Zastosowanie mieszanek mineralno-asfaltowych o obniżonej temperaturze zagęszczania z dodatkiem zeolitów w warunkach rzeczywistych

Agnieszka Woszuk¹, Wojciech Franus²

¹Katedra Dróg i Mostów, Wydział Budownictwa i Architektury, Politechnika Lubelska
²Katedra Geotechniki, Wydział Budownictwa i Architektury, Politechnika Lubelska

© 2018 Budownictwo i Architektura. Publikacja na licencji Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 (CC BY-NC-SA 4.0)

Cytowanie: Budownictwo i Architektura, 15(1) (2016) 123-132, ISSN 1899-0665, DOI: 10.24358/Bud-Arch_16_151_13

Streszczenie:

Celem tej pracy jest ocena możliwości obniżenia temperatury zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA) przez zastosowanie zeolitów na podstawie badań nawierzchni z odcinka doświadczalnego. W artykule przedstawiono zarówno wyniki badań laboratoryjnych jak i próbek z odcinka doświadczalnego dla AC 16 W 35/50 z dodatkiem zeolitu naturalnego – klinoptilolitu. Ilość dozowanego materiału zeolitowego wynosiła 1% w stosunku do masy mieszanki mineralnej oraz 0,4% – przy dodatkowym nasączeniu klinoptilolitu wodą. Na podstawie badań laboratoryjnych wykazano, iż możliwe jest obniżenie temperatury zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych na ciepło (WMA) z dodatkiem zeolitu o 30ºC z 145ºC do 115ºC. Podczas wbudowywania mieszanki na odcinku doświadczalnym uzyskano obniżenie temperatury zagęszczania o 20–40ºC. Badania MMA z tego odcinka obejmowały: zawartość lepiszcza rozpuszczonego, zagęszczenie warstwy, odporność na deformacje trwałe oraz moduł sztywności metodą IT-CY.

Słowa kluczowe:

zeolit, klinoptilolit, mieszanki mineralno-asfaltowe na ciepło, zagęszczalność

Use of mix asphalts with reduced compaction temperature and addition of zeolites in real conditions

Abstract:

The aim of this study is to evaluate the possibility of decreasing the mix asphalt compaction temperature through zeolites use, based on pavement analysis of the trial section (of road). The article contains results of laboratory tests and analysis of samples from trial section (of road)for AC 16 W 35/50 with addition of a natural zeolite – clinoptilolite. The amount of dosed zeolite material was 1% with regard to the mineral mix mass and 0,4% – with additional clinoptilolite infusion withm water. Basing on laboratory tests, it was proved that it is possible to decrease the compaction temperature of warm mix asphalt (WMA) with zeolite addition by 30ºC (from 145ºC to 115ºC). Compaction temperature decrease of 20– 40ºC was obtained during incorporation of the mix in the trial section (of road). The MMA analysis of this section (of road)included: soluble binder content, compactibility, resistance to permanent deformation and stiffness modulus using a IT-CY method.

Keywords:

zeolite, clinoptilolite, warm mix asphalt, compactibility

Literatura / References:

1 Franus W. Characterization of X-type zeolite prepared from coal fly ash. Polish Journal of
Environmental Studies 21/2 (2012) 337-343.
2 Wdowin M., Franus W., R. Panek. Preliminary results of usage possibilities of carbonate and
zeolitic sorbents in CO2 capture. Fresenius Environmental Bulletin 21/12 (2012) 3726–3734.
3 Chałupnik S., Franus W., Wysocka M., Gzyl G. Application of zeolites for radium removal from
mine water. Environmental Science and Pollution Research 20 (2013) 7900–7906.

4 Sengoz B., Ali Topal A., Gorkem C. Evaluation of natural zeolite as warm mix asphalt additive
and its comparison with other warm mix additive. Construction and Building Materials 43 (2013)
242–252.
5 Woszuk A., Franus W. Wpływ dodatku zeolitu NaP1 i klinoptilolitu na lepkość asfaltu. Logistyka
4 (2015) 6819-6827.
6 D’Angelo J., Corrigan M., Harman T., Jones W., Newcomb D., Prowell B. i inni Warm-Mix
Asphalt: European Practice. Report No. FHWA-PL-08-007, 2008
7 Vaiana R, Iuele T, Gallelli V. Warm mix asphalt with synthetic zeolite: a laboratory study on mixes
workability. International Journal of Pavement Research & Technology,6(5) (2013) 562–569.
8 Deutscher Asphaltverband e.V. Mieszanki mineralno asfaltowe o obniżonej temperaturze. Porady
z praktyki do praktyki (2009).
9 Materiały informacyjne firmy Aspha-min, dostępne na stronie http://www.asphamin.com/98.html
10 Woszuk A. Projektowanie mieszanki mineralno-asfaltowej na ciepło z dodatkiem zeolitu. Budownictwo
i Architektura 12(4) (2013) 41–49.
11 Woszuk A., Bandura L., Panek R. Application of zeolites as fillers in mix asphalt. Budownictwo
i Architektura; 14(1) (2015) 127–134.
12 Barthel W., Marchand J., Von Devivere M. Warm Mix Asphalt by Adding a Synthetic Zeolite.
Proceedings of the Third Eurasphalt and Eurobitume Conference, Book 1, Foundation Eurasphalt,
Breukelen, The Netherlands (2004) 1241-1249.
13 Rubio MC., Martínez G., Baena L., Moreno F. Warm mix asphalt: an overview. Journal of
Cleaner Production 24 (2012) 76–84.
14 Vaitkus A., Cygas A., Laurinavicius A., Perveneckas Z. Analysis and evaluation of possibilities
for the use of warm mix asphalt in Lithuania. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering,
4(2) (2009) 80–86.
15 Bueche N. Warm Asphalt Bituminous Mixtures with Regards to Energy, Emissions and Performance.
Young Researchers Seminar (YRS) LAVOC-CONF- 2010-002Torino, Italy (2009)
16 Larsen O.R. Warm Asphalt Mix with Foam e WAM Foam. IRF Partie B:Thèmes Techniques,
S.00469. Kolo Veidekke, Norway (2001).
17 Zaumanis M. Warm mix asphalt Investigation. PhD Thesis, Riga Technical University, Kgs.
Lyngby, Denmark (2010).
18 Button J.W., Estakhri C., Wismatt A. A Synthesis of Warm-Mix Asphalt. Texas Transportation
Institute, The Texas A&M University System (2007).
19 Bernier A., Zofka A., Josen R., Mahoney J. Warm-mix asphalt pilot project in Connecticut. Transportation
Research Record: Journal of the Transportation Research Board 2294 (2012) 106–116.
20 Kim Y.-R., Zhang J., Ban H., Moisture damage characterization of warm-mix asphalt mixtures
based on laboratory-field evaluation. Construction and Building Materials 31 (2012) 204–211.
21 Nawierzchnie asfaltowe na drogach krajowych, Wymagania techniczne WT2 2010 (2010)
22 PN-EN 933–1:2012. Badania geometrycznych właściwości kruszyw – Część 1: Oznaczanie składu
ziarnowego – Metoda przesiewania.
23 PN-EN 933–10:2009. Badania geometrycznych właściwości kruszyw – Część 10: Ocena zawartości
drobnych cząstek – Uziarnienie wypełniaczy (przesiewanie w strumieniu powietrza).
24 Woszuk A., Franus W., Wpływ dodatku zeolitu na obniżenie temperatury produkcji i zagęszczania
mieszanek mineralno-asfaltowych. Barometr regionalny 2(13) (2015) 117 – 118.
25 PN-EN 12697–5: 2010 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralnoasfaltowych
na gorąco – Część 5: Oznaczanie gęstości.
26 PN-EN 12697–6:2012 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralnoasfaltowych
na gorąco – Część 6: Oznaczanie gęstości objętościowej próbek mieszanki mineralno-asfaltowej.
27 PN-EN 12697–8. 2005 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralnoasfaltowych
na gorąco – Część 8: Oznaczanie zawartości wolnej przestrzeni.
28 PN-EN 12697–2+A1:2008 . Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralno-asfaltowych
na gorąco – Część 22: Koleinowanie.
29 PN-EN 12697–12:2008 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badania mieszanek mineralnoasfaltowych
na gorąco – Część 12: Określanie wrażliwości próbek asfaltowych na wodę.
30 PN-EN 12697–26:2012. Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badania mieszanek mineralnoasfaltowych
na gorąco – Część 26: Sztywność.
31 PN-EN 12697–1:2012 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralnoasfaltowych
na gorąco – Część 1: Zawartość lepiszcza rozpuszczalnego.