Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Use of reclaimed asphalt pavement (RAP) as aggregate for production of cement-bound granular mixtures

Majer Stanisław, Budziński Bartosz

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

527--532

EN

Asphalt concrete from old pavements may be reused as a semi-product in production of new bituminous mixtures or recycled in place using the cold-in-place recycling method. The first of the two above-mentioned recycling methods is appropriate when dealing with uniform materials, coming from bituminous pavements whose parameters are either known or can be reliably determined. The second method comes into play when dealing with old pavements in which the mixes used for the respective layers included different bituminous binders, typical of local roads in Poland. Smaller size jobs are an example of works for which cold-in-place recycling methods are not practicable. Fortunately, there is an option of using the old asphalt or reclaimed asphalt pavement (RAP) as aggregate in production of cement-bound mixtures. This paper describes the study on determination of their properties. These properties included density, compressive strength at different temperatures, split tensile strength and Marshall stability. The results of the relevant tests, which were carried out as part of this study, showed suitability of RAP as aggregate used for production of cement stabilised base mixtures.

PL

Destrukt asfaltowy może stanowić półprodukt w nowych mieszankach mineralno-asfaltowych jak i być wykorzystywany do mieszanek w technologii recyklingu na zimno. Pierwsza technologia jest właściwa w sytuacji kiedy destruktu jest jednorodny i pochodzi z nawierzchni o znanych lub możliwych do ustalenia parametrach. Druga technologia może być wykorzystana do przetwarzania starych nawierzchni asfaltowych, o zmiennych parametrach (różne warstwy z różnym lepiszczem), które nadal dominują na drogach lokalnych. Technologie na zimno z różnych względów nie zawsze mogą być zastosowane, np. w sytuacji, której przewidywany zakres prac jest niewielki. Alternatywą może być wykorzystania destruktu asfaltowego jako kruszywo do wykonania mieszanek stabilizowanych spoiwem. Autorzy przeprowadzili program badawczy, który miał na celu określenie parametrów mieszanek stabilizowanych spoiwem cementowym z wykorzystaniem destruktu. W badaniach określono takie cechy jak: gęstość, wytrzymałość na ściskanie w różnych temperaturach, wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu, badanie stabilności wg Marshalla. Na podstawie przeprowadzonych badań, ustalono, że destrukt asfaltowy może zostać z powodzeniem wykorzystany jako kruszywo do produkcji mieszanki związanej spoiwem cementowym.

2

Investigating the ageing process of polymer modified bitumen using a modified Thin-Film Oven Test in the aspect of recycling purpose

Farid Miftah, Król Jan

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

379--386

EN

Polymer Modified Bitumen (PMB) is a widely used material for road construction. Commonly, PMBs are produced by mixing bitumen with various types of Styrene- Butadiene–Styrene (SBS) copolymers and, if necessary, with another additive such as a cross-linking agent to improve the material’s performance. The ageing process of PMBs is more complex than unmodified bitumen due to molecular interactions between the bitumen and the polymer. Previous studies suggest that the polymer modifier dominates the chemical degradation of PMBs during short-term ageing, while long-term ageing is dominated by bitumen oxidation. As a result, RAP containing PMB as its binder still contains polymer in its chemical composition, emphasizing the need for a comprehensive understanding of the ageing process of PMBs. In current practice, RAP is heated before being mixed with virgin materials to allow reactivation of its aged binder. This study proposes a modified Thin-Film Oven Test (TFOT) as an ageing simulation method, with variations in time and temperature to simulate ageing during the RAP mixing process. The bitumen oxidation phenomenon mostly dominates the ageing process. From quantitative indices analysis, under short duration and lower temperature conditions, the polymer degradation helps to resist ageing shortly. Moreover, the DSR test shows that ageing caused the PMB to increase in complex modulus while decreasing in phase angle, indicating hardening and shifting toward more elastic behaviour. The most prominent effect of ageing can be observed at lower test temperature for phase angle and higher test temperature for complex modulus. Generally, the ageing conditions’ temperature has a more significant role in dictating the ageing effect on PMB than the duration.

PL

Asfalt modyfikowany polimerami (PMB) to szeroko stosowany materiał do budowy dróg. Powszechnie asfalt modyfikowany polimerami wytwarzany jest poprzez mieszanie bitumu z różnymi rodzajami kopolimerów styrenowo-butadienowo-styrenowych (SBS) oraz, w razie potrzeby, z innym dodatkiem, takim jak środek sieciujący, w celu poprawy wydajności materiału. Proces starzenia asfaltów modyfikowanych polimerami jest bardziej złożony niż niemodyfikowanego asfaltu ze względu na interakcje molekularne między asfaltem a polimerem. Wcześniejsze badania sugerują, że modyfikator polimeru dominuje w degradacji chemicznej asfaltów modyfikowanych polimerami podczas starzenia krótkoterminowego, podczas gdy starzenie długoterminowe jest zdominowane przez utlenianie bitumu. W rezultacie destrukt asfaltowy zawierający asfalt modyfikowany polimerami jako spoiwo nadal zawiera polimer w swoim składzie chemicznym, co podkreśla potrzebę kompleksowego zrozumienia procesu starzenia asfaltów modyfikowanych polimerami. W obecnej praktyce destrukt asfaltowy jest podgrzewany przed zmieszaniem z materiałami pierwotnymi, aby umożliwić reaktywację jego starzejącego się spoiwa. W niniejszym badaniu zaproponowano metodę cienkiej warstwy (TFOT) jako metodę symulacji starzenia, ze zmianami czasu i temperatury w celu symulacji starzenia podczas procesu mieszania destruktu asfaltowego. Zjawisko utleniania bitumu przeważnie dominuje w procesie starzenia. Z analizy wskaźników ilościowych wynika, że w warunkach krótkiego czasu trwania i niższej temperatury degradacja polimeru pomaga w krótkim czasie ograniczyć proces starzenia. Co więcej, badanie DSR wykazało, że starzenie spowodowało wzrost złożonego modułu asfaltu modyfikowanego polimerami przy jednoczesnym zmniejszeniu kąta fazowego, co wskazuje na utwardzenie i przesunięcie w kierunku bardziej elastycznego zachowania. Najbardziej widoczny efekt starzenia można zaobserwować w niższej temperaturze testowej dla kąta fazowego i wyższej temperaturze testowej dla modułu zespolonego. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura warunków starzenia odgrywa bardziej znaczącą rolę w dyktowaniu wpływu starzenia na asfalt modyfikowany polimerami niż czas jego trwania.

3

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.

4

Effectiveness of a specific Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) rejuvenating agent

Jurczak Robert, Mieczkowski Paweł, Merska Oliwia, Ratajczak Maria

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

447--462

EN

Contemporary construction materials are expected to be recyclable in a closed-loop system, meaning they should allow reuse, after they have lost their original properties while being part of the original building product. This group of materials should undoubtedly include bituminous mixtures, which may be reclaimed during road renewal or alteration projects, and subsequently reused as Reclaimed Asphalt Pavement (RAP). Noteworthy, RAP performance depends on the properties of the binder it contains, whose visco-elastic behaviour has been affected by the ageing processes. Fortunately enough, these properties of bitumen may be effectively recovered by means of special chemical agents called rejuvenators. This paper presents the results of two-stage research project on this subject. The first stage included testing of the bituminous binder under analysis. It was a 50/70 pen-grade bitumen tested before and after short-term ageing (RTFOT + PAV) and aged binder tested after rejuvenation treatment. Spectroscopic and fractional composition analyses were carried out in addition to determining the basic properties i.e. penetration, softening point, dynamic shear modulus and phase angle. In the second stage of this research project a different material was tested: AC 16 W 50/70 asphalt concrete sourced from a hot-mix asphalt plant. The specimens were made from the fresh mix (control) and the same mix after short- and long-term ageing and after subsequent rejuvenation treatment. The determinations included density, bulk density, water sensitivity, stiffness modulus, resistance to fatigue and low temperature performance determined with the Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST).The tests of RAP treated with oleyl alcohol ethoxylate phosphate ester carried out as part of this research showed improvement of the performance properties of aged bituminous binders, and thus confirmed the suitability of this agent in road paving applications

PL

Materiały stosowane w budownictwie powinny funkcjonować w obiegu zamkniętym, co oznacza ich ponowne wykorzystanie w momencie utraty właściwości w pierwotnym wyrobie budowlanym. Do tego typu materiałów należy zaliczyć mieszanki mineralno-asfaltowe, które w postaci destruktu asfaltowego pozyskiwane są z remontowanych lub przebudowywanych dróg. Ich funkcjonalność w dużym stopniu zależy od właściwości lepiszcza asfaltowego, które w wyniku procesów starzeniowych utraciło swoje właściwości lepkosprężyste. Poprawę tych właściwości można uzyskać poprzez zastosowanie specjalistycznych preparatów chemicznych zwanych rejuvenatorami. W artykule przedstawiono wyniki badań, które podzielono na dwa etapy. W pierwszym etapie badania wykonywano dla lepiszcza asfaltowego. Wykorzystano asfalt drogowy 50/70 przed i po starzeniu (RTFOT + PAV) oraz postarzone lepiszcze z dodatkiem rejuvenartora. Obok badań podstawowych (penetracji, temperatury mięknienia, zespolonego modułu ścinania i kąta przesunięcia fazowego) oznaczono skład grupowy asfaltów oraz wykonano analizy widmowe. W drugim etapie badania wykonano dla betonu asfaltowego AC 16 W 50/70, pozyskanego z WMB. Oznaczono podstawowe parametry mieszanki referencyjnej, po starzeniu technologicznym oraz eksploatacyjnym oraz z udziałem odświeżacza. W zakresie oznaczeń była gęstość, gęstość objętościowa, odporność na działanie wody, moduł sztywności, trwałość zmęczeniowa oraz parametry niskotemperaturowe mieszanki (TSRST). Przeprowadzone badania granulatu asfaltowego z udziałem esteru fosforowego alkoholu oleilowego, etoksylowanego świadczą, że substancja ta wpływa pozytywnie na zmiany właściwości zestarzonych lepiszczy asfaltowych, co pozwala z powodzeniem stosować ją w technologii drogowej

5

Assessment of crack propagation resistance in SMA mixtures with reclaimed asphalt pavement

Stokfisz Anita, Liphardt Adam

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

593--604

EN

The need for periodic replacement of wearing courses, including those made from SMA mixtures, involves the possibility of acquiring and reusing high-quality reclaimed asphalt pavement (RAP). To date, the issue of the use of RAP and asphalt granulate for SMA mixtures has not been extensively analysed and studied. The implementation of the principles of a circular economy will soon force the widespread use of asphalt granulate also for SMA mixtures. In the process of replacing the wearing course, the new asphalt mixture is laid on top of the existing binder course, in which, as a result of previous use, micro-cracks can occur, among others, which will also propagate into the newly built wearing course during the further use of the pavement. The SMA mixture should therefore be characterised by resistance to crack propagation from lower asphalt layers. The use of recycled material containing aged asphalt binder in the SMA mixture may contribute to a reduction in crack resistance. It was assumed that the properties of a mineral-asphalt mixture could be shaped, among others, by modifying the parameters of the mixture production process. The effect of selected technological conditions for the production of SMA mixtures with asphalt granulate on their resistance to crack propagation assessed by the SCB method was analysed. Two SMA 11 asphalt mixtures with a mineral-asphalt granulate content of 20% and 40% m/m produced using hot-mix asphalt granulate batching technology were tested. On the basis of the analysis of the results obtained, it was shown that both the batching scheme adopted for the mixture components and the content of asphalt granulate have a significant influence on the values obtained for the parameters characterising the resistance to cracking of the mineralasphalt mixture.

PL

Konieczność okresowej wymiany warstw ścieralnych w tym z mieszanek typu SMA wiąże się z możliwością pozyskania i ponownego wykorzystania wysokiej jakości destruktu asfaltowego. Dotychczas problem stosowania destruktu oraz granulatu asfaltowego do mieszanek typu SMA nie był przedmiotem szerokich analiz i badań. Wdrażanie zasad gospodarki o obiegu zamkniętym wymusi w najbliższym czasie upowszechnienie stosowania granulatu asfaltowego również do mieszanek typu SMA. W procesie wymiany warstwy ścieralnej nowa mieszanka mineralno-asfaltowa układana jest na istniejącej warstwie wiążącej, w której na skutek wcześniejszej eksploatacji mogą występować m.in. mikrospękania, które w okresie dalszego użytkowania nawierzchni będą propagować również do nowo wykonanej warstwy ścieralnej. Mieszanka SMA powinna zatem charakteryzować się odpornością na propagację spękań z niższych warstw asfaltowych. Zastosowanie w mieszance SMA materiału z recyklingu, zawierającego postarzone lepiszcze asfaltowe może przyczyniać się do zmniejszenia odporności na pękanie. Założono, że właściwości mieszanki mineralno-asfaltowej mogą być kształtowane m.in. poprzez modyfikację parametrów procesu produkcyjnego mieszanki. Analizie poddano wpływ wybranych warunków technologicznych wytwarzania mieszanek SMA z granulatem asfaltowym na ich odporność na propagacje spękań ocenianą metodą SCB. Badaniom poddano dwie mieszanki mineralno-asfaltowe typu SMA 11 o zawartości granulatu asfaltowego 20% oraz 40% m/m wytwarzane w technologii dozowania granulatu asfaltowego na gorąco. Na podstawie analizy uzyskanych wyników wykazano, że zarówno przyjęty schemat dozowania składników mieszanki, jak i zawartość granulatu asfaltowego mają istotny wpływ na uzyskiwane wartości parametrów charakteryzujących odporność na pękanie mieszanki mineralno-asfaltowej.

6

Assessment of Removal of Fines from Reclaimed Asphalt Binder Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy

Dare Pranoti Deepak, Hedaoo Namdeo

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 4

79--88

EN

The natural environment is suffering greatly from population growth, industrialization, and waste production. When pavements are to be repaired or reconstructed, the waste material poses a threat as it is landfilled and not used up to its potential. Reclaimed asphalt pavement (RAP) has been gaining importance as there is a depletion of natural resources as well as its potential to perform well if reused or recycled. The extraction and recovery process is carried out to evaluate the properties of the aged binder in RAP. Extraction and recovery need to be coupled with gravitational sedimentation and filtration for the removal of mineral fillers from the aged binder + solvent solution. This study uses Centrifuge extraction and a rotary evaporator for extraction and recovery, respectively. In this study, three different solvents, namely tri-chloroethylene (TCE), toluene, and n-propyl bromide (nPB) are used for the centrifuge extraction. Extraction was followed by gravitational sedimentation and filtration. The results were evaluated by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). Gravitational sedimentation is carried out and samples are tested after 0, 30, 60, 120, 240, and 1440 min by FTIR followed by filtration. In order to assess the properties of aged binder accurately, it should be free from mineral fines. Based on the properties of aged asphalt, percentages of RAP binder and rejuvenator by virgin binder can be evaluated. The results demonstrated that the removal efficiencies were affected by the type of solvent used for extraction.

7

Zastosowanie destruktu asfaltowego w recyklowanych nawierzchniach drogowych

Skotnicki Łukasz, Kuźniewski Jarosław

Przegląd Komunikacyjny

|

2021

|

R. 76, nr 9/10/11

46--54

PL

W niniejszym referacie przedstawiono możliwości powtórnego zastosowania materiałów pochodzących z recyklingu w konstrukcjach nawierzchni drogowych. Materiały odpadowe pochodziły ze starych i zniszczonych warstw nawierzchni. Destrukt asfaltowy został wykorzystany do wytworzenia nowych warstw nawierzchni drogowych – warstw podbudowy. Warstwy podbudowy wykonano z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE). Głównym celem była ocena wpływu destruktu asfaltowego w mieszankach MCE na właściwości fizyczne, mechaniczne i reologiczne recyklowanej podbudowy. Zastosowanie destruktu asfaltowego w mieszankach MCE redukuje koszty budowy dróg oraz pozwala na ekologiczne współistnienie inwestycji ze środowiskiem. Wyniki badań opracowano w ramach projektu pt. „Innowacyjna technologia wykorzystująca optymalizację środka wiążącego przeznaczonego do recyklingu głębokiego na zimno konstrukcji nawierzchni zapewniająca jej trwałość eksploatacyjną” (TECHMATSTRATEG1/349326/9/NCBR/2017) w ramach przedsięwzięcia naukowego Badań Strategicznych oraz Programu Rozwojowego „Nowoczesne technologie materiałowe” (TECHMATSTRATEG I), który był finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR).

EN

This paper presents the possibilities of reusing recycled materials in road pavement constructions. Waste materials came from old and damaged pavement layers. The reclaimed asphalt pavement (RAP) was used to create new layers of road surfaces - the base layers. The base layers were made of mineral-cement-emulsion mixtures (MCE). The main issue was to assess the impact of the RAP in MCE mixes on the physical, mechanical and rheological properties of the recycled base layer. The use of reclaimed asphalt in MCE mixes reduces road construction costs and allows for the ecological coexistence of the investment with the environment. The research results were developed as part of the project entitled "The innovative technology used the binding agent optimization that provides the long service life of the recycled base layer" (TECHMATSTRATEG1/349326/9/NCBR/2017) within the scientific undertaking of Strategic Research and Development Program entitled "Modern Materials Technology" (TECHMATSTRATEG I), which is financed by the National Center for Research and Development (Polish NCBiR).

8

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.

9

Impact of reclaimed asphalt pavement (RAP) on low-temperature properties of asphalt concrete

Jaczewski Mariusz, Dołżycki Bohdan, Alenowicz Jacek, Jaskuła Piotr

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 4

303--315

EN

Hot mix recycling is a practice which enables reusing materials from old asphalt pavements. Current Polish regulations allow usage of RAP only for binder and base courses, and its amount is limited. Asphalt mixtures with RAP material have to fulfil requirements stated for typical asphalt mixtures. The research presents low-temperature properties of twelve different asphalt concretes with RAP material, determined using three-point bending test. Mixtures differed in: type (for wearing, binder or base courses), content of RAP (from 0% up to 60%), quality of RAP material and application of rejuvenator. For all mixtures, RAP content strongly influences mechanical properties – critical strain and flexural strength. Their values decreased with an increase in the used amount of RAP. The greatest decrease was observed for wearing and binder courses. The changes were much smaller for base course mixtures, even with higher amounts of RAP.

PL

Recykling mieszanek mineralno-asfaltowych na gorąco umożliwia powtórne wykorzystanie materiałów uzyskanych ze starych nawierzchni asfaltowych. Aktualne polskie przepisy pozwalają użyć granulat asfaltowy w ograniczonej ilości, tylko do zastosowania w przypadku warstw wiążących oraz podbudowy. Mieszanki mineralno-asfaltowe z udziałem granulatu asfaltowego muszą spełniać wymagania obowiązujące dla typowych mieszanek asfaltowych. W pracy określono niskotemperaturowe właściwości dwunastu różnych betonów asfaltowych z udziałem granulatu asfaltowego wyznaczone na podstawie trzypunktowego badania zginania. Mieszanki różniły się przeznaczeniem (do warstw ścieralnych, wiążących lub podbudowy), zawartością granulatu asfaltowego (od 0% do 60%), jego jakością i zastosowaniem środka odmładzającego lepiszcze. W przypadku wszystkich badanych mieszanek zawartość granulatu asfaltowego wywierała istotny wpływ na ich właściwości mechaniczne – odkształcenie graniczne i wytrzymałość na zginanie. Wartości tych parametrów zmniejszały się wraz ze wzrostem zastosowanej ilości granulatu asfaltowego. Największe spadki zanotowano w przypadku warstw ścieralnych i wiążących. W przypadku warstw podbudowy zmiany te były znacznie mniejsze, nawet gdy zwiększano w nich udział granulatu asfaltowego

10

Analysis of viscoelastic properties of binders recovered from bituminous mixtures containing addition of reclaimed asphalt pavement

Liphardt Adam, Radziszewski Piotr

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 1

39--50

PL

W artykule przedstawiono badania właściwości reologicznych oraz właściwości normowych lepiszczy odzyskanych z mieszanki mineralno-asfaltowej zawierającej standardową oraz zwiększoną zawartość granulatu asfaltowego. Wykonano oznaczenia penetracji, temperatury mięknienia, lepkości dynamicznej, zespolonego modułu sztywności oraz kąta przesunięcia fazowego. Przeprowadzono także badanie cyklicznego pełzania z odprężeniem. Ocenie poddano wpływ świeżego lepiszcza modyfikowanego na zmianę właściwości twardego lepiszcza z granulatu asfaltowego. Wykazano, że zwiększenie zawartości granulatu asfaltowego w mieszance mineralno-asfaltowej w istotny sposób wpływa na właściwości lepkosprężyste mieszaniny asfaltu z granulatu ze świeżym lepiszczem asfaltowym. Stwierdzono, że zwiększenie zawartości świeżego lepiszcza w postaci polimeroasfaltu wpływa na zmianę właściwości badanej mieszaniny lepiszczy zarówno w wysokich jak i w niskich temperaturach eksploatacyjnych. Wykazano również, że ze względu na starzenie technologiczne, właściwości mieszaniny lepiszczy zasadniczo różnią się od obliczonych na podstawie obowiązujących dokumentów technicznych.

EN

The paper presents tests of the rheological and standard properties of binders recovered from asphalt mixtures containing respectively a standard amount and an increased amount of reclaimed asphalt pavement (RAP). The penetration grade, the softening point, the dynamic viscosity, the complex shear modulus and the phase angle were determined. Also the multiple stress creep recovery (MSCR) test was carried out. The effect of a fresh modified binder on the properties of the hard binder recovered from RAP was assessed. It has been shown that when the RAP content in the asphalt mixture is increased, this has a significant effect on the viscoelastic properties of the mixture of the binder recovered from RAP and the fresh bituminous binder. It has been found that when the fresh polymer-modified binder content is increased, the prop- erties of the tested binder mixture change at both high and low service temperatures. It has been also shown that due to short-term ageing the properties of the binder mixture differ significantly from the ones calculated on the basis of the applicable technical documents.

11

Application of reclaimed asphalt pavement to the asphalt concrete with foamed bitumen in Half Warm Mix Asphalt technology

Iwański M. M., Mrugała J.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

8972--8979, CD3

EN

In order to protect the environment, reduce greenhouse gas emission and improve the energy efficiency of the asphalt mixtures manufacturing process new technologies have been used. One of them is the Half Warm Mix Asphalt (HWMA) technology, wherein the foamed bitumen is used. The use of reclaimed asphalt pavement in the mineral mixture was also an important factor. In studies performed in order to improve the foaming characteristics of the bitumen (ER - maximum expansion, the t1/2 - half-life of asphalt foam) the modification of bitumen with 2.5% synthetic Fisher-Tropsh (FT) wax was used. Asphalt concrete produced from this type of binder at temperatures up to 1000C was characterized by compared values of parameters (voids content, resistance to water ITSR, resistance to permanent deformation and PRDAIR WTSAIR) to the asphalt concrete produced in the traditional technology at temperature of 1600C.

PL

W celu ochrony środowiska, zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych a zawłaszcza CO2 oraz poprawy energooszczędności procesu wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych stosuje się nowe technologie. Jedną z nich jest technologia Half Warm Mix Asphalt (HWMA), w której wykorzystuje się asfalt spieniony. Istotnym elementem było również zastosowanie destruktu asfaltowego w składzie mieszanki mineralnej. W wykonanych badaniach w celu poprawy charakterystyk spieniania asfaltu (ER – maksymalnej ekspansji, t1/2 – czas połowicznego rozpadu piany asfaltowej) zastosowano wcześniej jego modyfikację za pomocą 2,5% wosku syntetycznego Fishera-Tropsha (FT). Wytworzony z tego rodzaju lepiszczem beton asfaltowy w temperaturze do 1000C charakteryzował się porównywanymi parametrami (zawartość wolnych przestrzeni, odporność na oddziaływanie wody ITSR, odporność na deformacje trwałe WTSAIR i PRDAIR) z betonem asfaltowym wytwarzanym w tradycyjnej technologii w temperaturze 1600C.

12

Joint optimization of redundancy and maintenance staff allocation for multi-state series-parallel systems

Liu Y., Huang H. Z., Wang Z., Li Y. F., Zhang X. L.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2012

|

Vol. 14, No. 4

312-318

EN

Multi-state system (MSS), as a kind of complex system consisting of elements with different performance levels, widely exists in engineering practices. In this paper, redundancy and maintenance staff allocation problems for repairable MSS with series-parallel configuration are considered simultaneously. The traditional redundancy allocation problem (RAP) for MSS always assumes that maintenance resources are unlimited. However in many practical situations, maintenance resources are limited due to the budget and/or time. To maximize the system availability under a certain demand, there are two feasible ways: (1) designing an optimal system configuration with available elements, and (2) allocating more maintenance staffs to reduce waiting time for repair. With the assistance of Markov queue model, the availabilities of identical version elements with the pre-assigned number of maintenance staffs can be evaluated. The universal generation function (UGF) is employed to assess the availability of entire MSS under a certain demand. Two optimization formulas considering the limited maintenance resources are proposed. One regards the limitation of maintenance resources as a constraint, and the other considers minimizing the total system cost including both the system elements and maintenance staff fees. The system redundancy and staffs allocation strategies are jointly optimized under required availability. A numerical case is presented to illustrate the efficiency of the proposed models. The Firefly Algorithm (FA), which is a recently developed metaheuristic optimization algorithm, is employed to seek the global optimal strategy.

PL

Systemy wielostanowe (multi-state systems, MSS), stanowiące typ złożonych systemów zbudowanych z elementów o różnym poziomie wydajności, znajdują szerokie zastosowanie w praktyce inżynierskiej. W prezentowanej pracy podjęto rozważania łączące zagadnienia alokacji nadmiarowości oraz alokacji pracowników służb utrzymania ruchu w naprawialnych systemach MSS o konfiguracji szeregowo-równoległej. Tradycyjnie ujmowane zagadnienie alokacji nadmiarowości (redundancy allocation problem, RAP) w systemach MSS zawsze zakłada, że środki obsługi są nieograniczone. Jednakże w wielu sytuacjach praktycznych, środki obsługi mogą być ograniczone budżetem i/lub czasem. Istnieją dwa możliwe sposoby maksymalizacji gotowości systemu przy określonym zapotrzebowaniu użytkowników: (1) zaprojektowanie optymalnej konfiguracji systemu z wykorzystaniem dostępnych elementów oraz (2) alokowanie większej liczby pracowników obsługi w celu zmniejszenia czasu oczekiwania na naprawę. Dostępność jednakowych wersji elementów przy wcześniej określonej liczbie pracowników obsługi oceniano za pomocą modelu kolejek Markowa. Uniwersalną funkcję generacyjną (UGF) wykorzystano do oceny gotowości całego systemu MSS przy określonym zapotrzebowaniu. Zaproponowano dwa równania optymalizacyjne uwzględniające ograniczone środki obsługi. W jednym z nich ograniczoność środków obsługi potraktowano jako ograniczenie (constraint), natomiast drugie równanie dotyczyło minimalizacji całkowitych kosztów systemu włącznie z kosztami elementów systemu oraz płacą pracowników służb utrzymania ruchu. Strategie alokacji nadmiarowości systemu oraz alokacji pracowników poddano jednoczesnej optymalizacji z uwzględnieniem wymaganej gotowości. Wydajność proponowanych modeli zilustrowano przykładem numerycznym. Poszukiwania optymalnej strategii globalnej prowadzono przy pomocy niedawno opracowanego metaheurystycznego algorytmu optymalizacyjnego znanego jako algorytm świetlika (Firefly Algorithm, FA).