Asfaltové směsi zpracovávané za horka Vlastnosti jednotlivých vrstev vozovky, druhy směsí, vlastnosti, použití Dr.Ing. Michal Varaus
Užitné vlastnosti vozovky spolehlivost konstrukce Základní charakteristiky spolehlivosti • Provozní způsobilost • Únosnost • Trvanlivost • Udržovatelnost • Opravitelnost
Provozní způsobilost
• Okamžité hodnoty protismykových vlastností povrchu • Podélné a příčné nerovnosti • Druh a plocha poruch
Požadavky na konstrukční vrstvy vozovky Obrusná vrstva
• Protismykové vlastnosti (makrotextura, mikrotextura) • Rovnost povrchu (příčná, podélná) • Odolnost proti tvorbě trvalých deformací • Odolnost proti tvorbě trhlin – relaxace (viskozita pojiva) • Trvanlivost (odolnost proti stárnutí, opotřebení povrchu) • Nepropustnost • Útlum hluku • Světlost povrchu
Ložní vrstva
• Společně s obrusnou vrstvou – tuhý kryt • Odolnost proti tvorbě trvalých deformací
Požadavky na konstrukční vrstvy vozovky Podkladní vrstvy • Obecně • • •
roznášení účinků zatížení od dopravy
Stmelené asfaltem odolnost proti únavě Stmelené cementem zamezení tvorbě reflexních trhlin Nestmelené splnění filtračních kritérií
Ochranná vrstva
• Zvýšení celkové tloušťky vozovky z nenamrzavých materiálů při nepříznivém vodním režimu v podloží (kapilární) • Splnění filtračních kritérií
Dosažení požadovaných vlastností • Správné složení směsi (čára zrnitosti, Dmax, druh a obsah asf.) Pokládka
• Příznivé klimatické podmínky • Dostatečná únosnost podkladu • Správná sestava hutnicích válců • Zhutnitelnost směsi (teplota, čára zrn., obsah asfaltu, tvar zrn) • Zamezení segregace (čára zrnitosti, Dmax)
ČSN EN 13108-1 Asfaltový beton (AC)
• Nejvíce používaný druh asfaltové směsi • Používá se pro obrusné, ložní i podkladní vrstvy • Dříve byly rozděleny na asfaltový beton a obalované kamenivo, dnes se používá jednotný název asfaltový beton • Směs s plynulou čarou zrnitosti • Rovnoměrné zastoupení zrn různé velikosti
Obor zrnitosti pro směs ACO 11+ a Fullerova parabola
Obecná Obecn á rovnice Fullerovy paraboly Y = (d/D)0,5 x 100 (%) Příklad: Y2 = (2/11)0,5 x 100 = 43 % = propad na ssíítě 2 mm
ČSN EN 13108-1 Asfaltový beton Sestavování požadavků do národní přílohy
• ČSN EN 13043 Kamenivo pro asf. směsi a povrchové vrstvy pozemních komunikací • ČSN EN 12591 Specifikace pro silniční asfalty • ČSN EN 14023 Specifikace pro polymerem modifikované asfalty • Výsledky srovnávacích zkoušek • Výzkumný projekt MDČR 1F45B/066/120 “Zavedení evropských norem týkajících se specifikací materiálů pro zlepšení provozní způsobilosti, životnosti a bezpečnosti dopravy“,
Národní přílohy normy ČSN EN 13108-1
• Empirický přístup (všeobecné + empirické požadavky)
• Funkční přístup
(všeobecné + funkční požadavky)
Označování směsí
Označení asfaltového betonu podle použití v konstrukčních vrstvách vozovek • ACO = AC surf - asfaltový beton pro obrusné vrstvy • ACL = AC bin - asfaltový beton pro ložní vrstvy • ACP = AC base - asfaltový beton pro podkladní vrstvy
Označení podle nejhrubší použité frakce kameniva • AC D – D velikost oka horního síta nejhrubší použité frakce
Označování směsí Označ Označení ení asf. betonu podle kvalitativní kvalitativních pož požadavků adavků ACO D S
ACO D +
ACO D
ACO D CH
Příklad: ACO 11 S (2x75)
ACO 11 + (2x50)
ACO 11 (2x50)
ACO 8 CH (2x50)
Hutně Hutnění Marshall
Označ Označení ení v technické technické dokumentaci ACO 11 S PMB 45/8045/80-50; 50; 40 mm; mm; ČSN EN 1310813108-1
Označování směsí
Označení asfaltového betonu podle kvalitativních požadavků • ACL D S, ACL D +, ACL D (2x75)
• ACP D S, (2x50)
(2x50)
ACP D + (2x50)
(2x50)
Převod označení asfaltových směsí podle zrnitosti (nominálního síta D v mm) Označení asfaltového betonu
Obrusné vrstvy ČSN 73 6121 ČSN EN 13108-1 a TP109 ACO 8 ABJ II ACO 8 CH ABJ II, III ACO 11 S ABS I – TP 109 ACO 11 + ABS I ACO 11 ABS II, III ACO 16 S ABH I – TP 109 ACO 16 + ABH I ACO 16 ABH II, III
Ložní vrstvy ČSN 73 6121 ČSN EN 13108-1 a TP109 ACL 16 S ABH I – TP 109 ACL 16 + ABH I ACL 16 ABH II, III, OKS I ACL 22 S ABVH I – TP 109 ACL 22 + ABVH I ACL 22 ABVH II, III, OKH I Podkladní vrstvy ACP 16 S – ACP 16 + OKS I, II ACP 22 S OKH I – TP 109 ACP 22 + OKH I, II
Doporučené druhy asfaltových pojiv Označ Označení ení smě směsí
Tlouš Tloušťky vrstev
ACO 8
25 – 50
ACO 8 CH
25 – 40
ACO 11S
35 – 50
ACO 11+
ACO 11 ACO 16S
ACO 16+
ACO 16
45 – 60
S
Třída dopravní dopravního zatí zatížení ení I II III IV V VI Obrusné Obrusné vrstvy 70/100, 50/70 (100/150, PMB 45/8045/80- 50,50,-55,55,-60)
PMB 25/5525/55-55, -60, -65, 45/8045/80-50, -55, -60; speciá speciální lní modifikovaný asfalt; 50/70 50/70; PMB 25/5525/55-55,55,60,60,-65 45/8045/80-50,50,-55,55,-60; 60/10560/105-45; speciá speciální lní modifikovaný asfalt 70/100, 50/70 (100/150) PMB 25/5525/55-55,55,-60,60,-65, 45/8045/80-50,50,-55,55,-60; speciá speciální lní modifikovaný asfalt; 50/70 50/70; PMB 25/5525/55-55, 60,60,-65, 45/8045/80-50,50,-55,55,-60, 60/10560/105-45; speciá speciální lní modifikovaný asfalt 70/100, 50/70, (100/150)
CH
70/100, 100/150
Požadavky na kamenivo do obrusných vrstev Obrusné vrstvy Článek normy, tabulka
Typ
S
Označ Označení ení smě směsi ACO
+
11 S, 16 S 11 +, 16 +
bez označ označení ení
CH
8, 11, 16
8 CH
Požadavky na drobné kamenivo a směs kameniva 4.1.3
Zrnitost DK (D ≤ 2) GF
GF85
4.1.3
Zrnitost SK (D ≤ 5 a d = 0) GA
GA85
Tolerance zrnitosti DK a SK (D ≤ 8) GTC
GTC10
4.1.3.2 4.1.4
Obsah jemných částic f
4.1.5
Kvalita jemných částic3) MBF
Těžen ené ěžené
f3
f10
Drcené Drcené
f102)
f16 MBF10
Požadavky na kamenivo do obrusných vrstev Požadavky na hrubé kamenivo Označ Označení ení smě směsi ACO 4.1.3 4.1.3.1
11 S, 16 S
Zrnitost HK (D > 2) GC Tolerance zrnitosti G pro D/d
<4
11 +, 16 +
Gc90/15 (85/15)
Gc85/15
G25/15
G20/15
Obsah jemných částic f
4.1.6
Tvarový index SI pro horní horní mez zrně zrnění
4.2.2
Odolnost proti drcení drcení LA (zkouší (zkouší se na frakci 10/14 nebo 8/11)
8 CH
G20/17,5
≥4
4.1.4
8, 11, 16
f2 D < 11,2
SI30
SI35
SI50
D ≥ 11,2
SI25
SI30
-
LA25
LA30
-
Požadavky na kamenivo do obrusných vrstev
Pož Požadavky na hrubé hrubé kamenivo - pokrač pokračová ování Označ Označení ení smě směsi ACO
11 S, 16 S 11 +, 16 +
8, 11, 16
8 CH
4.2.3
Ohladitelnost PSV
PSV50
PSV deklarovaná deklarovaná 48
4.2.9.1
Nasá Nasákavost WA24
WA241
WA242
4.2.9.2
Trvanlivost síranem hoř hořečnatým MS
4.2.9.2
Odolnost proti zmrazová zmrazování a rozmrazová rozmrazování F
4.2.12
Odolnost proti rozpadavosti čedič ediče8) SB
4.3.4.3
Rozpí Rozpínavost kameniva z ocelá ocelárenské renské strusky V
MS18 F2
F4 SBLA ≤ 8 Hodnoty se deklarují deklarují.
Vlastnosti fileru s kvalitativními požadavky Filer Filer z drobné drobného drcené drceného kameniva a smě směsi kameniva s D ≤ 5 mm, frakce 0/0,125 mm 4.1.5 5.3.3.2
Nevhodné Nevhodné částice1)
MBF
MBF10
Delta krouž kroužek a kulič kulička2)
∆R&B
∆R&B 8 až až 25
Přídavný filer – vápencový, dolomitický, frakce 0/0,125 mm 5.2.1
Zrnitost
5.3.1
Obsah vody
5.4.3
Obsah uhlič uhličitanů itanů3)
5.5.4
Měrná rná hmotnost
Podle tabulky 24 ČSN EN 13043:2004
w
<1%
CC
CC70
ρf
Hodnoty se deklarují deklarují. Deklarovaný rozsah nesmí nesmí být > 0,2 3 Mg/m .
Nejvyšší přípustný obsah R-materiálu v % hmotnosti asfaltové směsi Obrusné Obrusné vrstvy Druh smě směsi
Lož Ložní vrstvy
R-materiá materiál (%)
Druh smě směsi
Podkladní Podkladní vrstvy
R-materiá materiál (%)
Druh smě směsi
R-materiá materiál (%)
ACO 8
25
ACL 16 S
30/15
ACP 16 S
50
ACO 8 CH
25
ACL 16 +
30
ACP 16 +
60
ACO 11 S
–
ACL 16
40
ACP 22 S
50
ACO 11 +
–
ACL 22 S
30/15
ACP 22 +
60
ACO 11
25
ACL 22 +
30
ACO 16 S
–
ACL 22
40
ACO 16 +
–
ACO 16
25
Požadavky na směsi obrusných vrstev empirický přístup
Požadavky na směsi ložních vrstev funkční přístup
Požadavky na směsi ložních vrstev funkční přístup
ČSN EN 13108-5 Asfaltový koberec mastixový (SMA) • Asfaltová směs vyvinutá v 70. letech v Německu • Původní použití → vozovky pro pneumatiky s hřeby • Směs vysoce odolná proti tvorbě trvalých deformací • Používá se hlavně pro obrusné vrstvy • Směs s přerušenou čarou zrnitosti • Převažující zastoupení jedné frakce kameniva • Kamenivo dobrý tvarový index, nízká otlukovost • Kamenná kostra je vyplněna mastixem • Mastix = asfaltové pojivo, kamenivo do 2 mm, kamenná moučka • Jako pojivo se v ČR používá převážně modifikovaný asfalt • Pro stabilizaci pojiva se používají vlákna (celulózová, akrylátová) • Směs má otevřenou makrotexturu
Asfaltový koberec mastixový – doporučená pojiva
Asfaltový koberec mastixový přerušená čára zrnitosti
Srovnání: Asfaltový koberec mastixový SMA x asfaltový beton AC
Otevřená makrotextura asfaltového koberce mastixového
Asfaltový koberec mastixový - vlastnosti • Vysoká odolnost proti tvorbě trvalých deformací, • Odolnost proti tvorbě mrazových trhlin, • Příznivá makrotextura: → dobré drenážní vlastnosti → útlum hluku z dopravy, • Pomalý proces stárnutí, • Dobrá přilnavost k podkladu,
SMA – zkouška stékavosti pojiva (Schellenbergova zkouška)
ČSN EN 13108-7 Asfaltový koberec drenážní (PA) • Asfaltová směs s vysokou mezerovitostí • Zhutněná směs propouští vodu • 2 efekty → snížené riziko aquaplaningu, útlum hluku • Odvedení srážkové vody po nepropustném podkladu • Využití na dálničních vozovkách (Holandsko – 80 %), obytné zóny, v ČR hlavně hřiště, podklad pro umělý povrch • Po čase se zanáší, ztrácí drenážní schopnost • Směs s přerušenou čarou zrnitosti • Vysoce převažující zastoupení jedné frakce kameniva • Kamenivo výborný tvarový index, nízká otlukovost • Pro zimní údržbu je zapotřebí používat radlice s gumovými břity • Pro zajištění funkce je zapotřebí seříznout krajnice
Asfaltový koberec drenážní – doporučená pojiva
Asfaltový koberec drenážní textura povrchu
Dvouvrstvý asfaltový koberec drenážní Holandsko
Asfaltový koberec drenážní Japonsko
Asfaltový koberec drenážní detaily odvodnění
Asfaltový koberec drenážní – nástřik SAMI vrstvy (těsnící membrány)
Asfaltový koberec drenážní – měření hluku
Asfaltový koberec drenážní zařízení na měření drenážních schopností in situ
Asfaltový koberec drenážní – čištění tlakovou vodou
Asfaltový koberec drenážní – vylamování zrn
ČSN EN 13108-6 Litý asfalt (MA) • Asfaltová směs bez vzduchových mezer • Kamenivo má pouze funkci výplně, zrna nejsou zaklíněna • Směs se nehutní • Veškeré zatížení přenáší pojivová složka → “tvrdší pojiva“ • Větší množství pojiva než u hutněných vrstev • Vysoký obsah vápencové moučky 25 – 35 % • Je možné použít R-materiál • Výroba na obalovnách a míchacích stanicích • Přeprava v pojízdných vařičích • Teplota zpracování 200 - 250 oC • Rozprostírání ručně nebo finišery
Litý asfalt – doporučená pojiva
• Silniční asfalty dle ČSN EN 12591 • Modifikované asfalty dle ČSN EN 14023 • Tvrdé silniční asfalty dle ČSN EN 13924
Litý asfalt – použití v pozemních kom.
Litý asfalt – požadavky pro směsi
Litý asfalt – stanovení čísla tvrdosti (odolnost proti tvorbě trvalých deformací)
Litý asfalt – aplikace
