2008-12-03
ZADANIA WYPEA
NIACZA
" Utworzenie wraz z asfaltem zaprawy bitumicznej
WYPEA
NIACZ
(mastyksu), wiążącej między sobą grubsze ziarna
kruszywa
" Wypełnienie wolnych przestrzeni pomiędzy grubszymi
Mączka mineralna j
ą jest to drobno
ziarnami kruszywa
ziarnami kruszywa
zmielony materiał skalny " Zmniejszenie wrażliwości temperaturowej lepiszcza
" Stworzenie odpowiedniej urabialności przez masę
przechodzący w większości przez
bitumiczną
sito 0,074 mm, stosowany jako
wypełniacz do mas bitumicznych
TECHNOLOGIA BUDOWY DRÓG
dr inż. Piotr JASKUA
A
RODZAJE WYPEA
NIACZY RODZAJE WYPEA
NIACZY 2
SPECJALNY
PODSTAWOWY
" Spełnia dodatkowe funkcje w masie bitumicznej: nadanie
" Mączka kamienna pochodząca ze skał osadowych
zasadowych, co najmniej 90% węglanu wapnia. większej ciągliwości, stabilności, adhezji  np. mączka
Produkowany z wapieni, marmurów i dolomitów.
gumowa, wapno hydratyzowane
ZAST
PCZY
ZAST
PCZY
BITUMOWANY
BITUMOWANY
" Mączka kamienna pochodząca z innych rodzajów
" Produkowany ze skał nasyconych asfaltem, przemiał
skał lub odpadów przemysłowych:
grysów lakierowanych lub otoczenie mączki w mieszarce
 popioły lotne
 pyły cementowe
 mączka żużlowa
 piaski pylaste
STOSOWANIE WYPEA
NIACZY BADANIA WYPEA
NIACZY
" uziarnienie
" Norma PN-61/B-96504 zaleca stosowanie wypełniacza
" wskaz
nik emulgacji
zastępczego:
" wilgotność
 do 20% dla lepiszcza asfaltowego
" powierzchnia właściwa
" Inne dane:
" zawartość cząstek pyłu drobnego
 25�50% dla lepiszcza asfaltowego
 25�50% dla lepiszcza asfaltowego
 proporcje należy obliczać nie wagowo ale objętościowo
" wskaz
nik aktywności
" wskaz
nik chłonności asfaltu
" ciągliwość zaprawy
" pęcznienie
" nasiąkliwość
1
2008-12-03
UZIARNIENIE
" WSKAy
NIK EMULGACJI
WE d" 0,4
" WILGOTNOŚĆ
Sito #, mm Przechodzi przez sito, %
W d" 3%
" POWIERZCHNIA WA
AŚCIWA
Wypełniacz Wypełniacz Instrukcja
S = 2500�4500 cm2/g (określona metodą Blaina)
podstawowy zastępczy IBDiM
" ZAWARTOŚĆ CZ
STEK PYA
U DROBNEGO
0,28 100 100
Zawartość cząstek <0,05 mm w stosunku do cząstek
0,18 100 95 <0,075 mm powinna wnosić :
 dla wypełniacza podstawowego 50%
0,15 95 80
 dla wypełniacza zastępczego 35%
0,075 80 55
" WSKAy
NIK CHA
ONNOŚCI ASFALTU
" WSKAy
NIK AKTYWNOŚCI
Procentowa ilość asfaltu 80�P jaka jest potrzebna do
Charakteryzuje siłę wiązania wypełniacza i asfaltu.
otoczenia wypełniacza <0,075 mm, t=175 � C z
" Wypełniacz otacza się naftą, umieszcza w cylindrze.
jednoczesnym zachowaniem go w stanie
Cylinder poddaje się wstrząsom i odstawia na 24 godziny.
sproszkowanym
" LICZBA OLEJOWA
Masa oleju jaka pochłania wypełniacz do stanu
urabialności w postaci pasty
urabialności w postaci pasty
Vn Vw1
Aw= (1- )
Ve 2
Vw
Wyniki badania Pierścienia i Kuli
- właściwości usztywniające wypełniaczy
" CI
GLIWOŚĆ ZAPRAWY obliczono ze wzoru :
Zaprawa 1:1 (wypełniacz+asfalt). Badanie jak
dla asfaltów
"T = T2  T1 �C
" P
CZNIENIE
15
15
16
Bada się po 60 dniach moczenia zaprawy w
13,9 13
14
wodzie
12
9,7
10 50/70
" NASI
KLIWOŚĆ
8
WP
bada się na próbkach Ć=h=50 mm z
6
WG
4
WB
wypełniacza i asfaltu w proporcjach określonych
2
WMTM
dla wskaz
nika chłonności asfaltu
0
50/70 WP WG WB WMTM
Badane próbki wypełniaczy
2
0
T C
2008-12-03
DODATKI
ŚRODKI ADHEZYJNE  substancje, które zmniejszają
napięcie powierzchniowe asfaltu, poprawiając
Granulat  bitumowane
zwilżalność kruszywa asfaltem. Ilość  do 1% do włókna celulozowe
asfaltu. (nazwy handlowe  Teramin ,  Wetfix ).
STABILIZATORY stosowane przede wszystkim w
STABILIZATORY  stosowane przede wszystkim w
mieszankach SMA w postaci włókien celulozowych.
Włókna celulozowe - zbliżenie
Mają za zadanie utrzymanie nadmiaru mastyksu na
grubych ziarnach kruszywa i niedopuszczenie do jego
spłynięcia w czasie przechowywania SMA i transportu.
Mogą być również stosowane włókna mineralne i
odpady skórzane i włókiennicze. (rzadko!).
Granulat  50% włókien celulozowych, 10% bitum, 40% polimer (EVA)
SKA
AD MMA
" Asfalt  dozowany w postaci płynnej: gorący lub w
MIESZANKI
postaci emulsji lub asfaltu upłynnionego,
" Kruszywo  dozowane po wysuszeniu, ogrzaniu i
odpyleniu,
MINERALNO-
MINERALNO
" Wypełniacz dozowany na zimno bezpośrednio do
" Wypełniacz  dozowany na zimno bezpośrednio do
mieszalnika,
" Dodatki:
ASFALTOWE  modyfikatory,
 stabilizatory,
 środki adhezyjne.
KLASYFIKACJA MMA MIESZANKA MAKADAMOWA
Ze względu na
" Zastosowana w 1832 r w
uziarnienie:
Szkocji przez
 makadamowa
Johna McAdama
 betonowa
" uziarnienie kruszywa
 pośrednia
pośrednia
j d f k j
jednofrakcyjne
" Zastosowanie:
 oddzielnie wbudowane asfalt i
kruszywo  powierzchniowe
utrwalenie,
 grysy lakierowane.
3
2008-12-03
MIESZANKA POŚREDNIA
MIESZANKA BETONOWA
(NIECI
GA
A)
" mieszanka o ciągłym
uziarnieniu kruszywa
" ziarna mniejsze
wytworzona i
wypełniają przestrzenie
wbudowana w całości
pomiędzy większymi
ale ich nie rozpychają
100
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0,01 0,1 1 10 100
0
Sito kwadratowe [mm]
0,01 0,1 1 10 100
Sito kwadratowe [mm]
KLASYFIKACJA MMA 2 KLASYFIKACJA MMA 3
" Ze względu na zastosowane lepiszcze: " Ze względu na uziarnienie:
 Asfaltowe,  drobnoziarniste  do 8 mm (6,3 mm)
 Smołowe.  średnioziarniste  do 16 mm (12,8 mm)
 gruboziarniste  od 16 mm do 31,5 mm
" Ze względu na sposób wytwarzania i wbudowania:
 Sporządzane i wbudowywane na gorąco Należy pamiętać o zachowaniu odpowiednich proporcji
 Sporządzane i wbudowywane na gorąco, " Należy pamiętać o zachowaniu odpowiednich proporcji
 Sporządzane na gorąco i układane na zimno, pomiędzy grubością warstwy H i wielkością
 Sporządzane z gorącym lepiszczem i układane na zimno, największych ziarn kruszywa h
 Sporządzane z chłodnym lepiszczem (asfalt upłynniony, emulsja
Hmin e" 2�3 hmax
asfaltowa) i układane na zimno
KLASYFIKACJA MMA 5
KLASYFIKACJA MMA 4
" Ze względu na zawartość wolnych przestrzeni " Ze względu na sposób wbudowania:
(wypełnienie):  Wałowane (wymagające zagęszczania, wałowania),
" Beton asfaltowy,
 o strukturze zamkniętej (ścisłe) - d" 4,5% wolnych przestrzeni.
" Beton smołowy,
Stosowane do warstwy ścieralnej.
" Mastyks grysowy SMA,
 o strukturze częściowo zamkniętej (półścisłe)  4,5�8% wolnych
ę ę j (p ) , y
" Asfalt piaskowy,
przestrzeni. Stosowane do warstw wiążących i podbudowy.
" Asfalt drenażowy,
 o strukturze otwartej  8�20% wolnych przestrzeni.
" Piaski bitumowane,
Rzadko stosowane do podbudów oraz warstw wyrównawczych.
" Mieszanka mineralno-cementowo-emulsyjna MCE
 Samozagęszczalne (zagęszczające się pod własnym
ciężarem)
" Asfalt lany,
" Mastyks izolacyjny,
" Masy zalewowe.
4
Przechodzi przez sito [%]
Przechodzi przez sito [% ]
2008-12-03
KLASYFIKACJA MMA 6
Mieszanki mineralne
PROJEKTOWANIE MMA
Typ betonowy Typ makadamowy Typ pośredni
" JAKIE KRUSZYWO?
beton asfaltowy powierzchniowe mastyks grysowy
utrwalenie SMA
" JAKI ASFALT?
asfalt lany beton asfaltowy
o nieciągłym uziarnieniu
" JAKA OPTYMALNA KOMBINACJA A i K?
asfalt piaskowy mieszanki do cienkich
warstw na gorąco
warstw na gorąco
PROJEKTOWANIE MMA (1) PROJEKTOWANIE MMA (2)
MMA musi spełniać różne wymagania, czasami
KONCEPCJE PROJEKTOWANIA
sprzeczne
" SYMULACJA
MMA musi być odporna na:
" MMA - RELACJE WAGOWO-
" deformacje trwałe
" deformacje trwałe
OBJ
TOŚCIOWE
OBJ
TOŚCIOWE
" spękania
" trwała
" działanie wody i mrozu
" zniszczenia pogorszające eksploatację
(szorstkość, hałaśliwość itp.)
PROJEKTOWANIE MMA (3) PROJEKTOWANIE MMA
1. Ocena przydatności materiałów przewidzianych do
ZMIENNE
zastosowania jako składniki mieszanki.
 KRUSZYWO (typ, uziarnienie i wielkość,
2. Ustalenie składu i uziarnienia mieszanki mineralnej
ścieralność, nasiąkliwość, kształt i tekstura,
oraz ewentualna korekta składu.
czystość)
y )
3 Ustalenie rodzaju i ilości lepiszcza potrzebnego do
3. Ustalenie rodzaju i ilości lepiszcza potrzebnego do
 ASFALT (rodzaj, trwałość, reologia) otoczenia kruszywa, jego związania i wypełnienia
wolnych przestrzeni.
 ZAWARTOŚĆ ASFALTU DO KRUSZYWA
4. Ocena właściwości fizycznych i mechanicznych oraz
ewentualna korekta składu.
5
2008-12-03
PROJEKTOWANIE
UZIARNIENIA
PRZEBIEG
Projektowanie wielofrakcyjnej mieszanki mineralnej polega na
PROJEKTO-
ustaleniu:
" Składu,
WANIA
" Gęstości,
MIESZANKI
" Gęstości pozornej,
" Zawartości wolnych p , MINERALNE
y przestrzeni,
" Wielkości powierzchni właściwej.
J
Projektowanie:
" Metoda minimum wolnej przestrzeni  empiryczna (maksymalnej
gęstości pozornej).
" Metoda współczynników zbieżności.
" Metoda trójkąta uziarnienia (trójkąta Fereta) - graficzna.
" Metoda modelowej krzywej uziarnienia - analityczna.
" Metoda krzywych granicznych.
METODA KRZYWYCH
METODA:
GRANICZNYCH
KRZYWEJ MODELOWEJ
" Metoda najbardziej rozpowszechniona i obowiązująca w
Funkcja
Nazwa
normach większości krajów
matematyczna
5
8
" Jest rozwinięciem i praktycznym zastosowaniem metody
x
Krzywa
y =100�# ś#
ś# ź#
krzywej modelowej:
D
�# #
5/8
0,5
x
x
�# ś#
Krzywe graniczne = krzywa modelowa + tolerancje
Krzywe graniczne = krzywa modelowa + tolerancje
y =100�# ś#
ś# ź#
ś# ź#
D
Fuller �# #
0,45
x
�#
y = 100ś# ś#
ź#
Nijboer D
�# #
n
x
y = 100�# ś#
ś# ź#
Talbot
D
�# #
n
100(b -1)
y =
r
Furnas (b -1)
0,5
x
y = a + (100 - a)�# ś#
ś# ź#
Bolomey
D
�# #
METODA KRZYWYCH
PROJEKTOWANA MIESZANKA
GRANICZNYCH 2
Sito #
Krzywe graniczne
[mm]
16 100
12,8 87
9,6 73 100
8,0 66 89
63 57 75
6,3 57 75
4,0 47 60
2,0 35 48
0,85 25 36
0,42 18 27
0,30 16 23
0,18 12 17
0,15 11 15
0,075 7 9
6
2008-12-03
UZIARNIENIE MATERIAA
ÓW ODPYLANIE
Przesiew Odsiew Odsiew po Przesiew
Przesiewy materiałów [%]
Sito # [mm]
piasku 0/2 piasku 0/2 odpyleniu po odpyleniu
Sito # [mm]
Mączka Piasek 0/2 Grys 2/4 Grys 4/8 Grys
4,0 100 100,0
8/12,8
2,0 89 11 11,6 89
16 100
0,85 73 16 16,8 72
12,8 90
0,42 49 24 25,3 47
9,6 100 50
0,30 37 12 12,6 34
8,0 100 90 15
0,18 26 11 11,7 22
6,3 96 40
0,15 22 4 4,2 18
4,0 100 90 15
0,075 10 12 12,7 5
2,0 89 15
<0,075
10 5
0,85 73
0,42 49
0,30 100 37
100%
Założono odpylanie 50% - P = P �"
0,18 94 26
ODPYL 0
95%
0,15 90 22
0,075 84 10
SKORYGOWANE
USTALENIE PROPORCJI
UZIARNIENIE MATERIAA
ÓW
MATERIAA
ÓW
Przesiewy materiałów [%]
Sito # [mm] Materiał Zawartość w mieszance
Mączka Piasek 0/2 Grys 2/4 Grys 4/8 Grys
8/12,8
16 100
Mączka 10%
12,8 90
9,6 100 50
Piasek 0/2 20%
ase 0/ 0%
8,0 100 90 15
6,3 96 40
Grys 2/4 20%
4,0 100 90 15
2,0 89 15
Grys 4/8 20%
0,85 73
0,42 47
Grys 8/12,8 30%
0,30 100 34
0,18 94 22
0,15 90 18
0,075 84 5
OBLICZENIE UZIARNIENIA
PROJEKTOWANA MIESZANKA
MIESZANKI
Sito # Krzywa Krzywe
[mm] przesiewu graniczne
Sito Krzywa
Mączka Piasek 0/2 Grys 2/4 Grys 4/8 Grys 8/12,8
# przesiew
16 100 100
10% 20% 20% 20% 30%
[mm] u
12,8 97,0 87
16 10 20 20 20 100 30 100
9,6 85,0 73 100
12,8 10 20 20 20 90 27 97,0
8,0 72,5 66 89
9,6 10 20 20 100 20 50 15 85,0
6,3 57,5 57 75
80 10 20 100 20 90 18 15 45 72 5
8,0 10 20 100 20 90 18 15 4,5 72,5
4,0 51,0 47 60
6,3 10 20 96 19,2 40 8 57,5
2,0 30,8 35 48
4,0 10 100 20 90 18,0 15 3 51,0
0,85 24,6 25 36
2,0 10 89 17,8 15 3,0 30,8
0,42 19,4 18 27
0,85 10 73 14,6 24,6
0,30 16,8 16 23
0,42 10 47 9,4 19,4
0,18 13,8 12 17
0,30 100 10 34 6,8 16,8
0,15 12,6 11 15
0,18 94 9,4 22 4,4 13,8
0,15 90 9,0 18 3,6 12,6 0,075 9,4 7 9
0,075 84 8,4 5 1,0 9,4
7
2008-12-03
OBLICZENIE UZIARNIENIA
PROJEKTOWANA MIESZANKA
MIESZANKI
Sito Krzywa
Krzywe
Sito Krzywa
Mączka Piasek 0/2 Grys 2/4 Grys 4/8 Grys 8/12,8 # przesiew
graniczne
# przesiew
[mm] u
8% 30% 16% 16% 30%
[mm] u
16 100 100
16 8 30 16 16 100 30 100
12,8 97,0 87
12,8 8 30 16 16 90 27 97,0
9,6 85,0 73 100
9,6 8 30 16 100 16 50 15 85,0
8,0 72,9 66 89
, ,
80 8 30 100 16 90 14 4 15 45 72 9
8,0 8 30 100 16 90 14,4 15 4,5 72,9
6,3 59,8 57 75
6,3 8 30 96 15,4 40 6,4 59,8
4,0 54,8 47 60
4,0 8 100 30 90 14,4 15 2,4 54,8
2,0 37,1 35 48
2,0 8 89 26,7 15 2,4 37,1
0,85 29,9 25 36
0,85 8 73 21,9 29,9
0,42 22,1 18 27
0,42 8 47 14,1 22,1
0,30 100 8 34 10,2 18,2 0,30 18,2 16 23
0,18 94 7,5 22 6,6 14,1 0,18 14,1 12 17
0,15 90 7,2 18 5,4 12,6
0,15 12,6 11 15
0,075 84 6,7 5 1,5 8,2
0,07
8,2 7 9
5
OBLICZENIE UZIARNIENIA
PROJEKTOWANA MIESZANKA
MIESZANKI
Sito # Krzywa Krzywe
[mm] przesiewu graniczne
Sito Krzywa
Mączka Piasek 0/2 Grys 2/4 Grys 4/8 Grys 8/12,8
# przesiew
16 100 100
8% 32% 15% 22,5% 22,5%
[mm] u
12,8 97,8 87
16 8 32 10 22,5 100 22,5 100
9,6 88,8 73 100
12,8 8 32 10 22,5 90 20,3 97,8
8,0 78,6 66 89
9,6 8 32 10 100 22,5 50 11,3 88,8
6,3 63,4 57 75
80 8 32 100 10 90 20 3 15 34 78 6
8,0 8 32 100 10 90 20,3 15 3,4 78,6
4,0 56,9 47 60
6,3 8 32 96 14,4 40 9,0 63,4
2,0 38,7 35 48
4,0 8 100 32 90 13,5 15 3,4 56,9
0,85 31,4 25 36
2,0 8 89 28,5 15 2,3 38,7
0,42 23,0 18 27
0,85 8 73 23,4 31,4
0,30 18,9 16 23
0,42 8 47 15,4 23,0
0,18 14,6 12 17
0,30 100 8 34 10,9 18,9
0,15 13,0 11 15
0,18 94 7,5 22 7,0 14,6
0,15 90 7,2 18 5,8 13,0 0,075 8,3 7 9
0,075 84 6,7 5 1,6 8,3
PROJEKTOWANIE
PROJEKTOWANIE
ZAWARTOŚCI ASFALTU 2
ZAWARTOŚCI ASFALTU
Zawartość
" Metody obliczeniowe  stosowane w celu:
lepiszcza w MMA
 Gdy metody doświadczalne nie mogą być z jakichkolwiek
należy tak dobrać
względów zastosowane,
aby wszystkie
 Aby wyznaczyć przybliżoną zawartość asfaltu do dalszych
ziarna kruszywa
badań doświadczalnych
badań doświadczalnych.
zostały otoczone
t ł t
" Metody empiryczne  szeroko stosowane, gdyż duża
cienką warstwą
ilość zmiennych parametrów kruszywa, asfaltu i ich
oraz aby nastąpiło
wypełnienie wzajemnych relacji nie pozwala na jednoznaczne
wolnych
wyznaczenie właściwej ilości asfaltu metodami
przestrzeni między
obliczeniowymi.
ziarnami kruszywa
w stopniu zależnym
od wymaganej
struktury.
8
2008-12-03
PROJEKTOWANIE
ZAWARTOŚĆ ASFALTU
ZAWARTOŚCI ASFALTU 3
" Metody obliczeniowe:
" Ak  zawartość asfaltu w stosunku do mieszanki
 Wypełnienia wolnych przestrzeni,
mineralnej (MM)
 Powierzchni właściwej MM i grubości otoczki lepiszcza,
" Am  zawartość asfaltu w stosunku do mieszanki
 Powierzchni właściwej MM i współczynnika zawartości lepiszcza,
 Właściwej objętości lepiszcza, mineralno-asfaltowej (MMA)
 Wskaz
ników doświadczalnych,
Wskaz
ników doświadczalnych,
 Wyznaczenie ilości lepiszcza dla poszczególnych rodzajów
100�" A
kruszywa.
k
A =
m
" Metody empiryczne (mechaniczne): 100 + A
k
 Metoda Marshalla,
 Metoda Hubbard-Fielda,
 Ściskanie proste,
 Ściskanie trójosiowe,
 Metoda Hveema,
 Penetracja.
PROJEKTOWANIE ZAWARTOŚCI
METODA MARSHALLA
LEPISZCZA NA PODSTAWIE
BADAC
MECHANICZNYCH
" Opracowana przez Korpus Inżynierski Armii USA
" Stosowanie
" Przygotowanie mieszanki mineralnej
 do projektowania składu mas bitumicznych stosowanych na
" Dodanie do MM lepiszcza o zawartości obliczonej
gorąco (głównie zawartości asfaltu) o uziarnieniu do 25 mm
(wstępnie) oraz +0 5% +1% 05%1%
(wstępnie) oraz +0,5%, +1%, -0,5%-1%.
( i ki d t kż d 31 5 j t d k j )
(niekiedy także do 31,5 mm co jest dyskusyjne),
 do kontroli produkcji.
" Wykonanie próbek z 5 różnymi zawartościami
lepiszcza.
" Badania:
 Określenie parametrów fizycznych MM i MMA,
" Badanie cech mechanicznych wykonanych próbek.
 Stabilność  SM  siła potrzebna do zniszczenia próbek
" Wybór optymalnej zawartości lepiszcza
walcowych ściskanych po pobocznicy,
gwarantującej zachowanie wszystkich wymaganych
 Odkształcenie  OM  deformacja próbek w czasie
parametrów mechanicznych lub ewentualna korekta
ściskania,
składu mieszanki kruszywa.
 Wskaz
nik Marshalla.
FORMOWANIE PRÓBEK
" Próbki:
 Ć = 100 mm (102),
 H = 63,5 ą5 mm.
" Zagęszczanie przez
ubijanie 2�75 razy na
każdą stronę
każdą stronę
Energia E = 2�75�20
J = 3000 J / próbkę
" Prędkość ubijania 1
uderzenie na sekundę
9
2008-12-03
BADANIE PRÓBEK
" Ważenie próbek:
 w powietrzu w stanie suchym,
 w wodzie po 60 s od zanurzenia,
 w powietrzu po powierzchniowym osuszeniu.
" Określenie wysokości próbek.
Określenie wysokości próbek
" Kondycjonowanie próbek:
 30 min w wodzie w temperaturze +60�C (333�K)
" Ściskanie w prasie Marshalla:
 Prędkość ściskania 50 mm/min,
 Czas badania próbki do 60 s po wyjęciu z wody.
PARAMETRY PRÓBEK PARAMETRY PRÓBEK 2
" Wypełnienie wolnej przestrzeni w mieszance MM
" Zawartość wolnych przestrzeni:
mma
asfaltem:
V
100 �"�
o a
V =100 - V =
V mma VWA
� V
V-mm
mm
V = V - V
V V a
gdzie: VV-mm  zawartość wolnej przestrzeni w MM
mma
mma
� � Zawartość wolnej przestrzeni w mieszance mineralnej:
� - � " Zawartość wolnej przestrzeni w mieszance mineralnej:
o
V = �"100%
V mma
V = 100 - V
�
V-mm k
gdzie: Vk  zawartość objętościowa MM (kruszywa)
gdzie: �o  gęstość objętościowa (pozorna),
" Zawartość objętościowa MM (kruszywa):
�mma  gęstość MMA,
mma
(100 - A ) �"�
m o
�omma  gęstość objętościowa (pozorna) MMA,
V =
k mm
�
VVmm  zawartość objętościowa MM (kruszywa),
Va  zawartość objętościowa asfaltu. gdzie: �mm  gęstość MM (kruszywa),
�omma  gęstość objętościowa (pozorna) MMA,
PARAMETRY PRÓBEK 4
PARAMETRY PRÓBEK 3
" Gęstość mieszanki mineralnej:
100
mm
� =
" Zawartość objętościowa lepiszcza:
"
mma % �
ki ki
A �"�
m o
V =
a a gdzie: �ki  gęstości poszczególnych kruszyw,
�
%ki zawartości poszczególnych kruszyw.
%ki  zawartości poszczególnych kruszyw.
a
gdzie: �a  gęstość lepiszcza, p
d i t ść l i
mma M
" Gęstość objętościowa próbki:
�omma  gęstość objętościowa (pozorna) MMA, � =
o
V
" Objętość próbki:
" Gęstość MMA:
p
V = M - M
100 n w
mma
� =
gdzie: �omma  gęstość objętościowa MMA,
A 100 - A
m m
+
mm Mp  masa próbki w powietrzu,
� �
a
Mnp  masa próbki nasączonej wodą w powietrzu,
gdzie: �mm  gęstość MM (kruszywa),
Mw  masa próbki w wodzie.
10
2008-12-03
WYZNACZENIE STABILNOŚCI
PARAMETRY PRÓBEK 5
I ODKSZTAA
CENIA
" Stabilność skorygowana:
SM = SM �"a
s
" Współczynnik korygujący  a zależy od wysokości
próbek (objętości):
 a = 0,87 dla hmax = 68,5 mm
087 dl h 68 5
 a = 1,00 dla h = 63,5 mm
 a = 1,18 dla hmin = 58,5 mm
ZESTAWIENIE WYNIKÓW
TABLICA OBLICZENIOWA
BADAC

WYBÓR OPTYMALNEJ
ZESTAWIENIE SKA
ADU MMA
ZAWARTOŚCI ASAFALTU
Mieszanka
" Optymalna zawartość asfaltu to taka dla której są
Mieszanka
spełniony wszystkie wymagane parametry:
mineralno-
mineralna
Materiał
 Zawartość wolnych przestrzeni,
asfaltowa
 Zawartość wolnych przestrzeni wypełnionych asfaltem,
[% m/m]
[% m/m]
 Gęstość pozorna,
 Stabilność wg Marshalla,
St bil ść M h ll
Grys 8/12,8 22,5 21,1
 Odkształcenie wg Marshalla,
 Wskaz
nik (sztywność) Marshalla. Grys 4/8 22,5 21,1
" Zazwyczaj istnieje pewien przedział zawartości
Grys 2/4 15 14,0
asfaltu dla którego wszystkie te parametry są
Piasek 0/2 32 30,0
spełnione:
 średnia dla SMmax i �o max
Mączka 8 7,5
 średnia arytmetyczna dla SMmax, OMŚR, �o max, VV ŚR, VVWA ŚR
Asfalt 6,3
11
2008-12-03
PENETRACJA
ZAKRES STOSOWANIA MMA
" Badanie wykonywane dla asfaltu lanego, asfaltu
piaskowego, drobnoziarnistego betonu asfaltowego
Rodzaj mieszanki
" Warunki penetracji (tradycyjnie):
Warstwa
 Powierzchnia trzpienia 1 cm2, nawierzchni
BA SMA AD AL AP PoA MCE
 Temperatura badania +20�C,
 Obciążenie 525 N Ścieralna + + + + +
 Czas obciążenia 5 godzin,
Czas obciążenia 5 godzin,
Wiążąca + +* +*
 Wymaganie < 8 mm.
" Penetracja wg PN-S-96025:2000
Wyrównawcza + + +
 Próbki 70�70�70 mm pozostawione w formach,
Wzmacniająca +
 Temperatura badania +40�C,
 Powierzchnia trzpienia 5 cm2,
Podbudowa
++ +
 Obciążenie 525 N
asfaltowa
 Czas obciążenia 30 minut,
Ochronna izolacji + + + +
 Wymaganie 1 � 5 mm.
* na obiektach mostowych
 Przyrost penetracji po kolejnych 30 minutach <0,6 mm
PODBUDOWA BA e"KR3
RODZAJE PODBUDOWY BA
Ruch d"KR2 Ruch e"KR3
0/31,5 0/25 0/20 0/16 0/12,8 0/31,5 0/25
Uziarnienie
mm mm mm mm mm mm mm
mm mm mm mm mm mm mm
3,8� 4,0� 4,0� 3,0�
Zawartość 3,5� 4,0� 2,8�
4,5 5,8 4,5
asfaltu [%] 4,8 5,2 5,5 4,7
Grubość
warstwy 9�16 8�10 5�6 4�5 3,5 �5 9�16 8�14
[cm]
RODZAJE WARSTWY
WYMAGANIA DLA
WI
Ż
CEJ Z BA
PODBUDOWY Z BA
Wymagania
Właściwości
Ruch d"KR2 Ruch e"KR3
d"KR2 e"KR3
Moduł sztywności pełzania, MPa - e"16
Uziarnieni 0/20 0/16 0/12,8 0/25 0/20 0/16 *
Stabilność wg Marshalla kN e"8 e"11
Stabilność wg Marshalla, kN e"8 e"11
e mm mm mm mm mm mm
e mm mm mm mm mm mm
Odkształcenie wg Marshalla, mm 1,5�4 1,5�3,5
Zawartość 4,3� 4,3� 4,5� 4,0� 4,0� 4,3�
asfaltu [%] 5,8 5,8 6,0 5,5 5,5 5,8
Wolna przestrzeń w próbkach, % 4�8 4�8
Grubość
Wypełnienie wolnej przestrzeni
d"75 d"72
warstwy 6�8 4�6 3,5�5 7�10 6�8 4�6
asfaltem, %
[cm]
Wskaz
nik zagęszczenia warstwy e"0,98 e"0,98
* tylko do warstwy wyrównawczej
Wolna przestrzeń w warstwie, % 4,5�9 4,5�9
12
2008-12-03
BA 0/25 mm e"KR3
WARSTWA WI
Ż
CA Z BA e"KR3
Podbudowa / warstwa wiążąca
WYMAGANIA DLA WARSTWY
ZASTOSOWANIE MMA
WI
Ż
CEJ Z BA
WARSTWA ŚCIERALNA
Wymagania
Ruch drogowy
Właściwości
d"KR2 e"KR3
Warstwa ścieralna
KR1 i KR2 e"KR3
Moduł sztywności pełzania, MPa - e"16
Stabilność wg Marshalla, kN
g , e"8 e"11
Beton asfaltowy
Beton asfaltowy
++
Odkształcenie wg Marshalla, mm 2�5 1,5�4
Mastyks grysowy SMA
Wolna przestrzeń w próbkach, % 4�8 4�8
++
Wypełnienie wolnej przestrzeni
65�80 d"75
Asfalty lany
asfaltem, % ++*
Wskaz
nik zagęszczenia warstwy e"0,98 e"0,98
Asfalt piaskowy
+
Wolna przestrzeń w warstwie, % 4,5�9 4,5�9
* wbudowywany mechanicznie
RODZAJE WARSTWY
WARSTWA ŚCIERALNA Z BA e"KR3
ŚCIERALNEJ Z BA
Ruch d"KR2 Ruch e"KR3
0/20 0/16 0/8 0/20 0/20* 0/16 0/12,
Uziarnienie
Uziarnienie
mm mm mm mm mm mm 8 mm
Zawartość 5�6, 5,5� 4,5� 4,3� 4,8� 4,8�
5�6,5
asfaltu [%] 5 6,5 5,6 5,4 6,0 6,5
Grubość
1,5�
warstwy 5�7 3,5�5 5�7 5�7 4�5 3,5�5
4
[cm]
* uziarnienie nieciągłe
13
2008-12-03
WARSTWA ŚCIERALNA
BA 0/20 mm e"KR3
Z BA 0/20 mm e"KR3
warstwa wiążąca / warstwa ścieralna
WYMAGANIA DLA WARSTWY
BA 0/20 mm d"KR2
warstwa wiążąca / warstwa ścieralna ŚCIERALNEJ Z BA
Wymagania
Właściwości
d"KR2 e"KR3
Moduł sztywności pełzania, MPa - e"14
Stabilność wg Marshalla, kN ,
g , e"5,5 e"10
Odkształcenie wg Marshalla, mm 2�5 2�4,5
Wolna przestrzeń w próbkach, % 1,5�4,5 2�4
Wypełnienie wolnej przestrzeni
75�90 78�86
asfaltem, %
Wskaz
nik zagęszczenia warstwy e"0,98 e"0,98
Wolna przestrzeń w warstwie, % 1,5�5 3�5
Historia (1960-68, Niemcy):
SMA
RODZAJE SMA
problemy z nawierzchniami, gdzie
oddziaływały opony okołkowane,
Ruch d"KR2 Ruch e"KR3
naprawy wykonywane z mastyksu,
wypełnianego grysem (proporcje około
Uziarnieni 0/9,6 0/8 0/6,3 0/4 0/12,8 0/9,6 0/8
30% mastyks:70% grys)
e mm mm mm mm mm mm mm
dobra odporność na ścieranie i
6,5�
Zawartość 5,5�
wykruszenia,
6�7 6�7 7�8 6�7 6�7
asfaltu [%] 6,8
7,5
wady: robota ręczna, mała wydajność,
wysoki koszt. Grubość
ki k t G b ść
3,5� 2,5� 1,5� 3,5�
warstwy 2�3 3,5�5 3�4
próby produkcji podobnej mieszanki
4,5 3,5 2,5 4,5
(75% grys, 15% piasek, 10% wypełniacz, [cm]
>7% asfalt) w otaczarce kończyły się
niepowodzeniem  spływanie lepiszcza z
Podane zawartości asfaltu
BA
ziaren kruszywa
wymagają stosowania
włókien  włókna celulozowe.
czerwiec 1968, zastosowanie włókien
Ilość włókien  badanie
jako stabilizatora asfaltu, firma  Strabag
spływności Schellenberga
(mieszankę nazwano wówczas
 mastimac ).
14
2008-12-03
SMA e"KR3
PORÓWNANIE BA i SMA 0/12,8 mm
SMA
Cechy warstwy ścieralnej z SMA:
WYMAGANIA DLA WARSTWY
wysoka odporność na odkształcenia trwałe,
dobra odkształcalność i odporność na zmęczenie,
ŚCIERALNEJ Z SMA
dobra szczelność,
dobre właściwości przeciwpoślizgowe,
obniżona emisja hałasu.
Wymagania
Właściwości
Zastosowanie SMA:
d"KR2 e"KR3
drogi o dużym natężeniu ruchu samochodów
d i d ż t ż i h h dó
Wolna przestrzeń w próbkach, % 2�4 2�4
ciężarowych,
Wskaz
nik zagęszczenia warstwy e"0,98 e"0,98 drogi o ruchu skanalizowanym,
pasy ruchu powolnego,
Wolna przestrzeń w warstwie, % 2�6 2�6
wydzielone pasy ruchu autobusowego,
skrzyżowania
wzniesienia,
mosty,
drogi startowe i płaszczyzny postojowe na lotniskach,
parkingi dla ciężkich pojazdów.
15