SZKOLENIE cz.2. Bydgoszcz 18.04.2013 MOTTO : INŻYNIERIA DROGOWA JEST SZTUKĄ MODELOWANIA MATERIAŁÓW, KTÓRYCH NIE W PEŁNI ROZUMIEMY, STRUKTUR, KTÓRYCH NIE POTRAFIMY DOKŁADNIE ANALIZOWAĆ, ABY MOGŁY PRZENIEŚĆ SIŁY, KTÓRYCH NIE JESTEŚMY W STANIE OCENIĆ, W TAKI SPOSÓB, ABY SPOŁECZEŃSTWO NIE MIAŁO POWODU PODEJRZEWAĆ NAS O IGNORANCJĘ. Prof. Mieczysław Witczak

RACJONALNE ZAGOSPODAROWANIE NA MIEJSCU MATERIAŁÓW ZDEWASTOWANYCH DRÓG O NAWIERZCHNIACH MINERALNO-BITUMICZNYCH Z ZASTOSOWANIEM TECHNOLOGII OPARTEJ O MIESZANKĘ MCEN-1 mgr inż. Zbigniew Bukowski EnvTech Poland sc

NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANA EWOLUCJA PODNOSZENIA STANDARDU DRÓG 1) 2) 3) Droga gruntowa piaszczysta, gliniasta TABELA Droga żwirowa, tłuczniowa, z kruszywa łamanego Droga o nawierzchni mineralno-bitumicznej Tysiące kilometrów dróg mających nawierzchnie mineralno-bitumiczne, powstało na bazie dawnych dróg żwirowych bądź tłuczniowych. Ich konstrukcje wykonane akcyjnie i nie profesjonalnie w przeważającej ilości są słabonośne i nie odpowiadają obecnym obciążeniom ruchu drogowego. Zmiana ich złego stanu i podwyższenie nośności stanowi dla zarządzających największy problem techniczny i finansowy.

Zły stan nawierzchni podatnych (mineralno-bitumicznych): - zdewastowane warstwy mineralno-bitumiczne - zdegradowana podbudowa w wyniku przeciążenia ruchem (zmęczenie materiału) - koleiny strukturalne (materiał drogowy został wciśnięty w słabe podłoże gruntowe) Kolejne nakładki warstw ścieralnych nie mają sensu, następuje standardowa decyzja: - rozbiórka i odbudowa całej konstrukcji nawierzchni drogowej - zamknięty zostaje ruch na dłuższy czas - objazdy po sąsiednich nie lepszych drogach - wymiana całkowita materiałów nawierzchni Proces uciążliwy, materiałochłonny i kosztowny. Dzięki nowej stosunkowo technologii głębokiego recyklingu można stan takiej nawierzchni skutecznie poprawić: - zwiększając wyraźnie nośność i trwałość konstrukcji - szybko (do 3000m2/dzień) , nawet przy ograniczeniach ruchu - znacząco mniejszym kosztem

KOLEJNA NAKŁADKA NAWIERZCHNI ROZEBRANIE I WYKONANIE DROGI OD NOWA NAJPOPULARNIEJSZE ROZWIĄZANIA REMONTU DROGI O NAWIERZCHNI MINERALNO-BITUMICZNEJ KOLEJNA NAKŁADKA NAWIERZCHNI Efekt: doraźny, dobry na krótki czas użytkowania. Koszt: stosunkowo niski Czas realizacji: krótki Konsekwencje: ugięcia, pęknięcia, ubytki, łatanie i powrót do złego stanu już po 2-3 sezonach. Ponowne stworzenie niebezpieczeństwa dla użytkowników. ROZEBRANIE I WYKONANIE DROGI OD NOWA Efekt: dobra droga, brak potrzeby napraw i bezpieczeństwo użytkowania przez kilka lat, w zależności od przyjętej konstrukcji. Koszt: bardzo wysoki, bliski budowie nowej drogi dodatkowo powiększony o roboty rozbiórkowe Czas realizacji: znacząco długi w stosunku do potrzeb ruchu drogowego Konsekwencje: zamknięcie drogi, objazdy, utrudnienia ruchu, zwiększenie odpadów.

RACJONALNA TECHNOLOGIA ZAGOSPODAROWANIA ZDEWASTOWANYCH NAWIERZCHNI MINERALNO-BITUMICZNYCH W PROCESIE GŁĘBOKIEGO RECYKLINGU. Technologia „envtech” inaczej zwana MCEN-1 umożliwia na miejscu wykorzystanie na zimno w 100% zdegradowane materiały do utworzenia scalonej podbudowy zasadniczej o grubości 30-35 cm. Zastosowane w trakcie recyklingu spoiwo Roadbond EN-1 zmiękcza i częściowo rozpuszcza produkty petrochemiczne oraz wiąże je razem z podłożem (najlepiej zaglinionym lub dolomitowym). Powstały materiał zwiększa swoją gęstość i twardość, równocześnie jest utrzymywana jego elastyczność, mrozoodporność, odporność na przenikanie wody lub innych cieczy bez względu na ich lepkość. Z dodatkiem 2% cementu portlandzkiego naprężenia ściskające i nośność nowego podłoża dodatkowo wzrasta. Niniejsza technologia renowacji zdewastowanych nawierzchni mineralno-bitumicznych stanowi bardzo efektywne i ekologiczne rozwiązanie techniczne umożliwiając ograniczone użytkowanie już na drugi dzień po rekonstrukcji. Pokrycie po kilku dniach tak wykonanej warstwy podbudowy zasadniczej, nową warstwą ścieralną, spełnia w zupełności oczekiwania uzyskania dobrej i trwałej nawierzchni.

RECYKLING ISTNIEJĄCYCH MAS DROGOWYCH W POŁĄCZENIU Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ głębokość recyklingu 30-35 (40cm) Recykling warstw bitumicznych i „czystej” podbudowy tłuczniowej. Występuje potrzeba doziarnienia. Utworzenie mieszanki MCE Recykling warstw bitumicznych wraz z „zanieczyszczoną” gruntem podbudową tłuczniową. Utworzenie w technologii „envtech” mieszanki MCEN-1 Wykonana monolityczna jednorodna warstwa zastabilizowanej mieszanki istniejących mas drogowych pokryta nowymi warstwami mineralno- bitumicznymi, SMA

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA PRZEBUDOWY ZDEGRADOWANEJ DROGI O NAWIERZCHNI ASFALTO-BETONOWEJ PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA PRZEBUDOWY ZDEGRADOWANEJ DROGI O NAWIERZCHNI ASFALTO-BETONOWEJ

PRZEBUDOWA DROGI WOJEWÓDZKIEJ NR 934 MYSŁOWICE – BIERUŃ NOWY Stan istniejący – 2000 r Projekt modernizacji i realizacja od 2000 r. Warstwa ścieralna. Beton asfaltowy 5 cm Warstwa wiążąca. Beton asfaltowy 6 ÷ 8 cm Mieszanka mineralno – cementowa z dodatkiem EN–1 – 35 cm Grunt rodzimy – glina (G4) Asfaltobeton – 8 ÷ 10 cm Kruszywo łamane dolomitowe (nienormowe) + piasek gliniasty 15 cm Grunt rodzimy – glina min 50 cm (G4)

PRZEBUDOWA STAREJ NAWIERZCHNI ASFALTO - BETONOWEJ Miejsce: Nowy Sącz droga krajowa nr 75 (ul. Tarnowska) Zamawiający: Miejski Zarząd Dróg Realizacja: Listopad 2000 r Konstrukcja istniejącej drogi: podbudowa gruntowo-kamienna - nawierzchnia asfalto-betonowa grub. 8÷12 cm Nawierzchnia została poddana głębokiemu (na 40 cm) recyklingowi połączonemu ze stabilizacją cementem 3% + EN-1. Efekt: - wykonanie podbudowy zasadniczej z wykorzystaniem w 100% materiałów starej nawierzchni, - umożliwienie ograniczonego ruchu kołowego. Ułożenie nowej nawierzchni asf.-bet. grubości 5 cm nastąpiło po 7 dniach.

EFEKT ZASTOSOWANIA RECYKLINGU POŁĄCZONEGO Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ Miejsce: Nowy Sącz, ul. Długoszowskiego. Wykonanie przebudowy: maj 2000 r. Poniżej skutek powodzi w lipcu 2001 r. Podmyta nawierzchnia o podbudowie wykonanej metodą „ENVTECH” (tj. recyklingu połączonego z głęboką stabilizacją cementem 3% i dodatkiem EN-1) z materiałów starej konstrukcji drogowej (asfalto-beton + kruszywo + grunt) ujawnia walory nowatorskiej technologii.

PRZYKŁAD REMONTU KAPITALNEGO STAREJ NAWIERZCHNI ASFALTO - BETONOWEJ Miejsce: Droga krajowa nr 44 - Obwodnica Oświęcimia Zamawiający: Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych (Odział Południowo-Wschodni Kraków) Realizacja: Sierpień 2001 r. Głęboki na 35 cm recykling starej nawierzchni asf.-bet. (12 ÷ 15 cm) wraz z podbudową – kamień wapienny + pospółka, połączony ze stabilizacją cementem portlandzkim 3% + EN-1 Efekt: podbudowa zasadnicza z mieszanki starej nawierzchni asf.-bet., kamienia wapiennego i pospółki, pokryta warstwą wiążącą z betonu asfaltowego grubości 8 cm na emulsji asfaltowej oraz warstwą ścieralną SMA grubości 3,5 cm

PRZYKŁAD STABILIZACJI GRUNTU GLINIASTEGO I GŁĘBOKIEGO RECYKLINGU Miejsce: Droga Wojewódzka nr 943 Laliki – Koniaków Zamawiający: Wojewódzki Zarząd Dróg Publicznych Realizacja: Październik 2001 r. Częściowo rozebrana nawierzchnia asf.-bet. obnaża słabą podbudowę kamienną na podłożu gliniastym. Obie strony drogi poddano recyklingowi metodą „ENVTECH”. Po zastabilizowanej dzień wcześniej warstwie mieszanki tłuczniowo gliniastej (cementem + EN-1) odbywa się ruch drogowy, druga strona o nawierzchni asf.-bet. poddawana jest głębokiemu recyklingowi metodą „ENVTECH”.

Pawłowice Śląskie, ul. Szkolna PRZYKŁAD RECYKLINGU W POŁĄCZENIU Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ ISTNIEJĄCYCH MAS DROGOWYCH Pawłowice Śląskie, ul. Szkolna Przebudowa w czerwcu 2003 r. Na fotografiach widoczne etapy procesu recyklingu nawierzchni asf.-bet. grub. 10-12 cm wraz z podbudową żużlowo-gruntową na głębokość 30-35 cm z użyciem cementu z dodatkiem EN-1

EFEKT KAPITALNEGO REMONTU DROGI O NAWIERZCHNI ASF. – BET. DROGA POWIATOWA nr S4440, UL. MAZAŃCOWICKA W CZECHOWICACH – DZIEDZICACH REALIZACJA: recykling 13–16.09.2006, nowa warstwa asf. – bet. 11–14.10.2006 r TECHNOLOGIA ROBÓT (MCEN-1): głęboki recykling połączony ze stabilizacją cementem 2–3% + EN-1. Stan nawierzchni przed remontem Stan po recyklingu (14.09.2006 r.) a. asf.-bet. ok. 5cm a. asf.-bet. na emulsji 5cm b. tłuczeń 10-15cm b. scalona warstwa po recyklingu 35cm c. grunt gliniasty c. grunt gliniasty Nowa nawierzchnia asfalto-betonowa (28.09.2006 r.)

EFEKT KAPITALNEGO REMONTU DROGI O NAWIERZCHNI ASF. – BET. DROGA POWIATOWA nr S4440, UL. MAZAŃCOWICKA W CZECHOWICACH – DZIEDZICACH REALIZACJA: recykling 13–16.09.2006, nowa warstwa asf. – bet. 11–14.10.2006 r TECHNOLOGIA ROBÓT (MCEN-1): głęboki recykling połączony ze stabilizacją cementem 2–3% + EN-1. NAWIERZCHNIA ASF.- BET. 5cm NA TŁUCZNIU 15-20 cm UŁOŻONYM NA PODŁOŻU GLINIASTYM NAWIERZCHNIA ASF. – BET. 5cm NA EMULSJI I SCALONYCH MATERIAŁACH PODDANYCH RECYKLINGOWI NA GŁĘB 35cm

WALORY RECYKLINGU POŁĄCZONEGO Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ W TECHNOLOGII „ENVTECH” (MCEN-1) Zastosowanie głębokiego na 30-35cm recyklingu istniejących mas drogowych tj. warstw mineralno-bitumicznych, podbudowy tłuczniowej lub gruntowo-tłuczniowej w połączeniu ze stabilizacją cementem (3%) i roztworem jonowymiennym EN-1 pozwala uzyskać monolityczną jednorodną kapitalną podbudowę pod nową nawierzchnię bitumiczną. Skład chemiczny EN-1 powoduje zmiękczenie i częściowe rozpuszczenie produktów petrochemicznych oraz trwałe związanie ich z istniejącym materiałem podłoża, najlepiej dolomitowym lub gliniastym. Powstały materiał zwiększa swą gęstość i twardość, równocześnie jest utrzymana jego elastyczność, wysoka odporność na przenikanie wody, mrozoodporność, nie występuje zjawisko samodylatacji, a powstała warstwa zwiększa zdolność nośności i lepiej rozkłada naprężenia od ciężkiego transportu drogowego. Technologia „envtech” pozwala uniknąć wywozu destruktu starej nawierzchni, wymiany podbudowy i przywozu tradycyjnych mas drogowych, wykorzystując w 100% istniejące materiały. Zastabilizowana warstwa gwarantuje odporność na koleinowanie, powstawanie wyboi i pęknięć, pozwala zmniejszyć grubość nowych mas asfaltowych nawierzchni. Technologia „envtech” wyróżnia się krótkim czasem realizacji ( 1 zestaw sprzętu 2500-3000m2/dzień) i małą uciążliwością dla otoczenia, natychmiastowym oddaniem do ruchu a przede wszystkim niskim kosztem remontu drogi. Efektem zastosowania technologii „envtech” jest zamiana słabonośnych nawierzchni na drogi spełniające wymagania współczesnego transportu, przedłużenie ich dobrej jakości i w konsekwencji obniżenie kosztów utrzymania.

BARIERY STOSOWANIA RECYKLINGU POŁĄCZONEGO Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ Uwarunkowania formalno-prawne nie nadążające za postępem materiałowo-technologicznym ograniczające projektantów. Brak u inwestora informacji o nowych rozwiązaniach i korzyściach z nich płynących tak technicznych jak i ekonomicznych. Blokowanie nowatorskich rozwiązań poprzez lokalne (i nie tylko) powiązania interesów np. materiałowo-sprzętowych. Niewielkie w swym zakresie zadania, ograniczające zastosowanie wysokowydajnego sprzętu (recykler 2500-3000m2/dzień) Błędne lub niepełne informacje o skuteczności i trwałości nowych technologii robót. Uwarunkowania zamówień publicznych i funduszy unijnych. Niewystarczające przygotowanie większości firm drogowych pod względem wiedzy, praktyki i sprzętu.

BARIERY STOSOWANIA NOWYCH ROZWIĄZAŃ Częsty brak u inwestora uzasadnienia potrzeby poszukiwania nowości w technologiach i materiałach drogowych. Brak prostych i zrozumiałych informacji dla przeciętnej kadry w gminach, m.in. poprzez szkolenia, fachową literaturę. Długa i uciążliwa procedura formalnego wdrażania prostych rozwiązań przez instytucje do tego powołane. Brak formalnych możliwości zastosowań z uwagi na uwarunkowania zamówień publicznych (rozwiązania wariantowe, aprobaty, normy itp.). Blokowanie nowatorskich propozycji poprzez lokalne (i nie tylko) powiązanie interesów. Zachowawczość i tradycjonalizm projektantów w stosowaniu typowych rozwiązań. Niewielkie w swym zakresie zadania inwestycyjne ograniczające wykorzystanie wysokowydajnego profesjonalnego sprzętu. Odstępstwa od już zaprojektowanych rozwiązań przez nieprzygotowanych wykonawców. Asekuranckie decyzje przedstawicieli samorządowych i kadry branżowej. Błędne, niepełne i fałszywe informacje o skuteczności nowych rozwiązań.

WNIOSKI Opracowanie i rozpowszechnienie katalogu przedstawiającego w prostej i dostępnej formie: rozwiązania budowy, napraw, remontów lub przebudowy typowych konstrukcji dróg spotykanych na terenach gmin z prognozą ich nośności i trwałości. alternatywne rozwiązania oparte o miejscowe materiały m.in. pochodzące z odpadów przemysłowych, porównanie dotychczas stosowanych typowych rozwiązań z innymi bardziej skutecznymi i ekonomicznie uzasadnionymi. orientacyjne koszty w/w rozwiązań w kontekście utrzymania dróg na przestrzeni 5, 10 i 20 lat, wybór optymalnych rozwiązań. Taka wiedza byłaby bardzo pomocna przy wyborze określonych technologii dla potrzeb i warunków lokalnych. Opracowanie warunków technicznych stabilizacji gruntów wątpliwych i wysadzinowych oraz wykonania warstw podbudowy z materiałów najczęściej spotykanych w istniejących już konstrukcjach dróg gminnych. Sprawa bardzo istotna ze względów ekonomicznych i ekologicznych. Dążenie do uproszczenia dokumentacji przetargowej dotyczącej remontów i przebudowy dróg gmin wiejskich w ramach środków pomocowych. Często koszty i czas przygotowania materiałów przetargowych oraz dokumentacji są nie adekwatne do przedmiotu przetargu. Prowadzenie w szerokim zakresie spotkań, warsztatów, szkoleń z udziałem kadry technicznej samorządów gminnych celem poszukiwania skutecznych rozwiązań dla podnoszenia standardów dróg gminnych, które są bardzo ważne dla lokalnych środowisk.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ mgr inż. Zbigniew Bukowski ENVTECH POLAND sc www.envtechpoland.com info@envtechpoland.com