EFEKTYWNOŚĆ EKONOMIA EKOLOGIA ASFALTY MODYFIKOWANE GUMĄ dr inż. Aleksander Zborowski Kongres ZDP Bełchatów 2014

RÓŻNICE W KONSTRUKCJACH NAWIERZCHNI DRÓG GRUBOŚĆ NAWIERZCHNI DOSTOSOWANA DO OBCIĄŻENIA Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych, 2012 © TPA (5/2014)

RÓŻNICE W KONSTRUKCJACH NAWIERZCHNI DRÓG ODMIENNY SPOSÓB PRACY Drogi o wysokim natężeniu ruchu Drogi o niskim natężeniu ruchu Wymagana stabilność mieszanek Wymagana elastyczność mieszanek © TPA (5/2014)

PRZYKŁADY ZNISZCZEŃ NA DROGACH LOKALNYCH Typowe zniszczenia dróg lokalnych spowodowane niską elastycznością nawierzchni Fot. Internet © TPA (5/2014)

ZNACZENIE LEPISZCZA W MIESZANKACH I NAWIERZCHNI Wpływ właściwości asfaltu na podstawowe rodzaje zniszczeń Udział asfaltu w mieszance mineralno-asfaltowej Koszt Asfalt drogowy Koszt Asfalt PMB Ilość © TPA (5/2014)

MODYFIKACJA ASFALTÓW W CELU ZWIĘKSZENIA ELASTYCZNOŚCI NAWIERZCHNI Poprawę właściwości sprężystych lepiszcza można uzyskać poprzez modyfikację asfaltu stosując min.: Polimery np. SBS lub SBR Rozdrobnioną gumę ze zużytych opon Fot. Internet Fot. Internet © TPA (5/2014)

ZALETY MIESZANEK Z ASFALTAMI MODYFIKOWANYMI GUMĄ Efektywność Zwiększona trwałość zmęczeniowa i odporność na spękania odbite Zwiększona odporność na spękania niskotemperaturowe Polepszona odporność na koleinowanie Zwiększona odporność na starzenie Polepszone właściwości przeciwpoślizgowe (zwiększona szorstkość) Eliminacja akwaplaningu i lepsza widoczność podczas opadów przy użyciu asfaltu porowatego Ekologia Mniejsza hałaśliwość przy zastosowaniu „cichych nawierzchni” Efektywne wykorzystanie odpadów w postaci zużytych opon samochodowych Ekonomia Zmniejszone koszty eksploatacji nawierzchni drogowych (mniej napraw, remontów oraz traconego w korkach czasu kierowców) Tańsza alternatywa dla asfaltów modyfikowanych polimerami Możliwość zmniejszenia grubości warstw nawierzchni w porównaniu do standardowych nawierzchni (bez utraty wymaganych właściwości technicznych) © TPA (5/2014)

Dane z Programu Oceny Stanu Nawierzchni Odporność na Spękania Dane uzyskane na podstawie porównania ponad 500 projektów G. B. Way, K. E. Kaloush i K. P. Biligiri, „Asphalt-Rubber Standard Practice Guide, Second Edition,” Rubber Pavements Association, Phoenix, 2012 © TPA (5/2014)

HISTORIA MODYFIKACJI ASFALTU GUMĄ 1950’s – opracowanie w Szwecji metody suchej (Dry Method) 1963 – Charles McDonald opracowuje w Phoenix metodę mokrą (Wet Method) 1970’s – opracowanie sprzętu do masowej produkcji AR 1980’s – rozwój technologii w Stanach Zjednoczonych 1990’s – wygaśnięcie patentów i ekspansja technologii na świecie © TPA (5/2014)

CO ZROBIĆ Z NIEPOTRZEBNYMI OPONAMI? Recykling energetyczny – np. spalanie w cementowniach Zastosowanie w budownictwie drogowym jako modyfikacja mieszanek asfaltowych Miał i granulat gumowy z rozdrobnionych opon samochodowych © TPA (5/2014)

METODY WPROWADZANIA MIAŁU GUMOWEGO DO MIESZANKI MINERALNO-ASFALTOWEJ Technologia „na sucho” – dozowanie gumy bezpośrednio do mieszalnika poprzez zastąpienie części kruszywa mineralnego Technologia „na mokro” – modyfikacja poprzez wymieszanie, podgrzewanie i reakcję gorącego asfaltu z rozdrobnioną gumą, czas dojrzewania po wymieszaniu min. 45 minut Metoda „Field Blend” Metoda „Terminal Blending” © TPA (5/2014)

PORÓWNANIE TECHNOLOGII „FIELD BLEND” i „TERMINAL BLENDING” Field Blend – Układ trójfazowy w MMA Terminal Blending – Układ dwufazowy w MMA © TPA (5/2014)

ETAPY PROCESU REAKCJI ASFALTU Z GUMĄ W METODZIE „NA MOKRO” E.J.F. Peralta „Micro-Analysis of Physicochemical Interaction between the Components of Asphalt Mixtures with Rubber”, Iowa State University, 2013 © TPA (5/2014)

MODYFIKACJA ASFALTU GUMĄ W SKALI PRZEMYSŁOWEJ Metoda „na mokro” – Field Blend Zbiornik z 3-ma mieszadłami Wysyp gumy do otworu zbiornika Rozładunek gumy Zbiornik na gumę Pojemnik podajnika ślimakowego Podajnik ślimakowy © TPA (5/2014)

RODZAJE ZASTOSOWAŃ Z UŻYCIEM ASFALTU GUMOWEGO Warstwy konstrukcyjne nawierzchni z mieszanek mineralno-gumowo-asfaltowych Odporne na koleinowanie i niskie temperatury warstwy ścieralne np. SMA 11 Cienkie, odporne na koleinowanie i niskie temperatury warstwy ścieralne o obniżonej hałaśliwości np. BBTM 8A Ścieralno-nośne jednowarstwowe nawierzchnie asfaltowe przeznaczone do dróg o mniejszym obciążeniu ruchem np. AC 16 TD Odporne na zmęczenie i koleinowanie warstwy wiążące Warstwy przeciwzmęczeniowe wykorzystywane jako dolne warstwy konstrukcji tzw. „nawierzchni długowiecznej” np. AC 5 AF © TPA (5/2014)

RODZAJE ZASTOSOWAŃ Z UŻYCIEM ASFALTU GUMOWEGO Membrany przeciwspękaniowe do remontów i modernizacji nawierzchni Powierzchniowe membrany absorbujące naprężenia typu SAM Międzywarstwowe membrany absorbujące naprężenia typu SAMI © TPA (5/2014)

PRZYKŁADY CIENKA NAKŁADKA Z ASFALTU POROWATEGO NA SPĘKANEJ NAWIERZCHNI © TPA (5/2014)

PRZYKŁADY WYJĄTKOWA ODPORNOŚĆ NA SPĘKANIA ODBITE Droga I-17 Phoenix, Arizona © TPA (5/2014)

PRZYKŁADY BEZPIECZEŃSTWO PRZY MOKREJ POGODZIE Droga I-35 San Antonio, Texas © TPA (5/2014)

SKUTECZNOŚĆ W WARUNKACH EKSTREMALNYCH Droga I-40 na północy Arizony Wysokość 2133m npm Zakres temperatur: -33 do 36oC Średni roczny opad śniegu: > 2,5m Obciążenie ruchem: 650 000 ESAL/rok Ilość spękań odbitych po 12 latach eksploatacji mniej niż 4% ! © TPA (5/2014)

POLSKIE DOŚWIADCZENIA Z „ASFALTAMI GUMOWYMI” © TPA (5/2014)

Politechnika Warszawska „Opracowanie i wdrożenie innowacyjnej, przyjaznej środowisku technologii modyfikacji asfaltów drogowych gumą” Politechnika Warszawska © TPA (5/2014)

WYKONANIE ODCINKÓW DOŚWIADCZALNYCH Pruszków ul. Parzniewska Układanie warstwy ścieralnej BBTM 8 A z lepiszczem gumowo-asfaltowym © TPA (5/2014) 23

WYKONANIE ODCINKÓW DOŚWIADCZALNYCH Pruszków ul. Parzniewska Warstwa ścieralna SMA 11 z lepiszczem gumowo-asfaltowym Warstwa przeciwspękaniowa SAMI z lepiszczem gumowo-asfaltowym © TPA (5/2014) 24

JEDNOWARSTWOWA NAWIERZCHNIA AC 16 TD Pruszków ul. Parzniewska Możliwość stosowania granulatu asfaltowego, Grubość wbudowania 5-10cm, Wysoka efektywność ekonomiczna, Poprzez zastosowanie lepiszcza gumowo-asfaltowego można zwiększyć trwałość nawierzchni i ekonomikę produkcji. Nawierzchnia AC 16TD z asfaltem z gumą Istniejąca nawierzchnia Istniejące podłoże © TPA (5/2014)

DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow.wrocławski Warstwa ścieralna SMA 11 z lepiszczem gumowo-asfaltowym © TPA (5/2014)

DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow.wrocławski Warstwa ścieralna SMA 11 z lepiszczem gumowo-asfaltowym © TPA (5/2014)

DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow.wrocławski Warstwa ścieralna SMA 11 z lepiszczem gumowo-asfaltowym © TPA (5/2014)

DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow.wrocławski Warstwa ścieralna SMA 11 z lepiszczem gumowo-asfaltowym © TPA (5/2014)

DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow DROGA GMINNA KAMIEŃ-BYKÓW pow.wrocławski Warstwa ścieralna SMA 11 z lepiszczem gumowo-asfaltowym © TPA (5/2014)

BEZPIECZEŃSTWO I HIGIENA PRACY Nie stwierdzono wzrostu emisji szkodliwych substancji i niekorzystnego oddziaływania na człowieka. © TPA (5/2014)

PODSUMOWANIE - Zalety Asfaltu Modyfikowanego Gumą Efektywność - Wytrzymałość mechaniczna Zwiększona odporność na spękania zmęczeniowe Zwiększona odporność na spękania niskotemperaturowe Poprawiona odporność na koleinowanie pod ruchem Efektywność - Bezpieczeństwo użytkowników Krótsza droga hamowania dzięki lepszej przyczepności koła do nawierzchni Eliminacja akwaplaningu i lepsza widoczność podczas opadów przy użyciu asfaltu porowatego Ekologia Możliwość zmniejszenia hałasu przy zastosowaniu „cichych nawierzchni” Efektywne wykorzystanie odpadów jakimi są zużyte opony – 1200 opon na 1 pas długości 1 km przy grubości warstwy 5cm Ekonomia Dłuższa żywotność nawierzchni drogowych Tańsza alternatywa dla asfaltów modyfikowanych polimerami Zmniejszenie nakładów na remonty i utrzymanie dróg © TPA (5/2014)

dr inż. Aleksander Zborowski Dziękuję za uwagę dr inż. Aleksander Zborowski aleksander.zborowski@tpaqi.com 33 © TPA (5/2014)