Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research on Foamed Bitumen and Cement Technology for Cold Recycling of Degraded Asphalt Concrete Pavements

Nguyen Thi Nu, Son Thanh Binh, Bui Truong Son, Duong Thi Tam

Inżynieria Mineralna

|

2025

|

Vol. 1, no. 2

253--260

EN

Asphalt concrete pavements deteriorate over time and require effective rehabilitation strategies. To reduce the need for removal and disposal of existing pavement materials, cold recycling using foamed bitumen and cement has emerged as a sustainable solution. This study presents the design and optimization of mixed proportions for foamed bitumen and cement in cold recycling applications. Laboratory experiments were conducted to evaluate physico - mechanical properties of the recycled mixture, which was applied to a road section of National Highway 26 in Dak Lak province, Vietnam. The results indicate that the cold - recycled mixture, consisting of foamed bitumen, cement, and reclaimed asphalt concrete materials, meets the technical requirements of pavements construction. This approach provides a promising alternative for reusing asphalt materials, contributing to environmental sustainability and cost efficiency.

2

Influence of fine aggregate type on the permanent deformation resistance of asphalt concrete mixtures

Gabryś Katarzyna, Zawada Mateusz, Sas Wojciech

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2025

|

Nr 4

139--149

EN

This study aimed to evaluate the effect of different types of fine aggregate on the resistance of asphalt concrete mixtures to permanent deformation. Four mixtures designed for the wearing course (AC 11 S) were produced using different types of fine aggregate: crushed gabbro, crushed dolomite, crushed glacial deposit, and uncrushed natural sand. All mixtures contained the same coarse aggregates, filler, and polymer-modified bitumen (PMB 45/80-55), and were prepared for traffic category KR 3–4. Laboratory testing was conducted according to the European standard EN 12697-22 (Wheel Tracking Test), and the results were evaluated in reference to the Technical Guidelines for Asphalt Mixtures (WT-2:2014). The results showed that mixtures containing crushed glacial and gabbro aggregates had the greatest resistance to rutting, whereas the mixture with uncrushed natural sand had the poorest performance. This study confirms that the mineral composition and grain shape of fine aggregates have a significant impact on the mechanical stability and safety of asphalt pavements.

3

Damage self-healing performance of basalt fiber asphalt concrete in high cold and high altitude area

Yu Pei, Gao Suqin, Peng Jun

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

37--49

EN

To explore the self-healing properties of basalt fiber asphalt concrete under different damage levels, freeze-thaw cycles, and ultraviolet radiation aging, a four-point bending fatigue test and scanning electron microscope are used to analyze from macro and micro perspectives. By comparing and analyzing the fatigue damage rate of DV and the cumulative dissipated energy of ECD before and after the specimen healing, the corresponding healing coefficient is obtained respectively. The conclusion shows that basalt fiber has improved damage self-healing properties of ordinary matrix asphalt concrete, and the maximum value of the damage healing coefficient is 96% (mass fraction, the same below); under the same environmental factors, the damage degree of specimens is inversely proportional to the healing coefficient; at the same degree of damage, the freeze-thaw cycle has the greatest impact on the healing performance of the test piece, and the damage healing coefficient decreases by up to 4%; Cumulative dissipated energy can be used as an analysis index to more accurately characterize the damage self-healing performance of asphalt concrete. Through scanning electron microscopy image analysis, the mechanism of the effect of basalt fiber on the self-healing performance of asphalt concrete before and after ultraviolet and freeze-thaw action is further microscopically explained.

4

Evaluation of stability and flow properties of bagasse ash as a filler in asphalt concrete for sustainable infrastructure

Sarir Muhammad, Wu Zhen, Khan Rawid, Alam Muhammad, Ali Basit, Laib Sara, Khan Gul

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 5

271--283

EN

Bagasse ash (BA), a by-product of the sugarcane industry, is produced in substantial amounts and typically discarded, leading to environmental degradation and the misuse of valuable agricultural land. While BA has shown potential as a filler in asphalt concrete, limited research exists, particularly in Pakistan, regarding its effects on the stability and flow characteristics of asphalt mixtures. This study addresses this research gap by investigating the impact of varying proportions of locally sourced BA on asphalt concrete performance. Key material properties, such as surface texture and chemical composition, were analyzed using techniques like Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The study was conducted in two phases: initially, asphalt mixtures with filler contents of 3%, 4.5%, and 6% were tested; subsequently, BA was used to replace these fillers at rates of 10%, 20%, and 100%. Marshall tests were performed to measure stability, flow, and the Marshall quotient, alongside an evaluation of volumetric properties such as air voids (Va), voids in the mineral aggregate (VMA), and voids filled with asphalt (VFA). The results indicated that replacing 20% of the filler with BA at 6% filler content achieved the highest Marshall stability, recorded at 16.1 kN. These findings suggest that BA can be a viable and sustainable alternative filler in asphalt concrete, with optimal performance observed at the 20% replacement level.

5

Performance Evaluation of Asphalt Concrete Mixed with Nano Antimony (III) Oxide

Asmari Abdullah Faiz Al

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2024

|

Tom 26

745--753

EN

Globally, a huge budget expenditure is borne by countries for the smooth operation of road networks. This led to many research works to develop an asphalt mix that is sturdy enough to damage and thereby reduce the maintenance cost. Several studies have indicated enhancement of asphalt mix properties using a range of admixtures and additives. However, most research studies are restricted to a high temperature range of 40°C, 50°C and 60°C. This study aims to evaluate the performance of asphalt concrete mixed with Sb2O3 nanomaterial. The dynamic performance of the nano-modified asphalt mix was evaluated at 40°C, 30°C and 20°C. The parameters used for performance evaluation were indirect tensile fatigue test, dynamic creep test and wheel track test. Indirect tensile fatigue test of specimens with Nano Sb2O3 had an improved performance by 3-15%. Dynamic creep test results indicated an improved Sb2O3 modified asphalt mix performance by 14-26%. The optimum dosage was observed to be 0.5% of Sb2O3. However, this study suggests a dosage range of 0.5-0.75%. Further studies regarding the lower temperature range are required to investigate nano-modified asphalt mix performance.

6

Analiza wpływu rozdrobnionego szkła odpadowego na właściwości betonu asfaltowego do warstwy ścieralnej

Jurczak Robert

Magazyn Autostrady

|

2024

|

Nr 3

42--46

PL

Dodatek rozdrobnionego szkła odpadowego nie wpływa negatywnie na parametry objętościowe betonu asfaltowego do warstwy ścieralnej. Jednak nawet częściowe zastąpienie kruszywa drobnego i/lub wypełniacza powoduje obniżenie odporności na działanie wody i mrozu. Wyniki badań wykazały, że tylko wprowadzenie dodatku rozdrobnionego szkła w postaci wypełniacza pozwala uzyskać beton odporny na działanie wody i mrozu.

EN

The addition of crushed waste glass does not negatively affect the volume parameters of asphalt concrete for the wearing course. However, even partial replacement of fine aggregate and/or filler results in reduced water and frost resistance. The results of testing have shown that only the addition of crushed glass as a filler enables obtaining concrete that is resistant to water and frost.

7

Higher order numerical homogenization in modeling of asphalt concrete

Klimczak Marek, Oleksy Marta

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2024

|

Vol. 62 nr 2

351--364

EN

In this paper, we present an enhanced version of the two-scale numerical homogenization with application to asphalt concrete modeling in the elastic range. We modified the method of effective material parameters tensor assessment for analysis based on the representative volume element (RVE). As the method was tested on asphalt concrete, we also present two possible approaches to geometrical modeling of its internal microstructure. Selected numerical tests were performed to verify the proposed approach. The main novelties of this study, i.e. higher order approximation at the macroscale and modification of boundary conditions at the level of RVE analysis, improved the efficiency of our methodology by error reduction. Practically, we obtained a reduction of NDOF up to 3 orders of magnitude (comparing to full-scale and homogenized analysis) that was accompanied with the introduced error of order of several percent (measured in L2 norm).

8

Evaluation of the feasibility of incorporating higher RAP materials content in asphalt concrete with the use of additives that improve the workability of asphalt mixtures

Liphardt Adam, Radziszewski Piotr, Sarnowski Michał

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

515--526

EN

The material recycling due to the environmental protection and sustainable development is playing an increasingly important role in the road pavement construction. This is especially true for the use of reclaimed asphalt pavement (RAP) materials for the pavement construction layers. One of the problems encountered in the use of larger quantities of the RAP in asphalt mixtures is the deterioration of their workability and homogeneity especially in the case of cold dosing of RAP. The paper reports the results of a study on the use of additives to improve the workability of asphalt concrete for the subbase layer with an increase of up to 40% in crushed RAP content, dosed in the cold technology. In the study, additives of the F-T waxes, plant-derived liquefiers and zeolites were used to improve homogeneity and compactability of the mixtures using reduced paving temperatures. An evaluation of the compactability of mixtures with different contents of the RAP, using 3 types of additives to improve workability, was carried out. Compactability was evaluated by the compaction analysis in a gyratory compactor, determining, among other things, the required number of cycles to achieve the required compaction, as well as the shear stress and compaction index as a function of the number of compaction cycles. Subsequently, the asphalt mixtures were tested to verify their resistance to permanent deformation and resistance to water. Based on the results of the research and analysis, it was shown that it is possible to use increased RAP materials content in asphalt concrete base layers at both standard and reduced paving temperatures, through the use of additives that improve the workability and compactability of the mixtures.

PL

Recykling materiałowy ze względu na ochronę środowiska, zrównoważony rozwój odgrywa coraz większe znaczenie w budowie nawierzchni drogowych. Szczególnie dotyczy to zastosowania destruktu asfaltowego do warstw konstrukcyjnych nawierzchni. Jednym z problemów występujących przy stosowaniu większych ilości destruktu asfaltowego w mieszankach mineralno-asfaltowych jest pogorszenie ich urabialności i jednorodności szczególnie w przypadku dozowania granulatu asfaltowego na zimno. Artykuł zawiera wyniki badań nad zastosowaniem dodatków poprawiających urabialność betonu asfaltowego do warstwy podbudowy ze zwiększonym do 40% dodatkiem granulatu asfaltowego dozowanym w technologii na zimno. W badaniach zastosowano dodatki parafin F-T, upłynniaczy pochodzenia roślinnego oraz zeolitów, które miały na celu poprawę homogeniczności i zagęszczalności mieszanek przy zastosowaniu obniżonych temperatur wbudowania. Przeprowadzono ocenę zagęszczalności mieszanek z różną zawartością granulatu asfaltowego przy zastosowaniu 3 rodzajów dodatków poprawiających urabialność. Zagęszczalność oceniano na podstawie analizy przebiegu zagęszczania w prasie żyratorowej, określając m.in. wymaganą ilość cykli do uzyskania wymaganego zagęszczenia, a także naprężenia ścinające oraz wskaźnik zagęszczenia w funkcji ilości cykli zagęszczania. W dalszej kolejności mieszanki mineralno-asfaltowe poddano badaniom w celu weryfikacji ich odporności na deformacje trwałe oraz działanie wody. Na podstawie wyników badań i analiz wykazano, że istnieje możliwość stosowania zwiększonej zawartości granulatu asfaltowego w warstwach podbudowy z betonu asfaltowego zarówno w standardowych, jak i obniżonych temperaturach wbudowania dzięki zastosowaniu dodatków poprawiających urabialność i zagęszczalność mieszanek.

9

Determination of the possibility of using phosphorus slag in the road industry

Yang Shilin, Krayushkina Kateryna, Akmaldinova Oleksandra, Ji Junwen, Bieliatynskyi Andrii

Materials Science Poland

|

2023

|

Vol. 41, No. 3

44--61

EN

The use of crushed, granulated slag is now a rational direction in the use of phosphorus waste in various areas of construction. The modern state of science and technology and the accumulated experience allow to use almost all types of metallurgical slag for the production of road-building materials. The use of slag from other industries will expand the raw material base and improve its geographical location, increase material production and quality, reduce the distance of material transportation and reduce the road construction cost. The use of slag is an environmental task that will have a social impact. The study theoretically proved and experimentally established the feasibility of laying asphalt concrete coatings with phosphorus slag on roadways. The technology of asphalt–concrete mixture preparations and compaction is developed, which ensures high operational properties of road surfaces. It was established that it is possible to produce homogeneous asphalt concrete with phosphorus slag, gravel, mineral powder, and sand, unlike traditional mineral materials of natural origin, such as limestone.

10

Monte Carlo simulations of the fracture resistance degradation of asphalt concrete subjected to environmental factors

Szydłowski Cezary, Smakosz Łukasz, Stienss Marcin, Górski Jarosław

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

245--257

EN

The paper presents the results of laboratory tests of SCB (semi-circular beam) samples of asphalt concrete, subjected to the destructive effect of water and frost as well as the aging processes. The determined values of material parameters show significant dispersions, which makes the design of mixtures difficult. Statistical analysis of the test results supplemented by computer simulations made with the use of the proprietary FEM model was carried out. The main distinguishing feature of the model is the assignment of material parameters of coarse aggregate and bituminous mortar to randomly selected finite elements. The parameters of the mortar are selected by trial and error to match the numerical results to the experimental ones. The stiffness modulus of the bituminous mortar is, therefore, a substitute parameter, taking into account the influence of many factors, including material degradation resulting from the aging and changing environmental conditions, the influence of voids, and contact between the aggregate and the bituminous mortar. The use of the Monte Carlo method allows to reflect the scattering of the results obtained based on laboratory tests. The computational algorithm created in the ABAQUS was limited only to the analysis of the global mechanical bending response of the SCB sample, without mapping the failure process in detail. The combination of the results of laboratory tests usually carried out on a limited number of samples and numerical simulations provide a sufficiently large population of data to carry out a reliable statistical analysis, and to estimate the reliability of the material designed.

PL

Odziaływanie czynników środowiskowych zmienia parametry mieszanek mineralno-asfaltowych mających wpływ na odporność na pękanie. W celu oceny zjawiska wykonano badania laboratoryjne z uwzględnieniem niszczącego oddziaływania wody i mrozu oraz procesów starzenia eksploatacyjnego mieszanek. Weryfikacji poddano również wpływ obu czynników występujących jednocześnie. Wyniki badań laboratoryjnych charakteryzują się rozrzutami. Zmienność cech powinna być uwzględniona w modelu materiałowym. Zaproponowany autorski model materiałowy pozwala uwzględnić tę cechę w symulacjach numerycznych poprzez wykorzystanie losowego rozkładu kruszywa grubego oraz zaprawy asfaltowej. Na podstawie otrzymanych wyników laboratoryjnych stworzono algorytm losowo zmieniający parametry materiałowe zaprawy asfaltowej. W rezultacie umożliwiło to uzyskanie rozwiązań numerycznych uwzględniających jednocześnie rozrzuty wyników spowodowane niejednorodnością materiału oraz degradacją betonu asfaltowego pod wpływem oddziaływania czynników środowiskowych. Z uwagi na różne metody oceny odporności na oddziaływanie wody i mrozu badania przeprowadzono według kilku wybranych wariantów kondycjonowania próbek. Oceny wpływu starzenia mieszanek na odporność na pękanie dokonano na podstawie metody AASHTO R 30-02. Dla oceny jednoczesnego wpływu obu czynników część próbek poddano starzenieu długoterminowemu przed symulacją oddziaływania wody i mrozu. Badania zostały przeprowadzone na próbkach betonu asfaltowego do warstwy ścieralnej AC 11 S 50/70 KR3÷4. Ocenę zmian odporności na pękanie przeprowadzono na podstawie badania próbek SCB z nacięciem 10 mm w temperaturze +10°C, przy prędkości deformacji 1 mm/min.

11

Improvement of the method for increasing roughness of asphalt and cement‑concrete surfaces of highways and airfields

Yang Shilin, Krayushkina Kateryna, Skrypchenko Oleksandra, Ji Junwen, Bieliatynskyi Andrii

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e121, 2023

EN

The safety of vehicles is ensured by a sufficient adhesion of the vehicle wheel to the asphalt concrete pavement, which is assessed by the adhesion coefficient. However, it is not possible to identify the reasons for the reduced adhesive properties of asphalt concrete pavement during operation by the adhesion coefficient. This can be explained by the fact that such properties are attributed to the roughness of the surface. The existing methods for increasing the adhesive properties and roughness of asphalt concrete pavement are based on the use of mixtures of stone materials with bitumen or the construction of a layer of stone mastic asphalt (SMA). Nevertheless, they do not always ensure the standard adhesion coefficient after the first year of maintenance. Thus, there is a need for the improvement of the method for increasing the roughness of the existing asphalt concrete pavement. During the research, compressive and tensile strength were evaluated. The British pendulum has been used to investigate the roughness of the cement concretes surface. As a result, it was established that the introduction of the basalt fiber into the cement mixture improves its physical and mechanical characteristics. Finally, the composition of the cement mixture for the rough thin-layer cement pavement was developed, taking into account the existing parameters of the asphalt pavements.

12

Wykorzystanie wytrzymałości na rozciąganie pośrednie (ITS) do oceny odporności MMA na deformacje trwałe

Zieliński Piotr

Magazyn Autostrady

|

2022

|

Nr 1

33--36

PL

Artykuł przedstawia analizę możliwości zastosowania badania wytrzymałości na rozciąganie pośrednie (ITS) do oceny odporności mieszanek mineralno-asfaltowych na koleinowanie, wyrażanej przez parametry proporcjonalnej głębokości koleiny (PRDAIR) i szybkości przyrostu koleiny (WTSAIR). Próbki mieszanki przygotowane z wykorzystaniem ubijaka Marshalla uzyskały istotną korelację wyników ITS w temperaturze 40°C z parametrami koleinowania, co umożliwia wykorzystanie powszechnie dostępnej w laboratoriach drogowych prasy Marshalla z wkładką ITS do szybkiej i taniej oceny odporności mieszanki na deformacje trwałe. Przeprowadzona analiza regresji wyników pozwoliła na zaproponowanie kryteriów klasyfi kacji odporności mieszanek mineralno-asfaltowych na koleinowanie na podstawie wyników testu ITS.

EN

The paper presents an analysis of the applicability of the indirect tensile strength test (ITS) to assess the rutting resistance of asphalt mixtures, expressed by the parameters of the proportional rut depth (PRDAIR) and the wheel tracking speed (WTSAIR). The mixture samples prepared with the use of a Marshall hammer obtained a signifi cant correlation of the ITS results in 40°C with rutting parameters, which allows for the use of a Marshall press with an ITS jaw, commonly available in road laboratories, for the quick and cheap evaluation of the resistance of a mixture to permanent deformation. The performed regression analysis of the results has made it possible to propose criteria for the classifi cation of the resistance of asphalt mixtures to rutting on the basis of the ITS test results.

13

Technology of making airfield pavements in relation to the existing requirements in terms of texture

Wesołowski Mariusz, Blacha Krzysztof, Włodarski Piotr

Journal of KONBiN

|

2022

|

Vol. 52, iss. 4

75--100

EN

The assessment of the texture of airfield pavements, in addition to assessing their roughness, is a component of the broader concept of anti-skid properties, which significantly affect the safety of air operations. The roughness of the pavement directly affects the adhesion of the aircraft tire to the pavement, and the texture additionally affects the effectiveness of dynamic drainage of water from the pavement. The current standard requirements in terms of roughness and texture of airfield pavements do not distinguish the technology used. In the paper, the authors focused on the analysis of the results in terms of the texture of airfield pavements and presented the resulting conclusions in relation to whether the technology of its implementation has an impact on the texture parameter.

PL

Tekstura nawierzchni lotniskowych oprócz ich szorstkości jest elementem składowym szerszego pojęcia, jakim są właściwości przeciwpoślizgowe, które w istotny sposób wpływają na bezpieczeństwo wykonywania operacji lotniczych. Szorstkość nawierzchni wpływa bezpośrednio na przyczepność opony statku powietrznego do nawierzchni, a tekstura dodatkowo na skuteczność dynamicznego odprowadzania wody z nawierzchni. Aktualne wymagania normowe w zakresie szorstkości oraz tekstury nawierzchni lotniskowych nie rozgraniczają zastosowanej technologii ich wykonania. W pracy autorzy skupili się na analizie wyników w zakresie tekstury nawierzchni lotniskowych oraz przedstawili wynikające z niej wnioski, w odniesieniu do tego, czy technologia jej wykonania ma wpływ na parametr tekstury.

14

Mesoscale modeling of fracture in cement and asphalt concrete

Al-Jelawy Haider M., Al-Rumaithi Ayad, Fadhil Aqeel T., Naji Alaa J.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2021

|

Vol. 30, No. 3

439--450

EN

In this paper, mesoscale modeling is performed to simulate and understand fracture behavior of two concrete composites: cement and asphalt concrete using disk-shaped compact tension (DCT) tests. Mesoscale models are used as alternative to macroscale models to obtain better realistic behavior of composite and heterogeneous materials such as cement and asphalt concrete. In mesoscale models, aggregate and matrix are represented as distinct materials and each material has its characteristic properties. Disk-shaped compact tension test is used to obtain tensile strength and fracture energy of materials. This test can be used as a better alternative to other tests such as three points bending tests because it is more convenient for both field and laboratory specimens in addition to its accurate results. Comparing the numerical results of the mesoscale models of cement and asphalt concrete specimens with experimental data shows that these models can predict the behavior of these composite materials very well as seen in the curves of load-crack mouth opening displacement (CMOD). Also, the mesoscale modeling highlights the variability of crack direction where it is dependent on the random distribution of aggregate.

15

Nowoczesne koncepcje konstrukcji nawierzchni

Błażejowski Krzysztof, Wójcik-Wiśniewska Marta

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 4

70--72

16

Effect of reclaimed asphalt shingles addition on asphalt concrete dynamic modulus master curves

Zieliński Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 3

109--122

EN

The paper presents the comparison of dynamic modulus and phase lag in different loading conditions for asphalt concrete mixture with or without reclaimed asphalt shingles (RAS) addition. For each mixture, 6 samples were tested using the four point bending beam method, at four temperatures and at six frequencies. The results of the study were subjected to the analysis of the statistical significance of differences between mixtures. The graphic form of results presentation includes Black curves and Cole-Cole plots. Then, matching the sigmoidal functions enabled the creation of master curves of the complex stiffness module and the phase shift angle, being a function of the load frequency. It has been observed that the mixture with the addition of RAS has higher stiffness and elasticity in the range of higher temperatures (20°C and 30°C) and lower load frequencies, which results in higher values of the complex stiffness module and lower values of the phase lag. At 0°C, the behavior of both mixtures is very similar, while at 10°C significant differences between the tested mixtures were found only for low frequency loads (up to 5 Hz). Test results have shown that mixtures with the addition of RAS have a lower thermal sensitivity in terms of the complex stiffness modulus and phase lag than the reference mixture. The above results confirmed an improvement in rutting resistance for RAS mixes observed in previous work.

PL

W dobie potrzeby zrównoważonego rozwoju coraz częściej, także w mieszankach mineralno-asfaltowych, wykorzystuje się materiały z recyklingu. Oprócz granulatu asfaltowego pochodzącego z frezowania przebudowywanych nawierzchni innym materiałem zawierających cenne lepiszcze asfaltowe jest odzyskana papa (RAS). Zastosowanie RAS pozwala zmniejszyć zużycie nowego asfaltu a także kruszywa drobnego, przy równoczesnym spełnieniu przez mieszankę wymagań technicznych. Jak wynika z przeglądu literatury podstawowym problemem mieszanek mineralno-asfaltowych z dodatkiem RAS jest ich zachowanie w niskich temperaturach eksploatacyjnych, prowadzących do powstawania spękań nawierzchni. Równocześnie badania pokazują, że dodatek odpadowej papy asfaltowej pozwala poprawić odporność mieszanki na deformacje trwałe, powstające w podwyższonych temperaturach eksploatacyjnych. Jedną z najbardziej efektywnych metod oceny właściwości MMA w szerokim zakresie obciążeń (temperatura i czas obciążenia) jest przedstawienie w formie krzywej wiodącej modułu sztywności, co zostało wykonane w przedmiotowej pracy. Do badań wykorzystano mieszankę betonu asfaltowego AC 16 W 50/70 z dodatkiem 4% RAS i porównawczo bez tego dodatku. Krzywa uziarnienia i całkowita zawartość lepiszcza w obu mieszankach została zaprojektowana na tym samym poziomie, aby wyeliminować ewentualny wpływ składu mieszanki na jej właściwości. Do badania z każdej mieszanki przygotowano metodą wałowania po 2 płyty o wymiarach 405×305×90 mm, z których wycięto belki o wymiarach 63,5×50×405 mm. Następnie po wysezonowaniu próbek zgodnie z PN-EN 12697-26 wykonano badania dynamicznego modułu sztywności metodą belki czteropunktowo zginanej, przy poziomie odkształceń 50×10-6. Badania przeprowadzono na 6 próbkach dla każdej MMA, w 4 temperaturach: 0°C, 10°C, 20°C i 30°C oraz przy 6 częstotliwościach: 0.5 Hz, 1 Hz, 2 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz i 30 Hz. Następnie dla 100-go cyklu obciążenia odczytywano wartości zespolonego modułu sprężystości i kąta przesunięcia fazowego. Do oceny istotności różnic wyników pomiędzy badanymi mieszankami wykorzystano testy wielokrotnych porównań z wykorzystaniem kwadratów najmniejszych różnic w programie Statgraphics. Wyniki badań przedstawione w formie krzywych Blacka pokazały, że mieszanki z dodatkiem RAS charakteryzują się mniejszą wrażliwością termiczną w zakresie zespolonego modułu sztywności i kąta przesunięcia fazowego od mieszanki referencyjnej. Badania pokazały, że mieszanka z dodatkiem RAS jest bardziej sztywna i sprężysta w zakresie wyższych temperatur (20°C i 30°C) i niższych częstotliwości obciążeń, co objawia się wyższymi wartościami zespolonego modułu sztywności oraz części rzeczywistej modułu sztywności i niższymi wartościami kąta przesunięcia fazowego oraz części urojonej modułu sztywności. W temperaturze 0°C zachowanie obu mieszanek jest bardzo zbliżone, natomiast w temperaturze 10°C stwierdzono istotne różnice pomiędzy badanymi mieszankami jedynie dla niskich częstotliwości obciążenia (do 5 Hz). Ponadto wyniki przedstawiono w formie sigmoidalnych krzywych wiodących modułu sztywności i kąta przesunięcia fazowego, wykorzystując procedurę podaną w raporcie NCHRP. Zastosowano zasadę superpozycji czasowo-temperaturowej, częstotliwość zredukowaną jak również współczynniki przesunięcia temperaturowego obliczono z wykorzystaniem równania Arrheniusa. Wartość maksymalnego modułu sztywności MMA wyznaczono z wykorzystaniem modelu Hirscha, gdzie maksymalna sztywność lepiszcza asfaltowego to 1 GPa. Uzyskane wg badań i modelu maksymalne wartości zespolonego modułu sztywności obu mieszanek są bardzo podobne, podczas gdy wartości minimalne różnią się dość istotnie, tj. minimalna sztywność mieszanki z dodatkiem RAS jest około dwukrotnie wyższa w porównaniu do mieszanki referencyjnej. Uzyskane współczynniki determinacji (R2) dla modeli krzywych wiodących są satysfakcjonujące i wynoszą: 94% dla mieszanki referencyjnej oraz 93% dla mieszanki z dodatkiem RAS. Dla obu mieszanek zbadane wyniki zespolonego modułu sztywności dla temperatury 0°C są niższe od wyznaczonych z modelu, co można wytłumaczyć niedoszacowaniem maksymalnych wartości przez model Hirscha. W zakresie wysokich częstotliwości obciążeń dla obu mieszanek stwierdzono zbliżone wartości kąta przesunięcia fazowego, natomiast wraz ze spadkiem częstotliwości obciążeń kąt ten w przypadku mieszanki z dodatkiem RAS zaczyna być istotnie niższy w stosunku do mieszanki referencyjnej. Generalnie mieszanki z dodatkiem RAS wykazują większą sztywność i sprężystość przy niższej prędkości obciążeń i w wyższych temperaturach, co jest pozytywnym efektem w aspekcie redukcji deformacji trwałych. Powyższe wyniki potwierdziły poprawę odporności na koleinowanie dla mieszanek z RAS, zaobserwowaną we wcześniejszych testach. W przyszłości należy rozszerzyć badania mieszanek z dodatkiem RAS także w aspekcie zmęczenia, zwłaszcza w zakresie stałego poziomu odkształcenia.

17

Asphalt concrete produced from rejuvenated reclaimed asphalt pavement (RAP)

Sorociak W., Grzesik B., Bzówka J., Mieczkowski P.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 2

321--337

EN

The problem of recycled materials application in road construction is one of the key issues in contemporary road engineering. This article describes attempts to produce a hot mix asphalt (HMA) mixture entirely from processed reclaimed asphalt pavement (RAP) material. Due to the binder ageing process, rejuvenating agent was a necessary additive to the mixture. The mixture was tested to determine its parameters, including the content of voids, fatigue life, rutting resistance, stiffness and water sensitivity. The test results demonstrated that the rejuvenated RAP mixture is not inferior to fresh produced mixtures in terms of physical and strength parameters. Such results are, however, conditional on appropriate handling of the RAP material.

PL

Problem z wykorzystaniem destruktu asfaltowego jest jednym z najbardziej aktualnych zagadnień budownictwa drogowego. Problem ten dotyczy w szczególności krajów wysokorozwiniętych, gdzie występuje znacząca przewaga remontów i przebudów nad budową nowych odcinków dróg. Niezbędne jest zatem umożliwienie optymalnego przetworzenia destruktu asfaltowego. Artykuł zawiera rozbudowaną część teoretyczną, w której wymienione zostały różne możliwości wykorzystania destruktu asfaltowego. Dalsza część przeglądu literatury dotyczyła wykorzystania destruktu asfaltowego w mieszankach mineralnoasfaltowych, reakcjom zachodzącym w asfalcie oraz możliwościom stosowania wysokich zawartości destrukty w nowych mieszankach mineralno-asfaltowych. Kolejna część artykułu opisywała dobór materiałów do badań. Opisany został sposób poboru destruktu asfaltowego oraz zostały przedstawione jego badania. Finalnie została wykonana mieszanka mineralno-asfaltowa składająca się w 100% z wyselekcjonowanego destruktu asfaltowego. W dalszej części ta mieszanka była nazywana mieszanką referencyjną. Na tej mieszance wykonano badania zawartości wolnych przestrzeni, trwałości zmęczeniowej, koleinowania, sztywności oraz odporności na działanie wody. Wyniki z badań mieszanki referencyjnej pozwoliły na ustalenie, iż mieszanka składająca się z samego granulatu asfaltowego charakteryzuje się zbyt wysoką zawartością wolnej przestrzeni, zbyt wysoką sztywnością oraz niewystarczającą trwałością zmęczeniową. Wyniki pozostałych badań mieściły się w oczekiwanych granicach. W celu przywrócenia mieszance odpowiednich parametrów dodawano do mieszanki składającej się z granulatu asfaltowego rejuvenatory – dodatki chemiczne umożlwiające odwrócenie efektów starzenia lepiszcza asfaltowego. Po zastosowaniu dodatków, przy odpowiednim doborze ilości i rodzaju rejuvenatora udało się uzyskać pożądane parametry mieszanki mineralno-asfaltowej w zakresie zbadanych właściwości. Dodatek rejuvenatorów powodował spadek odporności na koleinowanie, spadek sztywności, spadek zawartości wolnych przestrzeni, wzrost trwałości zmęczeniowej oraz odporności na działanie wody w stosunku do mieszanki referencyjnej. Osiągniecie wymaganych parametrów nie oznacza zakończenia prac nad wykorzystaniem wysokich zawartości destruktu asfaltowego do nowych mieszanek mineralno-asfaltowych. Określenie możliwości przywracania pierwotnych właściwości mieszankom mineralno-asfaltowym ze starych nawierzchni wymaga jeszcze licznych badań. Badania te są obecnie istotnym zagadnieniem naukowym, ze względu na konieczność dążenia do pełnego wykorzystania materiałów stanowiących odpad produkcyjny, co wpisuje się w ideę zrównoważonego rozwoju, umożliwiając poprawnie zarządzać zasobami nieodnawialnymi.

18

Odporność na deformacje trwałe betonu asfaltowego przeznaczonego do warstwy ścieralnej z różnymi asfaltami na podstawie badania Flow Number

Mejłun Łukasz, Jaskuła Piotr

Drogownictwo

|

2019

|

nr 7-8

196--202

PL

W artykule przedstawiono ocenę odporności na deformacje trwałe betonu asfaltowego AC 11S z asfaltami: drogowym 50/70, modyfikowanym 45/80-55 i wysokomodyfikowanym 45/80-80 na podstawie oceny wyników, mniej znanego w Polsce, badania Flow Number według procedury amerykańskiej. Ocenie poddano następujące parametry: wartość Flow Number (FN), skumulowane odkształcenie trwałe przy liczbie cykli wynoszącej FN i indeks FN. Dodatkowo otrzymane wyniki zostały odniesione do wymagań amerykańskich oraz porównane z wynikami badania odporności mieszanek na koleinowanie wg PN-EN 12697-22.

EN

In the paper was presented the assessment of resistance to permanent deformation of asphalt concrete for wearing course: AC 11S with bitumens: neat bitumen 50/70, polimer-modified bitumen 45/80-55 and highly-modified bitumen 45/80-80 based on the results assessment of less-known in Poland Flow Number Test according to the American procedure. In the article following parameters were evaluated: the Flow Number (FN) value, the cumulative permanent deformation at the number of cycles of FN and the FN index. Additionally, the obtained results were referred to the American requirements and compared with wheel tracking test results according to PN-EN 12697-22.

19

Analysis of fatigue life of asphalt concretes considering different types of mixtures and binders

Bańkowski W.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2018

|

Vol. 17, no. 4

253--270

EN

The research described in this paper concerns the fatigue life of base course asphalt mixtures. Two mixture types were chosen for analysis: asphalt concrete and High Modulus Asphalt Concrete. Either of them contained different bitumen types, including standard pen-grade bitumens, polymer-modified bitumens (PMB) and so-called highly-modified asphalts (HiMA). Fatigue life tests were carried out and their results were used for fatigue law determination of the mixtures under analysis. Fatigue life analyses were performed both for the analysed mixtures and for typical flexible pavements. The value of the so-called shift factor was estimated to enable application in the design of pavements of the fatigue law parameters determined in laboratory. Two fatigue parameters are proposed in this research: critical strain and fatigue life ratio. They provide a more robust comparison of fatigue life determinations on bituminous mixtures by taking into consideration also the fatigue life of the pavement structure itself. The analyses conducted as part of this research enabled assessment of the fatigue life of asphalt mixtures taking account of the type of both the mixture and the bitumen it contains.

XX

Przedmiotem prac badawczych przedstawionych w artykule jest trwałość zmęczeniowa mieszanek mineralno-asfaltowych do warstwy podbudowy. W badaniach uwzględniono dwa rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych: beton asfaltowy i beton asfaltowy o wysokim module sztywności. W ramach każdej z mieszanek przygotowano warianty z różnymi asfaltami, tj. drogowymi, modyfikowanymi polimerem i tzw. wysokomodyfikowanymi. Przeprowadzono badania trwałości zmęczeniowej, na podstawie których opracowano charakterystyki zmęczeniowe mieszanek. Wykonano analizę trwałości zmęczeniowej mieszanek oraz typowych konstrukcji nawierzchni podatnych. Dokonano oszacowania tzw. współczynnika przesunięcia, który umożliwia wykorzystanie laboratoryjnych charakterystyk zmęczeniowych w projektowaniu nawierzchni. Zaproponowano definicję dwóch parametrów zmęczeniowych: odkształcenia krytycznego i wskaźnika trwałości zmęczeniowej. Pozwalają one bardziej racjonalnie porównać wyniki trwałości zmęczeniowej mieszanek mineralno-asfaltowych z uwzględnieniem trwałości konstrukcji nawierzchni. Przeprowadzone analizy pozwoliły na ocenę odporności na zmęczenie mieszanek mineralno-asfaltowych z uwzględnieniem typu mieszanki i rodzaju asfaltu.

20

Betony asfaltowe z udziałem katalizatora metaloorganicznego do nawierzchni autostrad i dróg ekspresowych

Mieczkowski P., Jurczak R., Budziński B.

Przegląd Komunikacyjny

|

2018

|

R. 73, nr 11

44--48

PL

Przedmiotem badań i analiz omówionych w artykule jest ocena wpływu katalizatora metaloorganicznego na właściwości betonu asfaltowego przeznaczonego na ruch KR5-7. Jako katalizator metaloorganiczny użyto bezwodnego chlorku żelaza (III) w ilości 2,5%.. Badania obejmowały próbki betonu asfaltowego z asfaltem modyfikowanym (70/100+2,5% FeCB) oraz betonu asfaltowego referencyjnego na bazie asfaltu 35/50. W zakresie badań była odporność na działanie wody ITSR oraz odporność na deformacje trwałe Dodatkowo wykonano podstawowe badania asfaltu modyfikowanego i asfaltu 70/100 oraz dla porównania asfaltu 35/50. Badania wykonano dla trzech stanów lepiszcza: przed starzeniem, po starzeniu krótkoterminowym wg RTFOT oraz po starzeniu długoterminowym wg PAV. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono wartość indeksu penetracji IR Wyznaczono również lepkość dynamiczną asfaltu modyfikowanego oraz asfaltu 35/50 przed i po procesie starzenia wg RTFOT Katalizator metaloorganiczny zwiększył odporność betonu asfaltowego na trwałe deformacje, nie pogarszając jednocześnie odporności na działanie wody i mrozu. W przypadku asfaltu 70/100 wpłynął na zwiększenie jego twardości (głównie po procesach starzenia krótko- i długotrwałego) i zmiany reologiczne.

EN

The aim of performed research and analysis is the evaluation of the influence of metal-organic catalyst (MOC) on the properties of asphalt concretes designed for KR5-7 traffic load. The anhydrous iron (III) chloride was added as a metal-organic catalyst in the amount of 2,5% of asphalt mass. The study determined the properties of asphalt concrete with modified binder (70/100+2,5%) FeCB) and referential asphalt concrete with typical binder 35/50. The test included determination of water and freeze-thaw resistance (ITSR) and resistance to permanent deformation. Additional basic tests were performed to compare the properties of modifies, the 70/100 and 35/50 asphalt. The research was performed for three binder conditions: before aging, short-term aging in accordance with RTFOT and PAV long-term aging. The test results allowed to determine the IP penetration index. Additionally, for 35/50 asphalt and modified binder the dynamic viscosity was determined before and after aging in accordance with RTFOT. The addition of metal-organic catalyst increased the resistance of the asphalt concrete to permanent deformation without changing its water and freeze-thaw resistance. In case of the 70/100 asphalt the addition of MOC improved the hardness (especially after short- and long-term aging) and influenced the rheology.