Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the compactibility of bituminous mixtures for reflective crack relief interlayers (RCRI)

Merska Oliwia, Mieczkowski Paweł, Majer Stanisław

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

201--217

EN

The physical properties determining the strength parameters of bituminous mixtures are strongly influenced by the processes of placement and compaction. The effectiveness of this process depends on the compactive effort and is directly related to the mixture temperature. This research focused on the assessment of compactibility of mixtures designed for reflective crack relief interlayers (RCRI) which, in most cases, are applied in thin layers. The materials analysed for compactibility in this research included AC – asphalt concrete, AC AF – asphalt concrete “anti-fatigue”, SMA – stone mastic asphalt and SMA-MA – stone mastic asphalt rich in bitumen mastic. The gyratory compactor method was used to determine the compaction slope K, the locking point LP and the compaction densification index CDI. All the tested mixtures were fine-graded, i.e., contained grains up to 8 mm in diameter, each mixed with a different type of bituminous binder. The values of CDI show a substantially greater input of energy required for compaction of high-polymer modified mixtures, as compared to mixtures of the same design, yet containing the 50/70 bitumen. Locking point analysis showed that SMA and SMA-MA mixtures attain 98% relative compaction before reaching the locking point at which the aggregate skeleton starts to resist further compaction. This is quite the opposite as with the AC and AC AF mixtures. Among the tested mixtures the best compaction behaviour was observed in the case of SMA-MA 8 50/70, and this over a wide range of working temperature (100–160 C) and pressures (150 kPa, 600 kPa). The design of the mixture SMA-MA as an anti-fatigue layer assumes an increase in the content of filler and binder, as compared to conventional SMA. This composition is bound to reduce the resistance to compaction, i.e., provide a better compaction behaviour as compared to a conventional SMA mixture.

PL

Wbudowanie i zagęszczanie mieszanki mineralno-asfaltowej to etapy kształtujące jej właściwości fizyczno-wytrzymałościowe. Celem zagęszczania jest zmniejszenie zawartości wolnych przestrzeni i osiągniecie odpowiedniego ułożenia ziaren dla uzyskania warstwy o założonych na etapie projektowania parametrach. Efektywność tego procesu zależy od wkładu pracy zagęszczania i jest ściśle związana z temperaturą mieszanki. W badaniach skupiono się głównie na ocenie zagęszczalności mieszanek do warstw przeciwspękaniowych wbudowywanych najczęściej w cienkich warstwach. Materiał wbudowany w cienkich warstwach (grubościach rzędu 20–30 mm) ma mniejszą pojemność cieplną co skutkuje szybszym jego wychłodzeniem w wyniku oddziaływania czynników zewnętrznych (tj. wiatr, woda, temperatura podłoża) podczas procesu zagęszczania. Dąży się zatem, aby proces zagęszczania prowadzić w temperaturach, w których lepkość dynamiczna lepiszcza asfaltowego mieści się w granicach 2–20 Pa·s. Dla mieszanek cienkowarstwowych oznacza to, że czas na zagęszczanie jest bardzo krótki, a proces musi rozpocząć się bezpośrednio za stołem rozkładarki. Z tego względu istotnym kryterium oceny cienkich warstw na gorąco stosowanych do warstw przeciwspękaniowych jest ich szczelność, urabialność i podatność do wbudowania (zagęszczalność). Aby wykonana warstwa przeciwspękaniowa działała jak membrana odpowiednio odkształcalna, zdolna do absorbowania i rozpraszania naprężeń powinna charakteryzować się jak najniższą zawartością wolnych przestrzeni (ok. 1–2%), dużą zawartością lepiszcza (w ujęciu objętościowym), drobnym uziarnieniem, odpowiednią grubością (ok. 20–30 mm) i bardzo dużą odpornością na zmęczenie i rozciąganie w szerokim zakresie temperatur. Warunki te spełniają drobnoziarniste mieszanki mineralno-asfaltowe na bazie asfaltu wysokomodyfikowanego (polimerami lub miałem gumowym) stosowane dotychczas do warstw przeciwzmęczeniowych. Przykładem może być AC AF (AF – Anti-Fatique), tj. beton asfaltowy do warstw przeciwzmęczeniowych, składający się głównie z kruszywa drobnego (do 5 lub 8 mm), wypełniacza (10–15%) i dużej ilości lepiszcza (8–15%). Niestandardowym materiałem w tego typu rozwiązaniach mogą być również mieszanki mastyksowogrysowe o zwiększonej zawartości mastyksu SMA-MA, które do tej pory stosowane były głównie jako warstwy ochronne obiektów mostowych. Do badan wybrano mieszanki drobnoziarniste o uziarnieniu do 8 mm i zróżnicowano je ze względu na rodzaj lepiszcza asfaltowego (asfalt drogowy 50/70 oraz asfalt wysokomodyfikowany PMB 65/105-80). Analizę zagęszczalności przeprowadzono dla mieszanek typu betonowego (AC S, AC AF) i mieszanek mastyksowo-grysowych (SMA i SMA-MA). W ramach prowadzonych badan próbki zagęszczano prasą żyratorową zgodnie z normą PN-EN 12697-31:2019-03 w trzech temperaturach badawczych (100 C, 130 C i 160 C) i przy zróżnicowanym ciśnieniu kontaktowych (150 kPa i 600 kPa). Na podstawie pomiarów prowadzonych w prasie żyratorowej wyznaczono dla każdej z mieszanek przy zmiennych temperaturach i ciśnieniu współczynnik zagęszczalności K, żyratorowy punkt blokowania (LP) oraz wskaźnik CDI. W analizie ogólnej zaobserwowano, że dla mieszanek typu SMA-MA 8 na bazie asfaltu drogowego 50/70 uzyskanie wymaganego wskaźnika zagęszczenia jest możliwe w szerokim zakresie temperatur od 100 C do 160 C. To oznacza, że czas efektywnego zagęszczania na budowie jest dla tej mieszanki dłuższy i jest ona mniej wrażliwa na zmiany temperatury od pozostałych badanych mma. Dodatkowo mieszanka SMA-MA 8 50/70 zagęszcza się również przy obniżonej energii zagęszczania wyrażonej ciśnieniem kontaktowym o wartości c = 150 kPa (w stosunku do typowej c = 600 kPa). W temperaturze 130 C przy ciśnieniu c = 600 kPa mieszanki typu AC AF nie uzyskują wymaganego poziomu zagęszczenia, w przeciwieństwie do mieszanek typu SMA i SMA-MA. Za optymalne warunki zagęszczania dla wszystkich badanych mieszanek można przyjąć T = 160 C oraz ciśnienie c = 600 kPa. Dla tych parametrów wszystkie badane ma spełniły warunek zagęszczenia (wolnej przestrzeni) odpowiadającego założeniom recepty (BT – Badania Typu). Szczegółowo podatność do zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych oraz efektywność tego procesu analizowano w oparciu o wskaźnik zagęszczalności K, współczynnik CDI oraz LP. W oparciu o wartość wskaźnika K można wnioskować, że mieszanki SMA-MA są bardziej podatne na zagęszczenie niż mieszanki AC AF. Jednak ze względu na ograniczenia tej metody nie powinno się jej stosować do porównania mieszanek o różnej wartości wolnych przestrzeni w początkowej fazie zagęszczania. Problematyczna jest również ocena wpływu rodzaju asfaltu na zagęszczalność mieszanki przy wykorzystaniu współczynnika K. Analiza wskaźnika CDI pokazała, że do zgęszczenia ma na bazie asfaltów wysokomodyfikowanych (PMB) potrzeba znacznie więcej energii niż w przypadku tych samych mieszanek z asfaltem 50/70. Jest to efektem stopnia modyfikacji lepiszcza i jego parametrów, m.in. wyższej lepkości w zakresie stosowanych temperatur zagęszczania oraz lepkością mastyksu. Punkt blokowania związany jest z typem mieszanki mineralno-asfaltowej. Analiza punktu blokowania (LP) pokazała, że mieszanki typu SMA i SMA-MA uzyskują wskaźnik zagęszczenia na poziomie 98% przed pojawieniem się punktu blokowania, czyli momentu, w którym mieszanka stawia wyraźny opór dla dalszego zagęszczania. Odwrotną charakterystykę zauważono w przypadku mieszanek typu AC S i AC AF. Zwiększona zawartość mastyksu w mieszankach SMA-MA w stosunku do tradycyjnych mieszanek SMA powoduje spadek oporu zagęszczania. Podobnie jest w przypadku mieszanek AC AF, ale zmiany są znacznie mniejsze. Podsumowując spośród badanych mieszanek najlepsze predyspozycje do zagęszczania w szerokim zakresie temperatur (100–160 C) i ciśnienia (150 kPa, 600 kPa) wykazuje mieszanka SMA-MA 8 50/70. Projekt innowacyjnej mieszanki SMA-MA zakłada wzrost zawartości wypełniacza oraz lepiszcza asfaltowego w stosunku do typowej mieszanki SMA. Taka kompozycja mieszanki powoduje spadek oporu zagęszczania i mieszanka SMA-MA staje się łatwiej zagęszczalna niż typowa mieszanka SMA.

2

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.

3

Flow coefficient of the aggregates as a parameter characterizing the suitability of non-cohesive soils for earthworks

Majer Stanisław

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2020

|

Vol. 29, No. 3

298--307

EN

The article presents the results of the flow coefficient of aggregate for 30 sands and aggregates. The introduction of European standards for the assessment of construction aggregates over 20 years ago introduced a number of new testing methods not previously used in Poland. One of them is the flow coefficient of aggregate, popularly called aggregate angularity. The method of determination is given in the standard PN-EN 933-6:2014. This standard defines the method of determining the index for coarse aggregates with grain sizes between 4 and 20 mm and fine aggregates with grain sizes below 2 mm. This test is particularly important when designing mineral-asphalt mixtures. Aggregate angularity, particularly in fine aggregates, is the main factor influencing the workability of mixtures. The flow time through the apparatus depends on the degree of roundness and form of the grain. The study determined the relationship between the flow coefficient of aggregate and CBR in relation to the uniformity coefficient. This indicator is still considered to be one of the main parameters that affect the suitability of non-cohesive soils in earthworks. It was proven that Ecs is more dependent on CBR than CU.

4

Wybrane zagadnienia odwodnienia dróg i ulic

Majer Stanisław

Magazyn Autostrady

|

2020

|

Nr 1

44--51

PL

W artykule opisano kwestie problemów technicznych związanych z odwodnieniem powierzchniowym, z uwzględnieniem wielkości spływu. Autor przedstawia również aspekty, od których jest uzależniona sprawność systemu odwodnienia.

EN

The article addresses some of technical problems related to surface drainage, especially taking into account the convenient size of runoff. The efficiency of a drainage system depends on the type of drained surface as well as the impact of water not directed to the system on road traffic safety.

5

Loads and Road Design for Intermodal Container Terminals with Untypical Heavy Load Traffic

Majer Stanisław, Budziński Bartosz, Gardas Przemysław

Logistics and Transport

|

2020

|

Vol. 45-46, No. 1-2

103--110

EN

There is a high demand in Poland for new intermodal container terminals. Increased rate of freight transport requires however new solutions for durable roads. Intermodal operations are carried out by swap bodies, trailers or most often containers. The intermodal terminals play the function of a storage, transportation and handling of the containers. The road surfaces within the terminals are exposed to different types of loads due to untypical types of transportation that operates on them. New types of roads demand new design methods that consider loads applied by special types of vehicles (container cranes, types of forklifts called reach-stackers). They also need to consider the method of container stacking, where the local forces can reach up to 1400 kN. The article presents typical loads that can be found in intermodal terminals, including the storing area and maneuvering aisles. The article presents also typical materials used for road construction, as well as method of dimensioning that incorporates different exposure factors. The method allows to design load-bearing and durable road surfaces. The calculations were performed for materials typically used in road construction, as well as in industrial flooring. The study presents a case study calculation of a parking lot designed for heavy load trucks.

6

Odwodnienie budowli komunikacyjnych

Majer Stanisław

Inżynier Budownictwa

|

2020

|

nr 7-8

38--45

7

Heavy maintenance of concrete paved roads using the regional roads No. 102 and No. 142 as an example

Mieczkowski Paweł, Majer Stanisław, Budziński Bartosz

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 1

25--38

PL

W artykule opisano sposób wykonania remontów na dwóch drogach wojewódzkich w województwie zachodniopomorskim. W roku 2017 na dwóch fragmentach tych dróg rozpoczęto ich przebudowę. W obu przypadkach zastosowano całkowicie odmienne technologie. Na drodze wojewódzkiej nr 142 o długości niemal 20 km wybrano metodę kruszenia na miejscu z użyciem technologii rubblizingu. W drugim przypadku zdecydowano się na pozostawienie istniejącej nawierzchni wykorzystując warstwę mieszanki mineralno-asfaltowej przeciwdziałającej powstawaniu spękań odbitych. W artykule przedstawiono wady i zalety poszczególnych technologii, a także problemy, które dostrzeżono podczas realizacji remontów.

EN

The paper describes heavy maintenance projects carried out on two regional roads located in the West Pomerania region of Poland. The projects started in 2017 on two sections of these roads. Completely different methods were used on these two sections. On the regional road No. 142 in-place crushing, specifically the rubblizing technique was used over an almost 20 km long stretch of pavement. In the second case the old pavement was left in place and a layer of bituminous-aggregate mixture was placed to control reflective cracking. Pros and cons of these methods are presented in the paper, together with the problems noted during the works.