PL235765B1 - Reinforced asphalt-aggregate mixture - Google Patents
Reinforced asphalt-aggregate mixture Download PDFInfo
- Publication number
- PL235765B1 PL235765B1 PL421198A PL42119817A PL235765B1 PL 235765 B1 PL235765 B1 PL 235765B1 PL 421198 A PL421198 A PL 421198A PL 42119817 A PL42119817 A PL 42119817A PL 235765 B1 PL235765 B1 PL 235765B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- asphalt
- weight
- mixture
- aggregate
- amount
- Prior art date
Links
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest zbrojona mieszanka mineralno-asfaltowa, przeznaczona zwłaszcza do wykonywania zabiegów remontowych na nawierzchniach dróg o złym stanie, w szczególności nawierzchni spękanych, w tym pochodzenia termicznego i zmęczeniowego.The subject of the invention is a reinforced asphalt mix, intended in particular for carrying out repair treatments on road surfaces in poor condition, in particular cracked surfaces, including thermal and fatigue origin.
Zazwyczaj dodatek włókien, zarówno naturalnych jak i sztucznych, poprawia właściwości wiążące kruszywo z mieszanką bitumiczną, a także poprawia właściwości fizykochemiczne, zwłaszcza zmniejszeniem wrażliwości nawierzchni na zmianę objętości w zależności od warunków atmosferycznych, jak również poprawia przyczepność nawierzchni.Usually, the addition of fibers, both natural and artificial, improves the properties of binding the aggregate with the bituminous mixture, and also improves the physicochemical properties, especially reducing the sensitivity of the pavement to changes in volume depending on weather conditions, and improves adhesion of the pavement.
W angielskim opisie patentowym nr GB447416 ujawniono mieszaninę asfaltu i włókien w postaci gumy, pozyskanej ze zużytych opon samochodowych bądź kauczuku lub lateksu, przy czym mieszanina ta może być podgrzewana i uzupełniona o oleje, kalafonię, może służyć jako powłoka podkładowa do nawierzchni.GB447416 discloses a mixture of asphalt and rubber fibers obtained from used car tires or rubber or latex, which mixture can be heated and supplemented with oils, rosin, can serve as a primer for the surface.
W chińskim opisie patentowym nr CN1908069 ujawniono mieszaninę, w skład której wchodzą smoły zmodyfikowane i włókna polimerowe o nieregularnych kształtach oraz kruszywa i asfalt, przy czym włókna mogą być poliestrowe, poliakrylnitrylowe, poliamidowe lub ich kompozycje, co poprawia własności adhezyjne i parametry wytrzymałościowe nawierzchni.Chinese Patent No. CN1908069 discloses a mixture consisting of modified tar and polymer fibers of irregular shapes, aggregates and asphalt, the fibers may be polyester, polyacrylnitrile, polyamide or their compositions, which improves the adhesion properties and strength parameters of the pavement.
Z amerykańskiego opisu patentowego US 9 469 944 znany jest sposób przygotowania włókien aramidowych poprzez powleczenie ich woskiem FT. W ten sposób włókna są zlepiane ze sobą i dozowane do betonów asfaltowych (ACC, ang. Asphalt Cement Concrete), gdzie pod wpływem temperatury wosk się rozpuszcza, uwalnia włókna i jednocześnie wosk oddziałuje na lepiszcze asfaltowe. Tego rodzaju wosk zmniejsza lepkość asfaltu, ułatwia otoczenie kruszywa asfaltem i może być stosowany w celu obniżenia temperatur technologicznych w procesie produkcji.US 9,469,944 describes a method of preparing aramid fibers by coating them with FT-wax. In this way, the fibers are glued together and dosed into asphalt concrete (ACC), where the wax dissolves under the influence of temperature, releases the fibers and, at the same time, affects the asphalt binder. This type of wax reduces the viscosity of the asphalt, makes it easier to cover the aggregate with asphalt and can be used to lower the process temperatures in the production process.
Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US 2014 0303288 znany jest beton asfaltowy (ACC, ang. Asphalt Cement Concrete) z dodatkiem różnych włókien, w tym włókien aramidowych.From the US patent application US 2014 0303288, Asphalt Cement Concrete (ACC) with the addition of various fibers, including aramid fibers, is known.
Stosowanie cienkich warstw ścieralnych na gorąco jako zabiegu utrzymaniowego, który przywraca właściwości jezdne nawierzchni zapewniające komfort i bezpieczeństwo użytkowników jest technologią znaną i stosowaną, ujętą m.in. w Katalogu Wzmocnień i Remontów Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. W tym celu najczęściej stosuje się mieszanki o nieciągłym uziarnieniu. Rozwiązanie takie opiera się na kruszywie mineralnym oraz polimeroasfalcie. Stosowane są dodatki w postaci środków adhezyjnych najczęściej aminowych oraz włókien celulozowych. Włókna celulozowe są wprowadzane w celu ograniczenia efektu spływania asfaltu z mieszanki mineralnej, ze względu na swoje właściwości wytrzymałościowe nie stanowią zbrojenia.The use of hot thin wear layers as a maintenance treatment that restores the road surface properties ensuring the comfort and safety of users is a known and used technology, including in the Catalog of Reinforcements and Renovations of Flexible and Semi-Rigid Surfaces. For this purpose, discontinuous grain size mixtures are most often used. Such a solution is based on mineral aggregate and polymer modified bitumen. Additives in the form of adhesives, mostly amine, and cellulose fibers. Cellulose fibers are introduced in order to reduce the effect of asphalt flowing off the mineral mix, due to their strength properties they do not constitute reinforcement.
Celem wynalazku jest opracowanie takiej zbrojonej mieszanki mineralno-asfaltowej, która umożliwi wykonywanie zabiegów remontowych na nawierzchniach dróg o złym stanie, w szczególności nawierzchni spękanych, w tym pochodzenia termicznego i zmęczeniowego.The aim of the invention is to develop such a reinforced asphalt mix that will enable the performance of repair treatments on road surfaces in poor condition, in particular cracked surfaces, including thermal and fatigue origin.
Różnica pomiędzy betonem asfaltowym, którego dotyczą publikacje US 9 469 944 i US 2014 0303288, a mieszanką mineralno-asfaltową o nieciągłym uziarnieniu według niniejszego wynalazku jest zasadnicza i wynika z proporcji stosowanych składników. W szczególności istotne jest uziarnienie mieszanki mineralnej (kruszywowej) będącej podstawowym składnikiem. W betonie asfaltowym do warstwy ścieralnej uziarnienie jest ciągłe, udział wagowy frakcji wypełniaczowej (<0,063 mm) wynosi około 5-10%, frakcji piaskowej (0,063 do 2 mm) 30-40% oraz frakcji grysowej 50-65%, zawartość asfaltu wynosi około 5-6%. W odróżnieniu, mieszanki o nieciągłym uziarnieniu charakteryzują się uziarnieniem nieciągłym, udział wagowy frakcji wypełniaczowej (<0,063 mm) wynosi około 4-6%, frakcji piaskowej (0,063 do 2 mm) 20-30% oraz frakcji grysowej 75-85%, zawartość asfaltu wynosi około 6-8%. W efekcie uzyskiwana jest różna struktura mieszanki mineralno-asfaltowej. W betonie asfaltowym przestrzeń między największymi ziarnami wypełniona jest ziarnami mniejszymi oraz mastyksem asfaltowym. W mieszance o nieciągłym uziarnieniu brak jest ziaren o pośrednim rozmiarze, stąd największe ziarna kruszywa stykają się miejscami ze sobą, wzajemnie się klinując, a przestrzeń pomiędzy wypełniona jest kruszywem drobnym i mastyksem asfaltowym. W ten sposób uzyskuje się zarówno różne właściwości związane z większym kątem tarcia wewnętrznego w mieszance o nieciągłym uziarnieniu, jak również różną teksturę wykonanej warstwy nawierzchni. Warstwa betonu asfaltowego ma teksturę zamkniętą, natomiast mieszanka o nieciągłym uziarnieniu teksturę otwartą, co przekłada się na lepsze właściwości przeciwhałasowe i lepszy współczynnik szorstkości. W technologii nawierzchni asfaltowych wyraźnie rozróżnia się beton asfaltowy od mieszanek o nieciągłym uziarnieniu, które w zależności od kraju mogą być nazywane jako „gap-graded”, „S-shaped”, BBTM, MNU i inne.The difference between the asphalt concrete of US 9,469,944 and US 2014 0303288 and the discontinuous grain mix according to the present invention is substantial and results from the proportion of the components used. Particularly important is the grain size of the mineral (aggregate) mixture which is the basic component. In the asphalt concrete for the wearing course, the graining is continuous, the weight fraction of the filler fraction (<0.063 mm) is about 5-10%, the sand fraction (0.063 to 2 mm) 30-40% and the grit fraction 50-65%, the asphalt content is about 5-6%. In contrast, mixes with discontinuous graining are characterized by discontinuous graining, the weight fraction of the filler fraction (<0.063 mm) is about 4-6%, the sand fraction (0.063 to 2 mm) 20-30% and the grit fraction 75-85%, the asphalt content is about 6-8%. As a result, a different structure of the asphalt mixture is obtained. In asphalt concrete, the space between the largest grains is filled with smaller grains and asphalt mastic. In the mixture of discontinuous graining, there are no grains of intermediate size, hence the largest grains of aggregate are in contact with each other, wedging each other, and the space between them is filled with fine aggregate and asphalt mastic. In this way, both different properties related to the greater angle of internal friction in the discontinuous grain mix as well as a different texture of the paved layer are obtained. The asphalt concrete layer has a closed texture, while the mixture with discontinuous graining has an open texture, which translates into better anti-noise properties and a better roughness coefficient. Asphalt pavement technology clearly distinguishes between asphalt concrete and discontinuous graded mixes, which, depending on the country, may be called gap-graded, S-shaped, BBTM, MNU and others.
PL 235 765 Β1PL 235 765 Β1
Mieszanka mineralno-asfaltowo-aramidowa według wynalazku nadaje się w szczególności do wykonywania zabiegów remontowych na nawierzchniach dróg o złym stanie, w szczególności nawierzchni spękanych, w tym pochodzenia termicznego i zmęczeniowego. Odpowiedni skład mieszanki według wynalazku zapewnia uzyskanie warstwy o wysokich parametrach wytrzymałościowych, a w szczególności odporności na oddziaływanie wody, odporności na pękanie niskotemperaturowe i odporności na propagację pęknięcia oraz odporności na koleinowanie. Są to cechy kluczowe dla uzyskania warstwy ścieralnej (wierzchniej) o wysokiej trwałości eksploatacyjnej, odpornej na działanie czynników klimatycznych i środowiskowych. Znamienne jest zwiększenie odporności na propagację pęknięć od niżej położonych, starych warstw konstrukcyjnych.The asphalt-aramid mix according to the invention is particularly suitable for carrying out renovation works on road surfaces in poor condition, in particular cracked surfaces, including those of thermal and fatigue origin. The appropriate composition of the mixture according to the invention provides a layer with high strength parameters, in particular resistance to water, low-temperature cracking, crack propagation resistance and rutting resistance. These are the key features to obtain a wearing course (top coat) with high operational durability, resistant to climatic and environmental factors. It is significant to increase the resistance to crack propagation from the lower, old construction layers.
Wprowadzenie włókien aramidowych do mieszanki pozwala uzyskać efekt przestrzennego zbrojenia rozproszonego. Uzyskana w ten sposób struktura przestrzenna składa się z mieszaniny kruszywa mineralnego o określonym uziarnieniu, otoczonego asfaltem oraz włókien aramidowych zatopionych w mastyksie asfaltowym wypełniających przestrzeń między ziarnami grysowymi.The introduction of aramid fibers to the mixture allows to obtain the effect of spatial dispersed reinforcement. The spatial structure obtained in this way consists of a mixture of mineral aggregate with a specific grain size, surrounded by asphalt, and aramid fibers embedded in asphalt mastic filling the space between the grits.
Włókna aramidowe posiadają znacznie wyższą odporność na rozciąganie niż pozostałe poliamidy. Jest to efekt budowy wewnętrznej ugrupowań aromatycznych i wiązań amidowych tworzących strukturę o dużej sztywności i uporządkowanej mikroteksturze.Aramid fibers have a much higher tensile strength than other polyamides. This is the effect of the internal structure of aromatic groups and amide bonds creating a structure with high rigidity and ordered microtexture.
Wpływ zastosowania włókien aramidowych jest widoczny w warunkach kiedy mieszanka mineralno-asfaltowo-aramidowa według wynalazku poddawana jest oddziaływaniom rozciągającym, a w szczególności na skutek skurczu termicznego, zginania oraz koncentracji naprężeń od spękań niżej położonych warstw konstrukcyjnych (zjawisko karbu). W takim stanie obciążenia włókna aramidowe przejmują część naprężeń, zwiększając odporność kompozytu na rozciąganie i opóźniając proces uszkodzenia.The effect of the use of aramid fibers is visible in conditions where the asphalt-aramid mixture according to the invention is subjected to tensile stress, in particular due to thermal shrinkage, bending and stress concentration from cracks in the lower structural layers (notch phenomenon). In such a load condition, the aramid fibers absorb some of the stresses, increasing the tensile strength of the composite and delaying the damage process.
Zastosowanie asfaltu wysokomodyfikowanego polimerem 45/80-80 zapewnia dobre właściwości funkcjonalne mieszanki w wysokiej i niskiej temperaturze.The use of asphalt highly modified with polymer 45 / 80-80 ensures good functional properties of the mixture at high and low temperatures.
Efektem odpowiedniego składu mieszanki mineralno-asfaltowo-aramidowej według wynalazku jest uzyskanie wysokich właściwości mechaniczno-wytrzymałościowych, które istotnie przekraczają wyniki mieszanek o nieciągłym uziarnieniu.The effect of the appropriate composition of the asphalt-aramid mixture according to the invention is to obtain high mechanical and strength properties, which significantly exceed the results of mixtures with discontinuous graining.
W szczególności, w badaniu TSRST (ang. Thermal Stress Restrained Specimen Test) stwierdzono dla mieszanki mineralno-asfaltowo-aramidowej według wynalazku następujące parametry:In particular, the following parameters were found in the Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST) for the asphalt-aramid mix according to the invention:
- temperatura pęknięcia poniżej -35°C;- rupture point below -35 ° C;
- trwałość zmęczeniowa wyrażona parametrem εβ powyżej 280 mm/m;- fatigue life expressed by the parameter εβ above 280 mm / m;
- odporność na koleinowanie w dużym aparacie do 10% głębokości koleiny.- resistance to rutting in a large apparatus up to 10% of the rut depth.
Parametry te zostały uwzględnione w wymaganiach dla mieszanki podanych w tablicach poniżej.These parameters were included in the requirements for the mixture given in the tables below.
Tabela 1Table 1
Wymagania (wartości minimalne) dla mieszanki mineralno-asfaltowo-aramidowejRequirements (minimum values) for the asphalt-aramid mix
PL 235 765 Β1PL 235 765 Β1
Tabela 2Table 2
Wymaganie w zakresie uziarnienia mieszanki mineralnejRequirement for graining of the mineral mixture
Zastosowanie kompleksowe zaproponowanych rozwiązań istotnie wpływa na trwałość wykonanych zabiegów utrzymaniowych. Szacuje się, że w zależności od stanu nawierzchni i obciążenia ruchem zabiegi utrzymaniowe pozwalają zachować odpowiedni stan warstwy ścieralnej na 5-8 lat, a proponowane rozwiązanie wydłuży ten okres o co najmniej o kolejne 3 do 8 lat. Zwiększenie efektywności może zostać osiągnięte przez ułożenie dodatkowej warstwy wiążącej.Comprehensive application of the proposed solutions significantly affects the durability of the maintenance procedures performed. It is estimated that, depending on the condition of the pavement and the traffic load, maintenance measures allow the wearing course to be kept in an appropriate condition for 5-8 years, and the proposed solution will extend this period by at least another 3 to 8 years. Increasing the efficiency can be achieved by laying an additional tie layer.
Przedmiotem wynalazku jest więc zbrojona mieszanka mineralno-asfaltowa, zawierająca:The subject of the invention is therefore a reinforced asphalt mix containing:
- mieszankę kruszywa mineralnego, spełniającą wymagania techniczne jak dla kruszyw drogowych do mieszanek mineralno-asfaltowych do warstwy ścieralnej, które tworzy mieszankę mineralną o dopuszczalnej krzywej uziarnienia (zgodnie z Tabelą 2), w ilości od 92 do 94% wagowo;- mineral aggregate mixture, meeting the technical requirements as for road aggregates for asphalt mixtures for the wearing course, which forms a mineral mixture with an acceptable graining curve (according to Table 2), in an amount from 92 to 94% by weight;
- asfalt wysokomodyfikowany polimerem SBS (Kauczuk Styren Butadien Styren) rodzaju 45/80-80 określonego wg normy PN-EN 14023:2011, w ilości od 6 do 8% wagowo;- asphalt highly modified with SBS polymer (Styrene Butadiene Styrene rubber), type 45 / 80-80, defined in accordance with PN-EN 14023: 2011, in an amount from 6 to 8% by weight;
- środek adhezyjny, w celu poprawienia przyczepności asfaltu do kruszywa, w ilości od 0,1 do 0,5% wagowo w stosunku do masy asfaltu;an adhesive to improve the adhesion of the asphalt to the aggregate, in an amount of 0.1 to 0.5% by weight in relation to the weight of the asphalt;
PL 235 765 Β1PL 235 765 Β1
- włókna aramidowe o długości od 15 do 25 mm, korzystnie 19 mm, o polu przekroju od 0,0014 do 0,02 mm2, przykładowo o przekroju okrągłym lub prostokątnym (przykładowo o szerokości 0,5 mm i wysokości przekroju 0,03 mm), w ilości od 0,025 do 0,06%, korzystnie 0,03% wagowo.aramid fibers 15 to 25 mm long, preferably 19 mm long, with a cross-sectional area of 0.0014 to 0.02 mm 2 , for example circular or rectangular (for example 0.5 mm wide and 0.03 mm high) ), in an amount of from 0.025 to 0.06%, preferably 0.03% by weight.
Kruszywa mineralne powinny spełniać wymagania dla kruszyw mineralnych do mieszanek o nieciągłym uziarnieniu, przykładowo zgodnie z dokumentem WT-1 Wymagania Techniczne „Kruszywa do mieszanek mineralno-asfaltowych i powierzchniowych utrwaleń na drogach krajowych”, wydanym przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad (25.09.2014 r.).Mineral aggregates should meet the requirements for mineral aggregates for mixtures with discontinuous graining, for example in accordance with the document WT-1 Technical Requirements "Aggregates for mineral-asphalt mixtures and surface treatments on national roads", issued by the General Directorate of National Roads and Motorways (25/09/2014 r.).
Asfalt wysokomodyfikowany powinien spełniać wymagania podane w normie PN-EN 14023:2011 lub jej aktualizacji.Highly-modified asphalt should meet the requirements of PN-EN 14023: 2011 or its update.
Jako środek adhezyjny można stosować znane środki adhezyjne do poprawienia przyczepności asfaltu do kruszywa, takie jak wapno hydratyzowane, imidazolina, aminy tłuszczowe.Known adhesives for improving the adhesion of the bitumen to aggregate, such as hydrated lime, imidazoline, fatty amines, can be used as the adhesive.
Przykład wykonaniaExecution example
Przygotowano mieszankę kruszywa mineralnego o parametrach:A mixture of mineral aggregate with the following parameters was prepared:
Zmieszano:Mixed:
- powyższą mieszankę kruszywa mineralnego w ilości 93% wagowo;- the above mixture of mineral aggregate in an amount of 93% by weight;
- polimeroasfalt 45/80-80 w ilości 7% wagowo;- polymer modified bitumen 45 / 80-80 in an amount of 7% by weight;
- środek adhezyjny: Teramin-14 w ilości 0,3% wagowo w stosunku do wagi polimeroasfaltu;- adhesive: Teramin-14 in an amount of 0.3% by weight with respect to the weight of the polymer modified bitumen;
- włókna aramidowe o średniej długości 19 mm i średnim polu przekroju 0,02 mm2 w ilości 0,03% wagowo.- aramid fibers with an average length of 19 mm and an average cross-sectional area of 0.02 mm 2 in an amount of 0.03% by weight.
Uzyskano mieszankę o następujących właściwościach:A mixture with the following properties was obtained:
PL 235 765 Β1PL 235 765 Β1
Zastrzeżenie patentowePatent claim
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL421198A PL235765B1 (en) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | Reinforced asphalt-aggregate mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL421198A PL235765B1 (en) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | Reinforced asphalt-aggregate mixture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL421198A1 PL421198A1 (en) | 2018-10-08 |
PL235765B1 true PL235765B1 (en) | 2020-10-19 |
Family
ID=63688098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL421198A PL235765B1 (en) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | Reinforced asphalt-aggregate mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL235765B1 (en) |
-
2017
- 2017-04-06 PL PL421198A patent/PL235765B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL421198A1 (en) | 2018-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Behbahani et al. | Evaluation of performance and moisture sensitivity of glasphalt mixtures modified with nanotechnology zycosoil as an anti-stripping additive | |
Dash et al. | Influence of mix parameters on design of cold bituminous mix | |
Yan et al. | Laboratory investigation of the characteristics of SMA mixtures under freeze–thaw cycles | |
CN107299576A (en) | The low noise skid resistance layer and construction method of a kind of cement pavement | |
CN100398747C (en) | High grade highway pavement double-layer micro-surfacing and construction method thereof | |
Espersson | Effect in the high modulus asphalt concrete with the temperature | |
Kim et al. | Fatigue performance of asphalt mixture containing recycled materials and warm-mix technologies under accelerated loading and four point bending beam test | |
CA2771209C (en) | Crack resistant coating and method of applying crack resistant coating | |
KR101845242B1 (en) | Guss asphalt mixture with reflection Cracking and plastic deformation resistance | |
CA2721514A1 (en) | Rut resistant coating and method of applying rut resistant coating | |
Thanaya et al. | Properties of Cold Asphalt Emulsion Mixtures (CAEMs) using materials from old road pavement milling | |
Cihackova et al. | Performance characteristics of the open-graded asphalt concrete filled with a special cement grout | |
Kar | A laboratory study of bituminous mixes using a natural fibre | |
Khasawneh et al. | Analytic methods to evaluate bituminous mixtures enhanced with coir/coconut fiber for highway materials | |
Bagshaw et al. | Preliminary examination of chipseals prepared with epoxy-modified bitumen | |
CN215593676U (en) | Large-span steel bridge deck pavement structure | |
PL235765B1 (en) | Reinforced asphalt-aggregate mixture | |
CN105198316A (en) | Emulsified asphalt cement stabilized macadam | |
Nega et al. | Pavement materials characterization of hot-mix asphalt mixes in Western Australia | |
Radziszewski et al. | Innovative SMA-MA mixture for bridge asphalt pavement | |
Vorobjovas et al. | Use of local aggregates in high modulus asphalt concrete layers | |
Lonbar et al. | Investigation of aggregate and binder types effects on the microsurfacing rutting properties | |
RU117454U1 (en) | DESIGN OF ROAD CLOTHES ON BRIDGES WITH A CONCRETE OR METAL ORTOTROPIC WEDGE | |
Anjaly | Coir fiberas a sustainable material in pavement construction | |
Zhang et al. | Investigation of the interfacial bonding of new and old pavement materials for pothole applications: Bonding materials optimization, mechanical properties and structural performance |