Materiały pomocnicze do nauki przedmiotu „Materiały budowlane” na kierunku „Budownictwo” na Wydziale Inżynierii WAT. Na prawach rękopisu. Prawa autorskie zastrzeżone. Wyrażam zgodę na Kserowanie wyłącznie na potrzeby studentów Wydziału Inżynierii WAT. mgr inż. Tadeusz Błażejewicz

MIESZANKI MINERALNO-ASFALTOWE (MMA)

1. Podział MMA.

Ze względu na przeznaczenie mieszanki dzieli się na mieszanki:

• na warstwę ścieralną;

• na warstwę wiążącą;

• na warstwę podbudowy zasadniczej.

Na warstwę ścieralną nawierzchni należy stosować mieszanki o strukturze zamkniętej, lecz gwarantujące odpowiednią szorstkość nawierzchni. Na warstwę wiążącą należy stosować mieszanki o dużej stabilności i małej odkształcalności, gdyż jest to warstwa, w której często występują maksymalne wartości naprężeń odpowiedzialnych za koleinowanie. Na warstwę podbudowy zasadniczej należy stosować MMA o strukturze częściowo zamkniętej i jak najgrubszym uziarnieniu (do 31,5 mm).

Ze względu na uziarnienie MMA można podzielić na:

• mieszanki typu betonowego: beton asfaltowy (BA), asfalt lany (AL) i asfalt piaskowy (AP), zawierające kruszywo o uziarnieniu ciągłym;

• mieszanki typu makadamowego (McAdam), złożone z kilku warstw jednofrakcyjnego (powlekanego lub skropionego asfaltem) kruszywa, układanych na sobie w kolejności od kruszywa najgrubszego do najdrobniejszego i klinujących się wzajemnie;

• mieszanki typu pośredniego, z kruszywem o uziarnieniu nieciągłym: mastyks grysowy (SMA), mieszanki o nieciągłym uziarnieniu (MNU).

W ramach tej ostatniej grupy mogą występować mieszanki o specyficznym składzie, projektowane według zasad określonych w instrukcjach Instytutu Badawczego Dróg i Mostów,

np.: - o zwiększonym module sztywności (WMS), przeznaczone na na-wierzchnie o zwiększonej odporności na koleinowanie i zmęczenie (Instrukcje - zeszyt 63/2002);

- do wykonywania cienkich warstw ścieralnych „na gorąco” (CWG) - Instrukcja 50/1995.

Ze względu na sposób wbudowania MMA można podzielić na wymagające wałowania (BA, SMA, MNU) i nie wymagające zagęszczania (AL, AP). Ze względu na strukturę MMA dzieli się na mieszanki o strukturze zamkniętej, to jest o zawartości wolnych przestrzeni od 1,5 do 4% oraz o strukturze częściowo zamkniętej, to jest o zawartości wolnych przestrzeni od 4,5 do 8%.

2. Składniki MMA.

2.1. Kruszywa

Podstawowym rodzajem są kruszywa łamane granulowane oraz grys z otoczaków (także piaski łamane). Kruszywa łamane zwykłe oraz żwir i mieszanka mogą być stosowane w nawierzchniach dróg tylko kategorii KR1 i KR2. Krzywe graniczne uziarnienia zalecanego dla podbudów, warstwy wiążącej oraz warstwy ścieralnej są podane w PN-S-96025 : 2000. Jakość kruszyw łamanych powinna być zgodna z PN-B-11112 : 1996, jakość kruszyw naturalnych z PN-B-11111 : 1996, a piasku z norma PN-B-11113 : 1996. W roku 2005 zostanie ustanowiona norma PN-EN-13043 „Kruszywa do mieszanek bitumicznych i utrwaleń powierzchniowych dróg, lotnisk i innych nawierzchni” (norma zharmonizowana). Ze względu na górny zakres uziarnienia kruszywa mieszanki mineralne (MM) dzielą się na drobnoziarniste (do 6,3 mm), średnioziarniste (do 16 mm) i gruboziarniste (do 25 mm i powyżej). Nominalne uziarnienie kruszywa nie powinno być grubsze niż 0,4 grubości warstwy ścieralnej lub 0,33 grubości warstwy podbudowy. Istotne są następujące cechy kruszywa:

a) Kwasowość.

Zależy ona od zawartości krzemionki (SiO₂) w skale. Skały zawierające duże ilości (> 65%) krzemionki (piaskowiec, kwarcyt, granit) mają charakter kwaśny, źle łączą się z asfaltem (również o charakterze kwaśnym) i wymagają zastosowania środków adhezyjnych. Skały o charakterze zasadowym (dolomit, wapień, bazalt) wiążą się chemicznie z asfaltem i nie wymagają środków adhezyjnych.

b) Porowatość i nasiąkliwość.

Kruszywo ze skał osadowych (np.: dolomit) może wchłonąć do 0,2% asfaltu, co należy uwzględnić podczas projektowania MMA. Kruszywa o znacznej nasiąkliwości (głównie osadowe) mogą być przyczyną zniszczeń mrozowych nawierzchni. Szczególne zagrożenie stwarzają kruszywa nasiąkliwe drobnoporowate (np.: z piaskowca), gdyż do tych porów woda jest zasysana siłami napięcia powierzchniowego, długo się w nich utrzymuje i łatwo dochodzi do przekroczenia krytycznej wartości wypełnienia porów w 80% (powyżej której występują zniszczenia mrozowe).

c) Ścieralność Los Angeles i odporność na uderzenia.

Te dwie cechy świadczą o podatności kruszywa na rozkruszanie, do którego może dochodzić podczas produkcji mieszanki w otaczarce i podczas wałowania, jak również pod obciążeniami eksploatacyjnymi. Podatne na kruszenie są ziarna nieforemne (płaskie i igłowate). Bazalty, będące podstawowym kruszywem MMA, w zależności od pochodzenia (kamieniołomu) mogą kruszyć się na ziarna kubiczne lub kruszywo z przewagą ziaren nieforemnych. Bardzo dobrej jakości grysy bazaltowe produkuje kamieniołom Gracze.

d) Kształt ziaren.

Ma on zasadnicze znaczenie dla odporności na koleinowanie. Najlepsze właściwości mają kruszywa łamane granulowane o ziarnach kubicznych. Kruszywo naturalne (także piasek) o zaokrąglonych ziarnach źle się zagęszcza (brak efektu klinowania) i szybko ulega koleinowaniu.

e) Stopień zwietrzenia kruszywa.

Groźne jest wystąpienie zgorzeli bazaltowej, która może objawić się z opóźnieniem (po kilku do kilkunastu miesiącach od wydobycia). Objawem zgorzeli słonecznej jest wystąpienie na powierzchni ziaren bazaltu jasnych, szarych lub niebieskawych plam w kształcie gwiazdy. Wokół plam tworzą się promieniste włoskowate spękania, spada wytrzymałość i skała rozpada się. Zgorzel wykrywa się przez gotowanie próbki kruszywa przez 36 godzin i ocenę makroskopową oraz pomiar ubytku masy danej frakcji bazaltu.

f) Polerowalność.

Niską odporność na polerowanie pod działaniem ruchu wykazują kruszywa wapienne i dolomitowe (bazalt - średnią).

2.2. Asfalty.

Lepiszczem MMA wbudowywanych na gorąco są asfalty drogowe (D), elastomeroasfalty (DE) lub plastomeroasfalty (DP). Spoiwem mieszanek na zimno są emulsje asfaltowe kationowe szybkorozpadowe (K1). Podstawą podziału asfaltów drogowych wg PN-EN 12591 : 2002 są przedziały penetracji.

Wyróżnia się następujące rodzaje asfaltów (od najbardziej twardych): D 20/30, D 35/50, D 50/70, D 70/100, D 100/150, D 160/220 i D 250/330. W zależności od kategorii ruchu zaleca się stosowanie następujących asfaltów:

Typ mieszanki	KR 1, KR2	KR 3, KR 4	KR 5, KR 6
BA na podbudowę	50/70	35/50	35/50
BA na warstwę wiążącą	50/70	35/50 DE 30 DE 80 DP 30 DP 80	35/50 DE 30 DP 30
BA, SMA, MNU na warstwę ścieralną	50/70 DE 80	50/70 DE 30	DE 30

Podstawowym rodzajem asfaltu do MMA jest asfalt o penetracji bliskiej 50. Im wyższa kategoria ruchu, tym twardsze powinny być stosowane asfalty. Ze wzrostem temperatury eksploatacji lub wzrostem długości czasu obciążenia (np.: parkingi, podjazdy) moduł sztywności asfaltu oraz mieszanek mineralno-asfaltowych maleje - staja się one bardziej podatne na odkształcenia trwałe. Elastomeroasfalty (modyfikowane kauczukiem SBS) poprawiają niskotemperaturowe właściwości lepiszcza. Plastomeroasfalty (modyfikowane kopalimerem EVA) zwiększają sztywność mieszanki w wysokich temperaturach i zmniejszają ciągliwość. Przy projektowaniu i wbudowywaniu mieszanek niezbędna jest znajomość charakterystyki lepkościowo-termicznej asfaltu (z Karty Jakości Asfaltu). Umożliwia ona odczytanie temperatur technologicznych operacji:

• pompowania asfaltu (lepkość 2 Pa ⋅ s);

• otaczania kruszywa (lepkość 0,2 Pa ⋅ s);

• końca efektywnego zagęszczania MMA (lepkość 20 Pa ⋅ s).

W przybliżeniu temperatura otaczania powinna być równa temperaturze mięknienia (PiK) +110^oC, a minimalna temperatura wałowania równa temperaturze mięknienia (Pierścień i Kula) +50^oC.

Elastomeroasfalty mają niższe temperatury kruchości i wyższe temperatury mięknienia od asfaltu niemodyfikowanego. Wymagają one wyższych temperatur technologicznych (otaczania, zagęszczania) ze względu na wyższą lepkość w temperaturach podwyższonych. Efekt modyfikacji asfaltu jest tym silniejszy, im więcej SBS wprowadzono do asfaltu. Wyróżnia się 3 klasy elastomeroasfaltów:

• A - niskomodyfikowane (SBS 2 ÷ 3%),

• B - średniomodyfikowane (3 ÷ 4%),

• C - wysokomodyfikowane (6 ÷ 7%).

Elastomeroasfalty klasy C (najdroższe), zwłaszcza wykonane z miękkiego asfaltu bazowego, charakteryzują się doskonałą sprężystością, ciągliwością i odpornością zmęczeniową); zalecane są do cienkich warstw, np.: nawierzchni mostowych. Elastomeroasfalty klasy B, na asfaltach bazowych o średniej twardości są uniwersalne, przydatne do każdego rodzaju warstw bitumicznych pod ciężkim ruchem. Dodatek polimeru (EVA) do asfaltu nie poprawia temperatury łamliwości plastomeroasfaltu. MMA na plastomeroasfaltach wymagają temperatur technologicznych nie wyższych od 150^oC. Podczas wytwarzania i wbudowywania MMA asfalty ulegają starzeniu technologicznemu, które prowadzi do zwiększenia twardości.

2.3. Wypełniacz do MMA.

Jest to mączka wapienna o uziarnieniu poniżej 0,063 mm (w Polsce wg dotychczasowych wymagań poniżej 0,075 mm). Wiąże się ona chemicznie z asfaltem (na gorąco) dając mastyks i modyfikuje właściwości reologiczne asfaltu usztywniając go. Poprawia adhezję asfaltu do kruszywa, dzięki czemu zwiększa się wodoszczelność i mrozoodporność.

W niektórych przypadkach wypełniacz wapienny może być częściowo lub w całości zastąpiony przez wypełniacz zastępczy: mączkę dolomitową, pył cementowy, popiół lotny, mączkę żużlową lub pyły z kruszywa.

Zastosowanie zbyt dużej ilości wypełniacza wapiennego może spowodować nadmierne usztywnienie mieszanki.

2.4. Środki adhezyjne.

Im bardziej kwaśne kruszywo, tym większy powinien być dodatek środka adhezyjnego. Adhezję asfaltu do kruszywa z dodatkiem środka adhezyjnego można badać metodą gotowania i oszacowania wielkości powierzchni kruszywa nie odmytej z asfaltu.

Środki adhezyjne (wielkocząsteczkowe aminy) stosuje się w ilości 0,2 ÷ 0,4% masy asfaltu. Środki te różnią się termoodpornością (od 160 do 185^oC) oraz szkodliwością dla zdrowia (produkowane przez ICSO w Blachowni Śląskiej noszą nazwę Teramin).

2.5. Stabilizatory mastyksu.

Są to najczęściej włókna celulozowe zapobiegające obciekaniu nadmiaru mastyksu z grubych ziaren kruszywa.

3. Metody projektowania MMA.

Najważniejszymi parametrami MMA są:

• stabilność wg Marshalla;

• odkształcanie wg Marshalla;

• zawartość wolnej przestrzeni w MMA;

• zawartość wolnej przestrzeni wypełnionej lepiszczem w MMA.

Wymagania dla tych parametrów dla MMA o różnym przeznaczeniu, które należy przyjąć przy projektowaniu składu, zawarte są w PN-S-96025 : 2000 „Nawierzchnie asfaltowe”. Zaprojektowanie składu MMA składa się z projektu mieszanki mineralnej (MM) oraz doboru rodzaju i ilości lepiszcza.

Do najbardziej rozpowszechnionych sposobów projektowania składu MM należą:

• metoda krzywych granicznych najlepszego uziarnienia (z dostępnych kruszyw komponuje się mieszankę o uziarnieniu leżącym w polu zalecanych uziarnień wg PN-S-96025);

• metoda minimum wolnej przestrzeni (metoda iteracyjna dla frakcji grysowych kruszywa lub trójkata Fereta dla frakcji piaskowych);

• metoda modelowej krzywej uziarnienia (wykorzystanie funkcji matematycznych do opisu krzywych uziarnienia i poszukiwania uziarnienia optymalnego.

Jeżeli krzywa uziarnienia zaprojektowanego kruszywa będzie przebiegała blisko dolnej krzywej granicznej uziarnienia zalecanego (mieszanka z dużą zawartością frakcji grysowych), to zapotrzebowanie na asfalt będzie małe (bo mała powierzchnia właściwa kruszywa), mieszanka może zawierać dużo wolnych przestrzeni i charakteryzować się dużą stabilnością, dużą odpornością na koleinowanie, a małą gęstością i odkształceniem oraz małą odpornością na zmęczenie (cykle zginania). Mieszanki o krzywej uziarnienia w pobliżu górnej krzywej granicznej będą charakteryzowały się małą stabilnością, dużym odkształceniem, podatnością na koleinowanie i odpornością na zmęczenie. W każdym przypadku należy tak dobierać kruszywo, aby uzyskać optymalną krzywą uziarnienia, to jest gwarantującą uzyskanie MMA odpowiedniej dla określonych warunków eksploatacyjnych nawierzchni.

Przy projektowaniu składu mieszanki mineralnej należy wziąć pod uwagę fakt, że wytwórnie mas bitumicznych mają w zestawie sekcję odpylania, odbierającą z kruszywa pyły (ziarna poniżej 0,063 mm). Krzywe uziarnienia stosowanych kruszyw należy w związku z tym przeliczyć, uwzględniając skuteczność odpylania kruszywa (około 50%).

Ilość asfaltu w MMA wymagających wałowania najczęściej wyznacza się metodą Marshalla, tj. na podstawie badań właściwości mechanicznych (stabilności i odkształcenia) wstępnie zaprojektowanej MMA. Ilość asfaltu w MMA nie wymagających wałowania wyznacza się na podstawie pomiaru penetracji stemplem o powierzchni 5 cm² i nacisku 525 N, w temperaturze 40^oC i w czasie 30 minut.

Stabilność według Marshalla bada się na próbkach walcowych ∅100 mm i wysokości 63,5 mm, ściskanych w prasie Marshalla prostopadle do osi próbek, w temperaturze 60^oC. Określa się siłę (stabilność S w kN) w chwili zniszczenia próbki lub osiągnięcia przez próbkę maksymalnego dopuszczalnego normą odkształcenia L. Próbkę do badań zagęszcza się za pomocą ubijaka Marshalla (o energii uderzenia 20 J), wykonując 50 lub 75 (zależnie od kategorii ruchu KR 1 ÷ 2 lub KR 3 ÷ 6)uderzeń na każdą stronę próbki. Dla wyznaczenia optymalnej zawartości asfaltu w MMA wykonuje się wstępne wyliczenie orientacyjnej ilości asfaltu, a następnie wykonuje 5 mieszanek przy stopniowaniu zawartości asfaltu co 0,5% (wartość centralna równa wyliczonej A_m , pozostałe równe A_m ±0,5% i A_m ±1%). Po zbadaniu stabilności i odkształcenia tych próbek wg Marshalla (lub penetracji stemplem) oraz wyznaczeniu gęstości objętościowej, wolnej przestrzeni w MMA i wypełnienia wolnej przestrzeni, wyznacza się optymalną zawartość asfaltu.

4. Projektowanie betonów asfaltowych (BA).

BA mogą być stosowane na wszystkie warstwy konstrukcyjne nawierzchni i dla wszystkich kategorii ruchu. Wstępne wyliczenie zawartości asfaltu w projektowanym BA wykonuje się dowolną metodą obliczeniową, np.: metodą powierzchni właściwej. Wylicza się powierzchnię właściwą zaprojektowanej mieszanki kruszywa (o znanym uziarnieniu), a następnie oblicza ilość asfaltu przy założeniu, że wszystkie ziarna mieszanki mineralnej powinny być otoczone warstewką lepiszcza o określonej grubości. Grubość otoczki asfaltowej dla betonu asfaltowego zależy od rodzaju stosowanego as-faltu i dla asfaltu D-50 powinna wynosić od 3,2 do 2,7 μm, a dla asfaltu D-70 od 2,8 do 2,4 μm. Ze wzrostem stopnia penetracji (asfalty coraz bardziej miękkie) grubość otoczki asfaltowej powinna być coraz cieńsza. (Dla MMA o bardzo rozwiniętej powierzchni kruszywa, jak asfalt lany, grubość otoczki asfaltowej powinna być najcieńsza, rzędu 1,5 ÷ 4 μm. Dla mieszanek jednofrakcyjnych, np.: makadamowych, otoczka powinna być najgrubsza, rzędu 15 ÷ 80 μm).

Powierzchnię właściwą F mieszanki mineralnej (w m²/kg) wylicza się z wzoru:

F = (0,04 g + 0,06 z + 0,10 s + 1,5 ⋅ f) ⋅
,

gdzie:

g - zawartość frakcji powyżej 4 mm, %;

z - zawartość frakcji 0,30 ÷ 4 mm, %;

s - zawartość frakcji 0,075 ÷ 0,30 mm, %;

f - zawartość frakcji poniżej 0,075 mm, %;

ζ_MM - gęstość mieszanki mineralnej (g/cm³).

Gęstość MM można wyznaczyć doświadczalnie lub wyliczyć ze wzoru:

ζ_{MM =}

gdzie:

K₁ - procentowa zawartość kruszywa K₁ o gęstości ζ₁ w mieszance.

Gęstość kruszywa przyjmuje się ze specyfikacji technicznych lub następująco:

• bazalt 2,90 ÷ 3,0 g/cm³,

• dolomit 2,75 g/cm³,

• wapień 2,70 g/cm³,

• kwarcyt, granit, żwir, piasek kwarcowy 2,65 g/cm³.

Procentową zawartość asfaltu A_k w stosunku do MM oblicza się ze wzoru:

A_k =
, % ,

gdzie:

F - powierzchnia właściwa MM,

b - grubość otoczki bitumicznej,

ζ_A - gęstość asfaltu (g/cm³).

Dla asfaltu D-50 gęstość w temperaturze 25^oC wynosi 1,01 g/cm³.

Procentową zawartość asfaltu w MMA oblicza się wg wzoru:

A_m =

Zawartość ta powinna się mieścić w granicach wymagań normy PN-S-96025 : 2000 „Nawierzchnie asfaltowe”. Dla betonu asfaltowego na warstwę ścieralną dróg kategorii KR 3 do KR 6, przy uziarnieniu do 16 mm, zawartość asfaltu A_m powinna zawierać się w granicach od 4,8 do 6% wagowych, dla BA na warstwę wiążącą od 4,3 do 5,8%, a dla podbudowy od 3 do 4,7% (do 31,5 mm). Im grubsze uziarnienie MM, tym zalecane orientacyjne zawartości asfaltu w BA powinny być mniejsze. Również im wyższa kategoria ruchu, tym zawartość asfaltu powinna być mniejsza.

Po zaprojektowaniu obliczeniowym MMA należy wykonać 5 mieszanek przy stopniowaniu zawartości asfaltu co 0,5% (wartość centralna równa wyliczonej A_m , pozostałe równe A_m ±0,5% i A_m ±1%). Z każdej mieszanki należy zbadać 3 próbki oznaczając:

• gęstość objętościową,

• stabilność wg Marshalla,

• odkształcenie,

• sztywność Marshalla SZ =
  , kN/mm.

Jeżeli wysokość próbek do badania stabilności jest inna niż 63,5 mm, wynik stabilności należy skorygować mnożąc wynik oznaczenia przez współczynnik α (z tabel). Sztywność Marshalla powinna mieścić się w granicach od 2 do 6 kN/mm. Przy zbyt wysokiej sztywności BA są podatne na spękania zmęczeniowe i łuszczą się pod działaniem ruchu. Przy za niskiej sztywności BA są podatne na koleinowanie. Gęstość objętościowa MMA oraz stabilność wykazują maksimum przy określonej zawartości asfaltu. Odkształcenie próbek rośnie parabolicznie wraz ze wzrostem zawartości asfaltu, a wolna przestrzeń w MMA parabolicznie maleje. Wypełnienie wolnej przestrzeni w MM rośnie na ogół prostoliniowo ze wzrostem procentowej zawartości asfaltu. Korzystając z w/w zależności i zaznaczając na wykresach wymagany poziom danej cechy według PN-S-96025 „Nawierzchnie asfaltowe”, można dla każdej cechy wyznaczyć wymaganą procentową zawartość asfaltu.

Średnia arytmetyczna z wyliczonych w ten sposób zawartości asfaltu stanowi optymalną zawartość asfaltu w projektowanej mieszance. Ze względu na odmienny schemat zachowania się grubych (powyżej 100 mm) i cienkich (poniżej 50 mm) warstw nawierzchni z BA, zawartość asfaltu w MMA można korygować, dobierając dla nawierzchni grubych mieszanki o trochę wyższej sztywności, a dla nawierzchni cienkich mieszanki bardziej elastyczne.

Do wykonywania nawierzchni asfaltowych o zwiększonej odporności na koleinowanie i zmęczenie stosuje się mieszankę betonu asfaltowego o wysokim module sztywności (BA WMS), zgodnie z instrukcją IBDM ZW-WMS 2002 (zeszyt 63/2002).

5. Mastyks grysowy SMA (Splitt Mastics Asphalt).

Krzywa uziarnienia mieszanki mineralnej do SMA jest nieciągła. Ilość asfaltu dobiera się tak, aby uzyskać zalecaną zawartość wolnych przestrzeni. Mieszanki SMA stosuje się na warstwy ścieralne nawierzchni dróg, mostów i lotnisk niezależnie od kategorii ruchu oraz na cienkie warstwy ścieralne i do napraw nawierzchni. Bardzo drobne mieszanki (0/4) stosuje się do odnowy powierzchniowej nawierzchni i do bardzo cienkich warstw ścieralnych, a im większe obciążenie ruchem, tym mieszanki powinny być grubsze (najgrubsze 0/12,8). Powierzchnia styku opony z ziarnami grysów w SMA wynosi około 90% (w BA około 50 ÷ 85%, a AL poniżej 50%), dlatego bardzo ważne jest, aby zastosowane grysy były odporne na polerowanie. Grubość warstwy ścieralnej nawierzchni z BA lub SMA powinna wynosić co najmniej 2,5 - krotność nominalnego uziarnienia mieszanki, a grubość podbudowy trzykrotność nominalnego uziarnienia. Mastyks (asfalt + mączka wapienna + piasek łamany) tylko częściowo wypełnia wolne przestrzenie pomiędzy grysem, dlatego mieszanki SMA zawsze wymagają zastosowania stabilizatora mastyksu (włókna celulozowe), aby nie dopuścić do spłynięcia mastyksu z grysu podczas magazynowania SMA w silosie oraz podczas transportu. Uziarnienie MM do SMA należy dobierać na podstawie krzywych granicznych zalecanego uziarnienia podanych w PN-S-96025 : 2000, zależnie od kategorii ruchu i grubości projektowanej warstwy nawierzchni. Ilość lepiszcza w SMA ustala się na podstawie badania próbek metodą Marshalla, analogicznie, jak dla BA.

6. Mieszanki mineralno-bitumiczne o nieciągłym uziarnieniu do cienkich warstw ścieralnym (MNU).

Są przeznaczone do bardzo cienkich (1,5 ÷ 2,5 cm) i ultracienkich warstw ścieralnych (poniżej 1,5 cm), stosowanych w zabiegach utrzymaniowych, np.: zamiast powierzchniowych utrwaleń. Są produkowane na grysach o uziarnieniu do 6,3 mm, 9,6 mm lub 12,8 mm. Spoiwem MNU jest elastomeroasfalt DE 80 lub DE 150. Jako optymalną zawartość elastomeroasfaltu przyjmuje się jego największą ilość, która zapewnia zawartość wolnej przestrzeni w MNU (w próbce zagęszczonej wg Marshalla) od 2 do 6% obj. i nie powoduje spływania lepiszcza podczas transportu i wbudowania (spływność poniżej 1%). Zasady projektowania i wbudowania MNU określa instrukcja IBDM ZW-MMB-NU-95 (zeszyt 50/1995).

7. Mieszanki mineralno-asfaltowe typu makadamowego.

Nawierzchnia składa się z warstw kruszyw jednofrakcyjnych o stopniowo malejącym uziarnieniu, klinujących się wzajemnie. Ziarna kruszywa są otoczone lub tylko skropione lepiszczem. Warstwy kruszywa są układane i zagęszczane kolejno, począwszy od frakcji najgrubszej. Warstwy makadamowe mają strukturę otwartą, dogęszczają się pod wpływem ruchu, lecz nie uzyskują szczelności. Przykładem warstwy makadamowej jest powierzchniowe utrwalenie przy użyciu emulsji kationowej. Polega ono na skropieniu utrwalonej nawierzchni, posypaniu kruszywem i zagęszczeniu. Operacja ta może być 1, 2 lub trzykrotna (3-krotne utrwalenie).

Do powierzchniowych utrwaleń stosuje się emulsje kationowe szybkorozpadowe, niemodyfikowane i modyfikowane. Drogowe emulsje kationowe dzieli się na klasy: K1, K2, K3 i K4 w zależności od indeksu rozpadu (Indeks rozpadu jest równy ilości w gramach piasku kwarcowego 0 ÷ 0,1 mm, który można wymieszać ze 100 g emulsji, nim uzyska się konsystencję pasty). Emulsje K1 są szybkorozpadowe, K2 średniorozpadowe, K3 wolnorozpadowe, K4 nadstabilne. Emulsje modyfikowane lateksem mają maja w symbolu oznaczenie ML, a modyfikowane SBS symbol MP (dodatek SBS poprawia kohezję, podwyższa ciągliwość i temperaturę mięknienia). Dla kruszywa 2 - 4 na 1 m² utrwalanej nawierzchni należy użyć orientacyjnie 0,9 litra emulsji asfaltowej 60% i 4 kg grysu. Grys rozsypany bezpośrednio po natrysku podgrzanej emulsji należy wałować walcem ogumionym. Prawidłowo wykonana warstwa ścieralna powinna mieć jednorodny wygląd i szczelną strukturę dolnej części warstwy o grubości ¾ najgrubszych ziaren kruszywa oraz szorstką fakturę z wystającymi z lepiszcza wierzchołkami grysu.

W przypadku remontu nawierzchni z lepiszczem smołowym, należy ją przetworzyć w technologii recyklingu na zimno na miejscu. Wymieszanie destruktu mieszanki smołowej z emulsją kationową wolnorozpadową pozwala zamknąć szkodliwe dla środowiska składniki smołowe pod warstwą asfaltu.

8. Asfalt lany (AL).

Jest to mieszanka typu betonowego, o ciągłym uziarnieniu, o dużej zawartości wypełniacza, nie wymagająca wałowania w czasie wbudowywania. Może być stosowany na warstwy ścieralne dla wszystkich kategorii ruchu, a na warstwy wiążące głównie na mostach.

Na drogach kategorii KR 3 ÷ KR 6 powinien być wbudowywany wyłącznie mechanicznie, na KR 1 i KR 2 może być wbudowywany ręcznie. Dla AL dróg kategorii KR 1 i KR 2 uziarnienie MM nie powinno przekraczać 12,8 mm, a orientacyjna zawartość asfaltu powinna wynosić 6,5 ÷ 8% . Dla dróg KR 3 ÷ KR 6 uziarnienie może wynosić do 25 mm (zawartość asfaltu 6 ÷ 7,5%). Optymalną ilość asfaltu w AL wyznacza się metodą penetracji stemplem o powierzchni 5 cm² i nacisku 525 N, w temperaturze 40^oC i w czasie 30 minut. Dla AL na warstwę ścieralną drogi KR 1 i KR 2 penetracja powinna wynosić od 1,0 do 5,0 mm, a dla dróg kategorii KR 3 do KR 6 od 1,0 do 3,5 mm. Penetracja rośnie wraz ze wzrostem zawartości asfaltu w AL

9. Asfalt piaskowy (AP).

Jest to mieszanka typu betonowego na kruszywie granulowanym, o uziarnieniu do 4 mm i twardych asfaltach D-35 lub D-50, przeznaczona na warstwy ścieralne dróg kategorii KR 1 i KR 2. Stosowana jest też na chodniki mostowe i do wykonywania łat.

---