NAWIERZCHNIE ASFALTOWE

Spis treści:

1. Wprowadzenie
1.1. Historia nawierzchni asfaltowych 11
1.2. Konstrukcja nawierzchni 12

2. Materiały
2.1. Kruszywa 14
2.1.1. Kruszywa skalne (kamienne) 15
2.1.1.1. Kruszywo naturalne do nawierzchni drogowych 16
2.1.1.2. Kruszywa łamane do nawierzchni drogowych 19
2.1.2. Właściwości kruszywa stosowanego w budownictwie drogowym 25
2.1.2.1. Ocena właściwości i metodyka badań według PN 25
2.1.2.2. Właściwości i metodyka badań kruszyw według norm PN-EN 27
2.1.3. Mączka mineralna — wypełniacz 36
2.1.3.1. Rola mączki mineralnej w kompozycie MA 37
2.1.3.2. Właściwości mączki do MMA według norm PN i "Technicznych wymagań dla wypełniaczy" 39
2.1.3.3. Właściwości mączek do MMA według PN-EN 40
2.1.4. Kruszywa sztuczne mineralne 42
2.1.5. Kruszywa z recyklingu 43
2.2. Lepiszcza 44
2.2.1. Asfalt naturalny 45
2.2.1.1. Asfalt naturalny Trynidad epuré 45
2.2.1.2. Asfalt naturalny Gilsonit 45
2.2.2. Asfalty ponaftowe 46
2.2.2.1. Ropa naftowa i jej rodzaje 46
2.2.2.2. Produkcja asfaltów 47
2.2.2.3. Skład chemiczny asfaltów — składniki grupowe 51
2.2.2.4. Budowa koloidalna 53
2.2.2.5. Klasyfikacja asfaltów drogowych 55
2.2.2.6. Właściwości i badania asfaltów 60
2.2.2.7. Właściwości funkcjonalne asfaltów. Procedury SHRP 92
2.2.3. Lepiszcza asfaltowe stosowane na zimno 101
2.2.3.1. Emulsje asfaltowe 101
2.2.3.2. Asfalty upłynnione 109
2.2.4. Asfalty modyfikowane polimerami 110
2.2.4.1. Uzasadnienie potrzeby modyfikacji 110
2.2.4.2. Rodzaje modyfikatorów 111
2.2.4.3. Asfalt idealny 112
2.2.4.4. Polimery stosowane do modyfikacji asfaltów 113
2.2.4.5. Zgodność asfaltu z polimerem 113
2.2.4.6. Klasyfikacja polimeroasfaltów według Tymczasowych Wytycznych Technicznych. Polimeroasfalty drogowe 114
2.2.4.7. Klasyfikacja polimeroasfaltów według PN-EN 14023 "Zasady specyfikacji asfaltów modyfikowanych polimerami" 116
2.2.5. Lepiszcza specjalne 120
2.2.5.1. Asfalty spienione 120
2.2.5.2. Asfalty wielorodzajowe 125
2.2.5.3. Lepiszcza gumowo-asfaltowe 127
2.2.5.4. Inne rodzaje modyfikacji asfaltów 132
2.2.5.5. Lepiszcze ekologiczne 133
2.2.5.6. Wpływ dodatków modyfikujących na właściwości lepiszczy i mieszanek MA 136
Literatura 136

3. Podłoża gruntowe
3.1. Podłoża naturalne 141
3.1.1. Klasyfikacja gruntów 141
3.1.2. Ocena warunków gruntowo-wodnych oraz mrozoodporności podłoża 145
3.2. Podłoża ulepszone 146
3.2.1. Podłoża słabe 146
3.2.2. Sposoby ulepszania podłoża 147
3.2.3. Zagęszczanie gruntów podłoży nawierzchni 149
3.2.4. Zastosowanie odpadów gumowych do wzmacniania podłoża gruntowego 151
3.2.5. Zastosowanie geosyntetyków do wzmacniania podłoża konstrukcji nawierzchni 151
3.3. Metody badań parametrów technicznych podłoża nawierzchni drogowej . 153
3.3.1. Uziarnienie gruntu 153
3.3.2. Wskaźnik zagęszczenia 154
3.3.3. Moduł odkształcenia 155
3.3.4. Wskaźnik nośności 157
3.3.5. Pęcznienie liniowe 158
3.3.6. Moduł sprężystości 158
Literatura 159

4. Podbudowy
4.1. Uwagi ogólne 161
4.2. Podbudowa z betonu asfaltowego 163
4.3. Podbudowy z kruszyw stabilizowanych mechanicznie 166
4.4. Podbudowa z tłucznia kamiennego 171
4.5. Podbudowa z piasku otoczonego asfaltem 174
4.6. Podbudowy stabilizowane spoiwami 177
4.6.1. Stabilizacja gruntów cementem 177
4.6.2. Stabilizacja gruntów wapnem 184
4.6.3. Stabilizacja gruntów aktywnymi popiołami lotnymi 187
4.7. Podbudowa z chudego betonu cementowego 192
4.8. Podbudowa z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej (m-c-e) 197
4.9. Inne rodzaje podbudów 201
4.9.1. Podbudowa z mieszanki betonu asfaltowo-cementowego (BAC) 201
4.9.2. Podbudowa z mieszanki typu ,,grave emulsion’’ (GE) 204
4.9.3. Podbudowa z mieszanki mineralno-asfaltowej z asfaltem spienionym 209
Literatura 215

5. Warstwy wiążące i ścieralne z tradycyjnych MMA
5.1. Rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych 216
5.2. Beton asfaltowy 219
5.3. Mastyks grysowy SMA 237
5.4. Asfalt lany 246
5.5. Asfalt piaskowy 256
5.6. Mieszanka mineralno-asfaltowa o nieciągłym uziarnieniu 259
Literatura 265

6. Projektowanie składu mieszanek MA
6.1. Mieszanka mineralna 267
6.1.1. Typy mieszanek MA ze względu na uziarnienie 269
6.1.2. Metody projektowania składu MM 269
6.1.2.1. Metoda teoretyczna 270
6.1.2.2. Metoda ,,wolnej przestrzeni’’ 273
6.1.2.3. Metoda doboru składu mieszanki mineralnej według krzywych najlepszego uziarnienia 273
6.1.2.4. Metoda według programu komputerowego 274
6.2. Określenie zawartości asfaltu w MMA 279
6.2.1. Metody obliczeniowe 279
6.2.2. Metody obliczeniowo-doświadczalne. Metoda Marshalla 281
6.3. Właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych 286
6.3.1. Wolna przestrzeń MM, MMA. Gęstość (maksymalna) objętościowa MMA 287
6.3.1.1. Oznaczanie zawartości wolnej przestrzeni (Vm) i gęstości MMA 287
6.3.1.2. Oznaczenie gęstości objętościowej MMA 290
6.3.1.3. Wolna przestrzeń w mieszance mineralnej (VMA) według PN-EN 12697-8 293
6.3.1.4. Wolna przestrzeń wypełniona asfaltem (VFB) według PN-EN 12697-8 294
6.3.1.5. Interpretacja wyników badań Marshalla 295
6.3.1.6. Metoda badania stabilności według Hubbarda-Fielda 298
6.3.2. Badanie pełzania 301
6.3.2.1. Badania modułu sztywności pełzania pod obciążeniem statycznym 301
6.3.2.2. Badanie pełzania dynamicznego 304
6.3.3. Badanie właściwości MMA w rozciąganiu pośrednim 304
6.3.3.1. Badanie modułu sztywności (sprężystej) na próbce cylindrycznej (IT-CY) 304
6.3.3.2. Badanie wytrzymałości na rozciąganie pośrednie ITS 306
6.3.4. Badanie koleinowania 307
6.3.5. Badanie odporności na niską temperaturę 310
6.3.6. Badanie odporności na działanie wody 312
6.3.7. Badania odporności na zmęczenie 313
6.3.8. Moduł sztywności 315
6.3.8.1. Definicje. Rodzaje modułów sztywności 315
6.3.8.2. Warunki wykonywania badań modułu sztywności 318
6.3.8.3. Metodyka badań 318
6.3.8.4. Interpretacja wyników badań modułu sztywności 323
6.3.8.5. Określenie modułu sztywności MMA na podstawie nomogramów 326
6.3.9. Recepty laboratoryjne 328
6.4. Wytwarzanie mieszanek mineralno-asfaltowych 331
6.4.1. Materiały 331
6.4.2. Wytwórnie mieszanek mineralno-asfaltowych 332
6.5. Przechowywanie i transport 334
6.5.1. Przechowywanie 334
6.5.2. Transport 334
6.6. Wbudowywanie 335
6.6.1. Przygotowanie podłoża 335
6.6.2. Połączenia międzywarstwowe 335
6.6.2.1. Metody badań wiązań międzywarstwowych 337
6.6.2.2. Ocena metod badawczych 339
6.6.3. Układanie (rozkładanie) MMA 339
6.6.4. Zagęszczenie. Badania warstw 340
6.6.5. Badanie materiałów, mieszanek MA, warstw asfaltowych 342
6.6.5.1. Badania materiałów 342
6.6.5.2. Badanie mieszanek MA 342
6.6.5.3. Badanie warstw asfaltowych 343
6.6.5.4. Badania laboratoryjne MMA 343
Literatura 344

7. Nawierzchnie specjalne
7.1. Nawierzchnie na mostach stalowych i betonowych 346
7.1.1. Warunki obciążenia nawierzchni mostowych 347
7.1.2. Konstrukcja nawierzchni na mostach stalowych 348
7.1.3. Konstrukcja nawierzchni na mostach betonowych 349
7.1.4. Izolacje przeciwwodne obiektów mostowych 350
7.1.5. Asfaltowe nawierzchnie mostowe 352
7.2. Nawierzchnie z asfaltu porowatego 354
7.2.1. Zalety nawierzchni z asfaltu porowatego 355
7.2.2. Wady nawierzchni z asfaltu porowatego 361
7.3. Nawierzchnie z mieszanek mineralno-asfaltowych HRA 362
7.3.1. Materiały i skład mieszanki mineralno-asfaltowej HRA 363
7.3.2. Technologia produkcji i wbudowywania mieszanki HRA w nawierzchnię drogową 367
7.4. Nawierzchnie o zwiększonej odporności na odkształcenia trwałe i zmęczenie 367
7.4.1. Nawierzchnie odporne na odkształcenia trwałe 369
7.4.2. Zasady wykonywania nawierzchni asfaltowych o zwiększonej odporności na koleinowanie i zmęczenie 376
7.5. Nawierzchnie z mieszanek mineralno-asfaltowych ,,Superpave’’ 379
7.5.1. Projektowanie objętościowe mieszanek mineralno-asfaltowych 380
7.5.2. Wykonanie nawierzchni z mieszanek ,,Superpave’’ 398
7.6. Nawierzchnie długowieczne typu ,,Perpetual’’ 398
7.6.1. Koncepcja nawierzchni ,,Perpetual’’ 399
7.6.2. Wymagania materiałowe 400
Literatura 402

8. Rodzaje uszkodzeń nawierzchni
8.1. Odkształcenia trwałe 407
8.2. Spękania zmęczeniowe 409
8.3. Spękania indukowane termicznie 412
8.4. Zniszczenia powierzchniowe 417
8.5. Klasyfikacja i ocena uszkodzeń nawierzchni drogowej 417
8.5.1. Stan spękań i stan powierzchni 417
8.5.2. Równość podłużna 420
8.5.3. Głębokość kolein 422
8.5.4. Właściwości przeciwpoślizgowe 426
8.5.5. Wyznaczenie zabiegów remontowych 429
8.5.6. Ocena globalna stanu nawierzchni 431
Literatura 433

9. Odnowa i utrzymanie nawierzchni
9.1. Rodzaje uszkodzeń nawierzchni i zalecane techniki napraw
9.1.1. Naprawa zniszczeń powierzchniowych
9.1.1.1. Naprawa cząstkowa
9.1.1.2. Powierzchniowe utrwalanie
9.1.1.3. Cienkie warstwy na zimno typu ,,Slurry Seal’’
9.1.1.4. Cienkie warstwy na gorąco (MNU)
9.1.2. Naprawa deformacji lepkosprężystych (kolein)
9.1.3. Naprawa spękań
9.2. Recykling
9.2.1. Uzasadnienie stosowania recyklingu
9.2.2. Perspektywy stosowania technologii recyklingu
9.2.3. Technologia recyklingu nawierzchni asfaltowych
9.2.3.1. Recykling na zimno
9.2.3.2. Recykling na gorąco
Literatura

10. Projektowanie konstrukcji nawierzchni asfaltowych
10.1. Wymagania stawiane nawierzchni
10.2. Mechanistyczne metody projektowania nawierzchni asfaltowych
10.2.1. Trwałość zmęczeniowa nawierzchni
10.2.2. Procedura postępowania przy projektowaniu nawierzchni metodą mechanistyczną
10.2.3. Wybrane metody projektowania konstrukcji nawierzchni asfaltowych
10.2.3.1. Metoda Shella
10.2.3.2. Metoda Instytutu Asfaltowego (USA)
10.3. Katalog typowych konstrukcji nawierzchni asfaltowych
10.4. Procedura projektowania konstrukcji według Katalogu
10.5. Projektowanie wzmocnienia nawierzchni asfaltowych
10.5.1. Projektowanie wzmocnienia nawierzchni metodą ugięć sprężystych
10.5.2. Projektowanie wzmocnienia nawierzchni metodą mechanistyczną
10.6. Projektowanie nawierzchni typu ,,Perpetual’’
Literatura

11. Ochrona środowiska podczas wytwarzania MMA, budowy i eksploatacji nawierzchni
11.1. Asfalty drogowe i MMA
11.2. Emulsje asfaltowe, asfalt upłynniony
11.3. Polimeroasfalty
11.4. Recykling nawierzchni zawierających smołę
11.5. Hałas komunikacyjny
Literatura

Wykaz norm