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

• Autorzy: Krawczyk Bartłomiej , Mackiewicz Piotr , Dobrucki Dariusz

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.022.012

Warianty tytułu

PL

Wybrane sposoby wykorzystania tworzyw sztucznych z recyklingu w materiałach do budowy konstrukcji nawierzchni drogowych i podłoża ulepszonego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

EN

cement stabilized layers; hot mix asphalt; plastic waste; recycling

PL

mieszanki mineralno-asfaltowe; odpady plastikowe; recykling; warstwy związane cementem

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 21, no. 3
• Strony: 203--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab. wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk Bartłomiej

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, 27 Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego St., 50-370 Wroclaw

autor

Mackiewicz Piotr

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, 27 Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego St., 50-370 Wroclaw

autor

Dobrucki Dariusz

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, 27 Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego St., 50-370 Wroclaw

Bibliografia

• 1. Plastic – the Facts 2017. An analysis of European plastics production, demand and waste data. PlasticEurope Association of Plastics Manufacturers, 2018
• 2. Baker R.E.: Polymer Modified Bitumen. Indian Highways, 26, 1, 1998, 85-94
• 3. Murphy M., O’Mahony M., Lycett C., Jamieson I.: Recycled Polymers for Use as Bitumen Modifier. Journal of Materials in Civil Engineering, 13, 4, 2001, 306-314, DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2001)13:4(306)
• 4. Panda M., Mazumdar M.: Utilization of reclaimed polyethylene in bituminous paving mixes. Journal of Materials in Civil Engineering, 14, 6, 527-530, DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2002)14:6(527)
• 5. Moghaddam T.B., Karim M.R., Soltani M.: Utilization of waste plastic bottles in asphalt mixture. Journal of Engineering Science and Technology, 8, 3, 2013, 264-271
• 6. Abdullah M.E., Siti Aminah A.K., Ramadhansyah P.J., Haryati Y., Norhidayah A.H., Che Norazman C.H.: Effect of Waste Plastic as Bitumen Modified in Asphalt Mixture. MATEC Web of Conferences, 103, 2017, ID article: 09018, DOI: 10.1051/matecconf/201710309018
• 7. Alenowicz J., Dołżycki B., Jaskuła P.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.2.1. Wytyczne pozyskania i oceny przydatności destruktu i granulatu asfaltowego do recyklingu na gorąco w otaczarkach. Gdańsk, 2019
• 8. Alenowicz J., Dołżycki B., Jaskuła P.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.2.2. Zalecenia w zakresie produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych z granulatem asfaltowym w otaczarkach o działaniu cyklicznym. Gdańsk, 2019
• 9. Alenowicz J., Dołżycki B., Jaskuła P.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.2.3. Wytyczne cząstkowe w zakresie wymagań i projektowania mieszanek mineralno-asfaltowych z granulatem asfaltowym produkowanym na gorąco. Gdańsk, 2019
• 10. Dołżycki B.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.4.1. Wytyczne stosowania technologii recyklingu głębokiego na zimno z wykorzystaniem emulsji i cementu wraz z zasadami projektowania nawierzchni z wykorzystaniem warstw z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej (MCE). Gdańsk, 2019
• 11. Dołżycki B.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.4.2. Instrukcja projektowania i wbudowania mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE). Gdańsk, 2019
• 12. Mirski K., Bańkowski W., Horodecka R.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.4.3. Zalecenia bezpiecznego stosowania destruktu asfaltowego ze smołą w warstwach wykonanych w technologii mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych MCE. IBDiM, Warszawa, 2019
• 13. Szydło A., Stilger-Szydło E., Krawczyk B., Mackiewicz P., Skotnicki Ł., Kuźniewski J., Dobrucki D.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.6. Wytyczne wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu nawierzchni betonowych, 2018
• 14. Krawczyk B., Szydło A., Mackiewicz P., Dobrucki D.: Suitability of aggregate recycled from concrete pavements for layers made of unbound and cement bound mixtures. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 17, 1, 2018, 39-53, DOI: 10.7409/rabdim.018.003
• 15. Krawczyk B., Szydło A., Mackiewicz P., Dobrucki D.: Assessment criteria of the recycled aggregate cement bound bases. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 18, 2, 2019, 109-126, DOI: 10.7409/rabdim.019.007
• 16. Krawczyk B., Stilger-Szydło E.: Przydatność materiałów pochodzących z recyklingu betonu przy realizacji budowli ziemnych i podłoża ulepszonego obiektów infrastruktury transportowej. Przegląd Komunikacyjny, 73, 11, 2018, 37-43
• 17. https://www.plastech.pl/ceny-tworzyw, 08.02.2022
• 18. https://www.orlen-asfalt.pl, 08.02.2022
• 19. WT-2 Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania techniczne. GDDKiA, Warszawa 2014
• 20. WT-5 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym do dróg krajowych. GDDKiA, Warszawa, 2010
• 21. Judycki J., Jaskuła P., Pszczoła M., Alenowicz J., Dołżycki B., Jaczewski M., Ryś D., Stienss M.: Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 31 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r.
• 22. Szydło A., Mackiewicz P., Wardęga R., Krawczyk B.: Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 30 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r.
• Standards / normy cytowane
• PN-EN ISO 845:2010 Tworzywa sztuczne porowate i gumy – Oznaczanie gęstości pozornej
• PN-EN ISO 11357-3:2018 Tworzywa sztuczne – Różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) – Część 3: Oznaczanie temperatury oraz entalpii topnienia i krystalizacji
• PN-EN 1426:2015 Asfalty i lepiszcza asfaltowe - Oznaczanie penetracji igłą
• PN-EN 1427:2015 Asfalty i lepiszcza asfaltowe – Oznaczanie temperatury mięknienia – Metoda Pierścień i Kula
• PN-EN 12697-5:2010 +AC:2012 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralno-asfaltowych na gorąco – Część 5: Oznaczanie gęstości
• PN-EN 12697-6:2012 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralno-asfaltowych na gorąco – Część 6: Oznaczanie gęstości objętościowej próbek mieszanki mineralno-asfaltowej
• PN-EN 12697-8:2005 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralno-asfaltowych na gorąco – Część 8: Oznaczanie zawartości wolnej przestrzeni
• PN-EN 12697-12:2008 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 12: Określanie wrażliwości na wodę próbek mineralno-asfaltowych
• PN-88/B-06250:1998 Beton zwykły
• PN-EN 12390-7:2011 Badania betonu – Część 7: Gęstość betonu
• PN-EN 13286-41:2005 Mieszanki niezwiązane i związane spoiwem hydraulicznym – Część 41: Metoda oznaczania wytrzymałości na ściskanie mieszanek związanych spoiwem hydraulicznym

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).