BazTech - Yadda

1

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.

2

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.

3

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.

4

Nowoczesne koncepcje konstrukcji nawierzchni

Błażejowski Krzysztof, Wójcik-Wiśniewska Marta

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 4

70--72

5

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.

6

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.

7

Analiza wartości modułów sztywności mieszanek mineralno-asfaltowych z zastosowaniem lepiszczy modyfikowanych w funkcji temperatury

Plewa Andrzej

Magazyn Autostrady

|

2019

|

Nr 8-9

40--45

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań i analiz zmiany wartości modułów sztywności mieszanek mineralno-asfaltowych w różnych temperaturach eksploatacyjnych. Do badań zastosowano mieszankę mineralno-asfaltową typu beton asfaltowy AC11S do warstwy ścieralnej kategorii ruchu KR3-7, którą zróżnicowano ze względu na zastosowane do jej wytworzenia lepiszcza asfaltowe: lepiszcza modyfikowane kopolimerem SBS i miałem gumowym, elastomeroasfalt i lepiszcze gumowo-asfaltowe z dodatkiem upłynniaczy pochodzenia roślinnego oraz asfalt drogowy 50/70. Analizowane mieszanki mineralno-asfaltowe poddano oznaczeniom modułów sztywności IT-CY w zakresie temperatur od -30°C do +40°C. Na podstawie uzyskanych wyników badań analizowanych mieszanek mineralno-asfaltowych opracowano zależności funkcyjne zmiany wartości modułów sztywności w funkcji temperatury. Rezultaty badań i analiz dowiodły, że mieszanki mineralno-asfaltowe z zastosowaniem elastomeroasfaltu i lepiszcza gumowo-asfaltowego z dodatkiem upłynniaczy pochodzenia roślinnego charakteryzują się najmniejszą wrażliwością na zmiany temperatur eksploatacyjnych.

EN

The article presents the results of the research and analyses of the values of stiffness moduli of asphalt mixtures in different operating temperatures. The asphalt mixture AC11S was used for the tests. The following bituminous binders were used for the preparation of the asphalt mixture: polymer-modified bitumen and asphalt-rubber binder, polymer-modified bitumen and asphalt-rubber binder with the addition of fluidizers of vegetable origin, and asphalt 50/70. The analysed asphalt mixtures were tested for IT-CY stiffness modulus in the temperature range from -30°C to +40°C. Based on the obtained test results of the analyzed asphalt mixtures, functional dependencies of changes in the values of stiffness moduli as a function of temperature were developed. The results of the research and analyses have proven that asphalt mixtures including elastomeric asphalt and rubber-asphalt binders with the addition of fluidizers of vegetable origin are characterized by the least sensitivity to the changes of operating temperatures.

8

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.

9

Elastic–slip interface effect on effective elastic modulus of elliptical-fiber reinforced asphalt concrete with large deformation

Fang Xue-Qian, Tian Jia-Yan, Yang Shao-Pu, Li Bai-Lin

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 3

707--715

EN

An elastic–slip interface model is proposed to investigate the effective elastic modulus of elliptical-fiber reinforced asphalt concrete, and the nonlinear factor related with the second-order term of strain is used to consider the large deformation of asphalt concrete. The representative volume element with effective isotropic medium is introduced to describe the overall properties of elliptical-fiber reinforced asphalt concrete. Combining the confor-mal mapping technique and polynomial function expanded method, a closed form solution of effective elastic modulus is obtained. Through numerical examples, the effects of inter-face material coefficients and the nonlinear factor on the effective elastic modulus under different shapes of fibers are discussed in detail. To validate the present interface model, experimental investigation on the interface effect on the elastic modulus is presented.

10

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.

11

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.

12

Ocena wpływu kształtu oraz wymiarów próbek na wyniki testu koleinowania mieszanek mineralno-asfaltowych

Słowik M., Wiśniewski D., Hałas F., Krzemiński D.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 5

33--35

PL

W artykule dokonano porównania wyników badań odporności na koleinowanie mieszanek mineralno-asfaltowych wykonanych na próbkach o zróżnicowanym kształcie i wymiarach: prostopadłościennych oraz walcowych o średnicy ø200 mm i ø250 mm. Badania przeprowadzono na dwóch najczęściej stosowanych typach mieszanki mineralno-asfaltowej, jakimi są: beton asfaltowy oraz SMA. Celem badań było sprawdzenie, w jakim stopniu wyniki testu koleinowania próbek walcowych będą się różnić od wyników otrzymanych na próbkach prostopadłościennych. Uzyskane wyniki badań wykazały, że w przypadku mieszanki mineralno-asfaltowej typu SMA wartość wyznaczonych parametrów (WTSAIR oraz PRDAIR) nie wykazuje istotnej różnicy bez względu na kształt badanej próbki. Dużo bardziej zróżnicowane są wyniki uzyskane na próbkach prostopadłościennych i walcowych z betonu asfaltowego.

EN

The article presents a comparison of wheel tracking test results of HMA obtained by using samples of various shapes and sizes: prismatic and cylindrical with diameters of ø200 mm and ø250 mm. The tests were carried out for the two most commonly used types of HMA: asphalt concrete and SMA. The aim of the research was to check how much results of the rutting test conducted using cylindrical samples will differ from the results obtained for a prismatic sample. The obtained test results showed that in the case of the SMA specimens the differences in the determined parameters (WTSAIR and PRDAIR) are not significant regardless of the shape of the tested sample. Much bigger differences between results of the tests performed on prismatic and cylindrical samples were obtained in the case of asphalt concrete.

13

Recykling nawierzchni asfaltowych w świetle badań nad zwiększeniem udziału granulatu w MMA

Słaboński P., Stankiewicz B.

Magazyn Autostrady

|

2018

|

Nr 10

46--50

PL

W artykule poruszono zagadnienie dotyczące zwiększenia udziału odpowiednio dobranego granulatu pochodzącego z recyklingu do wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych. Przykłady takiego rozwiązania omówiono na podstawie próbnego odcinka drogi o nawierzchni z betonu asfaltowego na bazie granulatu.

EN

The article discusses the issue of increasing the proportion of properly selected granules from recycling for the production of asphalt mixtures. The examples of such a solution are discussed on the basis of a test section of a road with the asphalt concrete surface based on granulate.

14

Properties of asphalt concrete with basalt-polymer fibers

Radziszewski P., Sarnowski M., Plewa A., Pokorski P.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 4/I

197--209

EN

Asphalt mixtures are commonly used for the pavement construction for national roads with a high traffic load, as well as local roads with low traffic load. The constructions of local road pavement consisting of thinner, more flexible layers located on less stable subbase than the pavement of national roads, require reinforcement with asphalt layers characterized by increased fatigue life. Technologies that allow quick repairs and reinforcements, while improving the durability of the road pavement are being sought. Such technologies include the use of modifications of asphalt mixtures with special fibers. The paper presents the results of investigations of the properties of asphalt mixtures modified with innovative basalt-polymer fibers FRP. On the basis of the obtained test results according to the Marshall method, stiffness modulus and fatigue durability, the technical properties of asphalt mixtures with FRP fibers addition were improved. This technology significantly increases the fatigue life of asphalt concrete dedicated for repairs and reinforcements of road pavements.

PL

Mieszanki mineralno-asfaltowe powszechnie stosuje się do budowy nawierzchni, zarówno dróg krajowych o dużym obciążeniu, jak i dróg lokalnych o małym obciążeniu. Konstrukcje nawierzchni dróg lokalnych składające się z cieńszych bardziej podatnych warstw położonych na mniej stabilnych podłożach niż nawierzchnie dróg krajowych wymagają wzmocnienia warstwami asfaltowymi charakteryzującymi się zwiększoną trwałością zmęczeniową. Do takich technologii zaliczyć można beton asfaltowy modyfikowany specjalnymi, innowacyjnymi włóknami bazaltowo-polimerowymi FRP. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości betonu asfaltowego AC 11S z asfaltem 50/70 oraz z dodatkiem włókien bazaltowo-polimerowych FRP o właściwościach przedstawionych w Tabl. 1. Przyjęto 4 poziomy modyfikacji mieszanki mineralno-asfaltowej włóknami FRP, tj. 0.1%, 0.3%, 0.5% i 0.7% w stosunku do masy mieszanki mineralno-asfaltowej. Program badań mieszanek mineralno-asfaltowych modyfikowanych włóknami FRP obejmował następujące oznaczenia: zawartości wolnych przestrzeni, właściwości mechanicznych wg Marshalla, tj. stabilności, osiadania, wskaźnika sztywności, modułu sztywności i trwałości zmęczeniowej metodą cztero-punktowego zginania belki.

15

Evaluation of particle size distribution of aggregates in asphalt concrete by means of image analysis software

Piątek P.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 7(114)

183--190

EN

Analysis of (cylindrical) samples of asphalt concrete, in terms of weight and size distribution of different fractions of aggregates and by means of mechanical methods is a complicated and time consuming process. This article presents a proposal of a method for the same kind of analysis, but without the need for machining. The suggested method is based solely on a computer based analysis of photographs of the samples. The mechanism described in this paper is only a preliminary process, illustrating the potential use of an image analysis for this type of study.

PL

Analiza (walcowych) próbek betonu asfaltowego, pod kątem rozkładu wielkości/wagi różnych frakcji kruszywa, z użyciem metod mechanicznych jest procesem złożonym i długotrwałym. W artykule przedstawiono propozycję metody takiej analizy bez konieczności jakiejkolwiek obróbki mechanicznej. Zaproponowana metoda bazuje wyłącznie na komputerowej analizie zdjęć wykonanych próbkom. Przedstawiony w artykule mechanizm jest jedynie procesem wstępnym, przedstawiającym potencjał wykorzystania analizy obrazu do tego typu badań.

16

Możliwości wykorzystania odpadów z ceramiki sanitarnej w mieszankach mineralno-asfaltowych

Zegardło B., Andrzejuk W., Barnat-Hunek D., Nitychoruk J.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 12

24--26

PL

Wykonano mieszankę mineralno-asfaltową, w której jako substytutu kruszywa tradycyjnego użyto odpadów ceramicznych powstałych w wyniku dwuetapowego procesu kruszenia wyrobów ceramiki sanitarnej posiadających uszkodzenia i nierówności powierzchni. Zbadano podstawowe parametry tak uzyskanego kruszywa i na ich podstawie zaprojektowano mieszankę mineralno-asfaltową zawierającą ok. 20% objętości kruszywa recyklingowego. Zbadano zawartość lepiszcza rozpuszczalnego w przygotowanej mieszance, gęstość objętościową próbek, zawartość wolnych przestrzeni oraz zawartość przestrzeni wypełnionych lepiszczem. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono, że kruszywo ceramiczne może być substytutem kruszyw tradycyjnych stosowanym do wyrobu mieszanek mineralno-asfaltowych.

EN

The mineral-asphalt mix was used, where as a substitute for traditional aggregates waste ceramic was used. Having damage and surface irregularities of sanitary ceramic ware products were two-stage crushing process. The basic parameters of the obtained aggregate were studied and based on them a mineral-asphalt mix was prepared containing about 20% of the aggregate in its volume. The prepared mixture was examined: the content of soluble binder, bulk density of the samples the content of free space and the content of space filled with binder. Based on the analyzes, it was found that ceramic aggregates could potentially replace traditional aggregates used in the manufacture of asphalt mixtures.

17

Wrażliwość betonu asfaltowego z dodatkiem granulatu asfaltowego na działanie wody

Jurczak R., Gaj N.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 7

56--58

PL

Z punktu widzenia trwałości warstw ścieralnych zjawisko oddziaływania wody na mieszanki mineralno-asfaltowe, w tym również zawierające granulat asfaltowy pochodzący z recyklingu nawierzchni asfaltowych, jest szczególnie istotne. Środki adhezyjne stosowane w inżynierii komunikacyjnej jako dodatki do asfaltów przy produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych pomagają zapewnić odpowiednią ich wrażliwość na działanie wody i mrozu.

EN

The effect of water on mineral-asphalt mixtures, also those including granulated asphalt from recycled asphalt surfaces, is particularly important from the perspective of the durability of the wearing course. Adhesives used in transportation engineering applied as bituminous additives in the production of asphalt mixtures help ensure their susceptibility to water and frost.

18

Beton asfaltowy zbrojony włóknami FRP do naprawy nawierzchni betonowych

Radziszewski P., Sarnowski M.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 10

38--41

PL

Nawierzchnie z betonu cementowego mogą ulec licznym zniszczeniom powodującym pogorszenie cech eksploatacyjnych oraz utratę trwałości. Do typowych uszkodzeń tego typu nawierzchni zaliczamy: zniszczenia powierzchniowe, pęknięcia włoskowate, spękania naroży i krawędzi. Najbardziej skutecznym i prostym technologicznie sposobem naprawy uszkodzonych nawierzchni betonowych jest stosowanie nakładek z mieszanek mineralno-asfaltowych o grubości 3-4 cm. Zaletami takiego rozwiązania są: wydłużenie okresu użytkowania nawierzchni betonowej, konieczność zapewnienia odporności na koleinowanie tylko cienkiej warstwy ścieralnej, redukcja hałasu toczenia, łatwość odnowy i utrzymania ograniczone tylko do górnej warstwy asfaltowej. W celu poprawy właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych do nakładek coraz częściej stosuje się zbrojenie rozproszone w postaci włókien nowej generacji. W artykule omówiono metodykę modyfikacji mieszanek mineralno-asfaltowych włóknami FRP oraz przedstawiono wstępne wyniki badań laboratoryjnych betonu asfaltowego z dodatkiem tego rodzaju włókien.

EN

The article discusses the methodology of the modification of asphalt mixtures with FRP fibres and also the preliminary results of laboratory tests of asphalt concrete with the addition of this type of fibres.

19

Analiza funkcjonalno-finansowa stosowania mieszanek AC/SMA/WMS

Sochacki T.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 7

48--52

PL

Tradycyjny beton asfaltowy to nie jedyny rodzaj mieszanek, jakie mogą być stosowane w nawierzchniach podatnych. W artykule omówiono charakterystykę alternatywnych materiałów, jak mieszanki mastyksowo- -grysowe SMA oraz beton asfaltowy o wysokim module sztywności WMS.

20

Wpływ katalizatora metaloorganicznego na właściwości betonu asfaltowego

Mieczkowski P., Budziński B.

Inżynieria i Budownictwo

|

2017

|

R. 73, nr 5

247--250

PL

Jedną z możliwości poprawy właściwości materiałów wykorzystywanych do budowy nawierzchni dróg jest stosowanie katalizatorów metaloorganicznych. Opisane badania wykonano na stosowanym w skali technicznej katalizatorze wyprodukowanym w USA („Chemcrete”) oraz produktach polskich. Wyniki badań świadczą o dużej skuteczności katalizatorów krajowych. Dodatkową zaletą stosowania tego rodzaju katalizatorów jest obniżenie lepkości asfaltów.

EN

One of the possibility to improve the properties of the materials used in road construction is the use of organometallic catalysts. The experiments were carried out on an industrial scale catalyst, produced in the USA (Chemcrete) and Polish test products. The results shows that effectiveness of national catalysts is high. An additional advantage of using this kind of modifier is to reduce the viscosity of bitumen.