Application of rubber dust in modified asphalts for SMA mixtures

• Autorzy: Skotnicki Łukasz

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie miału gumowego w asfaltach modyfikowanych dla mieszanek typu SMA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The experimental investigation described in the paper refers to the properties of asphalts and asphalt mixtures with addition of rubber wastes. The influence of rubber additive, on rheological properties, viscosity, penetration, softening point of the asphalts were analyzed. An innovative technique based on the combined use of microscopic observations was developed. Tests results were compared to the conventional asphalts. Positive effects of modification were recorded. Two types of asphalt mixtures were prepared on the same mineral aggregate. For reference a Stone Matrix Asphalt (SMA) was used with polymer modified (PM) asphalt 45/80-55. Then the Stone Matrix Asphalt was prepared on the base of asphalt-rubber (45/80-55 AR). These materials were tested on rutting and water and frost resistant. The results indicated that the SMA mixtures prepared on the base of rubber modified asphalt exhibit greater resistance to permanent deformation, at elevated temperatures and greater water and frost resistance than the conventional SMA mixtures. Tests results were compared to technical requirements for SMA layers. It was found that this type of asphalt mixture can be successfully used in road surfaces, especially exposed to freezing.

PL

Opisane w artykule badania eksperymentalne dotyczą właściwości asfaltów i mieszanek mineralno-asfaltowych z dodatkiem odpadów gumowych. Przeanalizowano wpływ dodatku gumowego na właściwości reologiczne, lepkość, penetrację, temperaturę mięknienia asfaltów. Wprowadzono innowacyjną technikę opartą na połączonym wykorzystaniu obserwacji mikroskopowych. Wyniki badań porównano z asfaltami konwencjonalnymi. Zaobserwowano pozytywne efekty modyfikacji asfaltu miałem gumowym. Na tym samym kruszywie mineralnym przygotowano dwa rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych. Jako odniesienie użyto mieszanki typu SMA z asfaltem modyfikowanym polimerami (PM 45 / 80-55). Następnie przygotowano mieszankę typu SMA na bazie asfaltu modyfikowanego z dodatkiem miału gumowego (PM 45 / 80-55 AR). Materiały te zostały przetestowane pod kątem koleinowania oraz odporności na działanie wody i mrozu. Wyniki wskazały, że mieszanki SMA przygotowane na bazie asfaltu modyfikowanego gumą wykazują większą odporność na odkształcenia trwałe w podwyższonych temperaturach oraz większą odporność na wodę i mróz niż konwencjonalne mieszanki typu SMA. Wyniki testów porównano z wymaganiami technicznymi dla warstw SMA. Stwierdzono, że tego typu mieszanka mineralno-asfaltowa może być z powodzeniem stosowana w nawierzchniach drogowych, szczególnie narażonych na przemarzanie.

Słowa kluczowe

EN

asphalt mixture; SMA mixture; rubber asphalt; recycling; dynamic viscosity

PL

mieszanka mineralno-asfaltowa; mieszanka typu SMA; asfalt gumowy; recykling; lepkość dynamiczna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 76, nr 3
• Strony: 15--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Skotnicki Łukasz

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego; Katedra Dróg, Mostów, Kolei i Lotnisk

Bibliografia

• [1] Abu El-Maaty Behiry A. E., Utilization of cement treated recycled concrete aggregates as base or subbase layer in Egypt, Ain Shams Engineering Journal (2013) 4, 661–673, https://doi.org/10.1016/j.asej.2013.02.005.
• [2] Amoussou1 R.I.H.D.T., Sasaki M., Shigeishi M., An Application of Pulsed Power Technology and Subcritical Water to the Recycling of Asphalt Concrete, Procedia Engineering 143 (2016), 1–9,https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.001.
• [3] Błażejowski K., Olszacki J., Peciakowski H., Asphalt guide, ORLEN Asfalt sp. z o.o., 2014.
• [4] Gaweł I., Kalabinska M., Pilat J., Road Asphalts, WKiŁ, Warsaw, 2001.
• [5] Gong J., Liu Y., Wang Q., Cai Z. Xi, J., Ding G., Xie H., Performance evaluation of warm mix asphalt additive modified epoxy asphalt rubbers, Construction and Building Materials 204 (2019), 288– 295, https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2019.01.197.
• [6] Gupta T., Siddiqueb S., Sharmaa R. K., Chaudharyc S., Behaviour of waste rubber powder and hybrid rubber concrete in aggressive environment, Construction and Building Materials 217 (2019), 283–291, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.05.080.
• [7] Hailong J., Guangtao G., Yong Z., Yinxi Z., Kang S., Yongzhong F., Improved properties of polystyrene-modifi ed asphalt through dynamic vulcanization., Polymer Testing 21 (2002), 633–640,https://doi.org/10.1016/S0142-9418(01)00135-0.
• [8] Jina R., Chenb Q., Investigation of concrete recycling in the U.S. construction industry, Procedia Engineering 118 (2015), 894 – 901, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.528.
• [9] Khalilia M., Jadidia K., Karakouziana M., Amirkhanianb S., Rheological properties of modified crumb rubber asphalt binder and selecting the best modified binder using AHP method, Case Studies in Construction Materials11 (2019), e00276, https://doi.org/10.1016/j.cscm.2019.e00276.
• [10] Koba H., The infl uence of the rubber additive on asphalt mixtures properties, III International Conference: Durable and Safe Road Pavements, Kielce, 1997.
• [11] Krishnamoorthya R. R., Davida T. K., Bin Mastorb E..N. A., Nadarasac Ir. K., Repair of Deteriorating Pavement Using Recycle Concrete Materials, Procedia Engineering 142 (2016), 371 – 382, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.02.064.
• [12] Lo Presti D., Recycled Tyre Rubber Modified Bitumens for road asphalt mixtures: A literature review, Construction and Building Materials 49 (2013), 863–881, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.09.007.
• [13] Nováková I., Mikulica K., Properties of concrete with partial replacement of natural aggregate by recycled concrete aggregates from precast production, Procedia Engineering 151 (2016), 360 – 367, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.387.
• [14] Ossa A., García J.L., Botero E., Use of recycled construction and demolition waste (CDW) aggregates: A sustainable alternative for the pavement construction industry, Journal of Cleaner Production 135 (2016), 379-386, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.06.088.
• [15] Radziszewski P., Kalabińska M., Piłat J., Using the rubber dust from old vehicle tires to asphalt modifications, Elastomery 4(5), (2001).
• [16] Road and Bridge Research Institute, Asphalt pavements on national roads, WT-2 2014, Asphalt mixtures, Technical requirements, Warsaw, 2014.
• [17] Sadeghian M., Namin M. L., Goli H., Evaluation of the fatigue failure and recovery of SMA mixtures with cellulose fi ber and with SBS modifier, Construction and Building Materials 226 (2019), 818–826, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.308.
• [18] Sienkiewicz M., Borzędowska- -Labuda K., Zalewski S., Janik H., The effect of tyre rubber grinding method on the rubber-asphalt binder properties, Construction and Building Materials
• 154 (2017), 144–154, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.170.
• [19] Singh B. B., Mohanty F., Das S.S., Swain S.K., Graphene sandwiched crumb rubber dispersed hot mix asphalt, Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), Volume 7, Issue 5 (2020), 652-667, https://doi.org/10.1016/j.jtte.2019.02.003.
• [20] Skotnicki Ł. Z., Koba H., Szydło A., The SMA mixtures with rubber asphalt, Drogownictwo, 65(11) (2010) 374-378.
• [21] Sybilski D., Application of the rubber wastes in road engineering, Przegląd Budowlany 5 (2009), 37-44.
• [22] Tahami S. A., Mirhosseini A. F., Dessouky S., Mork H., Kavussi A., The use of high content of fine crumb rubber in asphalt mixes using dry process, Construction and Building Materials 222 (2019), 643–653, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.180.
• [23] Wagih A.M., El-Karmoty H.Z., Ebid M., Okba S. H., Recycled construction and demolition concrete waste as aggregate for structural concrete, HBRC Journal (2013) 9, 193–200, https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2013.08.007.
• [24] Weidong C., Study on properties of recycled tire rubber modified asphalt mixtures using dry process, Construction and Building Materials 21 (2007), 1011–1015,https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.02.004.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).