WARSTWA ŚCIERALNA I WARSTWA WIĄŻĄCA są zaliczane do głównych warstw konstrukcyj­nych nawierzchni drogowej (rozdz. 10). Do budowy tych warstw stosuje się mieszanki mineralno-asfaltowe. Nawierzchnię, której warstwa ścieralna została wykonana z takiej mieszanki, nazywa się nawierzchnią asfaltową.

Rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych

Ze względu na strukturę mieszanki mineralno-asfaltowej. z której zbudowane są poszczególne warstwy konstrukcyjne nawierzchni, rozróżnia się następujące typy mieszanek

— betonowy,

— makadamowy,

— pośredni.

Typ betonowy mieszanki mineralno-asfaltowej charakteryzuje się tym, że mieszanka mineralna jest projektowana według ciągłej harmonijnej krzywej uziarnienia (równomiernie stopniowane uziarnienie), z kru­szyw o różnej wielkości ziaren.

Tak dobrana mieszanka po zagęszczeniu powinna osiągnąć minimum wolnych przestrzeni, które wypeł­nia się w całości lub częściowo lepiszczem asfal­towym. Mieszanki typu betonowego mogą mieć struk­turę zamkniętą lub częściowo zamkniętą. W nawierz­chni drogowej zagęszczona mieszanka mineralno -asfaltowa uzyskuje odpowiednią szczelność i nie powinna dogęszczać się w czasie eksploatacji. Proporcje pomiędzy składnikami wchodzącymi w skład zagęszczonej mieszanki mineralno -asfaltowej, tj. pomiędzy zawartością fazy gazowej (zawartość wolnych przestrzeni), fazy stałej (zawartość mieszanki mineralnej) oraz ciekłej (zawartość lepiszcza) nie powinny ulegać zmianom.

Typem makadamowym mieszanki mineralno-asfaltowej określa się warstwy kruszyw jednofrakcyjnych, wzajemnie klinujących się, o stopniowo malejącym uziarnieniu. otoczonych lepiszczem lub tylko skropionych i odpowiednio zagęsz czonych. Główną siłą utrzymującą monolityczność warstwy asfaltowej jest tarcie klinujących się ziarn, natomiast rola lepiszcza jako spoiwa jest tu drugorzędna. Warstwy kruszywa z lepiszczem układane i zagęszczane kolejno od najgrubszej do najdrobniejszej frakcji, dogęszczają się pod wpływem ruchu i mają strukturę otwartą.

Typ pośredni mieszanki mineralno-asfaltowej charakteryzuje się tym, że krzywa uziarnienia mieszanki mineralnej jest nieciągła. Nieciągłość wynika z braku określonej frakcji lub grupy frakcji w mieszance mineralnej

Tradycyjne mieszanki mineralno-asfaltowe typu betonowego w zależności okładu, właściwości i technologii wbudowania w nawierzchnię dzielą się na:

— beton asfaltowy,

— asfalt lany.

— asfalt piaskowy.

Do typu makadamowego należy powiechniowe utrwalenie, a do typu pośredniego

— mastyks grysowy SMA,

— mieszanka mineralno-asfaltowa o nieciągłym uziarnieniu (MNU).

Zastosowanie mieszanek mineralno-asfaltowych do warstw konstrukcyjnych nawierzchni

Mieszanki MNU, asfalt piaskowy i powierzchniowe utrwalenie stosuje się tylko w warstwie ścieralnej. Z betonu asfaltowego mogą być wykonywane wszystkie warstwy konstrukcyjne nawierzchni. Na szczególną uwagę zasługuje mieszanka SMA, którą zaleca się stosować do warstwy ścieralnej niezależnie od kategorii ruchu, szczególnie w rejonach o surowych zimach i gorących latach (północno-wschodnia Polska, obszary górskie).

BETON ASFALTOWY

Mieszanka mineralno-asfaltowa betonu asfaltowego (PN-S 96025) może być sto­sowana do następujących warstw konstrukcyjnych nawierzchni drogowych:

— ścieralnej,

— wiążącej,

— wyrównawczej,

— wzmacniającej,

— podbudowy.

MATERIAŁY DO WARSTWY ŚCIERALNEJ, WIĄŻĄCEJ, WYRÓWNAWCZEJ I WZMACNIAJĄCEJ

W skład betonu asfaltowego wchodzą następujące materiały:

— asfalty drogowe: 35/50, 50/70, 70/100,

— polimeroasfalty drogowe; DE30 A, B, C. DP30, DESO A, B, C,

- wypełniacz mineralny (do warstwy ścieralnej dla kategorii ruchu od KR 3 do KR 6 — tylko wypełniacz wapienny), pyły z odpylania w otaczarce, popioły lotne,

— kruszywa łamane granulowane:

a) ze skał magmowych i przeobrażonych,

b) ze skał osadowych,

c) z surowca sztucznego — żużle pomiedziowe i stalownicze

— kruszywa łamane zwykłe,

— żwir i mieszanka,

— grys i żwir kruszony z surowca naturalnie rozdrobnionego,

— piasek,

— destrukt.

Zawartość wypełniacza wapiennego w mieszance mineralno-asfaltowej do warstwy wiążącej, wyrównawczej i wzmacniającej obciążonej ruchem od KR3 do KR6 powinna wynosić co najmniej tyle, ile wynosi zawartość pyłów z odpylania w otaczarce.

Wszystkie materiały stosowane do produkcji betonu asfaltowego powinny odpowiadać wymaganiom norm przedmiotowych lub Aprobaty Technicznej lub orzeczenia laboratoryjnego.

Do betonu asfaltowego stosuje się środki zwiększające przyczepność asfaltu do kruszywa. Środki adhezyjne powinny być stosowane w przypadku braku między kruszywem a asfaltem wystarczającego powinowactwa (przyczepność asfaltu do kruszywa, oznaczona w badaniu laboratoryjnym, jest mniejsza niż 80%).

Właściwości betonu asfaltowego.

Beton asfaltowy powinien charakteryzować się takimi cechami technicznymi, aby warstwy konstrukcyjne zbudowane z takiej mieszanki zapewniały nawierzchni drogowej następujące właściwości:

- nośność konstrukcji nawierzchni,

- trwałość na niszczące działanie ruchu i warunków atmosferycznych,

- szczelność, to jest nieprzepuszczalność nawierzchni dla wody,

- Odporność na odkształcenia trwałe powodowane przez ruch samochodowy, • Szorstkość dającą dobrą bezpieczną sczepność koła z nawierzchnią niezależnie

- od stopnia zawilgocenia,

- ekologiczność poprzez stosowanie materiałów nieszkodliwych dhi środowiska naturalnego.

Ponadto mieszanka betonu asfaltowego w czasie produkcii i zagęszczania powinna wykazywać dobra urabialność i zagęszczalność w przewidywanych dla (tych procesów temperaturach.

MASTYKS GRYSOWY SMA

Mieszanki SMA wg PN

Nazwa mieszanki SMA (mieszanka grysowo-mastyksowa) wiąże się z budową mieszanki składającej się z grysów (60 do 80%) tworzących szkielet nośny, którego pory wypełnione są mastyksem. Mastyks składa się z asfaltu, wypełniacza, piasku i dodatku stabilizującego.

Warstwa ścieralna nawierzchni z SMA łączy w sobie zalety betonu asfaltowego i asfaltu twardolanego i charakteryzuje się dużą szorstkością, zwiększoną odpornością na odkształcenia trwałe (koleinowanie) oraz odpornością na działanie czynników atmosferycznych. Odporność ta ma swoje źródło w składzie mieszanki mineralno--asfaltowej. Mieszanka mineralna w mastyksie grysowym SMA jest mieszanką o nieciągłym uziarnieniu i po ułożeniu oraz właściwym zagęszczeniu w warstwie gwarantuje wzajemne klinowanie się ziaren grysowych, dzięki czemu tworzy się odporna na koleinowanie warstwa nawierzchni. Zwiększona trwałość mieszanki SMA wynika z dużej zawartości mastyksu, który otaczając ziarma kruszywa grubą warstwą oraz wypełniając wolne przestrzenie w mieszance czyni ją nieprzepuszczalną dla wody i powietrza, a przez to odporną na działanie wilgoci i przyspieszone starzenie lepiszcza asfaltowego

Dużą szorstkość warstwy ścieralnej z SMA osiąga się dzięki stosowaniu do mieszanki mineralnej kruszyw o odpowiednim wskaźniku odporności na polerowanie pod ruchem. Do czynników wpływających na bezpieczeństwo ruchu należy również tekstura powierzchni. Warstwa ścieralna z SMA charakteryzuje się korzystną teksturą sprawiającą, że w praktyce na tej warstwie po deszczu nie występuje cienka warstwa wody opadowej, która może być przyczyną niebezpiecz nej utraty kontaktu między oponą i nawierzchnią (głębokość tekstury nawierzchni z SMA o uziarnieniu 0/14 mm osiąga wartość 1,5 do 2,0 mm). Woda ta znajduje się w przestrzeniach otaczających wystające ziarna grysów.

Do pozytywnych cech nawierzchni z SMA zaliczyć należy również to, że mieszkanki te wpływają na zmniejszenie hałaśliwości ruchu samochodowego. Do tego należy dołączyć właściwości nawierzchni z SMA związane z bezpieczeństwem jazdy w nocy. Nawierzchnie te zapobiegają olśnieniu światłami pojazdów jadących z naprzeciwka i polepszają widoczność oznakowania poziomego

Zastosowanie mieszanki SMA

Mastyks grysowy SMA stosuje się do wykonywania warstwy ścieralnej nawierzchni dróg samochodowych niezależnie od klasy technicznej drogi i kategorii obciążenia ruchem. Mieszankę SMA stosuje się również na drogach lotniskowych oraz do warstwy ścieralnej i ochronnej na obiektach mostowych.

Na szczególną uwagę zasługuje możliwość stosowania mieszanki SMA do wy­konywania cienkiej, bardzo cienkiej i ultracienkiej warstwy ścieralnej. Mieszankę SMA zaleca się stosować również do nawierzchni, które pracują w trudnych warunkach obciążenia ruchem i od których wymaga się zwiększonej odporności na odkształcenia lepkoplastyczne. Są to nawierzchnie w obrębie skrzyżowań, przystanków autobusowych. |)laców i parkingów, na pasach powolnego ruchu, na podjazdach pod wzniesienia.

Materiały stosowane do mieszanek SMA

Mieszankę SMA wytwarza się z następujących materiałów:

— asfalt 35/50 łub 50/70, polimeroasfalt: DE 30 A, B, C lub DE 80 A, B, C albo DP 80,

— piasek łamany lub kruszywo drobne granulowane,

— - kruszywo łamane granulowane: grysy o uziarnieniu 2/4 mm, 2/5 mm, 4/6.3 mm.

5/8 mm, 6,3/10 mm, 6,3/12,8 mm, 8/11 mm, 10/12,8 mm, klasy I gatunku 1 lub 2 do nawierzchni drogi o kategorii ruchu KRI lub KR2, klasy I gatunku 1 do nawierzchni drogi o kategorii ruchu KR3 do KR6,

— piasek,

— wypełniacz wapienny,

— środek adhezyjny,

— dodatek stabilizujący w postaci włókien mineralnych lub polimerów.

jako lepiszcze stosowany jest najczęściej asfalt rodzaju 50/70. Mieszanki SMA do nawierzchni o dużym obciążeniu ruchem wymagają twardszych asfaltów lub lepiszczy modyfikowanych.

Do wykonywania warstwy wiążącej dopuszcza się stosowanie urysow klasy II. Do warstwy ścieralnej, w celu poprawy szorstkości nawierzchni, zaleca się stosowanie grysów o różnej ścieralności i polerowalności. Nie należy stosować grysów wapiennych i dolomitowych do mieszanek SMA przeznaczonych na warstwy ścieralne nawierzchni dróg o kategorii ruchu od KR3 do KR6. W celu rozjaśnienia powierzchni warstwy ścieralnej stosuje się jasne grysy kwarcytowe, granitowe lub wapienne w łącznej ilości około 30%. Do nawierzchni obciążonych większym ruchem stosuje się tylko kruszywa łamane. Ważny jest kształt ziaren. Najlepsze są ziarna kubiczne o małym wskaźniku wydłużenia. Wypełniacz powinien pochodzić z mączki wapiennej.

Do mieszanek SMA nie należy stosować materiałów pochodzących z recyklingu.

ASFALT LANY

a) Asfalt lany jest mieszanką mineralno-asfaltową składającą się z mączki mineralnej, piasku, grysu kamiennego lub żwiru i asfaltu, dobraną w odpowiednich proporcjach ilościowych, układaną i profilowaną na gorąco ręcznie loBprzy użyciu specjalistycz­nych układarek mechanicznych Warstwa ścieralna z asfaltu lanego wymaga specjalnego uszorstnienia przez wtłoczenie kruszywa bitumowanego lub posypanie ostrym piaskiem i zatarcie.

b) Asfalt lany stosuje się do budowy warstwy ścieralnej nawierzchni dróg miejskich zamiejskich, nawierzchni dróg lotniskowych i nawierzchni na obiektach mostowych. nawierzchni dróg obciążonych ruchem KRI -KR2 stosuje się asfalt lany tradycyjny, a do nawierzchni dróg o obciążeniu od KR3 do KR6 asfalt twardolany. jako modyfikację asfaltu lanego.

Warstwy ścieralne z asfaltu lanego i asfaltu twardolanego są obok warstw z mieszanki SMA najbardziej odporne na obciążenia mechaniczne i działanie czynników środowiska. Asfalt lany jest niewrażliwy na działanie wody i środków chemicznych stosowanych do odladzania.

c) Asfalt lany wytwarza się z następujących materiałów:

-lepiszcze asfaltowe: 20/30, 30/45, 35/50, asfalt modyfikowany polimerem: DE30 A, B, C, DP30,

-wypełniacz mineralny: podstawowy, zastępczy, pyły z odpylania, popioły lotne,

- piasek naturalny, gat. 1,2,

- kruszywo łamane granulowane ze skał litych i surowca sztucznego (żużle -- -------- - pomiedziowe i stalownicze), Id. I, II, gat. 1, 2,

- kruszywo łamane zwykłe, kl. I, II, gat. 1, 2,

- żwir i mieszanka, kl. 1, II,

Zaleca się stosowanie do wypełniaczy podstawowych dodatków włóknistych lub miału gumowego w ilości do 5% masy całej ilości wypełniacza

Skład asfaltu lanego różni się zasadniczo od składu betonu asfaltowego. W asfalcie lanym jest około 2,5 razy więcej wypełniacza i około 2% więcej asfaltu

d) W celu ostatecznego przygotowania asfaltu lanego do wbudowania, należy go po załadowaniu do kotła transportowego ogrzewać i mieszać nie krócej niż 1 godzinę.

Po wyprodukowaniu asfalt lany przewozi się do miejsca wbudowania w kotłach produkcyjno-transportowych holowanych przez ciągniki albo samochody lub w kotłach transportowych montowanych na samochodach samowyładowczych. W czasie transportu mieszanka asfaltu lanego powinna być mieszana z zachowaniem temperatury wytwarzania, która jest jednocześnie temperaturą wbudowania w na­wierzchnię.

W odróżnieniu od betonu asfaltowego podłoże, na którym jest układana warstwa asfaltu lanego, nie powinno być skropione lepiszczem asfaltowym. Pozostałe warunki przystąpienia do robót związanych z przygotowaniem podłoża, wykona­niem zarobu próbnego i odcinka doświadczalnego są takie same jak dla betonu asfaltowego.

Asfalt lany może być wbudowany ręcznie lub w sposób mechaniczny, przy użyciu ukladarki. Przy ręcznym układaniu mieszanki, do zachowania profilu podłużnego i poprzecznego warstwy należy stosować odpowiednio wypoziomowane i zamocowane listwy drewniane lub stalowe. Powinny być one posmarowane środkiem przeciwprzylepnym. W tym celu można stosować roztwór szarego mydła i gliceryny w wodzie, jednocześnie zabrania się stosowania substancji pochodzenia naftowego (olej napędowy, olej opałowy, paliwo silnikowe itp.). Układanie mieszanki asfaltu lanego w sposób mechaniczny, przy użyciu układarki. powinno odbywać się w sposób ciągły, z jednostajną prędkością i w miarę możliwości bez przestojów. Złącza podłużne i poprzeczne należy dokładnie zacierać, aby otrzymać równą powierzchnię. Do rozgrzania krawędzi można stosować promienniki podczer­wieni. Do wykonywania złączy można stosować samoprzylepne taśmy asfaltowo--icauczukowe. natomiast nie zaleca się smarowania złączy gorącym asfaltem.

Gorącą powierzchnię warstwy ścieralnej z asfaltu lanego, bezpośrednio po wykonaniu, należy uszorstnić przez równomierne posypanie grysem od 2 do 4 mm.

e) Wykonaną nawierzchnię można oddać do ruchu po ostygnięciu układanej warstwy do temperatury otoczenia oraz po usunięciu z niej niezwiązanych ziam grysu.Asfalt lany może być układany w temperaturze powyżej +5°C przy bezdesz-czowej pogodzie.

---