Kompaktasfalt metodą na krótki sezon budowlany - K.Jabłoński
Kompaktasfalt metodą na krótki sezon budowlany - K.Jabłoński
Kompaktasfalt metodą na krótki sezon budowlany - K.Jabłoński
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Naukowo – technicz<strong>na</strong> konferencja szkoleniowa<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”<br />
Ostróda, 7-8 październik 2010 r.
‣ Wstęp<br />
‣ Co to jest asfaltowa warstwa kompaktowa?<br />
‣ Cele wy<strong>na</strong>lazców technologii warstw kompaktowych<br />
‣ Ograniczenia w tradycyjnym wyko<strong>na</strong>wstwie warstw<br />
asfaltowych <strong>na</strong> gorąco<br />
‣ Przesłanki do wykonywania asfaltowych warstw<br />
kompaktowych<br />
‣ Środki techniczne do realizacji idei asfaltowych warstw<br />
kompaktowych i i<strong>na</strong>uguracja w Polsce<br />
‣ Środki techniczne do realizacji idei asfaltowych warstw<br />
kompaktowych <strong>na</strong> drogach niższych klas technicznych<br />
‣ Zalety asfaltowych warstw kompaktowych<br />
‣ Podsumowanie<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 2
‣ W bieżącym roku minęło15latodpodjęciaprzezprof.E.RichterawspólniezfirmąHERMANKIRCHNERprac<strong>na</strong>dnowątechnologiąwbudowywaniawarstwmineralno-asfaltowych,która wniosła nową jakośćw technice<br />
wyko<strong>na</strong>wstwa <strong>na</strong>wierzchni asfaltowych.<br />
‣ Jest to technologia zwa<strong>na</strong> w Niemczech pod <strong>na</strong>zwą Kompaktasphalt.<br />
‣ Polska <strong>na</strong>zwa tej technologii to asfaltowewarstwykompaktowe.<br />
‣ W ciągu tych 15lat zalety tej technologii zostały sprawdzone<br />
w praktyce (D, NL, S, N, J).<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 3
Jako asfaltową warstwę kompaktową,<br />
(z<strong>na</strong>ną pod <strong>na</strong>zwą „Kompaktasphalt” lub Kompakt-asfalt”),<br />
określa się wbudowaną w jednym cyklu<br />
roboczym warstwę ścieralną i warstwę<br />
wiążącą, lub warstwę wiążącą i warstwę<br />
podbudowy, z różniących się składem<br />
mieszanek mineralno-asfaltowych, w<br />
technologii „gorące <strong>na</strong> gorące”.<br />
Najczęściej wykonywane są warstwy kompaktowe<br />
składające się z warstwy ścieralnej i warstwy<br />
wiążącej.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 4
Drogowcy poszukiwali od dziesiątków lat rozwiązania<br />
technologicznego, które umożliwiłoby :<br />
‣ wykonywanie warstw z mieszanek mineralnoasfaltowych<br />
w mniej sprzyjających, dla<br />
standardowych technologii, warunkach<br />
atmosferycznych np. wczesnowiosennych<br />
i późnojesiennych,<br />
‣uzyskanie wysokiej jakości i trwałości<br />
wykonywanych warstw z ma oraz<br />
‣ uzyskanie wysokiego tempa realizacji robót<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP<br />
5
Wiadomo, że zagęszczeniewarstwzmazależy przede wszystkim od:<br />
temperaturymieszankimineralno-asfaltowej w trakcie jej zagęszczania (lepkość<br />
lepiszcza: 2 Pa.s ≤ μ d ≤20 Pa.s),<br />
warunkówatmosferycznych<strong>na</strong> drodze, które wpływają <strong>na</strong> tempo schładzania<br />
mma (wzrostu lepkość: μ d )<br />
możliwościrozkładarkido wysokiego wstępnego zagęszczenia mma,<br />
zastosowanegozestawuwalcówi przyjętej technologii zagęszczania.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 6
Zależność zagęszczenia od temperatury mma<br />
Gęstość objętościowa<br />
Marshall próbek Marshalla test<br />
Liczba uderzeń ubijaka Marshalla <strong>na</strong> stronę próbki<br />
specimens[g/cm³]<br />
0 25 50 75 100<br />
2.500<br />
2.450<br />
2.400<br />
2.350<br />
2.300<br />
2.250<br />
2.200<br />
150° C<br />
140°C<br />
120°C<br />
100°C<br />
,<br />
theoretical compaction degree 101,2<br />
100,0<br />
98,3<br />
95,3<br />
0<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
10<br />
12<br />
Void<br />
Contest Próżnia<br />
[Vol%] [%]V/V<br />
2.150<br />
2.100<br />
2.050<br />
2.000<br />
14<br />
16<br />
18<br />
20<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 7
Wpływ temperatury zagęszczania mma <strong>na</strong> głębokości koleiny<br />
[Richter, Dietrich, 1997]<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 8
Grubość warstwy w cm<br />
<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
Wpływtemperaturyigrubościwbudowywanejwarstwyma<strong>na</strong>czaszagęszczania[Bossemayer, 1966]<br />
Temperatura Mischguttemperatur mma=135°C135°C<br />
Mischguttemperatur Temperatura mma = 160°C<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28<br />
Czas zagęszczania mma w minutach przy temperaturze powietrza: 0°C)<br />
Ta zależność wskazywała <strong>na</strong> zalety wbudowywania grubych warstw !<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP<br />
9
Temperatura w 5 i 15 cm warstwie mma w zależności od czasu (Vwiatru=0m/s)<br />
[wg B. Stefańczyk i P. Mieczkowski: „Mieszanki mineralno-asfaltowe – Wyko<strong>na</strong>wstwo i badania”<br />
Warszawa, 2008]<br />
(WKŁ,<br />
Ts – temperatura w środku warstwy<br />
Tk – temperatura <strong>na</strong> krawędzi warstwy<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 10
Temperatura w 10 cm warstwie mma w zależności czasu i wiatru (Vwiatru=16 lub 24 m/s)<br />
[wg B. Stefańczyk i P. Mieczkowski: „Mieszanki mineralno-asfaltowe – Wyko<strong>na</strong>wstwo i badania”<br />
Warszawa, 2008]<br />
(WKŁ,<br />
Ts – temperatura w środku warstwy<br />
Tk – temperatura <strong>na</strong> krawędzi warstwy<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 11
Z przedstawionych wyników badań wynika, że wbudowywanie<br />
grubszych warstw zmniejsza straty ciepła spowodowane<br />
niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, takimi jak:<br />
niska temperatura powietrza,<br />
wiatr,<br />
które <strong>na</strong>jczęściej występują w okresach wczesnowiosennych<br />
orazpóźnojesiennych i wczesnozimowych.<br />
Spowolnienie procesu schładzania rozłożonej warstwy ma, dodatkowo<br />
wstępnie zagęszczonej belką rozkładarki(do ok. 95 %, wg<br />
Marshalla), umożliwia zagęszczenie jej do wymaganegopoziomu, a w<br />
konsekwencji uzyskania trwałej <strong>na</strong>wierzchni.<br />
Rozłożenie dwóch warstw <strong>na</strong>wierzchni w jednym cyklu<br />
roboczym – idea warstwy kompaktowej – zapewnia więc sukces.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 12
Teoria i badania wskazywały, że idea asfaltowej<br />
warstwy kompaktowej jest bardzo dobrze udokumentowa<strong>na</strong>,<br />
ale dopiero firmy: HERMANKIRCHNER GmbH wspólnie z firmą<br />
DYNAPAC opracowały rozwiązania techniczne i<br />
technologiczne do praktycznego wykonywania<br />
asfaltowych warstw kompaktowych.<br />
Najważniejszymrozwiązaniem jest konstrukcja modułowej<br />
rozkładarki mieszanek mineralno-asfaltowych,<br />
umożliwiająca jednoczesne wbudowywanie dwóch<br />
warstw z mma w jednym cyklu roboczym.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 13
Uczestnicy pokazu w dniu 29 września<br />
2005 r. wbudowywania <strong>na</strong> 18,1 km odcinku<br />
autostrady A2, od węzła Emilia do węzła<br />
Styków II asfaltowej warstwy<br />
kompaktowej,mogli zapoz<strong>na</strong>ć się z zastosowanym<br />
zestawemdo realizacji tego zadania:<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 14
Zastosowany zestaw sprzętu <strong>na</strong> A-2:<br />
‣ Wytwórnie ma : Beninighofen TBA 240 i<br />
Amann 160<br />
‣ Rozkładarka ma: Kompaktowa rozkładarka<br />
modułowa Dy<strong>na</strong>pac F 300 CS z modułemAM 300<br />
‣ Samojezdny podajnik ma : MF 300<br />
‣ Walce drogowe: 2 x DYNAPAC 3,75 t; (2÷3 X przejazd statyczny)<br />
3 x BOMAG 10 t; (1÷2 X przejazd. stat. + 2-3 z wibr.)<br />
1 x DYNAPAC 13t; (2÷3 X przejazd statyczny)<br />
1 x BOMAG 12,5 t z nożami (2÷3 x przejazd statyczny)<br />
‣Belkowa rozsypywarka kruszywa : BOMAG<br />
‣ Samochody samowyładowcze : MAN25 t.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP<br />
15
Podstawowy sprzęt:<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP<br />
16
Podstawowy sprzęt:<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP<br />
17
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 18
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 19
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 20
Zestaw sprzętu zastosowany <strong>na</strong> A-2, w 2005 r.,<br />
przez firmę HERMANN KIRCHNER był<br />
dostosowany do robót autostradowych.<br />
Obecnie firma DYNAPAC oferuje modułową<br />
rozkładarkę CM2500 do wykonywania<br />
asfaltowych warstw kompaktowych <strong>na</strong> drogach<br />
dwupasowych, dwukierunkowych.<br />
Charakterystyka podstawowych parametrów<br />
rozkładarki CM2500:<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 21
Compactasphalt ® 2500<br />
Rozkładarka modułowa<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 22
Compactasphalt ® 2500<br />
Rozkładarka modułowa model DF145CSCompactasphalt ® 2500<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 23
RozkładarkamodelDF145CSCompactasphalt ® 2500<br />
Danecharakterystyczne<br />
Masa całkowita rozkładarki<br />
19 000 kg<br />
Pojemnośćkosza zasypowego rozkładarki<br />
15ton<br />
Prędkośćrobocza/transportowa rozkładarki<br />
0-13 m/min / 0-3,5km/h<br />
Masa belki rozkładarki VB605TVPlus-E<br />
3900 kg<br />
System ogrzewania belki<br />
elektryczny<br />
Profil daszkowy -2% do 4%<br />
Szerokośćpodstawowa/maksymal<strong>na</strong><br />
2,5m /7,5m<br />
Długośćelementów do wydłużenia belki<br />
750 mm<br />
Szerokośćrobocza z belką: SB1250TV 13,5m<br />
Grubośćwbudowywanej warstwy mma<br />
0-35cm<br />
Teoretycz<strong>na</strong> wydajnośćwbudowywania mma 900 t/h<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 24
Compactasphalt ® 2500<br />
Rozkładarka modułowa<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 25
Compactasphalt CharakterystycznewłaściwościmodułuCM2500<br />
® 2500<br />
Rozkładarka Moc silnika Deutz TCD2013 modułowa L04<br />
Masa łącznie z belką rozkładarki<br />
Pojemnośćzasobnika mma do warstwy: wiążącej / ścieralnej<br />
Szerokośćukładania warstwy do<br />
Teoretycz<strong>na</strong> grubośćwbudowywanej warstwy<br />
Masa belki rozkładarki typu: VB5100TV-E<br />
System podgrzewania belki<br />
118 KW (2100 obr./min)<br />
22 000 kg<br />
31 t/ 17 t<br />
7,50 m<br />
0-30 cm<br />
3400 kg<br />
elektryczny<br />
Profil daszkowy -2% do 4%<br />
Szerokośćpodstawowa/maksymal<strong>na</strong><br />
2,5m – 8,80*)m<br />
Wydajnośćwbudowywania<br />
160 t/h<br />
*) maksymal<strong>na</strong> szerokośćrobocza z modułem CM2500 *7,50 m<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 26
Jednoczesne wbudowywanie warstwy wiążącej i<br />
ścieralnej pozwala <strong>na</strong> uniknięcie jakiegokolwiek schłodzenia<br />
górnej powierzchni warstwy wiążącej przed ułożeniem warstwy<br />
ścieralnej, aprzez to wytworzenie dosko<strong>na</strong>łych warunków do:<br />
‣ lepszego zagęszczenia warstwy wiążącej, bo wbudowywa<strong>na</strong> w tą<br />
warstwę mieszanka mineralno-asfaltowa charakteryzuje się przez<br />
dłuższy okres czasu wyższątemperaturą, gdyż jej gór<strong>na</strong>powierzchnia<br />
jest chronio<strong>na</strong> przed schładzaniem się warstwą ścieralną z<br />
gorącejmieszankimineralno-asfaltowej,<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 27
‣ dosko<strong>na</strong>łego związania<br />
gorącej mieszanki mineralno-asfaltowej warstwy<br />
wiążącej z gorącą mieszanką mineralno-asfaltową<br />
warstwy ścieralnej, które są zagęszczane<br />
jednocześnie w jednymcyklu roboczym,<br />
‣ bardzo dobrego zagęszczenia cienkiej<br />
warstwy ścieralnej, która jest podgrzewa<strong>na</strong> od<br />
dołu przez gorącą, bardzo wolno schładzającą się,<br />
grubą warstwę wiążącą.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 28
Przy tradycyjnymwykonywaniu warstw<br />
oddzielnie, każda rozłożo<strong>na</strong><br />
warstwa mieszanki mineralno-asfaltowej jest<br />
schładza<strong>na</strong> od dołu przez podłoże (np.<br />
warstwę podbudowy) a od góry przez powietrze i<br />
wiatr.<br />
Schładzanie to jest tymwiększe imniższa jest<br />
temperatura podłoża i powietrza oraz imwyższa<br />
jest prędkość wiatru. Z wcześniejszych badań<br />
terenowych oraz teoretycznych obliczeń wynika,<br />
że schładzanie zależy również od grubości<br />
rozłożonej warstwy – imgrubsza warstwa, tym tempo<br />
schładzania jest mniejsze.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 29
Najistotniejszymi zaletami technologii<br />
jednoczesnego wbudowywania dwóch warstw z<br />
gorących mieszanek mineralno-asfaltowych o różnym<br />
składzie, np. warstwy wiążącej z betonu asfaltowego<br />
i warstwy ścieralnej z mieszanki mastyksowogrysowej<br />
SMA;<br />
jak to było w 2005 r. <strong>na</strong> odcinku: Emilia – Stryków,<br />
<strong>na</strong> A-4,<br />
są:<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 30
możliwość redukcji grubości warstwy<br />
ścieralnej z 4-5 cm do 1,5 – 2,5 cm, ( bo warstwa<br />
ścieral<strong>na</strong>przy bardzo intensywnymruchu, np. autostradowym,<br />
ulega starciu nie więcej niż 1 m/rok i grubości warstw<br />
ścieralnych 4-5 cm stosuje się tylko ze względów<br />
technologicznych)<br />
zmniejszenie skłonności do odkształceń<br />
szczególnie warstwy ścieralnej, bo jest cienka<br />
i dosko<strong>na</strong>le związa<strong>na</strong> z warstwąwiążącą<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 31
oszczędność wysokojakościowychmateriałów<br />
w tej warstwie ścieralnej , ze względu<br />
<strong>na</strong>mniejsząjej grubość,<br />
wyższa pojemność ciepl<strong>na</strong> pakietu warstw i<br />
wynikający z tego dłuższy czas<br />
zagęszczania, bo brak strat ciepła <strong>na</strong> granicy<br />
dwóch warstw: warstwy wiążącej i ścieralnej,<br />
zmniejszo<strong>na</strong> wrażliwość <strong>na</strong> warunki<br />
atmosferyczne, ze względu <strong>na</strong> wysokąpojemność<br />
cieplnągrubegopakietu warstw,<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 32
<strong>na</strong>jlepsze<br />
z możliwych połączenie międzywarstwowe, przez<br />
dosko<strong>na</strong>łe zazębienie się i sklejenie, między<br />
warstwąścieralnąi wiążącą.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 33
Reasumując, do <strong>na</strong>jważniejszych zalet warstw<br />
kompaktowych, szczególnie istotnych przy realizacji<br />
robót <strong>na</strong>wierzchniowych <strong>na</strong> drogach, jest:<br />
wysoka jakość i trwałość takich warstw oraz<br />
wysokie tempo realizacji robót, i<br />
możliwość wykonywania tych robót w<br />
niesprzyjających, dla standardowych technologii,<br />
warunkach atmosferycznych np. późnojesiennych i<br />
wczesnozimowych.<br />
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP<br />
34
„Jakość w realizacji robót drogowych”, Ostróda 08.10.2010; Konrad <strong>Jabłoński</strong> -AIP 35