Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The role of bio-based additives in achieving sustainability in asphalt pavements

Tabatabaee Hassan, Listberger Susan, Black Justin, Machura Magdalena

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

605--612

EN

Increased service demands from asphalt pavements due to ever-increasing volumes, coupled with the aging of highway networks, and calls for improved sustainability across the industry, have rendered the need for smart and sustainable pavement material and design more important than ever. While chemical warm mix additives and rejuvenating technologies have been utilized in pavement materials at various scales of research and practice in the past, in recent years bio-based additives have emerged as increasingly practical solutions for potentially achieving more sustainable pavements, offering the prospect for high performance combined with environmental and economic sustainability. Adaptation of chemical warm mix additives and rejuvenators in practice requires a working knowledge on the definitions, relevant evaluation criteria available to the practitioner, and, perhaps most importantly, demonstrated experience of successful application in practice. The present study will review current efforts underway in the industry to incorporate bio-based chemical warm mix additives and rejuvenators in performance-based design methods for HMA and WMA, using real world Balanced Mix design (BMD). Examples including comprehensive research being carried out in conjunction with NCAT and MnROAD research and test facilities will be reviewed to illustrate the utilization of such concepts in practice today.

PL

Zwiększone zapotrzebowanie na usługi związane z nawierzchniami asfaltowymi ze względu na stale rosnące natężenie ruchu, w połączeniu ze starzeniem się sieci autostrad i wezwaniami do poprawy zrównoważonego rozwoju w całej branży, sprawiły, że potrzeba inteligentnych i zrównoważonych materiałów i konstrukcji nawierzchni stała się ważniejsza niż kiedykolwiek wcześniej. Podczas gdy chemiczne dodatki do mieszanek wykonanych w technologii na ciepło i technologie odświeżające były wykorzystywane w materiałach nawierzchniowych na różną skalę w badaniach i praktyce w przeszłości, w ostatnich latach dodatki na bazie biologicznej pojawiają się jako coraz bardziej praktyczne rozwiązania dla potencjalnie bardziej zrównoważonych nawierzchni, oferując perspektywę wysokiej wydajności w połączeniu z równowagą środowiskową i ekonomiczną. Dostosowanie chemicznych dodatków do mieszanek wykonanych w technologii na ciepło i środków odświeżających w praktyce wymaga praktycznej wiedzy na temat definicji, odpowiednich kryteriów oceny dostępnych dla praktyka i, co być może najważniejsze, udokumentowanego doświadczenia w zakresie skutecznego stosowania w praktyce. W niniejszym opracowaniu dokonano przeglądu bieżących wysiłków podejmowanych w branży w celu włączenia bio-chemicznych dodatków do mieszanek wykonywanych w technologii na ciepło i środków odświeżających do metod projektowania opartych na wydajności dla HMA i WMA, przy użyciu rzeczywistego projektu zrównoważonej mieszanki (BMD). Przykłady, w tym kompleksowe badania prowadzone w połączeniu z NCAT i MnROAD, przeanalizowano w celu zilustrowania wykorzystania takich koncepcji w praktyce.

2

Laboratory evaluation of combined effect of jute fibres and rejuvenators on some performance characteristics of asphalt mixture containing reclaimed asphalt

Gallo Peter, Belhaj Majda, Valentin Jan, Vackova Pavla

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

399--412

EN

The use of reclaimed asphalt (RA) in asphalt concrete mixtures have achieved economic and environmental benefits and it is important when we want to get in line with sustainable development and circular economy. This paper aims to evaluate the effectiveness of the addition of two bio-based rejuvenators and jute fibres on the performance of asphalt mixture designed with 30% by mass RA content. Seven mix variants, varying with the addition of the rejuvenator and/or fibres, were analysed. Mechanical performance was evaluated through laboratory tests measuring moisture susceptibility (ITSR), stiffness modulus (IT-CY), resistance to crack propagation (SCB) and dynamic modulus (4PB-PR). Mixtures with jute fibres showed lower ITSR. In comparison with the reference mixture, a decrease in the stiffness modulus has been shown for mixtures with rejuvenators. Opposite trend was observed when fibres were added. Best performance in resistance to crack propagation and complex modulus was achieved by adding jute fibres with rejuvenator to the mixture.

PL

Zastosowanie destruktu asfaltowego (RA) w mieszankach betonu asfaltowego przynosi korzyści ekonomiczne i środowiskowe i jest ważne w dążeniu do stosowania zasad zrównoważonego rozwoju i gospodarki o obiegu zamkniętym. Celem niniejszej pracy jest ocena skuteczności dodatku dwóch środków odświeżających na bazie biologicznej i włókien jutowych na właściwości użytkowe mieszanki mineralno-asfaltowej zaprojektowanej z 30% udziałem destruktu asfaltowego według masy. Przeanalizowano siedem wariantów mieszanki, różniących się dodatkiem środka odświeżającego i/lub włókien. Właściwości mechaniczne zostały ocenione za pomocą testów laboratoryjnych mierzących podatność na wilgotność (ITSR), moduł sztywności (IT-CY), odporność na propagację pęknięć (SCB) i moduł dynamiczny (4PB-PR). Mieszanki z włóknami jutowymi wykazywały niższą podatność na wilgotność. W porównaniu z mieszanką referencyjną, w odniesieniu do mieszanek ze środkami odświeżającymi wykazano spadek modułu sztywności. Odwrotną tendencję zaobserwowano po dodaniu włókien. Najlepsze wyniki w zakresie odporności na propagację pęknięć i modułu zespolonego uzyskano poprzez dodanie do mieszanki włókien jutowych ze środkiem odświeżającym.

3

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

4

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.

5

Increasing the rate of recycled asphalt: an experimental study

Tusar M, Avsenik L

Transport Problems

|

2014

|

T. 9, z. 3

31--42

EN

Asphalt is material that can be recycled. In particular reclaimed asphalt (RA) contains aged binder, which limits the reuse of RA. In this study the rate of recycled asphalt was increased by adding a rejuvenator containing paraffin. The authors investigated the effect of the rejuvenator in laboratory and in plant prepared samples of asphalt mixture. In laboratory samples with different percentage of RA (0%, 10%, 30%, 50%) and rejuvenator were prepared. In asphalt plant only asphalt mixture with highest amount of RA and rejuvenator and control mixture without RA were prepared. On samples were conducted different tests, e.g. determining softening point, Fraass breaking point, penetration, indirect tensile strength. Results on extracted bitumen showed increase in softening point and decrease in Fraass breaking point with increasing percentage of RA and rejuvenator, meaning that service temperature of binders increased. Asphalt samples prepared in asphalt plant were laid on test field. Asphalt with RA and rejuvenator was built in at lower temperature (round 100 °C). Mixtures with RA and rejuvenator have better low temperature properties confirmed with Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST) method, but are less resistant to compaction and less sensitive to water than control mixture. For comparison of long term behaviour wheel tracking test was performed on mixtures built in test field. A week after paving, the control mixture showed better properties, but one year later the results were opposite, asphalt containing RA and rejuvenator was more resistant to rutting. From the results of this experimental study the following was concluded: the amount of RA can be increased by using rejuvenator and the quality of such asphalt mixture is in most cases equal or even better than asphalt mixture made of virgin materials. By using RA we preserve nature, reduce usage of virgin raw materials, but it is cost effective only if recycling degree is high enough and is a daily practice.

PL

Asfalt jest materiałem, który można poddać recyklingowi. W szczegól-ności destrukt asfaltowy (RA) zawiera stare spoiwo, które ogranicza ponowne wy-korzystanie RA. W badaniu wskaźnik recyklingowy asfaltu zwiększono przez dodanie substancji odmładzających zawierających parafinę. Autorzy badali wpływ substancji odmładzających w laboratorium oraz w warsztacie na przygotowane próbki mieszanin asfaltu. W laboratorium przygotowano próbki z różną procentowo zawartością RA (0%, 10%, 30%, 50%) oraz z substancją odmładzającą. W asfaltowni przygotowano jedynie mieszanki z najwyższą zawartością RA i substancją odmładzającą oraz mieszankę kontrolną bez RA. Na próbkach przeprowadzano różne testy, np. określenie temperatury mięknienia, punktu łamania Fraassa, penetrację, pośrednią wytrzymałość na rozciąganie. Wyniki na wyodrębnionym bituminie pokazały wzrost temperatury mięknienia i zmniejszenie punktu łamania Fraassa wraz ze wzrostem procentowym RA i substancji odmładzającej, co oznacza wzrost temperatury pracy spoiwa. Próbki asfaltu przygotowane w asfaltowni zostały położone na polu testowym. Asfalt z RA oraz substancją odmładzającą został zbudowany w niższej temperaturze (ok. 100°C). Mieszaniny z RA oraz substancją odmładzającą mają lepsze właściwości niskotemperaturowe, co potwierdzono metodą Testu Próby Ograniczonego Naprężenia Termicznego (TSRST), ale są mniej odporne na zagęszczanie i mniej wrażliwe na działanie wody niż mieszanka kontrolna. Dla porównania przeprowadzono test długoterminowego zachowania toru ruchu na mieszaninach zbudowanych na polu testowym. Tydzień po położeniu nawierzchni mieszanka kontrolna wykazywała lepsze właściwości, lecz rok później wyniki były odwrotne − asfalt zawierający RA i substancje odmładzające był bardziej odporny na koleinowanie. Z wyników eksperymentalnego badania wywnioskowano, co następuje: ilość RA może zostać zwiększona przez użycie substancji odmładzających oraz jakość takiej mieszanki asfaltowej jest w większości przypadków nawet lepsza niż mieszaniny z materiałów pierwotnych lub im równa. Dzięki zastosowaniu RA chronimy naturę, redukujemy wykorzystanie surowców pierwotnych, ale jest to opłacalne jedynie w przypadku, jeżeli stopień recyklingu jest wystarczająco wysoki i jest praktykowany codziennie.