowych kryteriów stosowania warunków utraty statusu odpadów dla odpadów destruktu asfaltowego. Rozporządzenie określa warunki, po spełnieniu których destrukt asfaltowy, tj. materiał z recyklingu nawierzchni asfaltowych, przestaje być traktowany jako odpad. Nowe regulacje pozwolą zmniejszyć obciążenia regulacji prawnych zarówno dla przedsiębiorców, jak i administracji drogowej. W wyniku wdrożenia do stosowania nowych przepisów prawnych, uproszczeniu ulegają procedury związane z uzyskiwaniem zezwoleń administracyjnych w stosunku do destruktu asfaltowego wytwarzanego i ponownie wykorzystywanego na kontraktach drogowych.

EN

The article presents new regulations of the Minister of Climate and Environment of the Republic of Poland on the definition of detailed criteria for the application of end-of-waste conditions for asphalt recycle waste. The regulation specifies the conditions under which reclaimed asphalt, i.e. material from recycled asphalt pavements, ceases to be treated as waste. The new regulations will reduce the burden of legal regulations both for road companies and road administration. As a result of the implementation of new legal regulations into application, the procedures related to obtaining administrative permits in relation to reclaimed asphalt produced and reused in road contracts are simplified.

14

Estetyczne nawierzchnie drogowe – kolejny krok w rozwoju budownictwa komunikacyjnego

Sorociak Wojciech

Magazyn Autostrady

|

2020

|

Nr 5

29--32

PL

W dzisiejszych czasach od dróg wymaga się znacznie więcej niż trwałości i bezpieczeństwa. Teraz równie ważne są m.in. dodatkowe funkcje czy estetyka nawierzchni. Autor podaje kilka przykładów spośród wielu innowacyjnych technologii mających wprowadzić budownictwo drogowe w kolejny rozdział.

15

Asphalt mixtures with binders fluidized by addition of vegetable origin oil for applications as flexible anti-crack layers

Plewa Andrzej

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 3

181--192

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań i analiz właściwości technicznych mieszanek mineralno-asfaltowych z zastosowaniem lepiszczy modyfikowanych kopolimerem SBS z dodatkiem upłynniaczy pochodzenia roślinnego. Analizowane mieszanki mineralno-asfaltowe poddano badaniom odporności na działanie wody ITSR, modułów sztywności IT-CY i 4PB-PR oraz odporności na zmęczenie poprzez wykorzystanie testu 4PB-PR. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że mieszanki mineralno-asfaltowe zawierające elastomeroasfalty z dodatkiem upłynniaczy pochodzenia roślinnego mają znacznie większą trwałość zmęczeniową i odporność na działanie wody w stosunku do mieszanek mineralno-asfaltowych wyprodukowanych z zastosowaniem lepiszczy produkowanych przemysłowo. Tego typu rozwiązania materiałowe mogą być z powodzeniem wykorzystane do zastosowania jako warstwy przeciwspękaniowe, zapobiegające propagacji spękań odbitych lub zmęczeniowych w przypadku górnych warstw nawierzchni drogowej lub ich wzmocnień. Ponadto dodatek upłynniacza pochodzenia roślinnego pozwala na obniżenie temperatury zarówno podczas produkcji jak i w czasie wbudowania mieszanek mineralno-asfaltowych w konstrukcję nawierzchni drogowych, co daje to także wymierne korzyści ekonomiczne.

EN

The paper presents the results of research and analyses of the technical characteristics of asphalt mixtures with bituminous binders modified using SBS copolymers with the addition of bio-fluxing agents. The analysed asphalt mixtures have been subjected to water resistance ITSR tests, stiffness modulus IT-CY, and 4PB-PR tests as well as fatigue life test through 4PB-PR test. Basing on the obtained results of tests it has been stated that asphalt mixtures using elastomeric binder with the addition of bio-fluxing agents are characterized by a much greater fatigue life and water resistance in comparison to asphalt mixtures using industrially manufactured binders. Such material solutions can be effectively used as anti-crack layers preventing the propagation of reflective or fatigue cracking to the top layers of road surfaces or their strengthening. Another significant aspect of the conducted research and analyses is the fact that the addition of bio-fluxing agents allows to lower temperatures not only during production of asphalt mixtures but also during incorporation them into road surfaces, what on the other hand is very profitable.

16

Przegląd nanododatków stosowanych w warstwach asfaltowych nawierzchni drogowych

Jaczewski Mariusz

Drogownictwo

|

2019

|

nr 1

7--13

PL

Jednym z kierunków rozwoju technologii materiałowych jest nanotechnologia rozumiana jako dziedzina zajmująca się zastosowaniem nanododatków do wytwarzania nowych materiałów oraz ich wpływem na parametry modyfikowanych materiałów. W ostatnich latach nanotechnologia wkracza do technologii modyfikacji asfaltów stosowanych do wykonania nawierzchni drogowych. W artykule przedstawiono stosowane obecnie w budownictwie drogowym nanododatki oraz ich właściwości.

EN

One of the direction in the development of the material technology is nanotechnology, understood as using nanoadditives to create new materials and the impact of the additives on the properties of modified materials. In recent years nanotechnology is increasingly used in the modification of the bitumen used in the asphalt pavements. The article presents presently used nanoadditives and their properties.

17

Procesy regeneracji mieszanek mineralno-asfaltowych

Mączka E.

Przegląd Komunikacyjny

|

2018

|

R. 73, nr 11

60--65

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie związane z zjawiskiem regeneracji zachodzącym w mieszankach mineralno-asfaltowych. We wstępie pracy omówiono problem obniżania się wytrzymałości oraz trwałości zmęczeniowej mieszanek mineralno-asfaltowych wyrażony przez zmianę modułu sztywność. Zwrócono uwagę na złożoność tego zjawiska, które związane jest ze zmianami mikrostrukturalnymi. W przeglądzie stanu wiedzy omówiono zjawisko zwane „healingiem" odnoszące się bezpośrednio do regeneracji mieszanek mineralno-asfaltowych. W dalszej części na podstawie badań zmęczeniowych belki czteropunktowo zginanej w trybie kontrolowanego odkształcenia przeprowadzono analizę tego zjawiska. Uwzględniono okresy odpoczynku pomiędzy obciążeniem oraz podgrzanie próbek regenerujące badaną mieszankę. Na podstawie analizy wyników nadań stwierdzono, że proces podgrzania jest bardziej efektywnym czynnikiem prowadzącym do większego zysku regeneracyjnego nie tylko sztywności próbki, ale również jej żywotności wyrażonej w cyklach w porównaniu do okresu odpoczynku. Pod koniec pracy pokazano zmiany histerezy pozwalające analizować zmiany energetyczne oraz istotę procesów regeneracyjnych w kontekście wydłużania żywotności mieszanek stosowanych w warstwach konstrukcji nawierzchni.

EN

The article presents an issue related to the phenomenon of regeneration occurring in mineral-asphalt mixtures.The introduction of the work discusses the problem of decreasing strength and fatigue life of asphalt mixtures expressed by changing the stiffness modulus. Attention is paid to the complexity of this phenomenon, which is associated with microstructural changes. The review of the state of knowledge discusses a phenomenon called "healing" referring directly to the regeneration of mineral-asphalt mixtures. Later on, based on fatigue tests of the four-point bending beam in the controlled deformation mode, this phenomenon was analyzed. Rest periods between load and heating of samples regenerating the tested mixture are taken into account. Based on the analysis of the test results, it was found that the heating process is a more effective factor leading to a greater regeneration gain not only the stiffness of the sample, but also its lifespan expressed in cycles compared to the rest period. At the end of the work, hysteresis changes were shown to analyze energy changes and the essence of regenerative processes in the context of extending the life of mineral asphalt mixes used in the pavement construction layers.

18

Badania lepiszczy asfaltowych w reometrze dynamicznego ścinania - relacje konstytutywne lepkosprężystości, hipersprężystości i lepkohipersprężystości

Gajewski M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Budownictwo

|

2018

|

z. 160

3--236

PL

Praca dotyczy modelowania konstytutywnego izotropowych materiałów Iepkosprężystych zarówno w zakresie małych, jak i dużych deformacji. Omówienie zagadnień związanych z modelowaniem konstytutywnym materiałów reologicznych rozpoczyna się od prezentacji wybranych jednowymiarowych modeli ciał stałych i cieczy reologicznych ze zwróceniem szczególnej uwagi na ich cechy charakterystyczne i sposób postępowania przy ich implementacji numerycznej w standardowych algorytmach numerycznych zarówno w sformułowaniu całkowym, jak i w sformułowaniu bezpośrednim. Następnie modele te zostały uogólniane do relacji trójwymiarowych przez wykorzystanie dekompozycji stanu naprężenia i odkształcenia na części kulistą i dewiatorową. Opis modeli lepkosprężystości małych odkształceń uzupełniany jest przez rozważania dotyczące sposobu wyznaczania parametrów materiałowych modeli przy wykorzystaniu metod optymalizacji nieliniowej. Parametry wyznaczane są dla wybranych lepiszczy asfaltowych, ale przedstawiony sposób postępowania jest uniwersalny i może być stosowany przy wymaczaniu parametrów materiałowych innych materiałów, a w szczególności mieszanek mineralno-asfaltowych. Prezentowane relacje konstytutywne są stosowane do modelowania zachowania materiałów drogowych z asfaltem w szerokim zakresie temperatury i częstotliwości. Zaproponowanie relacji konstytutywnej, która dobrze odwzorowuje eksperyment przy jednej ustalonej wartości temperatury i prędkości deformacji nie stanowi większego problemu. Problemem badawczym jest proponowanie relacji konstytutywnych wraz ze sposobem wyznaczenia ich parametrów materiałowych pozwalających na poprawne modelowanie zachowania materiału w pewnym zakresie częstotliwości (prędkości deformacji) i temperatury. Zastosowanie relacji konstytutywnych małych odkształceń zostało prezentowane na przykładzie wyznaczenia właściwości efektywnych niejednorodnego kompozytu mieszanki mineralno-asfaltowej. W zagadnieniach brzegowych rozwiązywanych przy zastosowaniu metody elementów skończonych i programu ABAQUS (z własną implementacją modelu konstytutywnego lepkosprężystości) kruszywo jest modelowane relacjami liniowej sprężystości, zaś mastyks relacjami lepkosprężystości. Na podstawie tych obliczeń sformułowano podstawowe wnioski. Pierwszy z nich dotyczy anizotropii cech mechanicznych mieszanki mineralno-asfaltowej, zaś drugi stanowi motywację formułowania relacji konstytutywnych lepkosprężystości w ramach teorii dowolnych deformacji. Lokalne odkształcenia wewnątrz niejednorodnej struktury betonu asfaltowego są nawet kilkadziesiąt razy większe niż odkształcenia średnie. Oznacza to, że już przy odkształceniach spotyka w nawierzchniach drogowych, lokalnie wewnątrz struktury kompozytu wartości odkształceń i przekraczają zwyczajowe ograniczenia dla teorii małych odkształceń. Motywację stosowania teorii dowolnych deformacji dodatkowo wspiera interpretacja podstawowych testów doświadczalnych prowadzonych w laboratoriach drogowych na lepiszczach drogowych w reometrach dynamicznego ścinania (DSR). W teście skręcania próbek walcowych zlepiszcza asfaltowego można obserwować wystąpienie siły osiowej, jaka towarzyszy reakcji w pc momentu skręcającego. Teoria małych odkształceń niezależnie od wybranych relacji konstytutywnych przeanduje w tym teście zerową siłę osiową. W pracy przedstawiono interpretację testu skręcania w ramach teorii dowolnych deformacji, przy zastosowaniu relacji konstytutywnych hipersprężystości, lepkohipersprężystości i lepkosprężystości dużych deformacji. Wskazano, że w przypadku lepiszczy modyfikowanych, wysokomodyfikowanych i lepiszczy gumowo-asfaltowych zastosowanie relacji konstytutywnych hipersprężystości materiałów nieściśliwych jest w wielu sytuacjach wystarczające: Proponowane relacje konstytutywne hipersprężystości z funkcjami jednostkowej energii sprężystości zależnymi od pierwszego niezmiennika deformacji izochorycznej poprawnie przeandują zachowanie materiału w teście skręcania próbek walcowych w reometrze DSR. Zaproponowano niestandardowe testy doświadczalne, które mogą być przeprowadzane przy wykorzystaniu standardowego reometru DSR z pomiarem siły osiowej i pozwalają na jeszcze lepsze poznanie zachowania materiału. Są to: test jednoosiowego rozciągania i test jednoosiowego ściskania bek, które w konfiguracji odniesienia mają kształt walca. Przeprowadzono testy doświadczalne dla lepiszcza 65/105-60, które następnie poddano obróbce statystycznej i zaprezentowano w formie wykresów oraz w formie tabelarycznej. W przypadku tych testów przeprowadzono także symulacje numeryczne, w których potwierdzono przydatność modeli konstytutywnych hipersprężystości do modelowania lepiszczy drogowych. Szczególnie ciekawe wyniki uzyskano w przypadku testu ciągania, w którym dla znacznych deformacji obserwuje się zmianę przekroju rozciąganej próbki z kołowego na przekrój o charakterystycznych zafalowaniach. Tego typu zachowanie obserwuje się także w trakcie eksperymentów. Zachowanie to jest konsekwencją niejednoznaczności rozwiązań dla teorii dużych deformacji i może być interpretowane jako pewnego rodzaju niestabilność przy rozciąganiu. W dalszej części pracy przedstawiono sposób implementacji numerycznej relacji lepkohipersprężystości z rozwinięciem w szereg Prony’ego funkcji relaksacji dla części kulistej i dewiatorowej stanu odkształcenia. Model ten zasługuje na szczególną uwagę, gdyż pozwala na przeniesienie doświadczeń z wyznaczaniem parametrów materiałowych modelu z teorii małych odkształceń do teorii dużych deformacji, przy jednoczesnym umożliwieniu stosowania dowolnych relacji konstytutywnych hipersprężystości. Dla porównania przedstawiono dwa modele konstytutywne lepkosprężystości dużych deformacji w niejawnym sformułowaniu bezpośrednim, tj. model Filograny i model Narayana, które zostały zaproponowane w ostatnich latach w literaturze do stosowania przy modelowaniu lepiszczy asfaltowych. Modele te doskonale odwzorowują eksperymenty dla jednej ustalonej wartości temperatury i prędkości deformacji, a rozszerzenie zakresu ich stosowalności jest utrudnione (szczególnie w przypadku modelu Narayana), gdyż parametry materiałowe wchodzą do relacji konstytutywnej w sposób nieliniowy. Kolejnym problemem okazuje się implementacja numeryczna, która w każdym z przypadków musi być niestandardowa. Relacje konstytutywne obydwu modeli zaimplementowano w systemie Mathematica, co pozwoliło na ich szczegółowe zbadanie i sformułowanie wniosku, że zwłaszcza propozycja Narayana nie spełnia oczekiwań ze względu na trudność implementacji, jak i wyznaczenia parametrów. Należy podkreślić, że proponowane relacje konstytutywne powinny być podawane wraz ze sposobem wyznaczenia parametrów oraz analizą wrażliwości modelu na zmianę tych parametrów. Analizowane relacje konstytutywne hipersprężystości i lepkohipersprężystości zastosowano w zagadnieniu rozciągania elementu niejednorodnego w płaskim stanie odkształcenia do modelowania zachowania betonu asfaltowego.

EN

The study deals with constitutive modelling of isotropic, visco-elastic materials in accordance with small and large deformation theory. The presentation of the issues connected to constitutive modelling of rheological materials starts with an analysis of some chosen unidirectional models of solids and rheological fluids with special attention paid to their characteristic features and numerical implementation in standard numerical algorithms in integral and direct formulations. In the next step, such models are generalized to three dimensional constitutive models using stress and strain tensor decomposition onto spherical and deviatoric parts. The description of the visco-elasticity constitutive models is supplemented with considerations that take into account the determination of model’s parameters with non-linear optimization methods. The parameters are determined for chosen asphalt binders, but the presented approach is quite universal and may be used for determination of parameters of different materials, especially mineral-asphalt mixes. The presented constitutive models are used for modelling of materials based on asphalt in a wide range of temperature and frequency. Proposing the constitutive relationship properly reproducing experimental test results assuming one temperature and one value of velocity of deformation is not a problem nowadays. On the other hand, the research problem is to propose of the constitutive relationship together with the explicit method of parameter determination, allowing to predict the behaviour of the material in some range of frequency (deformation velocity) and temperature. The application of the constitutive relationships derived for the small deformation theory is presented on the example of effective properties determination for a mineral-asphalt mix composite. In boundary value problems solved with the finite element method and ABAQUS software (with own implementations of visco-elasticity constitutive relationships), the aggregate is modelled with the linear elasticity model, while for the mastic, the visco-elasticity model is applied. On the basis of these results the basic conclusions are formulated. The first conclusion is connected with anisotropy of mechanical properties of asphalt mix material, while the second one is a motivation for formulation of visco-elasticity constitutive relationships in terms of continuum mechanics (large deformation theory). Local strains in non-homogenous structure of the asphalt concrete are even a few dozen times higher than average strains of the sample. Consequently, it means that even for the deformations encountered in road pavements, inside the material structure the strain values locally exceed the usual limits for the small deformations theory. The motivation to use large deformation theory is additionally supported by the interpretation of basic experimental tests carried out in road laboratories on asphalt binders with a dynamic rotational rheometer (DSR). In the torsion test of cylindrical samples made from binder, the axial force appears as an effect additional to torsional moment. The small deformation theory, regardless of the selected constitutive relationships, provides zero force in this test. The work presents the interpretation of this test as a large deformation theory problem, with the use of hyperelasticity, visco-hyperelasticity and visco-elasticity of large deformations constitutive relationships. It was indicated that in the case of: modified, highly modified and rubber-asphalt binders, the use of constitutive relations of hyperelasticity of incompressible materials is already sufficient in many situations. The proposed constitutive relationships of hyperelasticity with the stored strain energy functions dependent on the first invariant of isochoric deformation, correctly predict the material’s behaviour in the torsion test carried out in the DSR rheometer. Non-standard experimental tests have been proposed to be carried out with a standard DSR rheometer which can measure axial force and allows even better understanding of the material’s behaviour. These tests are: uniaxial tensile test and uniaxial compression test for samples that have the shape of a cylinder in the reference configuration. Experimental tests were carried out for binder 65/105-60, which were then subjected to statistical processing and presented in the form of graphs (and in tables). In the case of these tests, numerical simulations were also carried out, in which the usefulness of constitutive hyperelasticity models for modelling road binders was confirmed. Particularly interesting results were obtained in the case of a tensile test in which, for significant deformations, a change in the cross-section shape was observed. Circular cross-section changes its shape into a polygon with wavy edges. It should be emphasized that this type of behaviour was also observed during the experiments conducted. The behaviour of the kind is a consequence of the non-uniqueness of solutions for the large deformation theory and can be interpreted as a kind of instability even in tension test. The next part of the work presents the method of numerical implementation of the visco-elasticity relationship with the expansion to Prony series of the relaxation function for the spherical and deviatoric part of the deformation state. This model deserves special attention because it allows to transfer experience in determining material parameters of the model from the small to the large deformation theory, together with the possibility to use my constitutive relationship of hyperelasticity. For comparison, the two constitutive models of visco-elasticity for large deformation, namely in the direct formulation, Filograna’s and Narayan’s models have been presented. These models were recently proposed for asphalt binder modelling. These models perfectly match experiments for one fixed temperature and deformation velocity value, and extension of the scope of their applicability is difficult (especially in the case of the Narayan’s model), because material parameters go into the constitutive relation in a nonlinear manner. Another problem is the numerical implementation, which in case of both models is non-standard. The constitutive relationships of both models were implemented in the Mathematica system, which allowed their detailed examination and formulation of the conclusion that, in particular, the proposal of Narayana does not meet expectations due to the difficulty of implementation and parameters determination. The proposed constitutive relations should be given together with the method determining the parameters and the analysis of the model’s sensitivity to the change of these parameters. The analyzed constitutive relations of hyperelasticity and visco-hyperelasticity were applied in the problem of non-uniform element stretching in a plane strain case, which may be treated as a presentation of the real behaviour of an asphalt mix.

19

Innowacja zamknięta w nawierzchni

Szymaniak K.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 6

66--67

PL

Trendy w rozwoju mieszanek mineralno-asfaltowych wynikają przede wszystkim z ciągle wzrastającego natężenia ruchu i dużego obciążenia ruchem samochodowym, a także nasilających się zmian klimatycznych bezpośrednio oddziałujących na zachowanie się konstrukcji nawierzchni, którym muszą sprostać istniejące i nowo projektowane nawierzchnie drogowe. Ważna jest też wielkość środków finansowych przeznaczonych na utrzymanie sieci. Aby sprostać wyzwaniom wynikającym z ww. uwarunkowań, wszystkie podmioty drogownictwa koncentrują swoje działania na zwiększeniu trwałości nawierzchni z warstwami wykonywanymi z mieszanek mineralno- asfaltowych.

20

Beton asfaltowy zbrojony włóknami FRP do naprawy nawierzchni betonowych

Radziszewski P., Sarnowski M.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 10

38--41

PL

Nawierzchnie z betonu cementowego mogą ulec licznym zniszczeniom powodującym pogorszenie cech eksploatacyjnych oraz utratę trwałości. Do typowych uszkodzeń tego typu nawierzchni zaliczamy: zniszczenia powierzchniowe, pęknięcia włoskowate, spękania naroży i krawędzi. Najbardziej skutecznym i prostym technologicznie sposobem naprawy uszkodzonych nawierzchni betonowych jest stosowanie nakładek z mieszanek mineralno-asfaltowych o grubości 3-4 cm. Zaletami takiego rozwiązania są: wydłużenie okresu użytkowania nawierzchni betonowej, konieczność zapewnienia odporności na koleinowanie tylko cienkiej warstwy ścieralnej, redukcja hałasu toczenia, łatwość odnowy i utrzymania ograniczone tylko do górnej warstwy asfaltowej. W celu poprawy właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych do nakładek coraz częściej stosuje się zbrojenie rozproszone w postaci włókien nowej generacji. W artykule omówiono metodykę modyfikacji mieszanek mineralno-asfaltowych włóknami FRP oraz przedstawiono wstępne wyniki badań laboratoryjnych betonu asfaltowego z dodatkiem tego rodzaju włókien.

EN

The article discusses the methodology of the modification of asphalt mixtures with FRP fibres and also the preliminary results of laboratory tests of asphalt concrete with the addition of this type of fibres.