STUDIA INŻYNIERSKIEE
KIERUNEK: BUDOWNICTWO
Przedmiot:
NAWIERZCHNIE DROGOWE I TECHNOLOGIA ROBÓT DROGOWYCH
Temat: Mieszanki mineralno-asfaltowe: rodzaje, zastosowanie,
projektowanie składu, własności i wymagania.
dr inż. Piotr Zieliński
Politechnika Krakowska
Katedra Budowy Dróg i Inżynierii Ruchu
Rok akademicki 2012/2013
Mieszanka mineralno-asfaltowa (MMA) składa się z mieszanki
mineralnej (kruszywo i wypełniacz) oraz lepiszcza asfaltowego
powietrze
asfalt
Asfalt zaabsorbowany przez mieszankÄ™ mineralnÄ…
mieszanka mineralna
Ca
Å‚
kowita objeto
ść MMA
Efektywna objeto
ść
mieszanki mineralnej
Podział mieszanek mineralno asfaltowych
ze względu na typ uziarnienia:
wð Mieszanki o ciÄ…gÅ‚ym uziarnieniu (typu betonowego) - np. beton
asfaltowy, beton asfaltowy o wysokim module sztywności, asfalt
lany
wð Mieszanki o nieciÄ…gÅ‚ym uziarnieniu (typ poÅ›redni)  np. SMA,
BBTM, asfalt porowaty
wð Mieszanki makadamowe (jednofrakcyjne)  np. powierzchniowe
utrwalenie
Mieszanką o uziarnieniu ciągłym jest mieszanka, w której następuje
stopniowy, ciągły przyrost zawartości składników poszczególnych,
coraz większych frakcji  np. beton asfaltowy, asfalt lany
Mieszanka o uziarnieniu nieciągłym, to taka mieszanka mineralna, w
której pomiędzy ziarna o największym rozmiarze zmieszczą się ziarna
mniejsze w taki sposób, aby przestrzenie między nimi uzupełnić, ale
nie rozepchnąć  np. SMA, BBTM
Mieszanka typu makadamowego (jednofrakcyjna) 
np. powierzchniowe utrwalenie
Krzywe graniczne uziarnienia
dla przykładowych typów MMA
Podział MMA z uwagi na rodzaj
Podstawowe składniki MMA:
wð Kruszywo grube 2-22 mm (grysy)
wð Kruszywo drobne <2 mm (piasek lub piasek Å‚amany)
wð WypeÅ‚niacz <0,063 mm (mÄ…czka wapienna)
wð Asfalt drogowy (zwykÅ‚y lub modyfikowany)
Dodatkowo mogą być stosowane:
wð Granulat asfaltowy (pozyskany z destruktu z frezowania
nawierzchni)
wð Åšrodki adhezyjne
wð Stabilizatory asfaltu (np. włókna)
wð PyÅ‚y z odpylania kruszywa w otaczarni (jako wyp. zastÄ™pczy)
wð WypeÅ‚niacz mieszany (z dodatkiem wapna hydratyzowanego)
Kruszywo w MMA
wð PodstawowÄ… funkcjÄ… kruszywa w MMA jest stworzenie stabilnego
szkieletu, który zapewni nośność warstwy oraz przyczyni się do jej
odporności na odkształcenia trwałe (koleiny, wgnioty itp.)
wð Kruszywo może stanowić nawet ponad 90% skÅ‚adu MMA, co
wpływa na jego duże zapotrzebowanie przy produkcji MMA
wð Kruszywo powinno speÅ‚niać okreÅ›lone wymagania w zakresie
geometrii (uziarnienie, zawartość pyłów, kształt, zawartość ziaren
łamanych), właściwości fizycznych (odporność na rozdrabnianie,
odporność na polerowanie-warstwa ścieralna, nasiąkliwość)
trwałości (mrozoodporność, przyczepność asfaltu do kruszywa,
zgorzel słoneczna dla bazaltu) oraz właściwości chemicznych
(odporności na rozpady i stałość objętości przy kruszywach z żużli
hutniczych).
Wypełniacz (mączka mineralna)  funkcje:
wð WypeÅ‚nienie wolnych przestrzeni miÄ™dzy ziarnami mieszanki
mineralnej (grysu i piasku)
wð Usztywnienie asfaltu i wytworzenie z nim jednorodnego mastyksu
wiążącego ziarna mieszanki mineralnej, czyli modyfikowania
właściwości reologicznych asfaltu
wð Zabezpieczenie spójnoÅ›ci, wodoszczelnoÅ›ci i mrozoodpornoÅ›ci
mieszanki MA przez polepszenie adhezji asfaltu do powierzchni
ziarn mieszanki mineralnej
Asfalt  funkcje w MMA
wð Wiąże ziarna kruszywa zapewniajÄ…c odpowiedniÄ… spójność i
szczelność MMA, a tym samym zabezpiecza ją przed
przenikaniem wody
wð Determinuje sztywność MMA przez co wpÅ‚ywa na wielkoÅ›ci
naprężeń i odkształceń w konstrukcji nawierzchni od obciążenia
ruchem
wð Zapewnia odpowiednie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci zmÄ™czeniowe MMA
wð W znacznym stopniu wpÅ‚ywa na odporność MMA na
odkształcenia trwałe (koleinowanie, wgnioty itp.)
wð WpÅ‚ywa na odporność MMA na samoistne spÄ™kania mrozowe
(poprzez usztywnienie siÄ™ asfaltu w niskiej temperaturze)
Normy europejskie na mieszanki mineralno-asfaltowe
PN-EN 13108-x: Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania.
wð Część 1: Beton asfaltowy (AC)
wð Część 2: Mieszanka BBTM
wð Część 5: Mieszanka SMA
wð Część 6: Asfalt lany (MA)
wð Część 7: Asfalt porowaty (PA)
wð Część 8: Destrukt asfaltowy (RA)
wð Część 20: Badanie typu
wð Część 21: ZakÅ‚adowa Kontrola Produkcji
Wymagania dotyczące składników do MMA:
Øð Lepiszcze
Øð Kruszywa
Øð Destrukt asfaltowy
Øð Dodatki
Wymagania ogólne dotyczące MMA
ØðSkÅ‚ad i uziarnienie
ØðOtoczenie ziaren i jednorodność
ØðZawartość wolnych przestrzeni
ØðWodoodporność
ØðOdporność na deformacje trwaÅ‚e
ØðOdporność na opony okolcowane
ØðReakcja na ogieÅ„
ØðOdporność na paliwa do zastosowaÅ„ na lotniskach
ØðOdporność na Å›rodki odladzajÄ…ce na lotniskach
ØðTemperatura mieszanki
ØðTrwaÅ‚ość
Wymagania empiryczne dotyczÄ…ce MMA:
ØðUziarnienie
ØðZawartość lepiszcza
ØðWÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci Marshalla  stabilność, osiadanie, wskaz
nik
sztywności
ØðZawartość wolnych przestrzeni wypeÅ‚nionych asfaltem
ØðZawartość wolnych przestrzeni w mieszance mineralnej
ØðZawartość wolnych przestrzeni po 10 obrotach żyratora
ØðOdporność na deformacje trwaÅ‚e
Wymagania funkcjonalne dotyczÄ…ce MMA:
Øð SkÅ‚ad  uziarnienie i zawartość lepiszcza
Øð Sztywność  moduÅ‚ sztywnoÅ›ci
Øð Odporność na deformacje trwaÅ‚e
Øð Odporność na zmÄ™czenie
Moduł sztywności i odporność na zmęczenie
mieszanek mineralno-asfaltowych sÄ… wykorzystywane do
wymiarowania konstrukcji nawierzchni metodÄ…
mechanistycznÄ….
Funkcje warstw asfaltowych w nawierzchni
Podbudowa i warstwa wiążąca - spełniają rolę warstw nośnych nawierzchni
drogowej. Powinny zapewnić nawierzchni nośność i odporność na zmęczenie
warstw związanych asfaltem oraz odporność na deformacje trwałe podłoża
gruntowego.
Warstwa ścieralna jest wierzchnią warstwą nawierzchni, która jest w kontakcie
z kołami pojazdów oraz jest bezpośrednio narażona na czynniki środowiskowe
i klimatyczne.
Warstwa ścieralna powinna zapewnić:
wð wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci przeciwpoÅ›lizgowe,
wð równość,
wð maÅ‚Ä… haÅ‚aÅ›liwość ruchu,
wð odporność na pÄ™kanie zmÄ™czeniowe,
wð odporność na pÄ™kanie niskotemperaturowe,
wð odporność na dziaÅ‚anie wody i Å›rodków odladzajÄ…cych
wð w razie potrzeby odporność na dziaÅ‚anie paliwa i ognia.
Projektowanie MMA
wð Projektowanie mieszanek mineralno-asfaltowych powinno uwzglÄ™dniać
przewidywane warunki pracy nawierzchni oraz przeciwdziałać powstawaniu
i ograniczać rozwój uszkodzeń w przewidywanym okresie eksploatacji materiału
w nawierzchni (np. deformacje trwałe lepko-plastyczne, spękania zmęczeniowe,
spękania niskotemperaturowe). Zakres zastosowanych metod projektowania
i badań laboratoryjnych powinien być właściwy do przeznaczenia projektowanej
mieszanki. Zarówno na etapie projektowania, jak i na etapie kontroli produkcji
należy unikać nadmiaru badań laboratoryjnych.
wð Należy też uwzglÄ™dniać warunki topograficzne oraz organizacjÄ™ ruchu (np.
wydzielone pasy powolnego ruchu, podjazdy pod wzniesienia, ronda, dojazdy
do skrzyżowań z sygnalizacją świetlną). Takie szczególne warunki obciążenia
ruchem wymagają zwiększenia odporności na deformacje trwałe nawierzchni
asfaltowej (dotyczy to zwłaszcza warstw podbudowy i warstwy wiążącej).
W tych szczególnych wypadkach zaleca się stosowanie nawierzchni i mieszanek
specjalnych, projektowanych według wymagań funkcjonalnych.
Dodatkowe uwarunkowania dla warstwy ścieralnej
wð W projektowaniu nawierzchni dróg w terenie zabudowy lub dróg
zamiejskich w pobliżu terenów zamieszkałych należy uwzględnić
potrzebę zmniejszenia hałasu generowanego przez kontakt koła
pojazdu z nawierzchnią. W tym celu w warstwie ścieralnej zaleca
siÄ™ stosowanie mieszanki mineralno-asfaltowej o sprawdzonej
zdolności zmniejszania hałasu toczenia kół pojazdu.
wð W szczególnych warunkach może być wymagane rozjaÅ›nienie
nawierzchni asfaltowej (np. wyróżnionych pasów ruchu lub
w tunelach). Można to uzyskać dobierając materiały do warstwy
ścieralnej: jasne kruszywa lub bezbarwne lepiszcza.
Szczepność międzywarstwowa jako warunek
trwałości nawierzchni
Warstwy asfaltowe nawierzchni drogowej powinny być dobrze
połączone ze sobą podczas budowy. Połączenie międzywarstwowe
zapewnia współpracę warstw w przenoszeniu obciążenia kołami
pojazdów na wszystkie warstwy.
Krajowe dokumenty aplikacyjne do norm
europejskich na MMA
wð WT-1: Kruszywa do mieszanek mineralno-asfaltowych i
powierzchniowych utrwaleń na drogach publicznych. Wymagania
techniczne, Warszawa 2008, aktualizacja 2010
wð WT-2: Nawierzchnie Asfaltowe na drogach publicznych.
Wymagania techniczne, Warszawa 2008, aktualizacja 2010.
wð WT-3: Kationowe Emulsje asfaltowe na drogach publicznych.
Wymagania Techniczne, Warszawa 2008.
Zastosowanie mieszanek mineralno-asfaltowych do
warstw konstrukcyjnych nawierzchni wg WT-2 2010
Warstwa Mieszanka mineralno-asfaltowa
nawierzchni
beton asfaltowy SMA asfalt lany BBTM MA
Åšcieralna + + + + +
Wiążąca + +
Wyrównawcza +
WzmacniajÄ…ca +
Podbudowa +
Skróty i symbole oznaczeń MMA
wð D - wymiar mieszanki mineralnej wyrażony w milimetrach [mm]
wymiarem górnego sita; w wypadku destruktu asfaltowego D jest większą
wartością z wymiaru sita M/1,4 (M jest najmniejszym wymiarem sita, przez
które przechodzi 100% materiału) lub najmniejszego wymiaru sita, przez które
przechodzi 85% materiału;
wð U - wielkość kawaÅ‚ków destruktu asfaltowego wyrażona przez
najmniejszy wymiar sita w mm, przez które przechodzi 100% kawałków
destruktu asfaltowego;
wð AC - beton asfaltowy (symbol ogólny bez wskazania warstwy, do której jest
przeznaczony);
wð BBTM - beton asfaltowy do bardzo cienkich warstw;
wð SMA - mieszanka mastyksowo-grysowa;
wð MA - asfalt lany;
wð PA - asfalt porowaty;
wð RA - destrukt asfaltowy.
Przykłady oznaczenia typu i wymiaru MMA:
wð AC 16 S 70/100 - beton asfaltowy o wymiarze najwiÄ™kszego kruszywa 16 mm
do warstwy ścieralnej z asfaltem 70/100;
wð AC WMS 16 W 20/30 - beton asfaltowy o wysokim module sztywnoÅ›ci
o wymiarze największego kruszywa 16 mm do warstwy wiążącej z asfaltem
20/30;
wð BBTM 8A 50/70 - beton asfaltowy do bardzo cienkich warstw o wymiarze
największego kruszywa 8 mm i modelu uziarnienia A z asfaltem 50/70;
wð SMA 11 50/70 - mieszanka SMA o wymiarze najwiÄ™kszego kruszywa 11 mm
z asfaltem 50/70;
wð MA 11 35/50 - asfalt lany o wymiarze najwiÄ™kszego kruszywa 11 mm
z asfaltem 35/50;
wð 40 RA 0/8 - destrukt asfaltowy o wymiarze najwiÄ™kszego kruszywa 8 mm
i maksymalnej wielkości kawałków 40 mm.
Mieszanka betonu asfaltowego (AC)
AC  Asphalt Concrete, mieszanka mineralno-asfaltowa o ciągłym
uziarnieniu, która w składzie zawiera wszystkie kolejne frakcje, w
proporcjach gwarantujących maksymalną szczelność mieszanki.
Mieszanka betonu asfaltowego może być stosowana we wszystkich
warstwach konstrukcyjnych nawierzchni: jako podbudowa zasadnicza,
warstwa wyrównawcza, wiążąca i ścieralna. Zawartość asfaltu (A) i wolnej
przestrzeni (P) w mieszance AC zależy od przeznaczenia i orientacyjnie
wynosi:
wð dla warstwy podbudowy: A=3.8 - 4.5%, P=4.0  8.0 %
wð dla warstwy wiążącej i wyrównawczej: A=4.2 - 4.6%, P=3.0  7.0 %
wð dla warstwy Å›cieralnej: A=5.4 - 6.0%, P=1.0  4.0 %
Krzywe graniczne dla AC 22 P KR 3-6
ASTM
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
PN
Sita o oczkach kwadratowych, mm
230
120
60
35
18
10
5
3,5
Przechodzi przez sito, %
1
2
4
8
16
0,5
5,6
0,25
11,2
22,4
31,5
38,1
0,063
0,125
Uziarnienie i minimalna zawartość asfaltu dla betonu
asfaltowego do podbudowy
Wymagania dla betonu asfaltowego do podbudowy
KR 1-2
Wymagania dla betonu asfaltowego do podbudowy
KR 5-6
Wymagania dla betonu asfaltowego do podbudowy
KR 3-4
Beton asfaltowy o wysokim module sztywności
AC WMS
wð Beton asfaltowy o wysokim module sztywnoÅ›ci (AC WMS) pozwala na
zwiększenie trwałości nawierzchni lub zmniejszenie grubości konstrukcji
nawierzchni. AC WMS może być stosowany do warstwy podbudowy i do
warstwy wiążącej.
wð Należy stosować AC WMS w dwóch warstwach: podbudowy i wiążącej (lub
tylko w warstwie wiążącej). Na warstwy AC WMS zaleca się stosować cienką
warstwę ścieralną o grubości nie większej niż 3 cm z mieszanki SMA lub
mieszanki BBTM.
wð WyjÄ…tkiem może być konstrukcja nawierzchni, w której na szczelnej
podbudowie z AC WMS ułożone będą wyłącznie warstwy asfaltu porowatego.
wð SkÅ‚ad AC WMS projektowany jest wyÅ‚Ä…cznie metodÄ… funkcjonalnÄ…, co wymaga
zaawansowanego zaplecza laboratoryjnego. Stosowanie AC WMS zaleca siÄ™
przede wszystkim w konstrukcjach nawierzchni dróg KR5÷6, w mniejszym
stopniu KR3÷4, ze wzglÄ™du na zaawansowane metody badawcze niezbÄ™dne
w projektowaniu mieszanki mineralno-asfaltowej.
Uziarnienie i minimalna zawartość asfaltu dla AC WMS
Wymagania dla betonu asfaltowego AC WMS
Mieszanka asfaltu lanego (MA)
MA  Mastics Asphalt, mieszanka mineralno-asfaltowa o ciągłym
uziarnieniu, o dużej zawartości mastyksu (20 - 32% wypełniacza +
>6,5% asfaltu), której konsystencja gwarantuje zagęszczenie się pod
własnym ciężarem, bez konieczności wałowania. Zawartość frakcji
grysowej w asfalcie lanym zwykle nie przekracza 50%.
Duża zawartość mastyksu nadaje mieszance szczelność i odporność na
czynniki atmosferyczne, natomiast zastosowanie twardego asfaltu zapewnia
odporność na deformacje trwałe.
Mieszanka MA jest przeznaczona do układania w warstwie ścieralnej lub w
warstwie ochronnej (jako nawierzchnia na obiekcie inżynierskim). Poza
obiektami układany jako nawierzchnia uliczna np. w torowiskach
tramwajowych.
Asfalt lany może być wbudowywany ręcznie (przy naprawach cząstkowych,
pracach na niewielkich powierzchniach) lub mechanicznie układarką, po
rozłożeniu wymaga uszorstnienia drobnym grysem lub piaskiem.
Uziarnienie i minimalna zawartość asfaltu
dla asfaltu lanego
Wymagania dla asfaltu lanego
Mieszanka SMA
SMA  Stone Mastics Asphalt (Splitt Mastics Asphalt), mastyks
grysowy, który w składzie zawiera dużo grysów (70-80%) i
stosunkowo dużo mastyksu tj. wypełniacza z asfaltem: ok. 10%
wypełniacza + >6,4% asfaltu + włókna jako stabilizator).
Zawartość frakcji piaskowej tj. 0.063/2 mm jest ograniczona i
wynosi ok. kilkunastu%, co daje mieszance nieciągłość uziarnienia.
Duża zawartość grysu nadaje mieszance odporność na deformacje
trwałe, natomiast mastyks trwałość i elastyczność.
Mieszanka SMA po rozłożeniu wymaga uszorstnienia drobnym
grysem.
Mieszanka SMA
Zalety:
wð Odporność na dziaÅ‚anie czynników atmosferycznych
wð WiÄ™kszÄ… odpornoÅ›ci na koleinowanie
wð ZwiÄ™kszona trwaÅ‚ość i zmniejszone zapotrzebowanie na zabiegi
utrzymaniowe
wð Szorstkość powierzchni i dobre odprowadzanie wody
wð Polepszona widzialność oznakowania poziomego
wð Zmniejszenie haÅ‚asu powstajÄ…cego na styku nawierzchnia-opona
wð Wodoszczelna, elastyczna, nie pÄ™ka, odporna na dziaÅ‚anie wilgoci
Wady:
wð Koszt produkcji wyższy niż betonu asfaltowego
wð WiÄ™ksze wymagania wobec warunków pogodowych podczas
wbudowania
Uziarnienie i minimalna zawartość asfaltu dla SMA
Wymagania dla SMA KR 3-4
Mieszanka BBTM
Mieszanka mineralno-asfaltowa
o nieciągłym uziarnieniu
przeznaczona do wykonywania
bardzo cienkich i ultra
cienkich warstw ścieralnych
nawierzchni drogowych,
określanych często jako  cienkie
warstwy ścieralne , zwłaszcza w
warunkach ograniczenia grubości
nowej warstwy np. ulice
miejskie, nawierzchnie mostowe,
odcinki pod wiaduktami.
Warstwa ścieralna z mieszanki BBTM
Uziarnienie warstw z mieszanki BBTM:
wð 0/8 mm, grubość warstwy: 1  3 cm
wð 0/11 mm, grubość warstwy: 1,5  3,5 cm
Zakres stosowania BBTM:
wð Zabiegi utrzymaniowe (zamiast powierzchniowych utrwaleÅ„)
wð Poprawy szczelnoÅ›ci nawierzchni
wð Poprawy szorstkoÅ›ci nawierzchni
wð Naprawy pÄ™knięć siatkowych (zmÄ™czeniowych)
wð Naprawy pÄ™knięć poprzecznych (odbitych i termicznych)
wð Naprawy zdeformowanych, skoleinowanych nawierzchni
Ograniczenia w stosowaniu cienkiej warstwy:
wð Nie stanowi istotnego wzmocnienia konstrukcji nawierzchni
wð Nie zapobiega odtworzeniu odksztaÅ‚ceÅ„ trwaÅ‚ych nawierzchni
wð Nie zapobiega przenoszeniu spÄ™kaÅ„ z dolnych warstw nawierzchni
Uziarnienie i minimalna zawartość asfaltu dla
mieszanki o nieciągłym uziarnieniu (BBTM)
BBTM 8 WG WT-2 2010
Wymagania dla mieszanki BBTM KR 1-2
Wymagania dla mieszanki BBTM KR 3-6
 Mieszanka asfaltu porowatego (PA)
Konstrukcja nawierzchni:
- jedno lub dwuwarstwowa
- oddzielenie od pozostałych warstw nośnych - powłoką
wodoszczelnÄ…
- zwiększony spadek poprzeczny min. 2,5 %
Zalety asfaltu porowatego:
" Zmniejszenie efektu  spray mgły wodnej za szybko poruszającym się
pojazdem, zjawiska akwaplanacji
" Znaczące zmniejszenie hałasu drogowego do 6 dB
" Redukcja hałasu podczas jazdy na mokrej nawierzchni tzw.  syczenia
" Odporność na deformacje trwałe
" Dobra szorstkość
" Czasowe ograniczenie wody opadowej na nawierzchni
" Zwiększony komfort jazdy
Wady mieszanki porowatej:
" Ograniczona trwałość właściwości drenujących i tłumiących
" ZnaczÄ…ce utrudnienia w naprawach czÄ…stkowych
" Wysokie koszty w stosunku w stosunku do nawierzchni tradycyjnych
" Duża wrażliwość na błędy wykonawcze
" Bardzo duża wrażliwość struktury na wszelkie
zanieczyszczenia i z tym zwiÄ…zane pogorszenie
się właściwości drenażowych
" Wraz z pogarszającymi się właściwościami
drenażowymi osłabia się zdolność zmniejszenia hałaśliwości
nawierzchni
" Podwyższone wymagania utrzymaniowe bieżące i zimowe
" Krótsza trwałość nawierzchni
Uziarnienie i minimalna zawartość asfaltu
dla asfaltu porowatego
Wymagania dla asfaltu porowatego do warstwy
ścieralnej
Wymagania dla asfaltu porowatego
do warstwy wiążącej
Etapy projektowania MMA
wð OkreÅ›lenie rodzaju mieszanki, jej przeznaczenia (dla BA także rodzaju
specyfikacji: empiryczna lub funkcjonalna)
wð dobór skÅ‚adników mieszanki z jednoczesnym sprawdzeniem ich przydatnoÅ›ci
(na podstawie WT), sprawdzenie dostarczonych składników w laboratorium
wð zaprojektowanie skÅ‚adu mieszanki mineralnej (metoda krzywych granicznych),
wð dobór optymalnej iloÅ›ci asfaltu na podstawie badaÅ„ laboratoryjnych (badania
zależą od przyjętego rodzaju specyfikacji),
wð okreÅ›lenie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci MMA w zarobie próbnym i/lub próbie technologicznej
na odcinku doświadczalnym i porównanie wyników z założeniami
projektowymi.
Zestawienie mieszanek do podbudowy
z uwzględnieniem obciążenia ruchem (KR)
a)
do betonu asfaltowego
b)
do betonu asfaltowego o wysokim module sztywności AC WMS
c)
do betonu asfaltowego do warstwy podbudowy lub wiążącej
Zestawienie mieszanek do warstwy wiążącej i
wyrównawczej z uwzględnieniem obciążenia ruchem
a)
do betonu asfaltowego
b)
do betonu asfaltowego o wysokim module sztywności AC WMS
c)
do betonu asfaltowego do warstwy podbudowy lub wiążącej
h)
dopuszczony do stosowania w terenach górskich
Zestawienie mieszanek do warstwy ścieralnej
z uwzględnieniem obciążenia ruchem (KR)
d)
zalecane, jeżeli wymagane jest zmniejszenie hałasu drogowego
e) do cienkiej warstwy na gorąco z SMA lub BBTM o grubości nie większej niż 3,5 cm
g)
do asfaltu lanego
h)
dopuszczony do stosowania w terenach górskich
Zestawienie mieszanek do warstw nawierzchni mostowych
Wymagania dla kruszywa grubego do podbudowy z AC
Wymagania dla kruszywa drobnego do podbudowy z AC
Wymagania dla wypełniacza do podbudowy z AC
Wymagania dla granulatu asfaltowego do MMA
MMA  przyczepność asfaltu do kruszywa
Zastosowane kruszywo mineralne i lepiszcze asfaltowe powinny
wykazywać powinowactwo fizykochemiczne, zapewniające
odpowiednią przyczepność (adhezję) lepiszcza do kruszywa
i odporność mieszanki mineralno-asfaltowej na działanie wody.
W celu poprawy powinowactwa lepiszcza asfaltowego do
kruszywa należy stosować środki poprawiające adhezję. Środek
adhezyjny i jego ilość powinny być dostosowane do konkretnego
kruszywa i lepiszcza. Ocenę przyczepności można określić na
podstawie badania według PN-EN 12697-11, metoda A po 6h
obracania, stosujÄ…c kruszywo 8/11 jako podstawowe (dopuszcza
siÄ™ inne wymiary w wypadku braku wymiaru podstawowego do
tego badania). Wymagana przyczepność nie mniej niż 80%.
Minimalna ilość asfaltu (Bmin)
Minimalna zawartość lepiszcza (kategoria Bmin)
w mieszankach mineralno-asfaltowych jest określona przy
założonej gęstości mieszanki mineralnej 2,650 Mg/m3.
Jeżeli stosowana mieszanka mineralna ma inną gęstość (ra),
to do wyznaczenia minimalnej zawartości lepiszcza podaną
wartość należy pomnożyć przez współczynnik a według
równania:
Projektowanie mieszanki mineralnej (MM)
Do projektowania składu mieszanki mineralnej można skorzystać
m.in. z następujących metod:
wð wg teoretycznej, modelowej krzywej uziarnienia (krzywe
modelowe wg funkcji matematycznych minimalizujÄ…cych
zawartość wolnych przestrzeni w kruszywie),
wð wg minimum wolnej przestrzeni (doÅ›wiadczalna),
wð wg krzywych najlepszego uziarnienia (granicznych),
wð wg wieloboku najlepszego uziarnienia wyznaczonego na trójkÄ…cie
Fereta (tylko dla frakcji piaskowych i wypełniaczowych).
Modelowe krzywe matematyczne
y  procentowa zawartość ziarn przechodzących przez sito x,
x  wymiar oczek sita, przez które przechodzi y % ziarn,
D  średnica największego ziarna mieszanki,
n  wykładnik potęgowy o zmieniającej się wartości
a  dowolnie wybrana procentowa zawartość ziarn przechodzących przez
najdrobniejsze sito, y, x,
Metoda wg minimum wolnej przestrzeni
wð Metoda ta polega na zestawieniu poszczególnych kruszyw w takim
stosunki wagowym, który zapewni uzyskanie maksymalnej gęstości
objętościowej. W tym celu określa się gęstość pozorną najgrubszej
frakcji kruszywa, a następnie gęstość pozorną mieszanek najgrubszej
frakcji z frakcją drobniejszą, przy wzroście zawartości frakcji
drobniejszej.
wð MieszankÄ™ o maksymalnej gÄ™stoÅ›ci pozornej uważa siÄ™ na mieszankÄ™ o
prawidłowym składzie. Analogicznie określa się optymalną zawartość
następnej, co do wielkości ziarn, frakcji. I tak aż do ustalenia właściwej
zawartości wszystkich składników mieszanki mineralnej.
wð Taki skÅ‚ad ma najwiÄ™kszÄ… gÄ™stość objÄ™toÅ›ciowÄ…, tym samym minimum
wolnych przestrzeni i jest optymalnym składem w tej metodzie
Metoda krzywych najlepszego uziarnienia
(granicznych)
Znając skład granulometryczny poszczególnych materiałów kamiennych,
które mają być użyte do budowy nawierzchni określa się ich % zawartość w
mieszance, tak by krzywa uziarnienia mieszanki mieściła się wewnątrz
krzywych granicznych.
Dobór składu mieszanki mineralnej przeprowadza się następująco:
wð przyjÄ™cie odpowiednich materiałów kamiennych, wykonanie analiz
sitowych
wð ustalenie % udziaÅ‚u poszczególnych frakcji wg krzywych granicznych tj.:
- frakcji grysowej
- frakcji piaskowej
- frakcji wypełniaczowej
wð ustalenie % udziaÅ‚u poszczególnych materiałów kamiennych
wð wrysowanie krzywej uziarnienia i porównanie z krzywymi granicznymi
(ew. korekta)
Metoda trójkąta Fereta
wð Metoda ta stosowana jest głównie do projektowania mieszanek
drobnoziarnistych, gdyż trójkąt Fereta dobiera uziarnienie tylko dla
frakcji piaskowych.
wð Metoda polega na takim doborze minimum dwóch rodzajów
piasku, aby punkt ilustrujÄ…cy uziarnienia frakcji piaskowej
wybranej mieszanki piasków leżał w wieloboku najlepszego
uziarnienia, znajdującego się w trójkącie Fereta.
wð Jeżeli punkty piaskowe piasków, z których projektowana jest
mieszanka nie znajdujÄ… siÄ™ wieloboku najlepszego uziarnienia to
linia łącząca te punkt powinna przechodzić przez ten wielobok.
wð W razie nie speÅ‚nienia i tego warunku, należy dobrać trzeci piasek.
Przykład recepty AC WMS
Tablica 5.1. Lista składników MMA
Nazwa składnika
L.p. Pochodzenie Gęstość [kg/m3]
mieszanki
1 MÄ…czka wapienna Czatkowice 2,716
2 Mieszanka dolomit 0/2 Radkowice 2,793
3 Grys dolomit 2/8 Radkowice 2,807
4 Grys dolomit 8/16 Radkowice 2,818
5 PMB 25/55-60 POLDIM 1,040
Analiza sitowa składników MM
Wymiar oczek Numer materiału według tablicy 5.1.
sita [mm] 1 2 3 4
# 16,0 5,3
# 11,2 52,7
# 8,0 9,2 38,6
# 5,6 38,2 1,6
# 2,0 8,3 50,1
# 0,5 51,1 0,5
# 0,125 21,3
# 0,063 4,3 5,2 0,4 0,6
# <0,063 95,7 14,1 1,6 1,2
Razem [%] 100 100 100 100
Zaprojektowane uziarnienie mieszanki mineralnej (MM)
Wymiar sita Krzywe graniczne
Odsiew [%] Przesiew [%]
[mm] Dolna Górna
# 16,0 100,0 90,0 100,0
# 11,2 17,2 82,8 70,0 85,0
# 8,0 15,5 67,4 63,0 75,0
# 5,6 12,4 55,0 50,0 65,0
# 2,0 18,6 36,4 35,0 45,0
# 0,5 18,8 17,5 14,0 22,0
# 0,125 7,8 9,7 7,0 17,0
# 0,063 2,4 7,3 5,0 9,0
# <0,063 7,3
Projektowana krzywa uziarnienia MM w odniesieniu do
krzywych granicznych
Zaprojektowany wstępny skład MMA
Nazwa składnika Udział w mieszance [%]
L.p.
mieszanki MM MMA
1 MÄ…czka wapienna 4,5 4,3
2 Mieszanka dolomit 0/2 34,0 32,3
3 Grys dolomit 2/8 30,8 29,2
4 Grys dolomit 8/16 30,7 29,1
5 PMB 25/55-60 - 5,1
6 WETFIX BE 0,25 % ASF
Optymalizacja ilości asfaltu
Dla ustalenia optymalnej zawartości asfaltu w pierwszym kroku konieczne
jest określenie zawartości wolnej przestrzeni w próbkach MMA. W tym
celu należy przygotować minimum 3 serie (po 4 próbki w każdej)
zagęszczone w ubijaku Marshalla z ilością asfaltu różniąca się o 0,3%. Ilość
uderzeń przy ubijaniu próbek zależy od KR i rodzaju projektowanej
mieszanki. Stosuje się następującą liczbę ubić:
wð 2 x 50  dla mieszanek SMA, BBTM i PA dla wszystkich kategorii ruchu
oraz dla betonu asfaltowego dla KR1-2
wð 2 x 75  dla mieszanek betonu asfaltowego i betonu asfaltowego o
wysokim module sztywności dla kategorii ruchu KR 3-6.
Ponadto próbki projektowanej MMA muszą spełnić wszystkie
szczegółowe wymagania podane w WT-2.
Przykładowe wyniki zaprojektowanej AC WMS
Przykład dokumentu dla oznaczenia CE dla AC (proj. empiryczne)
Dokument dostawy dla MMA