Analysis of climatic zones in Poland with regard to asphalt performance grading

• Autorzy: Pszczoła M. , Ryś D. , Jaskuła P.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.017.016

Warianty tytułu

PL

Analiza stref klimatycznych w Polsce z uwzględnieniem klasyfikacji funkcjonalnej asfaltów Performance Grade

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Towards the end of the last century a new system of bitumen grading was developed and implemented as part of the American Strategic Highway Research Program (SHRP). Its aim was to better adjust the testing methods and requirements for road bitumens to the actual conditions in which those bitumens serve in road pavements. Currently in Poland, similarly as in the other EU countries, road bitumens are tested and classified with regard to mainly the penetration value determined at the temperature of 25°C. It should be noted that this classification is not correlated with the climatic conditions in which the bitumens are to serve in the road pavement. This paper presents the results of analyses concerning the determination of the temperatures at which bituminous binders serve in the Polish climatic conditions. A division of the area of Poland into climatic zones depending on the required performance grades (PGs) determined for bitumens on the basis of climatic data from 61 meteorological stations for a period of minimum 20 years is presented. It is proposed to select bitumens depending on the climatic zone in Poland, taking into account the proper probability level which follows from the road class.

PL

Pod koniec ubiegłego wieku w ramach amerykańskiego programu SHRP opracowano i wdrożono nowy system klasyfikacji asfaltów. Jego ideą była potrzeba lepszego dostosowania metod badań oraz wymagań dla asfaltów drogowych do rzeczywistych warunków, w jakich pracują te asfalty w nawierzchniach drogowych. Obecnie w Polsce, podobnie jak i w pozostałych krajach Unii Europejskiej, asfalty drogowe badane i klasyfikowane są głównie ze względu na wynik oznaczenia penetracji w temperaturze 25°C. Warto zaznaczyć, że ta klasyfikacja nie jest uzależniana od warunków klimatycznych, w jakich potem mają pracować asfalty w nawierzchni drogowej. W artykule przedstawiono wyniki analiz dotyczących wyznaczania zakresu temperatury pracy lepiszczy asfaltowych w polskich warunkach klimatycznych. Podano propozycję podziału terytorium Polski na strefy klimatyczne w zależności od wyznaczonych wartości wymaganego rodzaju funkcjonalnego Performance Grade asfaltów na podstawie danych klimatycznych z 61 stacji meteorologicznych oraz z okresu czasu minimum 20 lat. Zaproponowano dobór asfaltu w zależności od strefy klimatycznej w Polsce oraz z uwzględnieniem odpowiedniego poziomu prawdopodobieństwa, wynikającego z klasy drogi.

Słowa kluczowe

EN

grade of bitumen; performance grade (PG); PG climatic zones; Superpave method

PL

metoda Superpave; rodzaj asfaltu; rodzaj funkcjonalny PG; strefy klimatyczne PG

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 16, no. 4
• Strony: 245--264
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pszczoła M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Ryś D.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Jaskuła P.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• 1. Asphalt Binder and Mix Specification Update Reference Guide. Iowa Department of Transportation, Asphalt Paving Association of Iowa, 2016
• 2. Santucci L.: Performance Graded (PG) Polymer Modified Asphalts in California. Technology Transfer Program, University of California Berkeley, 2006
• 3. Guideline for the Design and Use of Asphalt Pavements for Colorado Roadways, 2nd Edition. Colorado Asphalt Pavement Association, 2006
• 4. Pavement Technology Advisory - Performance Graded Binder Materials for Hot Mix Asphalt - PTA-D4. Design, Construction and Materials, Illinois Department of Transportation, Bureau of Materials and Physical Research, 2005
• 5. Local Agency Programs, Hot Mix Asphalt (HMA) Selection Guidelines. Michigan Asphalt Pavement Association, 2009
• 6. Comprehensive Guide to PG Asphalt Binder Selection in Minnesota. Minnesota Asphalt Pavement Association, 2008
• 7. Sebaaly P.E., Lake A., Epps J.A., Charmot S., Gopal V.: Characterization of Nevada’s Binders and Low Temperature Properties of Mixtures using SHRP Tests, Part II Characterization of Nevada’s Binders using SuperPave Technology. Nevada Department of Transportation, Research Report No RDT99-002, 1999
• 8. Xie N., Shi X.: Evaluation of Plus Grades of Performance Graded (PG) Asphalt Binder. Research Bureau, New Mexico Department Of Transportation, Report NM14-MSC-01-008, 2014
• 9. Leahy R.B., Cramer S.B.: Superpave Binder Implementation. Final Report SPR 353, Oregon State University, 1999
• 10. Prowell B.D.: Selection and Evaluation of Performance-Graded Asphalt Binders for Virginia. Virginia Transportation Research Council, Virginia Department of Transportation and the University of Virginia, Report No. VTRC 99-R21, 1999
• 11. Leahy R.B., Briggs R.N.: Superpave - Washington DOT’s Assessment and Status. Washington Department of Transportation, Report No. WA-RD 486.1, 1999
• 12. Guide for Specifying Asphalt Pavements for Local Governments. Asphalt Pavement Association of Indiana, 2009
• 13. Nam K., Bahia H.U.: Development of Guidelines for PG Binder Selection for Wisconsin. Research Study No. 0092-01-01, University of Wisconsin - Madison, Wisconsin Department of Transportation, 2004
• 14. Floyd J., Golden K., McMurry R.: Standard Specifications Construction of Transportation Systems. Georgia Department of Transportation, 2013
• 15. Mills B.N., Tighe S.L., Andrey J., Smith J.T., Huen K.: Climate Change Implications for Flexible Pavement Design and Performance in Southern Canada. Journal of Transportation Engineering, ASCE, 135, 10, 2009
• 16. Mirza M.W., Zahid A., Rizvi M.A.: Temperature Zoning of Pakistan for Asphalt Mix Design. Pakistan Journal of Engineering and Applied Sciences, 8, 2011, 49-60
• 17. Mampearachchi W.K., Mihirani G.S., Binduhewa B.W.P., Lalithya G.D.D.: Review of asphalt binder grading systems for hot mix asphalt pavements in Sri Lanka. Journal of the National Science Foundation of Sri Lanka, 40, 4, 2012, 311-320
• 18. Khedr S., Saudy M., Khafagy M.: Development of asphalt binder Performance Grades. Proceedings of the 2nd Australasia and South East Asia Structural Engineering and Construction Conference, Bangkok, Thailand, 2014, 393-398
• 19. Hassan F.H., Al-Nuaimi A., Al-Oraimi S., Jafar T.M.A.: Development of asphalt binder performance grades for Omani climate. Construction and Building Materials, 22, 8, 2008, 1684-1690
• 20. Charoentham N., Kanitpong K.: Development of a Performance Grading System for Asphalt Binders used in Thailand. Asian Transport Studies, 2, 2, 2012, 121-138
• 21. Superpave Performance Graded Asphalt Binder Specification and Testing. Asphalt Institute, Superpave Series No. 1 (SP-1), 1995
• 22. Sarnowski M.: Rheological properties of road bitumen binders modified with SBS polymer and polyphosphoric acid. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 14, 1, 47-65
• 23. Jaskuła P., Pszczoła M., Judycki J., Ryś D., Dołżycki B., Jaczewski M.: Asfalty drogowe i modyfikowane w polskich warunkach klimatycznych. Zadanie 1: Ocena warunków klimatycznych polski w aspekcie doboru rodzaju funkcjonalnego asfaltu do warstw nawierzchni drogowych. Raport badawczy z Zadania 1, grantu RID nr: OT1-1B/PW-PG-IBDiM, Politechnika Gdańska, 2016
• 24. AASHTO M 320-10: Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder. American Association of State Highway and Transportation Officials, 2010
• 25. Sybilski D., Mirski K.: Dobór asfaltu do nawierzchni w polskich warunkach klimatycznych z uwzględnieniem procedur SHRP/Superpave. VI Międzynarodowa Konferencja „Trwałe i Bezpieczne Nawierzchnie Drogowe”, Kielce, 9-10 maja, 2000
• 26. Sybilski D.: Zastosowanie metod SHRP do oceny nawierzchni dróg w Polsce. Studia i materiały, Zeszyt 50, IBDiM, Warszawa, 2000
• 27. Sybilski D.: Evaluation of low temperature properties of bituminous binders and asphalt mixtures. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 3, 2, 2004, 87-119
• 28. Piłat J., Radziszewski P.: Nawierzchnie asfaltowe. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2004
• 29. Błażejowski K., Styk S.: Technologia warstw asfaltowych. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2004
• 30. Gaweł I., Kalabińska M., Piłat J.: Asfalty drogowe. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2001
• 31. Solaimanian M., Bolzan P.: Analysis of the Integrated Model of Climatic Effects on Pavements. Report No. SHRP-A-637, Strategic Highway Research Program. National Research Council. Washington, D.C., 1993
• 32. Solaimanian M.: Development of SHRP Asphalt Research Program Climatic Databases. Report SHRP-A-685, Strategic Highway Research Program, National Research Council, Washington, D.C., 1994
• 33. Mohseni A.: LTPP Seasonal Asphalt Concrete (AC) Pavement Temperature Models. Federal Highway Administration, Report FHWA-RD-97-103, 1998
• 34. LTPP Data Analysis: Improved Low Pavement Temperature Prediction. Federal Highway Administration, Report No. FHWA-RD-97-104, 1998
• 35. The Asphalt Binder Handbook. Asphalt Institute, Manual Series No. 26 (MS-26), 2011
• 36. FHWA Program LTPPBind: https://www.fhwa.dot.gov/Research/tfhrc/programs/infrastructure/pavements/ltpp/install.cfm, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration
• 37. Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. GDDKiA, Zarządzenie nr 31 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r.
• 38. Pszczoła M., Judycki J., Ryś D.: Evaluation of pavement temperatures in Poland during winter conditions. Transportation Research Procedia, 14, 2016, 738-747
• 39. AASHTO MP 19: Performance-Graded Asphalt Binder using Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) Test, American Association of State Highway and Transportation Officials, 2012

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).