RO122906B1

RO122906B1 - Membrană bituminoasă cu elastomeri, compozită, termoadezivă, multiarmată, pentru hidroizolarea şi ranforsarea îmbrăcăminţii rutiere

Info

Publication number: RO122906B1
Application number: ROA200600960A
Authority: RO
Inventors: Ioan Titeiu; Cristian Andrei Leahu
Original assignee: Arcon S.R.L.
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2010-04-30
Also published as: EP1932660A1; DE602007005910D1; ATE464177T1; EP1932660B1

Abstract

Invenţia se referă la o membrană bituminoasă pentru hidroizolarea şi ranforsarea îmbrăcăminţii rutiere, membrană care este compozită, cu elastoplastomeri, termoadezivă şi multiarmată. Membrana bituminoasă, conform invenţiei, este alcătuită din două straturi de masă bituminoasă, o armătură compozită, un film siliconat de polipropilenă, aplicat pe partea inferioară a membranei, o armătură de protecţie din ţesătură neţesută din fire polipropilenice, aplicată pe partea superioară a membranei, şi o folie siliconată, de protecţie a suprapunerii laterale. Membrana poate fi utilizată atât în cazul reabilitării drumurilor, cât şi în cazul lucrărilor de execuţie a unor drumuri noi, între stratul de bază şi stratul asfaltic de uzură.

Description

Invenția se referă la o membrană bituminoasă, compozită, termoadezivă, multiarmată, alcătuită din două straturi de masă bituminoasă, o armătură compozită, o folie siliconată de polipropilenă, aplicată pe partea inferioară a membranei, o armătură de protecție din țesătură nețesută din fire polipropilenice, aplicată pe partea superioară a membranei și o folie siliconată de protecție a suprapunerii laterale, destinată hidroizolării și ranforsării îmbrăcăminții rutiere. Membrana poate fi utilizată atât în cazul reabilitării drumurilor, cât și în cazul lucrărilor de execuție a unor drumuri noi, între stratul de bază și stratul asfaltic de uzură.

Sunt cunoscute interstraturile rutiere antifisură și de ranforsare a îmbrăcăminților rutiere, constituite dintr-un interțesut de fibre poliesterice, la prima utilizare, în amestec cu fibre poliesterice recuperate, impregnate cu 350...400 g/m² bitum și acoperite cu un strat de

50...100 g/m² filer calcar (RO 117468).

Dezavantajele acestei metode sunt legate de punerea în operă, faza de impregnare cu bitum succedând faza de așezare a interțesutului, acesta nefiind impregnat din fabricație cu bitum. Stratul astfel format este neuniform și are o grosime variabilă. Acest sistem de impregnare rudimentar, pe șantier, nu realizează o impregnareîn profunzime a interțesutului, apărând pericolul delaminării celor 2 straturi. De asemenea, problema hidroizolării îmbrăcăminții rutiere este doar parțial rezolvată, întrucât bitumul folosit este insuficient cantitativ, pentru a realiza un strat de impermeabilizare, iar bitumul utilizat, neaditivat cu elastoplastomeri, reduce considerabil efectul scontat. Suportul utilizat nu este garantat la solicitările ulterioare de compresie, sistemul interțesut bitum putând fi perforat și pierzându-și astfel caracteristica de hidroizolare. Astfel, ascensiunea apei din stratul de bază spre stratul superior de uzură al îmbrăcăminții rutiere, coroborată cu efectul de îngheț-dezgheț, va degrada îmbrăcămintea rutieră. în același timp, apa acumulată din intemperii va acționa la nivelul fisurilor existente, sub presiunea roților în trafic, producând același fenomen.

Sunt cunoscute, de asemenea, interstraturile antifisură de tip geotextil, formate dintr-un material textil nețesut cu filamente continue din polietilen-tereftalat, dispuse în rețea, impregnate cu 300...800 g/m² bitum tip 180/220, aditivat cu elastomeri tip stiren-butadienstiren (GB 2185 500 A) sau membrane compozite, unde amestecul de bitum conține bitum modificat cu unul din componentele cauciuc de stiren-butadien și stiren-butadien-stiren (EP 1035269). Problema realizării unui strat eficient de hidroizolare între stratul de bază al drumului și stratul de asfalt nu este rezolvată, întrucât cantitatea de bitum folosită nu este suficientă pentru a forma un strat uniform de hidroizolare. De asemenea, utilizarea unui bitum aditivat doar cu stiren-butadien-stiren reduce capacitatea acestuia de a rezista la temperaturi ridicate la turnarea stratului final de asfalt, iar acest lucru, coroborat cu utilizarea unui suport textil fără rezistență la încărcare statică are ca efect perforarea locală a stratului bituminos.

Sunt cunoscute fabricarea și punerea în operă a unei membrane prefabricate ce se aplică pe suprafața drumului (US 4464427) utilizând un amestec bituminos aditivat cu copolimeri liniari și radiali de tip polistirenic, turnat într-un strat de 1,5 mm peste o țesătură de fibră de sticlă de 50 cm lățime și protejat pe partea inferioară cu un film siliconat. Dezavantajul soluției tehnice reiese din faptul că țesătura folosită ca suport nu are efect de întârziere a propagării fisurilor, iar caracteristicile mixturii bituminoase indică puncte de înmuiere scăzute, respectiv indici de penetrație cu valoare mare, constituind astfel un impediment, date fiind condițiile de punere în operă.

Sunt cunoscute și materiale folosite drept finisaj peste partea superioară, respectiv inferioară a membranei, constituind astfel o protecție temporară a stratului bituminos și fiind îndepărtate înainte de punere în operă (US 4622252, 4446427), dar în ceea ce privește materialele de protecție a suprapunerii laterale, se realizează cu un film de plastic aplicat în

RO 122906 Β1 aderență totală (US 4622252). Dezavantajul metodei constă în existența unui strat de sepa- 1 rație în zona de lipire laterală a membranelor, fapt ce poate cauza delaminarea și dezlipirea în timp a suprapunerii laterale. 3

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în utilizarea unui produs finit compact, cu funcție multiplă, de hidroizolare și în același timp de ranforsare a îmbrăcăminții 5 rutiere, cu aplicare facilă. Compoziția membranei, respectiv a masei sale bituminoase, asigură hidroizolarea îmbrăcămintei rutiere, membrana este perfect compatibilă cu masa de 7 asfalt, iar structura și caracteristicile armăturii asigură ranforsarea și întârzie propagarea fisurilor din straturile superioare sau inferioare ale drumului. 9

Membrana bituminoasă cu elastoplastomeri, compozită, termoadezivă, multiarmată conform invenției, înlătură dezavantajele, prin aceea că este alcătuită din două straturi de 11 masă bituminoasă, cu masa globală între 2 și 6 kg/m², un strat superior, alcătuit din bitum distilat cu penetrație 120...200 dmm, aditivat cu elastoplastomeri, poliolefine și polimeri 13 termoactivi, filer de calcar, un strat inferior, alcătuit din bitum distilat cu penetrație

120...200 dmm, aditivat cu trei componenete de aditivare, și anume cu elastoplastomeri, cu 15 polimeri tip stiren-butadien-stiren și cu polimeri termoactivi acceleratori de aderență, o armătură compozită, alcătuită dintr-o țesătură compozită minerală, cu greutate între 80 și 17 220 g/m², cu rezistență la rupere între 1500 și 3000 N/5 cm și alungire de 2...4%, dublată cu o țesătură nețesută din fire poliesterice lungi, ranforsată cu filamente longitudinale și/sau 19 transversale de fibră de sticlă, cu gramaj de 90.. .220 g/m², impregnată în masă bituminoasă aditivată cu agenți de compatibilizare, o folie siliconată de polipropilenă, aplicată pe partea 21 inferioară a membranei, o armătură de protecție din țesătură nețesută din fire polipropilenice, aplicată pe partea superioară a membranei și o folie siliconată de protecție a suprapunerii 23 laterale.

Avantajele acestui produs sunt: 25

- blochează ascensiunea apei din pânza freatică prin stratul de bază spre stratul superior de uzură al îmbrăcăminții rutiere. Aceasta, prin cicluri de îngheț-dezgheț, deterio- 27 rează în timp structura drumului, la nivelul zonei de separație a celor două straturi;

- blochează accesul apei acumulate din intemperii în eventualele fisuri din stratul de 29 uzură spre stratul de bază al drumului, sub presiunea exercitată de roțile autovehiculelor.

Apa poate genera eforturi orizontale de forfecare sau despicare a fisurilor. Sistemul se 31 constituie astfel ca un strat impermeabil, dând timp fundației să dreneze apa, iar stratului de uzură să evacueze apa prin evaporare; 33

- reduce sau blochează propagarea fisurilor din stratul suportai drumului către stratul de uzură, prin preluarea tensiunilor existente între straturi. Armătura utilizată și special 35 proiectată pentru acest produs are caracteristici mecanice deosebite, în special cele de rezistență și alungire la rupere, cât și de încărcare statică; 37

- aplicare facilă și autofixarea membranei prin termoaderență, și suprapunere facilă a părților laterale și de capăt, prin dezlipirea filmului siliconat de protecție;39

- coeziune perfectă în structura îmbrăcămintei rutiere, datorită compoziției speciale a masei bituminoase și a aditivilor termoactivi folosiți;41

- stabilitatea formei și implicit a caracteristicilor membranei compozite;

- reduce timpul de lucru, imediat după fixare pe stratul suport membrana permite 43 circulația utilajelor de asfaltare.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu:45

- fig. 1, care reprezintă o secțiune longitudinală printr-o membrană bituminoasă cu elastoplastomeri, compozită, termoadezivă, multiarmată;47

- fig. 2, care reprezintă o vedere de sus a membranei bituminoase cu elastoplastomeri, compozită, termoadezivă, multiarmată.49

RO 122906 Β1

Membrana bituminoasă cu elastoplastomeri, compozită, termoadezivă, multiarmată, conform invenției, este formată din stratul superior 1, care este o masă bituminoasă caracterizată printr-o rezistență deosebită la temperaturi ridicate, având în vedere și condițiile de lucru cu un asemenea material, respectiv stabilitatea formei și a caracteristicilor la turnarea masei de asfalt proaspăt. Pentru a obține un material cu rezistență la temperaturi ridicate, se va folosi bitum distilat cu penetrație 120.. .200 dmm, aditivat cu elastoplastomeri, poliolefine de primă utilizare sau regranulate (5...30%) cu o structură stereoregulată și ca atare o temperatură de topire peste 130°C, polimeri termoactivi acceleratori de aderență (3.. .5%), filer de calcar (10...15%). Masa bituminoasă astfel aditivată va căpăta o duritate suplimentară, fiind rezistentă la acțiunea unor sarcini de compresie (circulație rutieră) și în mod special la temperatura și compresia exercitată prin turnarea masei de asfalt proaspăt peste acest sistem. Stratul inferior 2, cel care va fi în contact direct cu suportul de hidroizolare, este special conceput pentru a facilita utilizarea membranei. Masa bituminoasă are o compoziție specială, fiind alcătuită din bitum distilat cu penetrație 120...200 dmm, aditivat cu elastoplastomeri cu polimeri tip stiren-butadien-stiren și cu polimeri termoactivi acceleratori de aderență în procent global de 10...15%. Acești aditivi au o structură de tip rețea, în golurile căreia sunt înglobate particule de bitum, realizând astfel o structură compactă, deosebit de flexibilă și aderentă. Prin folosirea aditivilor, termosudarea membranei între stratul de bază al drumului și stratul asfaltic de uzură se realizează prin transmiterea căldurii mixturii asfaltice proaspăt turnate și activarea aditivilor termoaderenți. Totodată, acești aditivi asigură o adezivitate a membranei de suport la temperatura ambiantă.

Armătura compozită 3, folosită ca portant, este o țesătură compozită minerală A, cu greutate între 80 și 220 g/m², cu rezistență la rupere între 1500 și 3000 N/5 cm și alungire de 2...4%, dublată de o țesătură nețesută din fire poliesterice lungi tip B, cu gramaj de

90...220 g/m^z. Țesătura poliesterică din fire lungi B are avantajul de a repartiza uniform forțele de forfecare, dar în mod special de a conferi sistemului o deosebită rezistență la penetrare statică și dinamică, între 25 și 35 kg. Aceste forțe de penetrare pot apărea cu precădere în zona asperităților porțiunii decopertate, sub presiunea cilindrilor compactorului și a agregatelor prezente în mixtura asfaltică. Se evită astfel penetrarea membranei, care ar însemna practic anularea funcției de impermeabilizare. Armătura compozită 3 se constituie ca o structură de rezistență la încărcare statică verticală, preluând în același timp eforturile de forfecare și de întindere în dreptul fisurilor și diminuând propagarea pe orizontală a fisurilor. Rezistența cumulată a armăturii compozite are valori cuprinse între 30 și 60 KN/m. în acest interval de valori, propagarea unei fisuri este întârziată cu 100% în comparație cu un sistem fără ranforsare. Armătura compozită 3 poate fi obținută și din fabricație, ca un interțesut laminat al celor două tipuri individuale de suport. Această armătură se impregnează în profunzime cu masă bituminoasă, aditivată cu agenți de compatibilizare, evitând delaminarea celor două straturi ale membranei.

Folia siliconată de polipropilenă 4, cu o greutate de 40...60 g/m², este dispusă pe partea inferioră. Are rol de protecție a suprafeței aderente a membranei, prevenind lipirea rolelor între ele la ambalare și se dezlipește cu ușurință înainte de utilizare. Armătura de protecție 5 este o țesătură nețesută de fire polipropilenice, cu gramaj între 20...60 g/m². Armătura de protecție 5 protejează membrana după aplicare, permițând circulația utilajelor și a personalului. în același timp, prin creșterea suprafeței de contact și a rețelei interțesute, mărește coeziunea la nivelul particulelor dintre membrana bituminoasă și stratul de asfalt turnat.

RO 122906 Β1

Folia siliconată de protecție a marginii de suprapunere laterală 6 are o lățime de 1

10...12 cm. Are rolul de a proteja suprafața aderentă a membranei și se dezlipește cu ușurință înainte de punerea în lucru. 3

Caracteristici tehnice ale membranei

Lățimea rolei	1...4m
Lungimea rolei	5...30 m
Masa areică	2...6 kg/m²
Grosimea stratului superior	1...4 mm
Grosimea stratului inferior	1...4 mm
Rezistența la rupere	30...60 KN/m
Alungirea la rupere	2...4%
Masa areică a voalului de PP	20...60 g/m²
Masa areică a armăturii compozite	170...440 g/m²
Punct de topire	^150’C
încărcare statică	25...40 kg

Membrana bituminoasă compozită conform invenției se utilizează atât la reabilitarea structurilor rutiere degradate, cât și la proiectarea și execuția unor lucrări noi. în cazul reabilitării drumurilor, se îndepărtează stratul de uzură prin frezare. Stratul de bază se curăță de resturi și se amorsează cu o amorsă bituminoasă, 300.. .400 g/m². După uscarea amorsei, se desfășoară rolele de material pe direcția longitudinală a drumului. Se desprinde folia siliconată de pe partea inferioară a membranei, lipind în același timp membrana prin desfășurare. Se desprinde și folia siliconată de pe suprapunerile laterale și se aplică prin suprapunere pe 10 cm rola următoare. Se acoperă în acest fel întreaga suprafață de lucru, rolele se aplică în sistem interțesut. Semiaderența materialului la temperatura ambiantă la substrat va permite circulația utilajelor și a personalului fără a deteriora materialul. Se toarnă asfaltul cald, stratul de uzură, în proces continuu și se compactează. Termosudarea totală a materialului se va realiza instantaneu, prin transmiterea căldurii asfaltului prin masa materialului și termoactivarea aditivilor din compoziția sa. în cazul execuției unor lucrări noi, aplicarea membranei se face prin același procedeu, după turnarea stratului de bază al drumului.

Claims

Revendicări

1. Membrană bituminoasă pentru hidroizolarea și ranforsarea îmbrăcăminții rutiere, caracterizată prin aceea că este compozită, cu elastoplastomeri, termoadezivă și multiarmată, alcătuită dintr-o succesiune de straturi dispuse astfel: un strat superior (1) alcătuit din bitum distilat cu penetrație de 120...200 dmm, aditivat cu 5...30% elastoplastomeri și poliolefine de primă utilizare sau regranulate, 3...5% polimeri termoactivi acceleratori de aderență și 10...15% filer de calcar, o armătură compozită (3) alcătuită dintr-o țesătură compozită minerală (A) cu greutate de 80...220 g/m², cu rezistență la rupere de

1500.. .3000 N/5 cm și alungire de 2...4%, dublată de o țesătură nețesută din fire poliesterice lungi (B), ranforsată cu filamente longitudinale și/sau transversale de fibră de stică cu gramaj de 90...220 g/m², impregnată în masă bituminoasă aditivată cu agenți de compatibilizare, un strat inferior (2) alcătuit din bitum distilat cu penetrație de 120...200 dmm, aditivat cu

10.. .15% elastoplastomeri, polimeri de tip stiren-butadien-stiren și polimeri termoactivi acceleratori de aderență, ansamblul rezultat având niște straturi de protecție, dispuse astfel: o folie siliconată de polipropilenă (4), aplicată pe partea inferioară a membranei, cu o greutate de 40...60 g/m², o armătură de protecție permanentă (5) din țesătură nețesută din fire polipropilenice, aplicată pe partea inferioară a membranei, având o greutate de

20.. .60 g/m², și o folie siliconată de protecție a suprapunerii laterale (6) cu o lățime de

10.. .12 cm, rezistența cumulată a armăturii compozite fiind între 30 și 60 kN/m.
2. Membrană bituminoasă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că stratul superior (1) este alcătuit din bitum distilat cu penetrație de 120...200 dmm, aditivat cu elastoplastomeri, 5...30% poliolefine de primă utilizare sau regranulate, 3...5% polimeri termoactivi acceleratori de aderență și 10...15% filer de calcar.
3. Membrană bituminoasă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că stratul inferior (2) este alcătuit din bitum distilat cu penetrație de 120...200 dmm, aditivat cu elastoplastomeri și polimeri tip stiren-butadien-stiren și 10...15% polimeri termoreactivi acceleratori de aderență.
4. Membrană bituminoasă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este multiarmată cu o țesătură compozită minerală (A), având o greutate între 80 și 220 g/m², o rezistență la rupere de 1500...300 N/5 cm și alungire de 2...4%, dublată cu o țesătură din nețesută din fire poliesterice lungi (B), ranforsată cu filamente longitudinale și/sau transversale de fibră de sticlă, cu gramaj de 90...220 g/m², cu valori ale rezistenței la rupere de 30...60 kN/m și cu valori ale încărcării statice mai mari de 25 kg.
5. Membrană bituminoasă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este termoadezivă și înglobează aditivi termoactivi acceleratori de aderență, termosudarea producându-se prin transmiterea căldurii masei asfaltice a stratului de uzură și nu prin termosudare cu flacără.
6. Membrană bituminoasă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că membrana este adezivă parțial la suport la temperatura ambiantă, permițând circulația utilajelor și a personalului.
7. Membrană bituminoasă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este prevăzută cu o folie siliconată de polipropilenă (4) pe întreaga suprafață dorsală și cu folie siliconată de protecție a suprapunerii laterale (6), având rolul de a proteja suprafața aderentă a membranei și care se desprinde înainte de aplicare, facilitând dispunerea membranelor peste suport.
8. Membrană bituminoasă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că posedă din fabricație o armătură de protecție (5) la partea superioară, alcătuită dintr-o țesătură nețesută din fire polipropilenice, cu gramaj de 20...60 g/m², protejând membrana după aplicare și facilitând coeziunea particulelor din masa asfaltică turnată cu cele ale membranei.