Wpływ dodatków rozdrobnionego HPDE i granulatu gumowego z opon samochodowych na wskaźnik ITSR mieszanki mineralno-asfaltowej

• Autorzy: Walotek Konrad , Olma Anna

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0055.0919

Warianty tytułu

EN

Influence of additives of shredded HPDE and vehicle tyres on the ITSR index of asphalt-mixtures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mieszanki mineralno-asfaltowe należą do najdroższych materiałów budowlanych wykorzystywanych w budownictwie komunikacyjnym, a ich najkosztowniejszym składnikiem jest lepiszcze asfaltowe. Wysoka cena lepiszcza wynika z procesu rafinacji ropy naftowej. Dlatego zasadne wydaje się stosowanie dodatków odpadów przemysłowych w mieszankach mineralno-asfaltowych. Takie rozwiązanie może przyczynić się do obniżenia kosztów produkcji poprzez zastąpienie drogich składników tańszymi surowcami wtórnymi, a jednocześnie wpisuje się w koncepcję gospodarki o obiegu zamkniętym i zrównoważonego budownictwa. Zagraniczne doświadczenia wskazują, że wykorzystanie odpadów w mieszankach mineralno-asfaltowych nie tylko przynosi korzyści ekonomiczne i ekologiczne, ale także może poprawiać ich parametry, zwłaszcza w przypadku zastosowania odpadów gumowych. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem dodatku odpadów przemysłowych (HDPE oraz miału gumowego) na wytrzymałość na rozciąganie pośrednie oraz wskaźnik odporności na oddziaływanie wody i mrozu. Odpady HDPE miały formę ciętych strzępów pochodzących z recyklingu opakowań, natomiast odpady gumowe pochodziły z mechanicznego rozdrabniania opon samochodowych i zostały doprowadzone do uziarnienia 0/2 mm. Odpady HDPE zastosowano jako środek modyfikujący lepiszcze asfaltowe (metoda „mokra”), natomiast odpady gumowe wykorzystano na dwa sposoby: jako dodatek modyfikujący lepiszcze (metoda „mokra”) oraz jako substytut frakcji piaskowych (metoda „sucha”). Mieszanki mineralno-asfaltowe przygotowano na podstawie recepty mieszanki AC11S. Na wykonanych próbkach przeprowadzono badania ITSR zgodnie z Wytycznymi Technicznymi cz. 2. Wyniki badań wskazują, że zastosowanie niektórych dodatków odpadów gumowych oraz HDPE pozytywnie wpłynęło na wytrzymałość na rozciąganie pośrednie oraz wskaźnik odporności na oddziaływanie wody i mrozu. Może to świadczyć o korzystnym wpływie odpadów przemysłowych na trwałość mieszanek mineralno-asfaltowych.

EN

Asphalt mixtures are one of the most expensive construction materials used in roads, and the most expensive component of the mixture itself is the asphalt binder. The high price of asphalt binder is due to its production process, i.e. crude oil refining. The use of industrial waste additives in asphalt mixtures therefore seems to be a valid solution. On the one hand, this can reduce production costs by replacing valuable components with very cheap waste, while on the other hand, such measures should have a very positive impact on the environment, in line with the idea of a closed-cycle economy and sustainable construction. Experience gained over many years abroad shows that the use of waste materials in mineral and asphalt mixtures, in addition to their economic and ecological advantages, also makes it possible to achieve a partial improvement in their parameters, particularly when rubber waste is used. This paper presents the results of a study of the effects of the addition of industrial waste (HDPE and rubber fine), on the indirect tensile strength and water and frost resistance index of mineral-asphalt mixtures. The HDPE waste used in the study was in the form of shredded chips from the processing of everyday packaging, while the rubber waste came from the mechanical shredding of passenger car tyres and was brought to a grain size of 0/2 mm. The HDPE waste was used in the mineral and asphalt mixture as a binder modifier (so-called wet method); in the case of rubber waste, two variants of its use were realised, as an additive modifying the binder (wet method) and as a modification of the mineral and asphalt mixture by replacing sand fractions (dry method). Mineral-asphalt mixtures were prepared based on an AC11S mix recipe. ITSR tests were carried out on samples of the prepared mix in accordance with Technical Guideline Part 2. The tests carried out showed a positive effect of some of the rubber waste additives and HDPE on the values of the indirect tensile strength parameters and the ITSR water and frost resistance index. This may indicate a positive effect of the industrial waste used on the durability of the mineral and asphalt mixtures.

Słowa kluczowe

PL

gospodarka obiegu zamkniętego; ekologia; budownictwo zrównoważone; odpad przemysłowy; budownictwo drogowe; mieszanka mineralno-asfaltowa

EN

circular economy; ecology; sustainable construction; industrial waste; road construction; mineral-asphalt mixture

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 81, nr 2
• Strony: 151--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Walotek Konrad

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa

• https://orcid.org/0000-0001-5170-6941

autor

Olma Anna

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa

• https://orcid.org/0000-0003-4731-0623

Bibliografia

• [1] https://asfalt.orlen.pl/pl/informacje-techniczne/produkcja/asfalty-drogowe - Dostęp 27.11.2024.
• [2] https://www.gov.pl/web/gddkia/waloryzacja-a-zmiany-cen-na-rynku-nowe-dane-lipiec-2024 - Dostęp 27.11.2024.
• [3] Komisja Europejska: Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów - Nowy plan działania UE dotyczący gospodarki o obiegu zamkniętym na rzecz czystszej i bardziej konkurencyjnej Europy COM(2020)98 final, Bruksela, 2020.
• [4] https://www.gov.pl/web/klima/goz - Dostęp 27.11.2024.
• [5] Bukowski H., Fabrycka W.: Budownictwo w obiegu zamkniętym w praktyce, Warszawa, 2019.
• [6] IBDiM: Ocena i badania wybranych odpadów przemysłowych do wykorzystania w konstrukcjach drogowych, Warszawa, 2004.
• [7] Skarżyńska K.: Wykorzystanie nieprzepalonych odpadów powęglowych w budownictwie drogowym, Inżynieria Morska i Geotechnika, 1996, nr 4.
• [8] Skarżyńska K.: Odpady powęglowe i ich zastosowanie w inżynierii lądowej i wodnej, Akademia Rolnicza im. H. Kołłątaja, 1997, Kraków.
• [9] Sybilski D.: Zastosowanie odpadów gumowych w budownictwie drogowym, Przegląd Budowlany, 2009, nr 5, s. 37-44.
• [10] Szlugaj J.: Charakterystyka mineralogiczno-petrograficzna odpadów wydobywczych z wybranych kopalń węgla kamiennego w aspekcie ich wykorzystania do produkcji kruszyw mineralnych, Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, 2020, Kraków.
• [11] Wowkowicz P., Bojanowicz-Bablok A., Gaworek B.: Wykorzystanie odpadów z przemysłu wydobywczego i hutnictwa w Polsce, Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, 2018, tom 20, s. 1335-1349.
• [12] Pieczyrak J.: Characteristics and engineering usage of waste from coal mining, ACEE, 2010, no. 1, p. 77-84.
• [13] Piłat J., Radziszewski P., Serbeńska A.: Drogi - drugie życie opon, edroga.pl, 2011, https://edroga.pl/drogi-i-mosty/drogi-drugie-zycie-opon-04114905 - Dostęp 27.11.2024.
• [14] Machniak Ł., Kozioł W.: Kruszywa alternatywne - baza zasobowa i kierunki wykorzystania w budownictwie, Kruszywa: produkcja – transport - zastosowanie, 2014, nr 4, s. 28-33.
• [15] Sybilski D. i in.: Metoda modyfikacji mieszanki mineralno-asfaltowej gumą z zastosowaniem dodatku „tecRoad”, Drogownictwo, 2011, nr 6, s. 189-193.
• [16] Szydło A., Koba H.: Mieszanki mineralno-asfaltowe na bazie asfaltu modyfikowanego gumą redukujące hałas, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2009.
• [17] Lo Presti D.: Recycled tyre rubber modified bitumens for road asphalt mixtures: A literature review, Construction and Building Materials, 2013, nr 49, 10.1016/j.conbuildmat. 2013.09.007.
• [18] WT-2 część I: 2014. Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania techniczne, GDDKiA.
• [19] PN-EN 12697-12:2018. Mieszanki mineralno-asfaltowe. Metody badań. Część 12: Określanie wrażliwości na wodę próbek mineralno-asfaltowych, PKN.
• [20] PN-EN 12697-23:2017. Mieszanki mineralno-asfaltowe. Metody badań. Część 23: Oznaczanie wytrzymałości mieszanki mineralno-asfaltowej na rozciąganie pośrednie, PKN.