RECYKLING
W BUDOWNICTWIE
DROGOWYM

I. Recykling kruszyw
drogowych.

II. Recykling nawierzchni.

III. Modyfikacje mialem
gumowym.

NA GORĄCO
- remixing
- remixing plus

RECYKLING NAWIERZCHNI

NA ZIMNO
- mieszanka MCE,
- recykling głęboki z dodatkiem
EN-1

RECYKLING NAWIERZCHNI – przetworzenie

istniejących, zniszczonych warstw (warstwy)

nawierzchni na nową, nośną warstwę

konstrukcyjną

(najkorzystniej o charakterze podatnym)

• Usunięcie spękań odbitych w nowej warstwie

ścieralnej

• Usunięcie odkształceń trwałych (kolein)
• Możliwość dokonania naprawy podbudowy
• Zmniejszenie potrzeby produkcji nowych
• materiałów budowlanych
• Ograniczenie powierzchni odkładów i hałd
• Szybki postęp robót

CEL ZASTOSOWANIA
RECYKLINGU NAWIERZCHNI

RECYKLING NA ZIMNO

PODSTAWOWY PODZIAŁ:
1). Mieszanka MCE
2). Recykling głęboki z dodatkiem EN-1

MIESZANKA MCE

Mieszanka mineralno –
cementowo –emulsyjna
(MCE) o ciągłym
uziarnieniu, składająca się
z destruktu lub destruktu i
kruszywa mineralnego,
wymieszana sposobem na
zimno z cementem i
emulsją asfaltową w
określonych proporcjach,
w warunkach optymalnej
wilgotności.

ZALETY MIESZANKI MINERALNO –

CEMENTOWO - EMULSYJNEJ

• Ochrona środowiska
• Możliwość użycia w całości materiału

z rozbiórki starej nawierzchni bitumicznej

• Nowa podbudowa jest warstwą podatną

(uniknięcie spękań odbitych)

• Przetworzenie warstwy mieszanki mineralno-

smołowej nie stwarza zagrożeń dla zdrowia,
ze względu na zimny proces technologiczny

ETAPY PROJEKTOWANIA MCE

• Rozpoznanie konstrukcji nawierzchni
• Odwierty (odkrywki frezarką)
• Analiza granulometryczna uzyskanego materiału
• Określenie zawartości lepiszcza
• Wykonanie próbek z przygotowanej laboratoryjnie

mieszanki MCE

• Oznaczenie stabilności i odkształcenia próbek

metodą Marshalla

• Wybór mieszanki o składzie optymalnym

ODWIERTY

ODKRYWKA

RECYKLING NA ZIMNO

GRANULOWANIE

ROZKŁADANIE CEMENTU

MIESZANIE MATERIAŁU WRAZ Z EMULSJĄ

ZAGĘSZCZENIE PODBUDOWY

RECYKLING GŁĘBOKI z EN-1

Recykling z użyciem środka EN-1
Proces technologiczny polegający na użyciu destruktu, po

ewentualnym doziarnieniu go kruszywem, dodaniu stabilizatora
EN-1 i cementu, wymieszaniu przy zachowanej wilgotności
optymalnej i z tak uzyskanej mieszanki wykonania warstwy
podbudowy w jednym ciągu technologicznym

EN-1
Substancja płynna złożona z mieszaniny kwasów

sulfonowych rozpuszczonych w kwasie siarkowym oraz
innych związków zawierających utleniacz,
rozpuszczalnik i naturalny dyspergator. Wzajemne
oddziaływanie tych składników wzbudza naturalnie
występujące w gruncie cementy mineralne i wiąże
cząsteczki gruntu tworząc materiał analogiczny do
większości skał osadowych.

PRZYKŁAD REALIZACJI MIESZANKI

Z UŻYCIEM RECYKLINGU GŁĘBOKIEGO Z EN-1

RECYKLING Z UŻYCIEM MIKSERA STACJONARNEGO

PRZYKŁAD RECYKLINGU Z UŻYCIEM MIKSERA

STACJONARNEGO

PRZYKŁAD RECYKLINGU Z UŻYCIEM MIKSERA

STACJONARNEGO

PRZY METODZIE NA ZIMNO NALEŻY UWZGLĘDNIC:

- Niejednorodność podbudowy recyklowanej
- Wyłączenie odcinków z warstwą MCE na okres

7 dni od wykonania

- Ograniczenia frakcyjne – maksymalny wymiar

ziarn kruszywa w istniejącej podbudowie nie

powinien przekraczać 80mm

- Recyklingowi z dodatkiem środka EN-1 mogą

być poddane warstwy nawierzchni

zawierające powyżej 20% frakcji pylastych

- Mieszanka MCE powinna być wbudowywanIaw

temperaturze powyżej +5 st.C

RECYKLING NA GORĄCO

PODSTAWOWY PODZIAŁ:
1). Remixing
2). Remixing PLUS

CHARAKTERYSTYKA TECHNOLOGII

- Wykonanie na miejscu lub w otaczarni
- Minimalne utrudnienia w ruchu
- Duży postęp robót
- Wykorzystanie materiału już wbudowanego
- Uzyskanie nowej warstwy o parametrach jak dla

nowych mieszanek min.- asfaltowych (poprzez
dodatek mieszanki doziarniającej)

- Doskonałe połączenie warstw
- Poprawa geometrii (spadki poprzeczne i profil

podłużny)

- Doskonała spoina podłużna bez stosowania

dodatkowych zabiegów lub materiałów
uszczelniających

CHARAKTERYSTYKA TECHNOLOGII - MASZYNY

CHARAKTERYSTYKA TECHNOLOGII - MASZYNY

CHARAKTERYSTYKA TECHNOLOGII - MASZYNY

SCHEMAT DZIAŁANIA REMIKSERA

PRZYKŁAD REALIZACJI MIESZANKI

Z UŻYCIEM REMIXINGU

PRZYKŁAD REALIZACJI MIESZANKI

Z UŻYCIEM REMIXINGU

PRZYKŁAD REALIZACJI MIESZANKI

Z UŻYCIEM REMIXINGU

REMIXING PLUS

- Technologia recyklingu na gorąco
- Wykonanie na miejscu
- Minimalne utrudnienia w ruchu
- Duży postęp robót
- Wykorzystanie materiału już wbudowanego
- Wykonanie dwóch warstw bitumicznych

w jednym przejściu zestawu maszyn

- Doskonałe połączenie trzech warstw

sąsiadujących ze sobą („podłoże”, warstwa

remiksowana, warstwa z nowej mieszanki

mineralno-asfaltowej)

- Poprawa geometrii
- Doskonała spoina podłużna bez dodatkowych

zabiegów i materiałów

- Odnowa i wzmocnienie istniejącej konstrukcji

SCHEMAT DZIAŁANIA WARIANTU REMIXING PLUS

CECHY TECHNOLOGII:

- Połączenie (sczepność)

układanych warstw
(przenikanie w strefie
styku - ”zazębianie” się
warstw)

- Doskonała

„współpraca” ułożonych
warstw , co zapewnia
prawidłowe zachowanie
konstrukcji
wielowarstwowej

- Wykonanie spoiny

podłużnej „na gorąco”
co zapewnia jej bardzo
dobrą szczelność.

OGRANICZENIA W STOSOWANIU:

- Nie można stosować remixingu warstw

bitumicznych zawierających składniki smołowe

- Warstwy leżące poniżej warstwy remiksowanej

powinny charakteryzowac się odpowiednia
nośnością (warstwy podbudowy) i odpornością
na odkształcenia lepkoplastyczne (warstwy
bitumiczne)

- Stosowanie metod remixingu nawierzchni, w

której znajdują się urządzenia obce
(studzienki, włazy, zawory) może sprawiać
trudności techniczne i organizacyjne.

- Brak kontroli nad składem warstwy

remixowanej

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

Mieszanki mineralno-asfaltowe w Polsce, Europie i na świecie stanowią
podstawowy materiał do budowy warstw konstrukcyjnych nawierzchni
drogowych. Pomimo że lepiszcza stanowią w mieszankach mineralno-
asfaltowych (MMA) tylko 4-6%, odgrywają decydującą rolę w trwałości
nawierzchni drogowej.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

Stwierdzono, że ten udział w przybliżeniu wynosi odpowiednio:
- ze względu na koleinowanie 40%
- ze względu na powstawanie spękań zmęczeniowych (trwałość zmęczeniowa) 60%

oraz ze względu na spękania temperaturowe – ponad 90%

Jedną z metod poprawy jakości asfaltu przez jego modyfikację jest dodanie do asfaltu lub MMA miału gumowego uzyskanego z rozdrobnienia zużytych

opon samochodowych.

Wykorzystanie w budownictwie odpadów ze zużytych opon samochodowych i innych wyrobów gumowych ma aspekt zarówno techniczny jak i ekologiczny.

Uzyskuje się poprawę właściwości lepiszcza i MMA oraz zagospodarowuje się niebezpieczne dla środowiska gumowe materiały odpadowe i miał do budowy

warstw konstrukcyjnych nawierzchni drogowych. Pomimo że lepiszcza stanowią w mieszankach mineralno-asfaltowych (MMA) tylko 4-6%, odgrywają

decydującą rolę w trwałości nawierzchni drogowej.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

1250 zużytych opon można wykorzystać do wykonania

kilometrowego pasa ruchu grubości 50mm

Średnio każdy człowiek generuje 1 zużytą oponę

rocznie

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

ASPEKT EKOLOGICZNY
Wyeksploatowane opony samochodowe stanowią ogromny problem ekologiczny w skali światowej. Przeciętnie w samochodzie osobowym znajduje się

około 60 kg gumy, w tym ok. 40 kg stanowią opony. Szacuje się, że w Polsce jest do zagospodarowania około 200 tys. ton zużytych opon rocznie.

Bieżnikowaniu podlega tylko około 6 tys. ton.

Spośród stosowanych na świecie metod przerobu odpadów gumowych ze zużytych opon samochodowych najbardziej znane są następujące:
- spalanie opon
- utylizacja metodą pirolizy
- utylizacja przez rozpuszczanie w rozpuszczalnikach organicznych
- kriogeniczne rozdrabnianie opon na miał gumowy
- mechaniczne rozdrabnianie opon na miał gumowy
Spalanie opon, piroliza i destrukcja gumy w rozpuszczalnikach są mało popularne, ze względu na wysokie koszty instalacji i eksploatacji wynikające z

konieczności stosowania drogich urządzeń do oczyszczania i kontroli spalin.

Najlepszymi metodami wydają się być dwie: metoda mechanicznego rozdrobnienia oraz kriogeniczna. Są one bardzo skuteczne, ekologicznie czyste i z

punktu widzenia zastosowań w budownictwie drogowym dają najlepszy produkt.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

ASPEKT TECHNICZNY
Znane są dwa sposoby dozowania miału gumowego (granulatu gumowego) do

mieszanek MA.:

- dozowanie miału gumowego do asfaltu (metoda wet)
- dozowanie granulatu gumowego do kruszywa (metoda dry)
Według pierwszego otrzymuje się zmodyfikowane lepiszcze gumowo-asfaltowe,

według sposobu

drugiego – zmodyfikowaną mieszankę mineralno-gumowo-asfaltową.

Schemat wytwarzania MMA modyfikowanej dodatkami gumowymi:

1. Zużyte opony zostają zbierane i składowane 2. Następuje rozdrobnienie gumy na miał
3. Guma jest mieszana z asfaltem i użyta do produkcji asfaltu modyfikowanego a następnie

beton
asfaltowo-gumowy jest składowany w silosach 4. Proces wbudowania przebiega standardowo

jak dla zwykłych mieszanek. 5. Na jeden km budowanego odcinka przypada 1250 sztuk

zużytych opon.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

Zmieniają się właściwości fizyczne

układu guma-asfalt, powstaje
nowy materiał o polepszonych
właściwościach: lepiszcze
gumowo-asfaltowe

METODA WET

Badania wykazały, że guma
zmieszana z asfaltem i
poddana działaniu wysokiej
temperatury (w wyniku
reakcji chemicznej
pomiędzy żywicami z
asfaltów i cząsteczkami
gumy) staje się miększa i
bardziej elastyczna.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

METODA WET

ZALETY:

- Charakteryzuje się ono wieloma dodatnimi cechami w
porównaniu z lepiszczami standardowymi.
- Dodatek miału gumowego do asfaltu powoduje wzrost
temperatury mięknienia oraz korzystne rozszerzenie
temperaturowego zakresu plastyczności do ponad 60°C i wzrost
lepkości dynamicznej.
- Modyfikowane lepiszcze charakteryzuje się również
poprawionym indeksem penetracji, co wskazuje na
zmniejszenie jego wrażliwości temperaturowej.
- Polepszają się również właściwości sprężyste lepiszcza
gumowo-asfaltowego w porównaniu z asfaltem wyjściowym
- W temp. ujemnej (-20°C) lepiszcze gumowo-asfaltowe nie
przechodzi w stan sprężysty kruchy.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

Wyniki badań mieszanek MMA modyfikowanych

metodą „dry” wykazały, że charakteryzują
się one wyższym modułem sprężystości i
wyższą trwałością zmęczeniową w
porównaniu z mieszankami tradycyjnymi oraz
zwiększoną odpornością na odkształcenia
trwałe

METODA DRY

W tej metodzie część kruszywa mineralnego w
mieszance mineralno-asfaltowej zastępuje się
granulatem gumowym. Projektuje się skład
mieszanki mineralnej o nieciągłym uziarnieniu.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

Badania trwałości zmęczeniowej i odporności na koleinowanie

mieszanek mineralno-asfaltowych z lepiszczami gumowo-

asfaltowymi oraz badania trwałości zmęczeniowej wykazały, że

są one bardziej odporne na powstawanie odkształceń trwałych i

charakteryzują się znacznie większą trwałością zmęczeniową

(15-20 razy w stosunku do klasycznej MMA)

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

200mm konwencjonalnego
asfaltu po 13 latach użytkowania

25mm asfaltu modyfikowanego
granulatem gumowym po13
latach użytkowania

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

Porównanie wytrzymałości różnych rodzajów asfaltów

zastosowanych na amerykańskich autostradach.

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

ZASTOSOWANIE LEPISZCZA
GUMOWO-ASFALTOWEGO I MMA-GUMOWEJ

W budownictwie drogowym mogą mieć
one wszechstronne zastosowanie, m.in.:
- masa zalewowa do wypełniania szczelin i innych
- pokrowce nawierzchniowe do wypełniania (powierzchniowe

utrwalanie) –
SAM (Stress Absorbent Membran – membrany absorbujące

naprężenia)

- SAMI (Sterss Absorbent Membrane Interlayer) celem

przeciwdziałania rozprzestrzenianiu się spękań i penetracji

wilgoci

- mieszanki mineralno-bitumiczne z lepiszczem gumowo-

asfaltowym

- mieszanki mineralno-asfaltowe na nawierzchnie drenujące
- warstwy wodochronne do zabezpieczeń nawierzchni przed

filtracja wody

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

GŁOWNE CECHY:

Dodatek gumy z recyklingu powoduje:
-

zwiększenie odporności na starzenie

- poprawę właściwości lepkosprężystych
- wzrost temperatury mięknienia (zmniejszenie podatności

kompozytów na koleinowanie)

- zwiększenie odporności na działanie niskiej temperatury (odporn.

na spękania niskotemp.)

- zwiększenie odporności na działanie wysokiej temperatury (wzrost

stabilności)

- zwiększenie trwałości zmęczeniowej warstw nawierzchni

asfaltowych (około 5 razy)

- zwiększenie trwałości, zarówno w warunkach oddziaływania

czynników klimatycznych (powietrze, woda), jak i obciążeń od kół

pojazdów samochodowych (trwałość 2-3 krotnie większa niż w

przypadku typowego asfaltu)

- zmniejszenie hałasu o ok. 3-10 dB (mieszanki na nawierzchnie

drenujące z lepiszczem gumowo-asflatowym)

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA

8-letni odcinek grubości 35mm (USA, Texas)

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA

10-letni odcinek grubości 30mm (USA, Los Angeles)

ASFALT MODYFIKOWANY

MIAŁEM (GRANULATEM) GUMOWYM

PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA

12-letni odcinek grubości 50mm (USA, Tucson)

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ!

Opracowali:
Barbara Witkowska
Marcin Wudniak