Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Examination of the properties of asphalt mixtures consisting of reclaimed asphalt pavement with polymer modified binder and highly modified asphalt binder

Szołtysik Joanna, Sorociak Wojciech, Kwiecień Sławomir

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2024

|

Vol. 23, no. 1

29--44

EN

The article presents an investigation of properties of asphalt mixtures produced from two types of reclaimed asphalt pavement material – one containing typical modified binder and one containing highly modified binder. Both types of reclaimed asphalt pavement material were obtained in field from real asphalt layers. The new test mixtures in which they were used contained no rejuvenators. The mixtures were heated to compaction temperature according to the national requirements; moreover, they were subjected to additional aging processes, including temperatures that exceed the degradation temperature of the SBS polymer used in their structure (200°C). Measure- ments of air voids and resistance to water and frost ITSR, which were performed after conditioning in compaction temperature conforming with national requirements, indicated that the mixture consisting of reclaimed asphalt pavement material with highly modified asphalt binder displayed more advantageous properties (ITSR in the range 87-90%) than the mixture consisting of reclaimed asphalt pavement material with typical polymer modified binder. Conditioning at 200°C demonstrated considerable differences between the tested mixtures. While the asphalt mixture containing typical polymer modified bitumen enabled placement and compaction, the mixture with highly modified binder lost its workability and compactibility, rendering it impossible to produce test specimens.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych wyprodukowanych z dwóch rodzajów destruktu, zawierających asfalt modyfikowany oraz wysokomodyfikowany. Oba rodzaje destruktu pozyskano w warunkach rzeczywistych, a wyprodukowane z nich mieszanki nie zawierały dodatku środków odmładzających. Mieszanki doprowadzono do temperatury zagęszczenia wg wymagań krajowych, a tak- że poddano dodatkowym procesom starzenia w tym w temperaturze przekraczającej temperaturę degradacji obecnego w ich strukturze polimeru SBS (200°C). Wyniki badań zawartości wolnych przestrzeni oraz odporności na działanie wody i mrozu ITSR wykonanych po kondycjonowaniu w temperaturze zagęszczenia zgodnej z wymaganiami krajowymi wykazały korzystniejsze właściwości mieszanki zawierającej destrukt z asfaltem wysokomodyfikowanym (wartości ITSR w zakresie 87-90%) w porównaniu do mieszanki zawierającej destrukt z asfaltem modyfikowanym. Kondycjonowanie w 200°C ujawniło znaczące różnice w zachowaniu mieszanek. Mieszanka zawierająca asfalt modyfikowany umożliwiała rozkładanie i zagęszczanie, podczas gdy mieszanka zawierająca asfalt wysokomodyfikowany utraciła urabialność oraz możliwość zagęszczenia, uniemożliwiając uzyskanie próbek do badań.

2

Polska technologia przetwarzania laminatów LDPE-Al pochodzących z recyklingu wielomateriałowych opakowań kartonowych po płynnej żywności typu Tetra Pak

Marek Adam A., Wojciechowski Szymon

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 2

189--192

PL

Kartonowe opakowania wielomateriałowe (KOW), znane powszechnie jako opakowania Tetra Pak, stanowią fundamentalny element dzisiejszego przemysłu spożywczego. Choć mają one wiele zalet i zastosowań jako opakowania do żywności, to istotnym problemem jest ich późniejszy proces recyklingu, w którym udałoby się odzyskać wyjściowe surowce, w szczególności polietylen i folię aluminiową. Przedstawiono proces technologiczny przetwarzania laminatu LDPE-Al otrzymanego po procesie rozwłókniania opakowań KOW, opracowany przez naukowców na Politechnice Śląskiej, a następnie rozwinięty przez firmę Altempo Sp. z o.o. jako proces SolvtempoTM. Efektem prac było wybudowanie i uruchomienie instalacji pilotażowej na terenie zakładu o mocy przetwórczej powyżej 300 kg/h.

EN

R&D cooperation of the Silesian University of Technology and the Altempo company resulted in the implementation of the technol. for processing LDPE-Al laminate, obtained after the fiberization process of multi-material cardboard packaging. Altempo continued research to further develop the technology under the name Solvtempo™ process. The result of the work was the construction and launch of a pilot installation at the Altempo plant with a processing capacity of over 300 kg/h.

3

Wykorzystanie bawełny pozyskiwanej z recyklingu do produkcji przędz bawełnianych wytwarzanej systemem średnioprzędnym, Część I: Generalne informacje o recyklingu. Upcykling argumentem aktywności firmy Trützschler

Lewandowski Stanisław, Józkowicz Ignacy

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2024

|

nr 3

21--27

PL

Podkreślono doniosłość recyklingu w aspekcie ekonomiczno-ekologicznym. Zdefiniowano pojęcia recyklingu, upcyklingu, a także downcyklingu. Wyjaśniono ideę powstania tematyki zaprezentowanej w niniejszym artykule. Wyszczególniono czynniki umożliwiające wytwarzanie rotorowych przędz bawełnianych z udziałem włókien ponownych i wtórnych, zgodne z zasadą upcyklingu. Stwierdzono, że oprócz przestrzegania zasad sporządzania mieszanek, czyli manipulacji surowców głównymi czynnikami jest stosowanie indywidualnych procesów technologicznych dla poszczególnych składników tworzących mieszankę włókien, a także zmiana sposobu dozowania składników mieszanki. Kolejne czynniki sprzyjające wytwarzaniu przędz bawełnianych z wykorzystaniem bawełny pozyskiwanej z recyclingu zostaną przedstawione w następnych częściach artykułu.

EN

The importance of recycling in the economic and ecological aspect was emphasized. The concepts of recycling, upcycling and downcycling have been defined. The idea behind the creation of the subject presented in this article has been explained. The factors enabling the production of rotor cotton yarns with the participation of repeated and secondary fibers, in accordance with the upcycling principle, were specified. It was found that in addition to observing the rules for the preparation of mixtures, i.e. manipulation of raw materials, the main factors are the use of individual technological processes for individual components making up the fiber mixture, as well as the change in the method of dosing the components of the mixture. Further factors conducive to the production of cotton yarns using recycled cotton will be presented in the following parts of the article.

4

„Biedronka” zamyka obieg opakowań papierowych

Grabarska Katarzyna

Przegląd Papierniczy

|

2024

|

R. 80, nr 1

20--21

PL

Z myślą o ochronie zasobów naszej planety sieć „Biedronka” wdrożyła innowacyjny na polskim rynku projekt zamykania obiegu opakowań tekturowych. Dzięki temu ratuje rocznie przed wycinką prawie 200 drzew. To ważne, bowiem globalny wzrost liczby ludności (15 listopada 2022 r. urodził się 8-miliardowy mieszkaniec naszej planety) wiąże się z większą presją na środowisko naturalne. Przy ograniczonych surowcach i zasobach naturalnych, koniecznie jest mądre gospodarowanie nimi. Tymczasem, według danych z raportu Circular Gap Report 2023, ponad 90% surowców jest marnowane, bo wiele gospodarek wciąż opiera się na schemacie: wyprodukuj - zużyj - wyrzuć.

5

Solution of water and sewage management in plastics recycling

Jamski Paweł

Polish Technical Review

|

2024

|

No. 1

22--26

EN

In the time of dynamic development of polymer material’s recycling, the effective treatment of waste water generated during the process of cleaning the above mentioned renewable raw materials has become a very important problem. Recycling of polymer plastics allows the reuse of raw materials which, in turn, contributes to reduction of demand for new materials. In order to play a role of sustainable solution, industry must, however, focus it’s attention not only on production of recyclates but also on the effective and safe treatment of water used during the manufacturing processes. In this document we will discuss the complex solution of the problem mentioned above. This paper presents authorial solution in respect to treatment of waste water, arising during the process of plastics cleaning subjected to the recycling. Attributing to the application of advanced technologies and strategies, suggested solution is aimed not only at effective removal of contamination but also, to minimize the quantity of consumed water and the resulting waste. Discussed solution is a step towards sustainable processing of plastics, limiting it’s negative effect on the environment, and, at the same time, keeping the high standard of purity of the produced material.

6

Analiza wpływu rozdrobnionego szkła odpadowego na właściwości betonu asfaltowego do warstwy ścieralnej

Jurczak Robert

Magazyn Autostrady

|

2024

|

Nr 3

42--46

PL

Dodatek rozdrobnionego szkła odpadowego nie wpływa negatywnie na parametry objętościowe betonu asfaltowego do warstwy ścieralnej. Jednak nawet częściowe zastąpienie kruszywa drobnego i/lub wypełniacza powoduje obniżenie odporności na działanie wody i mrozu. Wyniki badań wykazały, że tylko wprowadzenie dodatku rozdrobnionego szkła w postaci wypełniacza pozwala uzyskać beton odporny na działanie wody i mrozu.

EN

The addition of crushed waste glass does not negatively affect the volume parameters of asphalt concrete for the wearing course. However, even partial replacement of fine aggregate and/or filler results in reduced water and frost resistance. The results of testing have shown that only the addition of crushed glass as a filler enables obtaining concrete that is resistant to water and frost.

7

Investigation into the effect of waste engine oil and vegetable oil recycling agents on the performance of laboratory-aged bitumen

Ali Basit, Li Peilong, Khan Diyar, Hasan Mohd Rosli Mohd, Khan Waseem Akhtar

Budownictwo i Architektura

|

2024

|

Vol. 23, no 1

33--54

EN

The pavement recycling method is one of the practical ways to integrate sustainable development into transportation infrastructure, and it has been adopted worldwide. The use of reclaimed asphalt pavement (RAP) in new asphalt highways is limited due to the ageing effects caused by UV damage and weathering on the asphalt binder. To address this issue, waste vegetable oil (WVO) and waste engine oil (WEO) have been proposed as potential rejuvenating agents to enhance the recyclability of pavements containing RAP. This study evaluated the effectiveness of WEO and WVO as chemical rejuvenating agents through various tests on both aged and virgin asphalt binders. The tests included measurements of ductility, fire, and flash points, softening points, and penetration. The results indicate that the addition of WEO and WVO can improve the low-temperature properties of asphalt binders when mixed with RAP, resulting in reduced stiffness. The mixture containing WEO and WVO exhibited improved stability compared to the control, suggesting enhanced flow with increasing waste oil content in comparison to aged binder, albeit with slightly reduced flow compared to the virgin binder. This study demonstrates the potential of WEO and WVO as recycling agents to enhance the performance of bituminous mixes incorporating RAP.

PL

Metoda recyklingu nawierzchni drogowych jest jednym z praktycznych sposobów wdrażania zrównoważonego rozwoju w infrastrukturę transportową i została przyjęta na całym świecie. Użycie odzyskanego asfaltu drogowego (RAP) w nowych autostradach asfaltowych jest ograniczone z powodu efektów starzenia spowodowanych uszkodzeniami UV i wpływem warunków atmosferycznych na spoiwo asfaltowe. Aby rozwiązać ten problem, zaproponowano wykorzystanie odpadowego oleju roślinnego (WVO) oraz odpadowego oleju silnikowego (WEO) jako potencjalnych środków odmładzających, mających na celu zwiększenie możliwości recyklingu nawierzchni zawierających RAP. Niniejsze badanie oceniło skuteczność WEO i WVO jako chemicznych środków odmładzających poprzez różne testy na starzonych i świeżych spoiwach asfaltowych. Testy obejmowały pomiary plastyczności, punktów zapłonu, miękkości oraz penetracji. Wyniki wskazują, że dodatek WEO i WVO może poprawić właściwości asfaltu przy niskich temperaturach, gdy jest mieszany z RAP, co skutkuje zmniejszeniem sztywności. Mieszanka zawierająca WEO i WVO wykazała lepszą stabilność w porównaniu do kontrolnej mieszanki, wskazując na lepszy przepływ przy wzroście zawartości odpadowego oleju w porównaniu do starzonego spoiwa, choć z nieco gorszym przepływem w porównaniu do spoiwa świeżego. Badanie to demonstruje potencjał WEO i WVO jako środków recyklingowych do poprawy wydajności mieszanki bitumicznej zawierającej RAP.

8

Use of Used Graphite Electrodes as Metal Matrix Composites Reinforcement

Łągiewka Małgorzata

Archives of Foundry Engineering

|

2024

|

Vol. 24, iss. 1

21--25

EN

The work presents the effect of the addition of graphite from recycled graphite electrodes on the mechanical properties of metal matrix composites (MMC) based on the AlMg10 alloy. A composite based on the AlMg10 alloy reinforced with natural graphite particles was also tested. Further, tests of the mechanical properties of the AlMg10 alloy were performed for comparative purposes. Composites with a particle content of 5, 10 and 15 percent by volume were produced by adding introduction of particles into the liquid matrix while mechanically mixing molten alloy. The composite suspensions were gravitationally cast into metal molds. Samples for the Rm , R 0.2, A and E tests were made from the prepared castings. Photos of the microstructures of the materials were also taken. The research shows that the addition of graphite to the matrix alloy causes minor changes in tensile strength (Rm) and yield strength (R 02), regardless of the type of graphite used. The results of the relative elongation tests showed that the introduction of graphite particles into the matrix alloy had an adverse effect on the elongation values in the case of each of the tested composites. The introduction of graphite particles into the AlMg10 alloy significantly increased the Young’s modulus value, both in the case of composites with flake graphite (natural) and graphite from ground graphite electrodes.

9

Investigations of technical challenges in compounding of recycled carbon fibers

Hannan Azmin, Seidlitz Holger, Krenz Jonas, Müller Marco

Zarządzanie Przedsiębiorstwem

|

2023

|

Vol. 26, nr 2

7--12

EN

Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) owing to its excellent properties have found its extensive application in various fields ranging from medical to automobile and aerospace industries. This has thereby led to ever-increasing demand of carbon fiber production and as well as resulting in tonnes of carbon fiber wastes in the landfills [5]. Due to the high positive impacts of using carbon fibers, the energy intensive and cost intensive production of virgin fibers and the growing landfills are often overlooked. Hence, the need for recycling and repurposing of carbon fiber wastes have gained the significance at present day. Although various recycling technologies have been developed yet, various challenges are faced with processing of recycled carbon fibers (rCF). Besides, the desired application specific properties are not compromised for high cost and high-energy requirement. Therefore, an overall development of processing rCF is sought from not only a sustainability point but also an economic point [7]. Various efficient recycling technologies are currently operating. The challenges arises in commercializing the recycled fibers after the recycling process. The recycled fibers often require various post-processing of fibers and undergoes fiber degradation. This induces a skeptical mindset for the buyers to introduce the recycled fibers in the material ecosystem. This paper currently discusses the processing challenges of long rCF in a compounding plant. To form a closed loop, the recycled fibers are obtained from the novel thermocatalytic degassing process from the CFRP recycling pioneers in Germany, Global EnerTec AG, Guben. This plant in Guben not only recycles carbon fibers from automotive CFRP wastes but also repurposes the epoxy matrices into secondary energy sources. This paper focuses in investigating the processing of rCF obtained from a 100% recycling technology. The aim is to investigate the possible technical challenges so that the rCF can be repurposed to new product manufacturing. Thereby, addressing the concerns with the development of closed loop circular economy in recycling CFRP wastes.

10

Influence of the binder on the properties of cold mixtures

Krasowski Maciej, Buczyński Przemysław, Mušuta Juraj

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 4

185--195

EN

The paper aims to present the basic properties of cold mixes in terms of the type of binding agent. In the theoretical part of the article, a description of the technology for producing cold recycled mixtures and the types of road binders used in cold mixtures was presented. The research part presents the experimental design, and gives an overview of the research methodology used to assess the impact of the type of binding agent. Mixes differing in type and binder content were designed. During the laboratory work, mixtures were prepared with cement binder (CBGM), cement-modified polymer binder (CBGM+P), mineral-cement-emulsion modified with polymer binder (BE-RCM+P), and mineral-cement mixtures with foamed bitumen modified with polymer binder (FB-RCM+P). The project aimed to produce cold mixtures with variations in the type and amount of binder used. The mixtures were prepared using cold mix technology. The effect of the binder on the cold mix properties was studied. During the research, the following properties were examined: void content (Vm), indirect tensile strength (ITS), resistance to water damage (TSR), stiffness modulus using the IT-CY method and an axial compressive strength. On the basis of the research carried out, an analysis was made. Among other things, the polymer modification was found to have a positive effect on the void content of the mix. The research carried out in this way made it possible to show the influence of the binder on the properties of cold mixes.

PL

Praca miała na celu przedstawienie podstawowych właściwości mieszanek na zimno w aspekcie rodzaju środka wiążącego. W części teoretycznej artykułu przedstawiono opis technologii wykonywania mieszanek metodą recyklingu głębokiego na zimno oraz rodzaje spoiw drogowych wykorzystywanych w mieszankach na zimno. W części badawczej przedstawiono plan eksperymentu oraz przybliżono metodykę badawczą wykorzystaną w ocenie wpływu rodzaju środka wiążącego. Zaprojektowano mieszanki związane cementem (CBGM), mieszanki związane cementem modyfikowane polimerem (CBGM+P), mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjne modyfikowane polimerem (MCE+P) oraz mieszanki mineralno-cementowe z asfaltem spienionym modyfikowane polimerem (MCAS+P). Projekt zakładał wykonanie mieszanek w technologii na zimno, zróżnicowanych pod względem rodzaju oraz ilości zastosowanego spoiw. W ramach badań sprawdzono zawartość wolnych przestrzeni Vm, wytrzymałość na rozciąganie pośrednie ITS, odporność na szkodliwe działanie wody TSR, moduł sztywności według metody IT-CY oraz przeprowadzono badanie wytrzymałości na ściskanie osiowe po 28 dniach pielęgnacji. Na podstawie wykonanych badań dokonano analizy. Tak przeprowadzone badania pozwoliły na ukazanie wpływu spoiwa na właściwości mieszanek na zimno.

11

Recycling, upcycling and downcycling in aspect environmental safety

Czekała Mateusz

Scientific Journal of the Military University of Land Forces

|

2023

|

Vol. 55, No. 3(209)

169--181

EN

A problem concerning a topic discussed in the public domain for many years. Presentation of its advantages and possibilities that create appropriate attributes for its publications. Despite the fact that there are people with whom they have a problem understanding this concept. It is a word heard but not fully understood by society. The cited document discusses the concept and scope of application, as well as its application and the impact of safety under the concept of ecological safety on its operation.

PL

Problem recyklingu to temat poruszany w zakresie publicznym od wielu lat. Przedstawianie jego zalet i możliwości, które stwarza, jest tematem wielu zarówno naukowych, jak popularnych publikacji. Jednakże nieustannie pojawiają się wątpliwości związane przede wszystkim ze zdefiniowaniem tego pojęcia. Jest to słowo szeroko używane, ale nie do końca zrozumiane przez społeczeństwo. W poniższym artykule zostało omówione pojęcie i zakres recyklingu, a także jego zastosowanie oraz wpływ bezpieczeństwa pod kątem bezpieczeństwa ekologicznego na jego funkcjonowanie.

12

Rationalisation of the Functioning of Vehicle Recycling

Zajac Paweł, Ejdys Stanisław, Balicki Piotr

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2023

|

Tom 25

329--341

EN

Includes the identification and analysis of the vehicle recycling system using the example of buses in consideration of economic and business issues in Poland, specialising in the collection of cars/buses, their dismantling, segregation of materials and secondary use (recycling), given the regulatory changes proposed by the EU. The operations listed are interrelated. Reusing materials identical to their original purpose (including reuse of steel for car bodies) and assemblies from end-of-life vehicles (after possible reconditioning) can be applied as spare parts for repairs, subject to the observance of certain rules and the law. Life extension activities contribute to reducing the amount of waste sent to landfills. The paper presents a case for dismantling a bus.

13

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.

14

Use of plastic waste in cement-bound layers

Krawczyk Bartłomiej, Mackiewicz Piotr, Dobrucki Dariusz

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 3

243--257

EN

The article presents research on the possible use of material obtained during recycling of plastic waste. The materials were used in production of cement-bound mixtures for road pavement layers or improved subgrade. The analyses were based on laboratory tests of plastic waste, aggregate and cement-bound mixtures. The tests encompassed particle size distribution, compaction, compressive strength (early – after 7 days; final – after 28 days), frost resistance and California Bearing Ratio (CBR). The obtained results were evaluated in the light of the current national technical requirements. It was shown that plastic waste may be used as an alternative to classic materials.

PL

Tematem artykułu są badania nad możliwością wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych. Materiały te zastosowano do wytworzenia mieszanek związanych cementem, przeznaczonych do warstw konstrukcji nawierzchni drogowej oraz podłoża ulepszonego. Przeprowadzono analizy na podstawie badań laboratoryjnych odpadów plastikowych, kruszywa oraz mieszanek związanych cementem. Badania obejmowały analizę składu ziarnowego i zagęszczalności, badania wytrzymałości na ściskanie (wczesnej – po 7 dniach; docelowej – po 28 dniach), badania mrozoodporności oraz badania kalifornijskiego wskaźnika nośności CBR. Wyniki badań odniesiono do obowiązujących krajowych wymagań technicznych. Wykazano możliwość stosowania materiałów z recyklingu odpadów plastikowych jako alternatywę dla klasycznie stosowanych materiałów.

15

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.

16

Stiffness of MCE mixtures based on cement dusty by-products and recycled aggregate

Skotnicki Łukasz, Kuźniewski Jarosław

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

579--592

EN

This paper presents the possibilities of reusing recycled materials in road pavement constructions. This study analyses the effects of reclaimed asphalt pavement (RAP) and cement dusty by-products (UCPP) on the stiffness of mineral-cement-emulsion (MCE) mixtures. Asphalt waste can be used as a secondary raw material for the preparation of cement-stabilised mixtures in cold recycling technology. The use of MCE mixtures in road pavement construction is one way of disposing of construction waste. Testing of MCE mixtures with UCPP was aimed at confirming the applicability of these materials for cold recycled pavement structure layers. The purpose was to evaluate the effect of the innovative UCPP binding agent on the mechanical properties of MCE mixtures. The stiffness of the mixtures in question was analysed. Tests were carried out for fine- and coarse-grained mixtures. The stiffness modulus in indirect tension test on cylindrical specimens (IT-CY) was carried out according to EN 12697-26. Indirect tensile strength (ITS) testing was carried out according to EN 12697-23. The use of innovative binders has made it possible to reduce the stiffness of individual MCE mixtures compared to reference mixtures containing conventional cement, while still maintaining adequate durability. The relationships developed between IT-CY stiffness and ITS strength will allow the design and execution of MCE mixtures in road pavements to be optimised. The use of UCPP changed the mechanical properties of MCE mixtures by reducing their stiffness. This will contribute to the cracking resistance of the base and sub-base layers and increase their fatigue life. The innovative material was used in the experimental section and it is being monitored.

PL

W artykule przedstawiono możliwości powtórnego zastosowania materiałów pochodzących z recyklingu w konstrukcjach nawierzchni drogowych. W pracy analizowano wpływ destruktu asfaltowego i ubocznych cementowych produktów pylastych (UCPP) na sztywność mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE). Destrukt asfaltowy może być wykorzystany jako surowiec wtórny do przygotowania mieszanek stabilizowanych cementem w technologii recyklingu na zimno. Zastosowanie w nawierzchniach drogowych mieszanek MCE jest jednym ze sposobów utylizacji odpadów budowlanych. Badania mieszanek MCE z UCPP miały na celu potwierdzenie możliwości zastosowania tych materiałów do warstw konstrukcji nawierzchni, poddanych recyklingowi na zimno. Istotą była ocena wpływu innowacyjnego środka wiążącego UCPP na właściwości mechaniczne mieszanek MCE. Analizowano sztywność przedmiotowych mieszanek. Badania wykonano dla mieszanek: drobnoziarnistej i gruboziarnistej. Badania sztywności w pośrednim rozciąganiu (IT-CY) wykonano wg normy PN-EN 12697-26. Badanie wytrzymałości na rozciąganie pośrednie (ITS) wykonano wg PN-EN 12697-23. Zastosowanie innowacyjnych spoiw pozwoliło na redukcję sztywności poszczególnych mieszanek MCE w porównaniu do mieszanek referencyjnych, zawierających klasyczny cement, przy zachowaniu ich odpowiedniej trwałości. Opracowane zależności pomiędzy sztywnością IT-CY a wytrzymałością ITS pozwolą na optymalizację procesu projektowania i wykonywania mieszanek MCE w nawierzchniach drogowych. Stosowanie UCPP zmieniło właściwości mechaniczne mieszanek MCE, ograniczając ich sztywność. Przyczyni się to do zwiększenia odporności na pękanie podbudowy i zwiększenie jej trwałości zmęczeniowej. Innowacyjny materiał został wykorzystany na odcinku doświadczalnym i jest monitorowany.

17

Selected issues of the ecobalance analysis of recycled materials used in road construction

Kamińska Ewa, Świtała Marcin, Kamiński Tomasz

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

481--490

EN

The paper presents road project issues in terms of environmental and cost analyses. Comprehensive assessment of the environmental and economic performance of engineering structures is based on quantitative environmental and economic information and draws on the results of life cycle assessment, life cycle cost and whole-life cost (WLC) analyses. The paper highlights the issue of the potential environmental impact of materials used in road construction, including those derived from the recycling process, in the context of life cycle assessment (LCA). The paper also outlines the requirements of a circular economy for the management of such materials. Attention was drawn to LCA as an important tool for obtaining comprehensive information on the environmental impact of the materials under study. Another element addressed in the paper is the topic of assessing the cost-effectiveness of road infrastructure. Attention was given to the total cost concept and the principle of cost interdependence. The problem of costs and benefits of road projects is described using the LCCA as an example. Keywords

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia inwestycji drogowych w aspekcie analiz środowiskowych oraz kosztowych. Kompleksowa ocena środowiskowych i ekonomicznych parametrów obiektów inżynieryjnych, opiera się na ilościowych informacjach środowiskowych i ekonomicznych oraz bazuje na wynikach analizInstoceny cyklu życia, kosztach cyklu życia oraz kosztach całego życia (WLC). W artykule zwrócono uwagę na problem potencjalnego wpływu na środowisko materiałów wykorzystywanych w budownictwie drogowym, pochodzących m.in. z procesu recyklingu, w kontekście oceny cyklu życia produktu (ang. Life Cycle Assessment, LCA). W pracy przedstawiono również wymagania gospodarki o obiegu zamkniętym (ang. Circular Economy) gospodarowania tego rodzaju materiałami. Zwrócono uwagę na analizę LCA, jako istotne narzędzie, umożliwiające pozyskanie kompletnych informacji o wpływie badanych materiałów na środowisko. Kolejnym elementem poruszonym w artykule jest temat oceny efektywności kosztów infrastruktury drogowej. Zwrócono uwagę na koncepcję kosztów całkowitych i zasadę współzależności kosztów. Opisano problem kosztów i korzyści inwestycji drogowych na przykładzie LCCA.

18

Prediction of irreversible susceptibility and elastic recurrence of asphalts modified with waste plastomers in MSCR study

Mazurek Grzegorz, Buczyński Przemysław, Iwański Marek, Kowalczyk Artur, Podsiadło Marcin

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

533--548

EN

This paper evaluates the possibility of predicting the microstructure characteristics of the irreversible part of the susceptibility modulus and the percentage recurrence in the MSCR test by means of basic asphalt properties. Seven variables were controlled in the research. Two types of asphalt 20/30 and 70/100 and two types of waste plastomer were used for the research. The entire research process was governed by the Plackett-Burman plan. The results were enriched by microstructure analysis of the waste plastomer dispersion in asphalt. As a result, it was found that the effect of microstructure on the irreversible part of the susceptibility modulus and percentage recurrence was not significant. In contrast, the mixing process significantly influenced the dispersion state of the plastomer particles in the asphalt. With the MARS technique, it has been possible to relate basic asphalt characteristics such as penetration, softening temperature, fracture temperature and dynamic viscosity to the irreversible part of the susceptibility modulus and percentage recurrence with efficiency expressed by a determination coefficient of R2=99%. It was also pointed out that the type of plastomer plays a significant role in shaping the percentage of asphalt conversion.

PL

W artykule dokonano oceny możliwości prognozy charakterystyk mikrostruktury nieodwracalnej części modułu podatności i procentowego nawrotu w badaniu MSCR za pomocą podstawowych właściwości asfaltu. W badaniach poddano kontrolowaniu 7 zmiennych. W ramach badania zastosowano dwa typy asfaltów 20/30 i 70/100 oraz dwa rodzaje plastomeru odpadowego. Cały proces badawczy został podporządkowany planowi Placketta-Burmana. Rezultaty wzbogacono o analizę mikrostruktury dyspersji plastomeru odpadowego w asfalcie. W rezultacie stwierdzono, że wpływ mikrostruktury na nieodwracalną część modułu podatności i procentowego nawrotu nie był znaczący. Natomiast proces mieszania istotnie wpływał na stan rozproszenia cząstek plastomeru w asfalcie. Dzięki technice MARS udało się powiązać podstawowe cechy asfaltu, takie jak penetracja, temperatura mięknienia, temperatura łamliwości oraz lepkość dynamiczna z nieodwracalną częścią modułu podatności i procentowym nawrotem ze skutecznością wyrażoną przez współczynnik determinacji R2=99%. Wskazano również, że rodzaj plastomeru odgrywa znaczącą rolę w kształtowaniu wartości procentowego nawrotu asfaltu.

19

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.

20

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.