W YKONANIE ODCINKA DOŚWIADCZALNEGO

Przed rozpoczęciem robót zgromadzono na terenie wytwórni mas bitumicznych potrzebne dodatki WMA. Pozyskane od producentów ilości poszczególnych dodatków wystarczyły na wyprodukowanie każdorazowo ok. 300 ton mieszanki mineralno-asfaltowej, co zapewniało dwukrotne zabezpieczenie planowanych do wbudowania ilości, wynoszących ok. 150 ton dla jednego rodzaju mieszanki:

• ViaTop Plus CT 40 (odpowiednik Sasobitu) – 1 500 kg,

• Ceca Base RT – 70 kg,

• Rediset WMX – 400 kg.

Dodatek ViaTop Plus CT40 składa się z włókien celulozowych Arbocell ZZ 8/1 oraz wosku Fischera-Tropscha połączonych w proporcji 60:40. Dodanie 0,5% włókien celulozowych do mieszanki mineralno-asfaltowej o zawartości 6,6% asfaltu jest praktycznie równoważne dodaniu 3% procent Sasobitu do masy asfaltu:

1 000 kg x 0,005 x 0,40 = 2,00 kg 1 000 kg x 0,066 x 0,03 = 1,98 kg

Jednocześnie przyjęto – na podstawie informacji podanych w dostępnej literaturze – że z powodu przewidywanej temperatury otoczenia niższej od 5°C w trakcie wykonywania odcinka, temperatura produkcji i wbudowania nie będzie obniżona, natomiast dodatki zostaną wykorzystane jako środek umożliwiający właściwe zagęszczenie warstwy mieszanki SMA.

Prace nad odcinkiem doświadczalny trwały w następujących dniach:

• 22 listopad 2011 r. – wbudowanie mieszanek ze środkiem Ceca Base RT oraz ViaTop Plus CT 40,

• 23 listopad 2011 r. – wbudowanie tradycyjnej mieszanki SMA bez środków (odcinek porównawczy),

• 24 listopad 2011 r. – wbudowanie mieszanki ze środkiem Rediset WMX.

Powyższy podział wynikał z wewnętrznego harmonogramu prac Wykonawcy.

Ponadto finalnie zmianie uległ nieco plan usytuowania poszczególnych fragmentów odcinka doświadczalnego. Jak wspomniano w punkcie 7.2 zakładano, że wszystkie trzy rodzaje mieszanek SMA z dodatkami WMA zostaną wykorzystane do ułożenia warstwy ścieralnej w obszarze łącznic Węzła Auchan. Sytuacja z frontem robót bitumicznych występująca na całym kontrakcie przebudowy Węzła Karczemki w okresie wykonywania odcinka doświadczalnego spowodowała, że mieszankę z dodatkiem Viatop Plus CT40 (odpowiednik Sasobitu) ułożono częściowo na fragmencie wschodniej jezdni Obwodowej Trójmiasta (drogi ekspresowej S6), zaś mieszankę z dodatkiem Redisetu WMX na jezdni drogi zbierająco-rozdzielającej.

Jako odcinek z mieszanką referencyjną SMA (tj. z czystym asfaltem modyfikowanym 45/80-55, bez żadnego dodatku WMA) przyjęto wykonywany w tym samym okresie sąsiadujący fragment warstwy ścieralnej ułożony na wschodniej jezdni Obwodowej Trójmiasta (drogi ekspresowej S6) oraz jezdni drogi zbierająco-rodzielającej.

Całość mieszanki użytej do wykonania odcinka doświadczalnego została wyprodukowana w wytwórni mas bitumicznych Parker BlackMix 2000 należącej do firmy Masfalt Sp.z o.o., położonej w miejscowości Stara Piła k/ Gdańska. Jest to wytwórnia o konstrukcji wieżowej o wydajności 160 t/h. Maksymalna wielkość jednego zarobu mieszalnika wynosiła 2000 kg.

Dodatek płynny Ceca Base RT wlewano ręcznie do wagi asfaltu. Dodatek ViaTop Plus CT40 dodawano za pośrednictwem instalacji dozowania włókien celulozowych.

Dodatek Rediset WMX (występujący w postaci granulek) planowano dodać bezpośrednio do zbiornika asfaltu. Niestety dzień przed wykonaniem ostatniego fragmentu odcinka ze środkiem Rediset WMX okazało się, że nie ma możliwości jego uprzedniego zadozowania do zbiornika asfaltu (co planowano wykonać w godzinach wieczornych 23 listopada 2011 r.) z uwagi na brak w nim odpowiedniego poziomu lepiszcza, wynikającego z nieco większej niż zakładano produkcji mieszanek w ciągu poprzedzających dni. Zdecydowano się zatem na próbę dozowania dodatku Rediset WMX wprost do wagi asfaltu, podobnie jak uczyniono to z dodatkiem płynnym Ceca Base RT dwa dni wcześniej. Niestety, po rozpoczęciu produkcji mieszanki 24 listopada okazało się, że środek Rediset WMX nie był całkowicie wypompowywany wraz z asfaltem z wagi do mieszalnika, z powodu niewystarczającego rozmieszania (zbyt krótki czas przebywania w asfalcie nie pozwalający na całkowite rozpuszczenie granulek w lepiszczu). Z tego powodu konieczne było zaprzestanie produkcji mieszanki ze środkiem Rediset WMX po wyprodukowaniu ok. 30 ton mieszanki SMA.

Łączna długość odcinka wyniosła 532,7 m, z czego 320,7 m przypadło na łącznice, 140 m na wschodnią jezdnię drogi ekspresowej S6 oraz 72 m na jezdnię drogi zbierająco-rozdzielającej. Szerokość poszczególnych fragmentów odcinka wyniosła na łącznicach 7,1 – 8,0 m, na jezdni drogi ekspresowej S6 7,5 m, zaś na jezdni drogi zbierająco-rozdzielającej 4,0 m. Powierzchnia każdego z fragmentów wyniosła:

• Mieszanka SMA z dodatkiem Ceca Base RT – 1 730 m²,

• Mieszanka SMA z dodatkiem ViaTop Plus CT40 (odpowiednik Sasobitu) – 1 680 m²,

• Mieszanka SMA z dodatkiem Redisetu WMX – 290 m².

W trakcie układania mieszanek panowały następujące, zbliżone do siebie warunki otoczenia:

• 22 listopada (fragment z mieszankami z dodatkami Ceca Base RT oraz ViaTop Plus CT40) – temperatura powietrza 7°C, temperatura podłoża 4°C, brak opadów,

• 23 listopada (fragment z tradycyjną mieszanką referencyjną) – temperatura powietrza 4°C, temperatura podłoża 3°C, brak opadów,

• 24 listopada – temperatura powietrza 2°C, temperatura podłoża 3°C, brak opadów.

Z tego powodu produkcję mieszanek z dodatkami wykonywano – zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami – w temperaturze jak dla mieszanki normalnej, tj. 165 – 170°C

Wszystkie cztery fragmenty nawierzchni (SMA z dodatkiem Ceca Base RT, ViaTop Plus CT40, Rediset WMX oraz odcinek uznany za referencyjny) wykonano przy użyciu tego samego zespołu maszyn, obsługiwanego przez niezmieniony skład pracowników. W skład zespołu rozkładającego wchodziły:

• 2 układarki gąsienicowe Voegele Super 2100 oraz Super 1900,

• 6 walców stalowych:

o 3 walce Dynapac CC 522 o masie 12,5 t, o 1 walec Hamm HD 120+ o masie 13 t, o 1 walec Dynapac CC 424HF o masie 11,6 t o 1 walec Hamm DV 85 o masie 9,5 t.

Transport wszystkich rodzajów mieszanek z wytwórni na miejsce wbudowania odbywał się wyłącznie za pomocą ciągników siodłowych z naczepami samowyładowczymi z przekryciem skrzyń ładunkowych.

Lokalizację odcinka doświadczalnego na planie orientacyjnym pokazano na rysunku załącznika P.1. Rozmieszenie poszczególnych rodzajów mieszanek z danym środkiem pokazano na rysunku-załączniku planu sytuacyjnego P.2. Na fotografiach 6.1-6.4 przedstawiono wybrane fragmenty prac przy wykonywaniu odcinka doświadczalnego. Podsumowując, niewymagająca żadnych modyfikacji procesu wytwarzania (a tym samym najłatwiejsza do wyprodukowania) okazała się być mieszanka z dodatkiem ViaTop Plus CT40, stanowiącego połączenie włókien celulozowych i wosku Fischera-Tropscha. Produkcja mieszanek z dodatkami Ceca Base RT oraz Rediset WMX wymagała ich ręcznego dozowania do wagi asfaltu, przy czym sposób ten okazał się być nieskuteczny w przypadku Redisetu WMX występującego w postaci granulek. Lepszy efekt osiągnięto by prawdopodobnie w przypadku jego dozowania wprost do mieszalnika. Otrzymana mieszanka SMA (z wszystkimi dodatkami) wizualnie niczym nie różniła się od mieszanki z czystym asfaltem, zaś wbudowywanie przebiegało normalnie bez jakichkolwiek utrudnień.

Fot. 6.1. Widok mieszanki SMA wyprodukowanej ze środkiem Ceca Base RT po załadunku do skrzyni samochodu ciężarowego

Fot. 6.2. Rozkładanie mieszanki SMA wyprodukowanej ze środkiem Ceca Base RT równocześnie przez dwie rozkładarki

Fot. 6.3. Przygotowane do pobrania próbek mieszanki foremki stalowe

Fot. 6.4. Jeden z pomiarów temperatury mieszanki w trakcie układania 6.5. Metodyka badań na odcinku doświadczalnym

6.5.1. Wprowadzenie

Program badań na odcinku doświadczalnym obejmował zarówno badanie samych mieszanek mastyksu grysowego SMA wytworzonego w skali przemysłowej (w wytwórni mieszanek), jak i gotowej warstwy ścieralnej z niego wykonanej.

Sprawdzeniu podlegały mieszanki SMA wytworzone na bazie asfaltu modyfikowanego wraz z dodatkami WMA oraz mieszanka referencyjna, którą stanowił mastyks grysowy SMA z czystym asfaltem modyfikowanym. Nie określano właściwości samego asfaltu. W tablicy 6.7. przedstawiono spis badań laboratoryjnych przeprowadzonych w związku z realizacją odcinka doświadczalnego.

Tablica 6.7. Spis wykonanych badań przeprowadzonych w ramach realizacji odcinka doświadczalnego

L.p. Metoda badawcza Cecha Oznaczenie Norma lub opis metody

Badania mieszanek mineralno-asfaltowych

3. Badanie koleinowania Procentowa głębokość koleiny Prędkość przyrostu koleiny

6.5.2. Przygotowanie próbek do badań

Próbki wykorzystywane na etapie realizacji odcinka doświadczalnego zostały wykonane z mieszanki wyprodukowanej w wytwórni mas bitumicznych, nie zachodziła zatem konieczność modyfikacji asfaltu dodatkami WMA oraz wytwarzania mieszanki w laboratorium jak opisano w punkcie 4.2. oraz 4.3. W przypadku próbek przeznaczonych do badania odporności na działanie wody i mrozu, starzenia oraz zachowań niskotemperaturowych przygotowanie próbek polegało na powtórnym podgrzaniu, uformowaniu i zagęszczeniu w laboratorium partii luźnej mieszanki pobranej na budowie. W przypadku próbek przeznaczonych do określenia zawartości wolnych przestrzeni oraz wskaźnika zagęszczenia przygotowanie próbek polegało na wycięciu ich wiertłem rdzeniowym z gotowej warstwy ścieralnej. Bardziej złożony schemat wykorzystania próbek wystąpił przy badaniu koleinowania. Do określenia odporności na deformacje trwałe w koleinomierzu brytyjskim wykorzystano zarówno próbki uformowane z powtórnie rozgrzanej luźnej mieszanki pobranej na budowie, jak i próbki odwiercone z nawierzchni. Do określenia odporności na deformacje trwałe z koleinomierzu francuskim wykorzystano tylko próbki uformowane z luźnej mieszanki.

6.5.2.1. Pobieranie próbek luźnej mieszanki mastyksu grysowego SMA wytworzonej w wytwórni mas bitumicznych i pobranej na budowie

Przed przystąpieniem do wykonywania odcinka doświadczalnego obliczono, że do przeprowadzenia wszystkich rodzajów przewidzianych badań konieczne jest pobranie co najmniej 105 kg luźnej mieszanki SMA każdego rodzaju (z dodatkami WMA oraz z asfaltem czystym). W trakcie realizacji mieszankę uważnie pobierano niedopuszczając do jej rozsegregowania z zasobnika rozkładarki mas bitumicznych, do uprzednio przygotowanych i opisanych stalowych foremek (fotografia 6.5).

Następnie formy przetransportowano do Laboratorium Badań Drogowych Politechniki Gdańskiej. Mieszankę wytworzoną z dodatkiem Ceca Base RT oraz ViaTop Plus CT 40 (odpowiednik dodatku Sasobitu) pobrano w dniu 22 listopada, mieszankę referencyjną (z czystym asfaltem modyfikowanym 45/80-55) w dniu 23 listopada, zaś mieszankę z dodatkiem Rediset WMX w dniu 24 listopada.

Fot. 6.5. Pobieranie mieszanki SMA z zasobnika rozkładarki mas bitumicznych

6.5.2.2. Pobieranie próbek walcowych mieszanki mastyksu grysowego SMA wytworzonego w wytwórni mas bitumicznych z wykonanej warstwy ścieralnej Próbki walcowe z wykonanej warstwy ścieralnej pobierano poprzez wykonanie odwiertu wiertłem rdzeniowym. Do określenia wskaźników zagęszczenia oraz zawartości wolnych odwiercano próbki o średnicy 150 mm, natomiast dla próbek przeznaczonych do badania odporności na deformacje trwałe w małym koleinomierzu stosowano średnicę 200 mm. W przypadku tych próbek, przed przystąpieniem do wiercenia, na powierzchni warstwy ścieralnej oznaczano kierunek wałowania nawierzchni, aby w tym samym kierunku odbywały się przejazdy koła w koleinomierzu. Następnie próbki zostały zamocowane w formach stalowych umożliwiających umieszczenie ich w uchwytach aparatury badawczej.

6.5.2.3. Formowanie i zagęszczanie próbek z powtórnie rozgrzanej luźnej mieszanki mastyksu grysowego SMA wytworzonej w wytwórni mas bitumicznych i pobranej na budowie

Umieszczoną w stalowych foremkach luźną mieszankę rozgrzewano w suszarkach laboratoryjnych w celu uformowania i zagęszczenia próbek potrzebnych do przeprowadzenia dalszych badań. Temperatura podgrzewania dla mieszanki referencyjnej z czystym asfaltem 45/80-55 wynosiła 150 – 155°C, natomiast dla partii mieszanek z dodatkami 130 – 135°C. Po uzyskaniu rozluźnienia mieszanki przystępowano do formowania i zagęszczania próbek, które w głównej części były identyczne rodzajem z próbkami wykorzystywanymi na etapie badań betonów asfaltowych wytworzonych w laboratorium, tj:

• próbki walcowe o średnicy 100 mm i wysokości około 63,5 mm zagęszczane w ubijaku Marshalla,

• próbki prostopadłościenne o kształcie prostokątnym 300 x 300 mm i grubości 40 mm zagęszczane w zautomatyzowanej zagęszczarce walcowej.

Dodatkowym nowym rodzajem były próbki prostopadłościenne o wymiarach 500 x 180 x 50 mm, przygotowane w laboratorium gdańskiego oddziału Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad przy użyciu zagęszczarki PC-BBAC, w której elementem zagęszczającym jest koło z oponą pneumatyczną (fotografia 6.6). Próbki te przeznaczone były do badania odporności na deformacje trwałe w dużym koleinomierzu francuskim.

Próbki mieszanki z czystym asfaltem 45/80-55 zagęszczano w temperaturze 145 – 150°C, natomiast próbki z mieszanki zawierającej dodatki Ceca Base RT, ViaTop Plus CT40 oraz Rediset WMX w temperaturze 125 – 130°.

Przyjęty sposób wytwarzania próbek laboratoryjnych (tj. z powtórnie rozgrzewanej luźnej mieszanki wytworzonej uprzednio w wytwórni) oznaczał, że łącznie przechodziły one przez dwa cykle starzenia krótkoterminowego, trwającego podczas przetrzymywania mieszanki w wysokiej temperaturze. Sytuacja ta była nie do uniknięcia, ponieważ po pobraniu na budowie nie było możliwości natychmiastowego

zagęszczenia całej ilości gorącej luźnej mieszanki (ok. 105 kg) w laboratorium, natomiast utrzymywanie jej wysokiej temperatury w suszarce i kolejno postępujące formowanie oraz zagęszczanie skutkowałoby różną długością „drugiego cyklu”

starzenia krótkoterminowego. Wobec tego zdecydowano się na dopuszczenie do ostygnięcia luźnych partii mieszanki, a następnie sukcesywne podgrzewanie oraz przygotowywanie niewielkich ilości próbek w miarę postępujących potrzeb. Dzięki temu okres powtórnego przetrzymywania mieszanki w wysokiej temperaturze był dla wszystkich partii danego rodzaju jednakowy.

Fot. 6.6. Przygotowywanie formy 500 x 180 x 50 mm w zagęszczarce PC-BBAC 6.5.3. Wykorzystane metody badawcze

6.5.3.1. Odporność na działanie wody i mrozu

Ogólny schemat postępowania podczas badania odporności mieszanek mastyksu grysowego SMA na działanie wody i mrozu był zgodny z procedurą podaną w punkcie 4.4.2.3, opisującym niniejsze badanie wykonane na betonach asfaltowych wytworzonych w laboratorium z pewnymi zmianami. Z uwagi na późniejszy okres, w którym prowadzono prace nad odcinkiem doświadczalnym, a zwłaszcza fakt jego wykonywania w ramach realizacji prawdziwej inwestycji, konieczne było zastosowanie aktualnych wówczas procedur, zgodnych ze szczegółowymi specyfikacjami technicznymi obowiązującymi na kontrakcie. Dlatego też, wykorzystano zapisy normy europejskiej PN-EN 12697-12 wraz z procedurą kondycjonowania opisaną w Wymaganiach Technicznych WT-2 2010, zmienioną w stosunku do procesu kondycjonownia występującego w WT-2 2008, który wykorzystano na etapie badania mieszanek wytworzonych w laboratorium. Inna była też temperatura badania wytrzymałości na pośrednie rozciąganie. Różnice w stosunku do procedury podanej w punkcie 4.4.2.3 dotyczyły następujących zagadnień:

• cykl rozmrażania jednej z serii próbek z mieszanki SMA wytworzonej podczas realizacji odcinka doświadczalnego polegał na przetrzymywaniu ich w wodzie o temperaturze 60°C przez 24 godziny, natomiast poprzednio podczas badań betonów asfaltowych wytworzonych w laboratorium stosowano temperaturę 40°C i czas rozmrażania trwający 68 godzin,

• wytrzymałość na pośrednie rozciąganie dla próbek z mieszanki SMA określano w 25°C (wcześniej 15°C).

Do wszystkich mieszanek SMA z odcinka doświadczalnego stosowano ten sam zmodyfikowany schemat badania.

Pozostałe parametry występujące w zastosowanej procedurze – tj. sposób podziału próbek na poszczególne serie, ilość próbek, rodzaje serii (bez kondycjonowania, kondycjonowanie bez cyklu zamrażania, kondycjonowanie z cyklem zamrażania) i sposób nasycania wodą były takie same, jak opisane w punkcie 4.4.2.3. Ocenę odporności mieszanki SMA na działanie wody i mrozu dokonano na podstawie analizy wartości bezwzględnych oraz wskaźników wytrzymałości na pośrednie rozciąganie, bez określania modułów sztywności.

6.5.3.2. Starzenie

Określenie wpływu starzenia na parametry mieszanki SMA wytworzonej w trakcie realizacji odcinka doświadczalnego wykonano podobnie, jak dla betonów asfaltowych badanych na etapie prac laboratoryjnych, co opisano w punkcie 4.4.2.4. Biorąc pod uwagę jednak fakt, że w mieszance pobranej w trakcie wykonywania odcinka doświadczalnego zaszło już starzenie krótkoterminowe podczas produkcji, transportu i wbudowywania próbki poddano tylko starzeniu długoterminowemu w suszarce (SDS.).

Proces starzenia długoterminowego (SDS.) symulowano jak na etapie badań mieszanek wytworzonych w laboratorium, tj. poprzez przetrzymywanie odpowiednio przygotowanych próbek w suszarce w temperaturze 85°C przez okres 120 godzin.

Taka sama była również liczba próbek w jednej serii – trzy. Sam wpływ starzenia tak samo określano za pomocą wskaźników zmian modułów sztywności oraz wytrzymałości na pośrednie rozciąganie. W omawianym przypadku, kiedy dysponowano serią próbek po starzeniu krótkoterminowym w wytwórni oraz długoterminowym w suszarce, wskaźniki te zdefiniowano w następujący sposób:

Wskaźnik modułu sztywności po starzeniu długoterminowym:

%

× 100

=

KW SDS

SDS

S

WS S

_(6.1)

gdzie:

WSSDS – wskaźnik modułu sztywności po starzeniu długoterminowym w suszarce,

SSDS – moduł sztywności sprężystej po starzeniu długoterminowym w suszarce (w warunkach laboratoryjnych),

SKW – moduł sztywności sprężystej próbek po starzeniu krótkoterminowym w wytwórni.

Wskaźnik wytrzymałości na pośrednie rozciąganie:

%

× 100

=

KW SDS

SDS

R

WR R

_(6.2)

gdzie:

WRSDS – wskaźnik wytrzymałości na pośrednie rozciąganie po starzeniu długoterminowym,

RSDS – wytrzymałość próbek po starzeniu długoterminowym w suszarce (w warunkach laboratoryjnych),

RKW – wytrzymałość próbek po starzeniu krótkoterminowym w wytwórni.

Badania obu cech (moduł oraz wytrzymałość) wykonywano dla pięciu temperatur:

-20, -10, 0, +10 oraz +20 ºC. Dla każdej kombinacji 3 zmiennych – temperatury, rodzaju starzenia oraz danego składu – badano 3 próbki.

6.5.3.3. Koleinowanie

Badanie koleinowania przeprowadzono dwiema metodami – w małym koleinomierzu brytyjskim oraz w dużym koleinomierzu francuskim.

Koleinomierz brytyjski (określany również jako „mały aparat”) pozwala na przeprowadzenie badania na próbkach uformowanych z powtórnie rozgrzanej w laboratorium luźnej mieszanki pobranej na budowie oraz próbek wyciętych z nawierzchni. W każdym przypadku badano po dwie próbki danego rodzaju (formowane w laboratorium lub odwierty) dla każdej mieszanki SMA. W koleinomierzu francuskim wykorzystano tylko próbki uformowane w laboratorium.

Procedura badawcza przy użyciu koleinomierza brytyjskiego na etapie wykonywania odcinka doświadczalnego była zgodna z procedurą opisaną w punkcie 4.4.2.5., dlatego w dalszej części niniejszego punktu przedstawiono jedynie procedurę badawczą w koleinomierzu francuskim.

Badanie w koleinomierzu Vectra Orniereur (fotografia 6.7) wyposażonym w koło z oponą pneumatyczną wykonano w laboratorium Wydziału Technologii gdańskiego oddziału GDDKiA. Budowa urządzenia umożliwia jednoczesne koleinowanie dwóch próbek. Przed wykonaniem pierwszego pomiaru próbki były poddawane kondycjonowaniu polegającym na wykonaniu 1000 przejść koła w temperaturze 20°C. Po cyklach kondycjonujących odbywał się tzw. pomiar zerowy głębokości koleiny. Następnie, po 12 godzinach przebywania próbek w komorze koleinomierza w temperaturze 60°C rozpoczynano cykle obciążeniowe właściwego badania. Po odbyciu 3 000, 10 000 i 30 000 cykli dokonywano odczytów głębokości koleiny.

Pomiar odbywał się w 5 pięciu przekrojach, przy czym w każdym przekroju dokonuje się 3 odczytów. Dla każdej ilości cykli została wyliczona proporcjonalna głębokość koleiny według wzoru:

% 15 100

)

(

₀

15

1

×

×

∑ −

=

⁼

h m m P

j j ij

i (6.3)

gdzie:

Pi – zmierzona proporcjonalna głębokość koleiny, %,

mij – odczyt głębokości koleiny w punkcie j w czasie serii pomiarowej i, mm, m0j – odczyt początkowy głębokości koleiny w punkcie j, mm,

h – grubość próbki (50 mm),

i – oznaczenie serii pomiarowej (po 3, 10 i 30 tysiącach cykli obciążenia), j – numeracja punktu pomiarowego, j zmienia się w zakresie od 1 do 15.

Wynik obliczono jako średnią arytmetyczną z badania 2 próbek mieszanki SMA o tym samym składzie.

Fot. 6.7. Widok koleinomierza francuskiego. Na zdjęciu brak próbki.

6.5.3.4. Odporność na spękania niskotemperaturowe

Odporność na spękania niskotemperaturowe mieszanek SMA wytworzonych w wytwórni na odcinek doświadczalny oceniano w taki sam sposób, jak mieszanki betonów asfaltowych wytworzonych w laboratorium, stosując metodę trójpunktowego zginania belki prostopadłościennej. W analizie wyników uwzględniano odkształcenie graniczne, wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu oraz moduły sztywności. Pełną procedurę badania przedstawiono w punkcie 4.4.2.6.

6.5.3.5. Wskaźnik zagęszczenia i zawartość wolnych przestrzeni

Określenie zawartości wolnych przestrzeni i wskaźników zagęszczenia określono na podstawie badań próbek o średnicy 150 mm odwierconych z nawierzchni oraz próbek Marshalla wykonanych z mieszanki pobranej podczas wykonywania odcinka doświadczalnego i powtórnie podgrzanej w laboratorium. Procedury obliczania niniejszych wielkości są dobrze znane i stosowane od wielu lat i z tego powodu nie będą tu opisywane.

6.6. Analiza wyników badań

6.6.1. Odporność na działanie wody i mrozu

Wyniki badań wytrzymałości na pośrednie rozciąganie i wskaźników ITSR przedstawiono w tablicy 6.8.

Tablica 6.8 Wytrzymałość na pośrednie rozciąganie oraz wskaźniki ITSR dla mieszanki SMA wytworzonej z czystym asfaltem modyfikowanym 45/80-55 oraz z

dodatkami

Z analizy otrzymanych wynika, że żaden ze środków obniżających temperaturę produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych nie wpłynął negatywnie na zachowanie w zakresie odporności na działanie wody i mrozu, pomimo niższej temperatury zagęszczania próbek w laboratorium. Gorsze wyniki od innych, ale w zakresie dopuszczalnym przez polskie uregulowania (tj. minimalna wartość wskaźnika ITSR 90%), uzyskano dla dodatku ViaTop Plus CT40 (odpowiednik Sasobitu). Otrzymane wytrzymałości na pośrednie rozciąganie są nieco niższe dla mieszanek z dodatkami, lecz spadek ten jest niewielki i nie przekracza 10%. W dwóch przypadkach (Ceca Base RT i Rediset) uzyskano większą wytrzymałość dla próbek kondycjonowanych z

Rodzaj mieszanki

Wytrzymałość na pośrednie rozciąganie próbek: Wskaźniki wytrzymałości ITSR próbek:

cyklem zamrażania, niż dla próbek niekondycjonowanych. Wzrost ten o wartości ok.

8% mieści się jednak w granicach dokładności metody badania.

6.6.2. Starzenie długoterminowe

W tablicach 6.9 – 6.12 oraz na rysunkach 6.2 – 6.3 przedstawiono średnie wyniki badań wpływu starzenia na badane mieszanki mastyksu grysowo-asfaltowego SMA, wyrażone poprzez następujące parametry:

• bezwzględne wartości wytrzymałości na pośrednie rozciąganie określanych w pięciu temperaturach dla serii próbek kontrolnych (które przebyły już starzenie krótkoterminowe) oraz poddanych starzeniu długoterminowemu,

• bezwzględne wartości modułów sztywności sprężystej określanych w pięciu temperaturach dla serii próbek kontrolnych (które przebyły już starzenie krótkoterminowe) oraz poddanych starzeniu długoterminowemu,

• odpowiadające obu parametrom wskaźniki zmian obliczone na podstawie stosunków ich wartości bezwzględnych.

Rysunki 6.4 oraz 6.5 przedstawiają porównanie wytrzymałości na pośrednie rozciąganie i modułów sztywności sprężystej dla wszystkich przebadanych mieszanek we wszystkich temperatur.

Tablica 6.9. Zestawienie wyników badania starzenia długoterminowego (wytrzymałości na pośrednie rozciąganie) próbek mastyksu grysowo-asfaltowego

SMA z asfaltem modyfikowanym 45/80-55 czystym i z dodatkami

Rodzaj próbek

Temperatura badania

[°C]

Wytrzymałość na pośrednie rozciąganie, [MPa]

45/80-55

Tablica 6.10. Zestawienie wyników badania starzenia długoterminowego (modułów

Tablica 6.10. Zestawienie wyników badania starzenia długoterminowego (modułów

W dokumencie Badanie i analiza właściwości fizykomechanicznych mieszanek mineralno-asfaltowych o obniżonej temperaturze produkcji : praca doktorska (Stron 132-0)