Zastosowanie destruktu asfaltowego - Bll

Transkrypt

Zastosowanie destruktu
asfaltowego
Ożarów 2010
Destrukt asfaltowy w
Wielkiej Brytanii
Jan P Heczko
Konsultant
E-mail [email protected]
www.pavement-consultants.com
1
Obszary działalności Grontmij | Carl Bro A/S
Roller:
= oddziały firmy
2
Destrukt asfaltowy w Wielkiej Brytanii
3
Plan prezentacji
1.0 Wprowadzenie
2.0 Proces przetwarzania w Wielkiej Brytanii
2.1 Recykling na gorąco
2.2 Recykling na zimno
3.0 Ustawodawstwo
3.1 Instrukcja do Projektowania Dróg i Mostów
3.2 Specyfikacja Robót Drogowych
4.0 Działalność Badawczo Rozwojowa
5.0 Podsumowanie
4
Wprowadzenie
Wielka Brytania – krótka charakterystyka
Zjednoczonego Królestwa
 W ostatnim dziesięcioleciu populacja Wielkiej Brytanii wykazuje tendencje
wzrostowe, jak przedstawiono w poniższej tabeli. Nie uwzględnia ona jednak migracji
zarobkowej wewnątrz Unii Europejskiej.
 Prawie 84 procent ludności wysp brytyjskich zamieszkuje w Anglii
 Najgęściej zaludnione regiony Anglii to okolice głównych miast takich jak Londyn,
regiony południowo wschodnie, południowe, południowe oraz zachodnie Yorkshire,
Greater Manchester i Merseyside, West Midlands (Birmingham) oraz okolice
Newcastle na północy. Londyn posiada najwyższą populację, wynosi ona 4,000 osób
na km kwadratowy.
 Anglia jest najgęściej zaludnionym krajem Zjednoczonego Królestwa.
5
Wielka Brytania – krótka charakterystyka
Zjednoczonego Królestwa
Podział
Administracyjny
England
Populacja
( 2004)
Populac
ja
( 2005)
Populacja
( 2006)
50,093, 50,431,700 50,762,900
800
Populacja
( 2007)
51.1m
Northern Irelan
d
1,710,300
1,724,400
1,741,600
1.8 m
Scotland
5,078,400
5,094,800
5,116,900
5.1 m
Wales
2,952,500
2,958,600
2,965,900
3.0 m
United Kingdom 59,834.900 60,209.500 60,587,600 60,975,000
6
Wprowadzenie
Wielka Brytania – krótka charakterystyka Zjednoczonego Królestwa,
Autostrada M6, Spaghetti Junction, Birmingham
7
Wprowadzenie
Wielka Brytania – krótka charakterystyka Zjednoczonego KrólestwaM60
Swinton Interchange, Manchester
8
Wprowadzenie
Wielka Brytania – krótka charakterystyka Zjednoczonego Królestwa




Największa gestość zaludnienia występuje w południowo wschodniej
części Wielkiej Brytanii, w okolicach Londynu, gdzie istnieje najbardziej
rozbudowana i zarazem najbardziej obciążona sieć drogowa, składająca
się głównie z autostrad.
Z uwagi na aluwialny charakter geologii, region ten, boryka się z
najpoważniejszymi brakami surowców naturalnych do konstrukcji
wszelkiego rodzaju nawierzchni.
Nie jest zatem przypadkiem, że właśnie na południowym wschodzie kraju
podjęto pierwsze, zakrojone na szeroką skalę próby wykorzystania
szerokiej gamy materiałów wtórnych, w tym destruktu asfaltowego.
U schyłku 20-go stulecia, roczne zapotrzebowanie na kruszywa w
Wielkiej Brytanii szacowano na 400 milionów ton, zatem zmiana strategii
gospodarczej pozwalającej na wykorzystanie materiałów wtórnych,
określanych również jako alternatywne, stała się uzasadnioną
koniecznością, uzupełnioną racjonalną polityką ochrony środowiska
naturalnego.
9
Wprowadzenie
Wielka Brytania – krótka charakterystyka Zjednoczonego Królestwa;
Mountsorrel Quarry, Lafarge
10
Wprowadzenie – destrukt asfaltowy w Wielkiej
Brytanii




Zastosowanie destruktu asfaltowego, początkowo traktowano, z dużą
dozą nieufności i każdorazowe jego wykorzystanie oznaczało
konieczność uzyskania zgody jednostki nadzorującej.
Wszystko to zmieniło się w 1996 roku, po wprowadzeniu przez Ministra
Ochrony Środowiska w Rządzie Konserwatystów, John`a Gummer`a
dodatkowego opodatkowania za składowanie odpadów.
Tak zwany Landfill Tax, był postrzegany jako główny instrument,
pozwalający na zrealizowanie założeń polityki zagospodarowania
odpadów przyjętej przez rząd brytyjski. Wzrost kosztów składowania
odpadów, spowodował i przyspieszył rozwój technologii przetwarzania i
utylizacji odpadów, które okazały się również atrakcyjne finansowo.
Obecnie opłata za składowanie 1 tony odpadów nieaktywnych,
obejmujących również destrukt asfaltowy, wynosi, £2.50, co
spowodowało, że składowanie tego materiału jest drogie a zatem nie
opłacalne.
11
Wprowadzenie – destrukt asfaltowy w Wielkiej Brytanii




W rezultacie tego wyzwania UK Highways Agency (odpowiednik
GDDKiA), zleciła szereg kontraktów badawczych, jednostce badawczo –
rozwojowej: Transport Research Laboratory (TRL), mających na celu
wypracowanie bardziej uniwersalnych metod projektowania konstrukcji
nawierzchni, pozwalających na wykorzystanie materiałów wtórnych i
alternatywnych.
Niniejszy referat omawia pokrótce rozwój procesu wprowadzania zmian
w normach do projektowania, oraz specyfikacjach technicznych,
stanowiących podstawy wykorzystania materiałów wtórnych, w tym
destruktu jako pełno- wartościowego materiału do konstrukcji
nawierzchni dróg różnych klas i różnym przeznaczeniu.
Od roku 2000, rząd brytyjski sponsoruje również organizację wspierającą
zagospodarowanie wszelkiego rodzaju odpadów, opracowującą stosowne
poradniki, katalogi, oraz inną literaturę fachową. Organizacja ta działa w
Anglii, Szkocji,Walii oraz Irlandii Północnej, pod nazwą WRAP ( Waste
and Resources Action Programme). WRAP promuje przemysłową
utylizację odpadów a jego motto stanowi „zero odpadów”, a zatem
długoterminową ochronę zasobów naturalnych i ochronę środowiska
naturalnego, gdzie to możliwe.
12

Recykling nie jest nową technologią i niektórzy autorzy twierdzą, że była
ona stosowana odkąd zaczęto układać nawierzchnie. Jest bardzo
prawdopodobne, że materiały usunięte z konstrukcji podczas remontów
nawierzchni, nie były marnowane na składowiskach; wykorzystywano je
natomiast na drogach dojazdowych do parkingów, wjazdach prywatnych
czy tymczasowych placach budowy.

Obecnie, destrukt asfaltowy stanowi wartościowy materiał w procesie
konstrukcji nawierzchni, a szybko rozwijająca się technologia produkcji
mieszanek mineralno-asfaltowych, powoduje, że mieszanki z dodatkiem
destruktu asfaltowego są szeroko stosowane w konstrukcji nawierzchni.

Wszystkie metody recyklingu można zakwalifikować do czterech
podstawowych kategorii; Wielka Brytania nie stanowi w tym przypadku
wyjątku:
13





Recykling na gorąco jest technologią, w której odzyskany destrukt asfaltowy jest
dodawany do “nowej” mieszanki mineralno-asfaltowej w dwojaki sposób: w
temperaturze zbliżonej do temperatury produkcyjnej danego typu mieszanek a
zatem odpowiednio podgrzewany, lub też bez uprzedniego nagrzewania tzn. w
temperaturze otoczenia.
Recykling „na zimno” jest technologią, w, której destrukt asfaltowy, jest mieszany
z kruszywem naturalnym lub z innym materiałem pochodzącym z odzysku oraz z
odpowiednim lepiszczem/spoiwem. Po wytwarzeniu mieszanka ta jest układana w
temperaturze otoczenia.
Recykling na miejscu jest technologią przetwarzania destruktu przy zastosowaniu
urządzenia uzdatniającego, znajdującego się w ruchu. Recykling tego typu odbywa
się w miejscu remontu.
Recykling poza miejscem robót, jest technologią wykorzystującą urządzenia do
produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych jak np. otaczarnie stacjonarne lub
mobilne różnego typu.
W sumie proces przetwarzania destruktu zawsze znajduje się w jednej
z powyższych kategorii; na miejscu lub poza miejscem robót, na gorąco lub na
zimno.
14
Proces przetwarzania w Wielkiej Brytanii




Przed przystąpieniem do przetwarzania destruktu asfaltowego
jakąkolwiek metodą; na gorąco lub na zimno, wymaga on należytego
przygotowania tzn. przekruszenia, celem uzyskania pożądanego
uziarnienia bez naruszenia początkowej zawartości kruszywa.
Producenci urządzeń przeznaczonych do przetwarzania destruktu,
zaprojektowali granulator pozwalający na rozdrobnienie materiału i
uzyskania właściwego materiału do przetwarzania, bez zbędnego
rozkruszenia obecnego w nim kruszywa a zatem ograniczając
powstawanie bardzo drobnych frakcji-pyłów.
Materiał jest ładowany do zasobnika a następnie do granulatora. Z kolei,
destrukt za pomocą przenośnika jest transportowany poprzez
elektromagnes przeznaczony do usuwania fragmentów metalowych, do
urządzenia odsiewającego.
Po usunięciu nadwymiarowej frakcji materiału, destrukt jest składowany
w celu dalszego przetwarzania. Nadwymiarowa frakcja materiału podlega
ponownemu przekruszeniu w kolejnym granulatorze o nastawnych
szczękach, co gwarantuje uzyskanie odpowiedniego uziarnienia. Finalny
wyrób charakteryzuje się krzywą uziarnienia umożliwiającą efektywne
wykorzystanie wstępnie przygotowanego materiału w kolejnym etapie
recyklingu.
15
Granulator/schemat – za zgodą firmy Benninghoven GmbH
16
Granulator stacjonarny – za zgodą firmy Benninghoven GmbH
17
Granulator mobilny – za zgodą firmy Benninghoven GmbH
18
Recykling na gorąco

Pomimo powszechnej akceptacji recyklingu destruktu asfaltowego w Wielkiej
Brytanii oraz wielu krajach europejskich, dopiero od niedawna producenci różnego
rodzaju mieszanek mineralno asfaltowych podjęli starania zmierzające do
usprawnienia procesu w sensie technologicznym oraz ekonomicznym.

W przypadku potrzeby recyklingu znacznej ilości odzyskanego destruktu; od 35%
do 100% - technologia przetwarzania na gorąco stanowi preferowaną opcję.

Przez szereg lat producenci mieszanek asfaltowych, opracowywali nowoczesne i
ulepszone metody przetwarzania tego materiału, który nie tak dawno
klasyfikowano, jako odpad przemysłowy.

W dalszym ciągu znajduje zastosowanie technologia wytwarzania mieszanek
mineralno asfaltowych, w której zimny destrukt jest dodawany bezpośrednio do
mieszalnika łopatkowego otaczarki lub też do bębna otaczarki bębnowej.
19





Niemniej jednak, stosowane od niedawna w Wielkiej Brytanii nowoczesne
urządzenia stosowane do recyklingu, pozwalają na przetwarzanie znacznie większej
ilości odzyskanego materiału.
Cechą charakterystyczną urządzenia do recyklingu na gorąco, zyskującego coraz
szersze zastosowanie w Wielkiej Brytanii, jest otaczarnia o pracy ciągłej
(bębnowa), w której wysokie umieszczenie bębna uzdatniającego destrukt, pozwala
na dozowanie przetworzonego materiału do procesu otaczania.
Kluczowym elementem systemu jest bęben o długości 11m, w którym zachodzi
proces suszenia oraz nagrzewania destruktu do temperatury wymaganej do
produkcji danej mieszanki mineralno asfaltowej.
Urządzenie jest skonstruowane w taki sposób, aby płomienie nagrzewnicy nie
obejmowały przetwarzanego materiału, wirującego wewnątrz bębna.
Materiał przemieszcza się we wnętrzu równomiernie, co pozwala na optymalne
zużycie energii przy niskiej emisji spalin, o niskiej temperaturze. W kolejnej części
urządzenia, gorący materiał jest wstrząsany celem zabezpieczenia obudowy bębna
przed przegrzewaniem.
20



W strefie spalania w bębnie zmocowano specjalne trzpienie wibrujące,
które zapobiegają zlepianiu się materiału w fazie nagrzewania. Aby
ograniczyć straty energii cieplnej, bęben urządzenia wykonano ze stali
ocynkowanej. Najczęściej stosuje się palniki uniwersalne, tzn.
przystosowane do spalania różnego rodzaju paliw; oleju, gazu ziemnego,
LPG oraz węgla.
Nagrzewnica jest wyposażona we własny wentylator osiowy,
dostarczający powietrze wymagane w procesie spalania. Gorący,
przetworzony materiał, jest z kolei transportowany, obudowanym
przenośnikiem do silosu przejściowego. Silos jest w pełni izolowany oraz
obudowany, w celu podtrzymania temperatury przetworzonego destruktu.
Z tego silosu materiał, po odważeniu jest wprowadzony bezpośrednio do
mieszalnika otaczarki.
Według informacji firmy Benninghoven, wydajność urządzenia tego typu
wytwórni, w procesie z dodaniem destruktu wynosi 250 ton na godzinę
Pierwsze urządzenie tego typu oddano do użytku w West Drayton
(Zachodni Londyn) w 2008 roku.
21
Recykling na gorąco/schemat-za zgodą firmy Benninghoven GmbH.
22
Recykling na gorąco- wytwórnia w West Drayton – podczas montażu - za
zgodą firmy Benninghoven GmbH.
23
Recykling na gorąco – West Drayton za zgodą firmy Benninghoven
GmbH.
24
Recykling na zimno

W ostatnich 10-ciu latach utylizacja produktów ubocznych przemysłu budowlanego
w tym destruktu asfaltowego rozwijała się w Wielkiej Brytanii bardzo szybko.

Metody recyklingu na miejscu oraz poza miejscem budowy są obecnie
powszechnie. Na rynku w Wielkiej Brytanii znajduje się szereg specjalistycznych
firm oferuje usługi tego typu.

Technologia recyklingu na zimno pozwala na mniejsze zużycie energii, paliw oraz
materiałów, a niższe wartości temperatury produkcji tego typu mieszanek
wymagają mniejszych nakładów finansowych w porównaniu z technologią
recyklingu na gorąco.

Podkreślić należy, że technologia produkcji jak i układania nawierzchni z udziałem
tego typu mieszanek odbywa się a temperaturze otoczenia, a zatem zgodnie z
definicją oficjalnej dokumentacji technicznej Wielkiej Brytanii – na zimno.
25
Recykling na zimno



Zdecydowany postęp odnotowano w produkcji lepiszczy, gdzie oprócz emulsji
asfaltowej oraz asfaltu spienionego, często stosuje się różne ich kombinacje, co
pozwala na produkcję mieszanek o wymaganych własnościach wymaganych w
procesie konstrukcji nawierzchni dróg o różnej kategorii.
W Wielkiej Brytanii popularniejszym procesem, jest recykling poza miejscem
budowy (włączając w to wytwórnie mobilne), który pozwala na dokładniejsze
przygotowanie destruktu poprzez kruszenie oraz przesiewanie materiału, przed
dodaniem lepiszcza/(y) lub spoiw w pobliskiej przetwórni, jak i układanie
mieszanki przy zastosowaniu konwencjonalnej rozkładarki w temperaturze
otoczenia.
Ponadto, recykling poza miejscem budowy pozwala na wykorzystanie innych
materiałów wtórnych, takich jak odzyskane kruszywo, niekoniecznie pochodzących
z tej samej remontowanej nawierzchni.
26
Recykling na zimno

W początkowej fazie recykling na zimno rozpoczyna się od przygotowania
materiału, tzn. odzyskany materiał jest poddany wstępnej obróbce polegającej na
granulowaniu oraz przesiewie, celem uzyskania materiału o wymaganej krzywej
uziarnienia.

Tak przygotowany destrukt można dozować bezpośrednio do mieszalnika
łopatkowego otaczarki, gdzie następuje mieszanie z dodanym kruszywem
naturalnym czy pochodzącym z odzysku, z odpowiednim lepiszczem lub spoiwem.

Podana technologia jest nieskomplikowana i cieszy się dużą popularnością w
Wielkiej Brytanii oraz Irlandii w przypadku przetwarzania niewielkich ilości
destruktu asfaltowego.
27
Recykling na zimno
Mobilna wytwórnia do recyklingu na zimno – za zgodą firmy Wirtgen
28
Recykling na zimno
Produkcja mieszanki na bazie asfaltu spienionego
(urządzenie firmy Wirtgen)
29
Recykling na zimno

Bardziej nowoczesny system pozwalający na recykling znacznie większych ilości
materiału, to system wykorzystujący istniejące urządzenia suszące otaczarni.

W tym przypadku, destrukt asfaltowy wprowadza się za pomocą przenośnika do
otaczarki, gdzie następuje mieszanie z nowym materiałem
w bębnie otaczarni.

W trakcie transportu następuje wymiana ciepła, materiał nie jest poddawany
odsiewaniu i po odważeniu jest wprowadzony do bębna otaczarki.

Niniejsza technologia ma zastosowanie w recyklingu zachodzącego w otaczarce
bębnowej (o pracy ciągłej).
30
Recykling na zimno

Zakładając, że materiał, poddany recyklingowi na zimno, jest w stanie osiągnąć
wymagane parametry funkcjonalne, jego zastosowanie jest praktycznie
nieograniczone. Niemniej jednak, decyzja o podjęciu recyklingu, musi uwzględniać
indywidualne uwarunkowania każdego zadania.

Rozpatrzyć należy rodzaj oraz jednorodność odzyskanej mieszanki mineralno
asfaltowej, oraz innych materiałów przeznaczonych do recyklingu, jak również
dostępność specjalistycznych urządzeń
i doświadczonej obsługi.

Poniżej podano szereg elementów wymagających rozpatrzenia przed
przystąpieniem do planowania zabiegów utrzymaniowych:
31
Recykling na zimno










Lokalizacja
Odległość miejsca, gdzie istnieje możliwość zlokalizowania urządzeń
przetwarzających
Odległość od źródła materiałów przeznaczonych do recyklingu
Rodzaj oraz zaawansowanie uszkodzeń konstrukcji nawierzchni
Rozległość degradacji nawierzchni
Obecność smoły węglowej
Lokalizacja infrastruktury podziemnej/wgłębnej w konstrukcji nawierzchni
Stan istniejący odwodnienia
Rodzaj i stan istniejący pobocza
Ostateczna decyzja dotycząca recyklingu destruktu asfaltowego musi być podjęta w
oparciu o korzyści finansowe, jak i te związane z ochroną środowiska naturalnego;
wybrać należy pomiędzy recyklingiem na gorąco lub na zimno.
32
Ustawodawstwo



Przepisy takie jak np. opodatkowanie składowania odpadów (Landfill
Tax) oraz brytyjskie czy europejskie dyrektywy dotyczące wykorzystania
odpadów przemysłowych, nie przyniosłyby pożądanego efektu bez
instytucjonalnego wsparcia ze strony głównego inwestora Wielkiej
Brytanii – Highways Agency.
W ciągu ostatnich 10-ciu lat, w Wielkiej Brytanii, nastąpiły
fundamentalne zmiany w projektowaniu konstrukcji nawierzchni. Jakość
konstrukcji oraz długoterminowe korzyści związane z ochroną
środowiska naturalnego znalazły się w centrum procesu powstawania jak i
utrzymania infrastruktury drogowej.
Organizacje takie jak Highways Agency oraz Transport Research
Laboratory współpracujące z firmami wykonawczymi, biurami
projektów, firmami konsultingowymi oraz producentami materiałów,
opracowały i wdrożyły szereg wytycznych technicznych, poradników,
norm i specyfikacji dotyczących optymalnego wykorzystania materiałów
wtórnych/alternatywnych.
33
Ustawodawstwo




Nastąpiły zasadnicze zmiany w procedurach projektowania nowych oraz
istniejących konstrukcji nawierzchni, dopuszczające zastosowanie
materiałów uprzednio wykluczonych ze specyfikacji.
Stopniowo odstępuje się od tradycyjnej, empirycznej koncepcji
projektowania z wykorzystaniem tradycyjnych technologii i materiałów.
Promuje się natomiast, funkcjonalne metody projektowania oparte na
mechanicznych własnościach materiałów, stosowanych do konstrukcji
nawierzchni. Metodologia tego typu pozwala na optymalne
wykorzystanie materiałów, w tym wtórnych/alternatywnych, niemniej
jednak wymaga wzmożonej kontroli jakości w miejscu oraz w
laboratorium, zapewniającej osiągnięcie przyjętych własności materiałów
w trakcie budowy jak i w trakcie eksploatacji nawierzchni.
W tym rozdziale dokonano przeglądu aktualnych wytycznych
do projektowania oraz specyfikacji obowiązujących w Wielkiej Brytanii.
34
Ustawodawstwo
Instrukcja do Projektowania Dróg i Mostów – Design Manual for Roads
and Bridges, Tom 7, Projektowanie i Utrzymanie Nawierzchni


Dokument składa się z czterech części oznaczonych HD, zawierających pełny
zestaw procedur projektowania nowych oraz utrzymania istniejących konstrukcji
nawierzchni. Rozdziały odnoszące się do stosowania destruktu asfaltowego w
konstrukcji nawierzchni to:
Rozdział 1 (Section 1), Część 2 ( Part 2), HD35/04, Ochrona Zasobów Naturalnych
i Zastosowanie Materiałów Wtórnych (Conservation and use of Reclaimed
Materiale). Rozdział ten zawiera informacje oraz poradnik dla organizacji
projektujących konstrukcje nawierzchni drogowych, odnoszące się do optymalnego
wykorzystania zasobów naturalnych oraz wykorzystania materiałów wtórnych, w
tym destruktu asfaltowego, wyszczególnionych w Specyfikacji Robót Drogowych (
Specification for Highway Works), której przegląd nastąpi w póżniejszym
rozdziale. Tabela w następnym slajdzie, zawiera listę materiałów, które są
dopuszczone do stosowania w procesie konstrukcji nawierzchni drogowej w
Wielkiej Brytanii.
35
Ustawodawstwo
Instrukcja do Projektowania Dróg i Mostów – Design Manual for
Roads and Bridges, Tom 7, Projektowanie i Utrzymanie Nawierzchni
36
Ustawodawstwo
Roads and Bridges, Tom 7, Projektowanie i Utrzymanie
Nawierzchni



Rozdział 1 (Section 1), Part 2, HD 25, Podbudowy, (Foundations). Rozdział
ten znajduje się na etapie gruntownej modyfikacji, zastąpiony jest zatem
Tymczasową Instrukcją ( Interim Advice Note 73/96). Dokument zawiera
szereg istotnych oraz podstawowych zmian w procedurze projektowania
warstw stanowiących podbudowy konstrukcji nawierzchni
Obowiązująca obecnie procedura składa się z dwóch części; pierwsza to
tradycyjnie pojmowany empiryczny model ( Restricted Designs), druga
to metodologia funkcjonalna (Performance Design) oparta na pomiarze
Sztywności Sprężystej (Stiffness Modulus), każdej warstwy stanowiącej
podbudowę.
Grubość warstw oblicza się za pomocą modelu wielowarstwowej
półprzestrzeni sprężystej ( multi-layered linear elastic model). Metoda ta
pozwala na zastosowanie przetworzonego destruktu w różnych warstwach
podbudowy, w zależności od ilości oraz dostępności materiału.
37
Ustawodawstwo

Procedury podane w tym rozdziale, uzależnione są od dokładnego oznaczenia
modułu sztywności sprężystej materiału, stąd wymaganie zwiększonej ilości badań.

Wykorzystuje się w tym celu urządzenia do dynamicznego oznaczenia nośności w
terenie, takie jak ugięciomierze udarowe typu FWD (Falling Weight
Deflectometer), lub przenośne lekkie ugięciomierze udarowe typu LWD (Light
Weight Deflectometer). Urządzenia wymagają regularnej kalibracji, zgodnej z
zaleceniami producenta.

Do badań laboratoryjnych, stosuje się między innymi urządzenie do pomiaru
modułu sztywności sprężystej w rozciąganiu pośrednim. (NAT)
38
Ustawodawstwo
Roads and Bridges, Tom 7, Projektowanie i Utrzymanie
Nawierzchni
Ugięciomierze udarowe typu FWD do badań w terenie
39
Ustawodawstwo
and Bridges, Tom 7, Projektowanie i Utrzymanie Nawierzchni; od lewej:
Nottingham Asphalt Tester oraz lekki ugięciomierz udarowy
(LWD)
40
Ustawodawstwo




Rozdział 4 (Section 4), Część 1 ( Part 1), HD 31, Recykling. W tej części podano
szereg procedur przetwarzania odzyskanego destruktu asfaltowego: na gorąco, na
zimno, w miejscu oraz poza miejscem budowy.
Dla recyklingu na gorąco w wytwórni, dopuszczalną ilość destruktu w mieszankach
mineralno asfaltowych ograniczono do 60%. Nie dotyczy to jednakże warstw
ścieralnych, w których dopuszcza się stosowanie destruktu, niemniej jednak
wymagana jest akceptacja dla każdej recepty.
Instrukcja nie wprowadza ograniczeń ilościowych dla przetwarzania destruktu
metodą recyklingu na zimno.
Należy podkreślić, że wszystkie procedury oraz wymagania zawarte
w Instrukcji Projektowania Dróg i Mostów ( DMRB Standards), są ściśle
powiązane ze Specyfikacją Robót Drogowych ( Specification for Highway Works),
która zawiera uszczegółowione wymagania procesu konstrukcji nawierzchni
drogowych.
41
Ustawodawstwo
Specyfikacja Robót Drogowych ( Specification for Highway Works, pełny
tytuł: Manual of Contract Documents for Highway Works, MCHW 1).




Specyfikacja składa się z 26-ciu dokumentów kontraktowych, odnoszących się do
wszystkich operacji w ramach robót drogowych, dla dróg krajowych
i autostrad w Wielkiej Brytanii.
Pomimo, że dokument odnosi się przede wszystkim do sieci krajowej, korzystają z
niego również lokalne zarządy dróg, umieszczając większość jego postanowień we
własnych specyfikacjach.
Jest to zatem najważniejszy dokument dla inwestora projektanta/konsultanta,
wykonawcy oraz producenta materiałów w Wielkiej Brytanii.
Dokument zawiera szereg wymagań odnoszących się do stosowania destruktu
asfaltowego, które znajdują się w serii 900,
w szczególności dwa paragrafy przytoczone w kolejnych slajdach.
42
Ustawodawstwo
Specyfikacja Robót Drogowych ( Specification for Highway
Works, pełny tytuł: Manual of Contract Documents for Highway
Works, MCHW 1).

Paragraf 902 (Clause 902), Asfalt z odzysku. Niniejsze wymagania odnoszą się do
wszystkich mieszanek mineralno asfaltowych, zawierających destrukt asfaltowy,
poddany przetwarzaniu metodą recyklingu na gorąco poza miejscem budowy.
Dopuszcza się wykorzystanie destruktu asfaltowego do produkcji mieszanek do
warstw ścieralnych, wiążących, podbudowy oraz warstw wyrównawczych.

Stosowanie innych materiałów wtórnych, wymaga aprobaty Jednostki Nadzorującej
(Overseeing Organisation).

Specyfikacja wymaga wstępnego przygotowania destruktu, poprzez granulację dla
uzyskania jednorodności materiału, a także ogranicza maksymalne uziarnienie do
32mm.
43
Ustawodawstwo

W przypadku, gdzie 25% destruktu lub więcej, wykorzystuje się do produkcji
warstwy wiążącej lub podbudowy, wykonuje się odwierty celem oznaczenia
gęstości oraz zawartości wolnych przestrzeni w mieszance. Ponadto, Specyfikacja
wymaga pomiaru modułu sztywności sprężystej w rozciąganiu pośrednim w
temperaturze 20 C. (Indirect Tensile Stiffness Modulus).

Nowy element Specyfikacji stanowi podanie minimalnych wartości modułów
sztywności sprężystej dla mieszanek zawierających lepiszcza o różnej penetracji:




Bitum 10/20 – Sztywność: 5500 MPa
44
Ustawodawstwo




Paragraf 948 (Clause 948), odnosi się do recyklingu na zimno poza miejscem
budowy (Ex Situ Cold Recycled Bound Material - CRBM).
Niniejszy paragraf podaje wymagania dla materiałów przetworzonych w recyklingu
na zimno (CRBM), w stacjonarnych lub mobilnych urządzeniach przetwarzających,
przeznaczonych do wykorzystania w warstwach wiążących lub warstwach
podbudowy.
Najczęściej, materiały pochodzą z danego zadania remontowego i mogą stanowić
kombinację kruszyw, destruktu, oraz lepiszczy bitumicznych, hydraulicznych,
cementowych oddzielnie lub też w stosownej kombinacji.
Stworzono tym samym cztery podstawowe grupy materiałów: Szybkie
Hydrauliczne (Quick Hydraulic (QH), Powolne Hydrauliczne (Slow Hydraulic
(SH), Szybkie Lepko Sprężyste (Quick Visco-Elastic (SVE) oraz Powolne Lepko
Sprężyste (Slow Visco-Elastic).
45
Ustawodawstwo

Szybkie lub wolne, odnosi się do czasu dojrzewania materiału a zatem uzyskania
wymaganych, końcowych parametrów wytrzymałościowych. Klasyfikacja opiera
się na podstawowych typach lepiszczy/spoiw zastosowanych w danej mieszance:
 QH – Cement Portlandzki stanowi główne spoiwo mieszanki; wyklucza się
lepiszcza bitumiczne.
 SH – Spoiwa hydrauliczne np. Popioły lotne
z wapnem lub przetworzone żużle wielkopiecowe
z wapnem ( PFA/lime and GBS/lime). Wyklucza się lepiszcza bitumiczne
oraz Cement Portlandzki.
 QVE – Lepiszcze bitumiczne jest głównym składnikiem dopuszcza się
również dodatek Cementu Portlandzkiego.
 SVE – Lepiszcze bitumiczne jest głównym i jedynym; wyklucza się
Cement Portlandzki.
46
Ustawodawstwo






Materiał typu CRBM, musi być zaprojektowany w sposób gwarantujący uzyskanie
pożądanych własności w określonym czasie. Specyfikacja określa je w Projekcie
Mieszanki oraz w Wymaganiach Własności Końcowych.(Mix Design and End
Product Requirements), po upływie 360 dni. W zależności od klasy podbudowy
wymaganej dla danego obciążenia ruchem oraz klasy drogi, Projekt Mieszanki i
Wymagania Końcowe wyrażone w kategoriach Modułu Sztywności Sprężystej
(Indirect Tensile Stiffness Modulus -ITSM) podano poniżej :
Class B1: 1900 MPa
Class B2: 2500 MPa
Class B3: 3100 MPa
Class B4: 4700 MPa
Należy podkreślić, że powyższa metodologia wymaga przestrzegania dokładnego
reżimu badań w terenie oraz laboratorium, celem uzyskania i zapewnienia
założonych parametrów materiału.
47
Działalność Badawczo-Rozwojowa – rola TRL





Highways Agency jako główny Klient środowiska drogowego w Wielkiej
Brytanii, zapewniła środki finansowe, natomiast TRL zapewniło myśl
techniczną oraz długoletnie doświadczenie w projektowaniu nawierzchni
w opracowaniu aktualnych Specyfikacji. Poniżej przytoczono
opracowania (Raporty) TRL, które wywarły decydujący wpływ na kształt
obecnych Instrukcji oraz Specyfikacji:
TRL Report 386, pierwszy z serii raportów zawierający Przewodnik do
projektowania strukturalnego nawierzchni, metodą recyklingu na zimno w
miejscu. ( Design guide and specification for structural maintenance of
highway pavements by cold in situ recycling)
TRL Report 611, przełomowy raport, który umożliwił pełne
wykorzystanie materiałów wtórnych metodą recyklingu na zimno.
( A guide and specification of cold recycled materials for the maintenance
of road pavements)
TRL Report 615, Projektowanie nawierzchni podatnych. (Flexible
pavement design)
TRL PPR 127, Projektowanie warstw podbudowy dla głównych dróg w
Wielkiej Brytanii. (Road foundation design for major UK highways.)
48
Podsumowanie




Wprowadzenie nowych specyfikacji oraz instrukcji do projektowania w
Wielkiej Brytanii, zmieniło w diametralny sposób status destruktu
asfaltowego, a także innych materiałów pochodzących z odzysku w
trakcie robót drogowych. Obecną praktykę optymalnego wykorzystania
materiałów do konstrukcji nawierzchni można scharakteryzować jak
poniżej:
Destrukt asfaltowy nie jest odpadem, jest natomiast wartościowym
materiałem wtórnym do konstrukcji nawierzchni różnego rodzaju,
Świadomość potrzeby racjonalnego oraz odpowiedzialnego
wykorzystania wartościowych oraz ograniczonych zasobów naturalnych,
Funkcjonalne metody projektowania oraz specyfikacje ukierunkowano na
własności końcowe materiałów co pozwala na wykorzystanie materiałów
alternatywnych, wtórnych oraz innowację technologiczną,
49
Podsumowanie

Wykonawcy oraz producenci mieszanek, posiadają motywację finansową,
prowadzącą do innowacji w wykorzystaniu przetworzonych materiałów
pochodzących z odzysku,

Obecny postęp technologiczny i techniczny w zakresie laboratoryjnych
i terenowych metod badawczych pozwala na prognozowanie
długoterminowych własności materiałów wtórnych
i alternatywnych,

Specyfikacje nakładają obowiązek wykonywania pomiarów
podstawowych własności mechanicznych materiałów, takich jak moduł
sztywności sprężystej mierzony w laboratorium oraz w terenie.
Urządzenia takie jak Nottingham Asphalt Tester (NAT), Ugięciomierz
Udarowy FWD oraz Lekki Ugięciomierz Udarowy LWD, zostały w pełni
zaakceptowane przy oznaczaniu podstawowych własności mechanicznych
materiałów.

Analityczne/mechanistyczne metody projektowania nawierzchni,
uzyskały pełną wiarygodność oraz znalazły zastosowanie w praktyce
inżynierskiej w Wielkiej Brytanii, z korzyścią dla inwestora, wykonawcy
oraz długoterminowej ochrony środowiska naturalnego.
50

Zastosowanie destruktu asfaltowego - Bll

Transkrypt

Podobne dokumenty

Urządzenia do recyklingu asfaltu

Opis instalacji dozowania destruktu na gorąco do

Ponowne wykorzystanie i recykling mieszanek - Bll

Wtórne wykorzystanie destruktu asfaltowego do budowy dróg

Wykorzystanie destruktu asfaltowego