Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wykonawstwo i badania

W książce przedstawiono zagadnienia związane z projektowaniem, wykonawstwem, eksploatacją i badaniami gorących mieszanek mineralno-asfaltowych stosowanych do budowy nowych i naprawy istniejących dróg. Podano wymagania, klasyfikację i warunki eksploatacyjne betonu asfaltowego, parametry strukturalne i ocenę właściwości funkcjonalnych składników betonu asfaltowego i innych mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA). Omówiono projektowanie mieszanek drogowych z uwzględnieniem czynników strukturalnych, wpływ czynników technologicznych na kształtowanie struktury mieszanek drogowych oraz właściwości strukturalno-mechaniczne i zjawiska mechaniczno-energetyczne występujące w bitumicznych mieszankach drogowych podczas ich eksploatacji. 

Spis treści:

Wprowadzenie 8
1. Inżynieria materiałowa a technologia mieszanek mineralno-asfaltowych 9 
1.1. Rola inżynierii materiałowej w technologii drogowej 9
1.2. Elementarne cząstki budowy materii 10
1.3. Kształtowanie wiązań w materiałach i nawierzchniach drogowych 12 
1.3.1. Zagadnienia ogólne 12
1.3.2. Wiązania międzyatomowe 14
1.3.3. Wiązania międzycząsteczkowe 17
2. Wymagania, klasyfikacja i warunki eksploatacyjne mieszanek mineralno-asfaltowych 20 
2.1. Właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych na przykładzie betonu asfaltowego 20 
2.2. Ogólne informacje o betonie asfaltowym. Definicje 21
2.3. Klasyfikacja betonu asfaltowego i dziedziny zastosowania różnych jego postaci 23 
2.4. Warunki eksploatacyjne betonu asfaltowego 32
3. Parametry strukturalne i ocena właciwości funkcjonalnych składników betonu asfaltowego i innych mieszanek mineralno-asfaltowych 34 
3.1. Wiadomości ogólne 34
3.2. Wpływ właściwości funkcjonalnych agregatu mineralnego, a zwłaszcza powierzchni właściwej, na formowanie struktury mieszanki drogowej 36 
3.3. Propozycje do krajowej oceny jakości lepiszczy asfaltowych na tle PN-EN 12591 44 
3.4. Przesłanki fizykochemiczne produkcji i zastosowania polimeroasfaltów oraz oceny ich jakości 72 
3.5. Wpływ dodatków powierzchniowo-aktywnych substancji (PAS) na asfalty 78 
3.6. Podstawy fizykochemiczne tworzenia fazy ciągłej mieszanek mineralno-asfaltowych 84 
4. Projektowanie mieszanek drogowych z uwzględnieniem czynników strukturalnych 88 
4.1. Wiadomości wstępne 88
4.2. Podstawy teoretyczne projektowania mieszanek mineralno-asfaltowych 89 
4.3. Projektowanie mieszanek mineralno-asfaltowych na podstawie parametrów strukturalnych składników 95 
4.4. Wpływ czasu mieszania na skład oraz właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych 108 
4.5. Europejskie trendy w projektowaniu mieszanek mineralno-asfaltowych 110 
4.5.1. Normy europejskie na mieszanki mineralno-asfaltowe 110
4.5.2. Beton asfaltowy wg PN-EN 13108-1:2006 (U) 113
4.5.3. Beton asfaltowy do bardzo cienkich warstw wg PN-EN 13108-2:2006 (U) 121 
4.5.4. Bardzo miękki beton asfaltowy wg PN-EN 13108-3:2006 (U) 122
4.5.5. Mieszanka HRA wg PN-EN 13108-4:2006 (U) 127
4.5.6. Mastyks grysowy SMA wg PN-EN 13108-5:2006 (U) 131
4.5.7. Asfalt lany wg PN-EN 13108-6:2006 (U) 134
4.5.8. Beton asfaltowy porowaty wg PN-EN 13108-7:2006 (U) 137
4.5.9. Podsumowanie 141
4.6. Wybrane metody badań wytrzymałościowych mieszanek mineralno-asfaltowych zgodnie z normą serii PN-EN 12697 142 
5. Wpływ czynników technologicznych na kształtowanie struktury mieszanek drogowych 176 
5.1. Procesy otaczania i magazynowania MMA oraz ich wpływ na kształtowanie mikrostruktury 176 
5.2. Transport i rozkładanie gorących MMA 193
5.2.1. Przewóz gorących mieszanek mineralno-asfaltowych 193
5.2.2. Rozkładanie mieszanek mineralno-asfaltowych 199
5.3. Kształtowanie makrostruktury asfaltowych mieszanek drogowych podczas zagęszczania 201 
5.3.1. Wiadomości ogólne 201
5.3.2. Parametry technologiczne procesów zagęszczania 203
5.3.3. Wpływ ciężaru, prędkości walca i temperatury na efektywność zagęszczania 210 
5.3.4. Uwagi techniczne dotyczące zagęszczania gorących MMA walcami stalowymi 218 
5.3.5. Dobór rodzajów walców pod kątem grubości, temperatury MMA i powietrza 232 
5.3.6. Nowe trendy w konstrukcji walców wibracyjnych 235
6. Strukturalno-mechaniczne właściwości asfaltowych mieszanek drogowych 237 
6.1. Wiadomości ogólne 237
6.2. Rodzaje deformacji mieszanek mineralno-asfaltowych przy ścinaniu 238 
6.2.1. Płynięcie mieszanek mineralno-asfaltowych 238
6.2.2. Moduł sprężystości asfaltowej mieszanki drogowej 239
6.2.3. Lepkość asfaltowych mieszanek drogowych. Informacje ogólne i definicje 245 
6.3. Dynamiczne właściwości drogowych mieszanek asfaltowych 250
6.4. Czas relaksacji w asfaltowych mieszankach drogowych 252
6.4.1. Model Maxwella 252
6.4.2. Wpływ temperatury na czas relaksacji w asfaltowych mieszankach drogowych 253 
6.5. Wpływ wielokrotnie powtarzających się obciążeń i lepkości mieszanki asfaltowej na jej deformacje plastyczne 256 
6.5.1. Zagadnienie teoretyczne kumulacji trwałych odkształceń MMA 256 
6.5.2. Obliczanie lepkości na podstawie badań deformacji betonu asfaltowego 260 
6.6. Wytrzymałość asfaltowych mieszanek drogowych 261
6.6.1. Wiadomości ogólne 261
6.6.2. Wpływ kąta tarcia wewnętrznego i spójności na wytrzymałość na ściskanie asfaltowych mieszanek drogowych 261 
6.6.3. Wpływ temperatury na właściwości mechaniczne mieszanek drogowych 264 
6.6.4. Właściwości mechaniczne mieszanek drogowych o strukturze porfirowej 267 
6.6.5. Wpływ wypełniacza i typu reologicznego asfaltu na cechy wytrzymałościowe MMA 268 
6.6.6. Wytrzymałość i odporność termiczna mieszanek asfaltowych w zależności od typu strukturalnego asfaltu 269 
6.7. Odkształcalność asfaltowych mieszanek drogowych w zróżnicowanych warunkach klimatyczno-pogodowych 271 
6.7.1. Wiadomości wstępne 271
6.7.2. Wpływ warunków klimatyczno-pogodowych na temperaturę warstwy ścieralnej 273 
6.7.3. Wpływ wytrzymałości MMA na ścinanie i prędkości deformacji na odkształcalność plastyczną MMA 283 
7. Zjawiska mechaniczno-energetyczne w asfaltowych mieszankach drogowych podczas ich eksploatacji 290 
7.1. Zależność odkształcenia od naprężenia w różnych materiałach drogowych 290 
7.2. Redystrybucja energii mechanicznej w MMA od sił zewnętrznych w badaniu zginania 294 
7.3. Metody wyznaczania parametrów reologicznych asfaltowych mieszanek drogowych 299 
7.4. Trwałość asfaltowych mieszanek drogowych 306
7.4.1. Wiadomości ogólne 306
7.4.2. Czas eksploatacji mieszanki asfaltowej w nawierzchni drogowej 307 
7.4.3. Metody przewidywania trwałości zmęczeniowej MMA 312
7.4.4. Mieszanki mineralno-asfaltowe odporne na zmęczenie i odkształcenia plastyczne 315 
Literatura 319