Kruszywa w warstwach niezwiązanych konstrukcji i

KRUSZYWA W WARSTWACH
NIEZWIĄZANYCH KONSTRUKCJI
DROGOWYCH I ULEPSZONEGO PODŁOŻA
ISTOTNE ZMIANY W NORMALIZACJI
dr inż. Jadwiga Wilczek
Instytut Badawczy Dróg i Mostów
w Warszawie
Zakład Geotechniki i Fundamentowania
Mieszanka
niezwiązana
ziarnisty
materiał
o określonym składzie ziarnowym (d D), który jest stosowany do
wykonywania podłoża ulepszonego oraz konstrukcji nawierzchni
drogowej.
Mieszanka
niezwiązana
może
byd
wytworzona
z kruszyw: naturalnych, sztucznych, z recyklingu lub mieszaniny
tych kruszyw w określonych proporcjach.
Podział kruszyw drogowych według norm PN
GRUPY
 naturalne
 łamane
 sztuczne
TYPY
 ciężkie (gęstośd > 3,0Mg/m3)
 zwykłe (gęstośd 1,8÷3,0 Mg/m3)
 lekkie (gęstośd < 1,8 Mg/m3)
RODZAJE
 drobne (0/4)
 grube (4/63)
 bardzo grube (63/250)
KLASY, GATUNKI i ODMIANY
Podział kruszyw naturalnych
Kruszywa naturalne
(maksymalny wymiar ziarna 63 mm)
piasek
PN-B-11113:1996
żwir
PN-B-11111:1996
mieszanka
PN-B-11111:1996
Podział kruszyw łamanych
Kruszywa łamane
(maksymalny wymiar ziarna 63 mm)
Kruszywa łamane zwykłe
miał (0/4)
PN-B-11112:1996
kliniec (4/31,5)
PN-B-11112;1996
tłuczeo (31,3/63)
PN-B-11112:1996
niesort (0/63)
PN-B-11112:1996
mieszanka o uziarnieniu ciągłym (0/63)
PN-S-06102:1997
Kruszywa łamane granulowane
piasek łamany (0,075/2,0)
PN-B-11112:1996
mieszanka drobna granulowana
(0,075/4,0)
PN-B-11112:1996
grys (2,0/20,0)
PN-B-1112:1996
EN 13 242 „ Kruszywa do niezwiązanych i hydraulicznie
związanych materiałów stosowanych w obiektach budowlanych
i budownictwie drogowym”, wprowadzona w Polsce w języku
polskim jako PN-EN 13 242 w roku 2004 wraz z późniejszymi
poprawkami, a następnie zamieniona normą PN-EN 13 242 + A1
w języku angielskim w roku 2008 – norma zharmonizowana
EN 13 285 „Mieszanki niezwiązane. Specyfikacja”
wprowadzona w Polsce jako PN-EN 13 285 w roku 2004 w języku
angielskim – norma niezharmonizowana
Podział kruszyw sztucznych
Kruszywa sztuczne
grupy A, B, C, D
PN-B-01101
kruszywa z żużla
stalowniczego
PN-B-11115:1998
łupkoporyt ze zwałów
PN-B-23003:1996
kruszywa z żużla
wielkopiecowego kawałkowego
PN-B-23004:1988
Podział kruszyw według norm PN EN
w zależności od gęstości
kruszywo zwykłe – kruszywa o gęstości 2,0÷3,0 Mg/m3
kruszywo lekkie – kruszywa o gęstości < 2,0 Mg/m3
kruszywo ciężkie – kruszywa o gęstości > 3,0 Mg/m3
Podział kruszyw według norm PN EN
w zależności od pochodzenia
kruszywo naturalne – kruszywo pochodzenia mineralnego,
które poza obróbką mechaniczną nie zostało poddane żadnej
innej obróbce
kruszywo sztuczne – kruszywo pochodzenia mineralnego,
uzyskane w wyniku procesu przemysłowego obejmującego
termiczną lub inną
kruszywo z recyklingu- kruszywo powstałe w wyniku przeróbki
nieorganicznego materiału zastosowanego poprzednio w
budownictwie
Podział kruszyw według norm PN EN
w zależności od wielkości ziarna
kruszywo drobne: kruszywo o wymiarach ziaren d równym 0
oraz D równym 6,3 mm lub mniejszym
kruszywo grube: kruszywo o wymiarach ziaren d równym lub
większym niż 1 mm oraz D większym niż 2 mm
kruszywo o ciągłym uziarnieniu: kruszywo stanowiące
mieszankę kruszyw grubych i drobnych, w której D jest większe
niż 6,3
Skład ziarnowy według normy PN EN 933-1
zestaw sit podstawowy plus zestaw 1
0, 063; 0, 5; 1; 2; 4; 5,6; 8; 11,2; 16; 22,4; 31,5; 45; 56; 63 i 90
kategorie uziarnienia G, w oparciu o procent przechodzącej masy przez sita
2 D; 1,4 D; D; d ;d/2
dla kruszywa grubego określa się kategorie ogólnych granic i tolerancji GTc
na podstawie przesiewu przez sita pośrednie D/1,4 i D/2
dla kruszywa drobnego i kruszywa o ciągłym uziarnieniu, producent
deklaruje kategorie tolerancji GTF i GTA na podstawie przesiewu przez sita: D,
D/2 i 0,063 mm
dla mieszanek niezwiązanych - czternaście mieszanek o różnym wymiarze
maksymalnego ziarna: od 0/8 do 0/80 w dziewięciu kategoriach: GA , GB , GC ,
GO , GP , GE ,GU ,GV ,GN , zależnych od zakresu składu ziarnowego. Ponadto
producent zobligowany jest do deklarowania wartości granicznych uziarnienia
mieszanki SDV
Uziarnienie mieszanki niezwiązanej 0/63 kategorii GV
(dla kategorii GE, GU, GV, GN, brak wymagao dla deklaracji producenta)
Uziarnienie mieszanki niezwiązanej 0/63 kategorii GB
(dla kategorii GA, GB ,GC ,GO ,GP, wymagane jest podawanie wartości
deklarowanych przez dostawcę SDV)
Kształt kruszywa grubego wg PN EN 933-3 i PN EN 933-4
Oprócz oznaczania zawartości ziaren nieforemnych za pomocą
suwmiarki Schulz‘ a, w obecnej nomenklaturze zwanej
wskaźnikiem kształtu – kategoria FI, wprowadza się badanie
wskaźnika płaskości – kategoria SI za pomocą sit prętowych,
którego miarą jest procent masy frakcji przechodzącej przez sita.
Zawartośd pyłów według PN EN 933-1
Zamiennie za sito, o wymiarze oczka 0,075 mm wprowadza się
sito o wymiarze oczka 0,063 mm – kategoria f.
Nasiąkliwośd według PN EN 1097-6
nasiąkliwośd kruszywa nie jest oznaczana jednoznacznie. Norma wyróżnia
dwie kategorie nasiąkliwości: WA24 – nasiąkliwośd kruszywa nasycanego przez
24 godziny i WAcm – nasiąkliwośd kruszywa nasyconego do stałej masy
nasiąkliwośd oznacza się dla kruszywa o uziarnieniu od 0,063 mm do 63 mm,
a nie jak według dotychczas stosowanej normy PN tylko dla kruszywa
o uziarnieniu powyżej 4 mm
stosuje się dwie metody oznaczania nasiąkliwości kruszywa: metodę
piknometryczną i metodę drucianego kosza
nasiąkliwośd oznaczana jest oddzielnie dla różnych frakcji: kruszywo 0,063/4
– metoda piknometryczna, kruszywo 4/31,3-metoda piknometryczna,
kruszywo 31,5/63 metoda drucianego kosza
wprowadza się pojęcie nasiąkliwości jako badania wskaźnikowego
mrozoodporności, ale dotyczy ono tylko kruszywa frakcji 31,5/63
nie ma procedury oznaczania nasiąkliwości dla mieszanek o ciągłym
uziarnieniu
Mrozoodpornośd według PN EN 1367-1
odpornośd na działanie mrozu oznaczana jest jako ubytek masy kruszywa po
10 cyklach zamrażania i odmrażania, a nie jak wg PN po 25 cyklach
zamiast stosowanych dotychczas długości cykli i wielkości temperatur oraz
„szokowym” rozmrażaniem norma PN EN wprowadza stopniowe zamrażanie
i rozmrażanie z dokładnie określonym czasem przechowywania kruszywa
w temperaturze zerowej. Rozkład temperatur w tym badaniu jest
zdecydowanie bardziej zbliżony do naturalnego niż w przypadku gwałtownego
ocieplania kruszywa.
norma wprowadza również ocenę spadku wytrzymałości kruszywa po
badaniu mrozoodporności jako zmianę współczynnika Los Angeles (badanie
można wykonad tylko dla przedziału frakcji 8/16)
jako reprezentatywną dla badania mrozoodporności zaleca się przyjmowad
frakcje z przedziału 8/16
norma nie podaje sposobu oznaczania mrozoodporności dla mieszanek
Odpornośd na rozdrabnianie kruszywa grubego
wg PN EN 1097-2
jako badanie wzorcowe odporności na rozdrabnianie przyjmuje się badanie
w bębnie Los Angeles. Nie jest to jednak badanie ścieralności kruszywa
w rozumieniu stosowanej dotychczas normy PN
badanie wykonuje się tylko dla frakcji 10/14 jako reprezentatywnej dla
mieszanki kruszywa, a nie dla wszystkich wydzielonych frakcji o uziarnieniu
większym od 4 mm.
do obliczenia wyników przyjmuje się ilośd materiału pozostającą jak
w przypadku PN na sicie 1,6 mm, a nie 2,0 mm
dopuszcza się jedynie alternatywne badanie kruszyw o wąskich przedziałach
uziarnienia, ale tylko do maksymalnego wymiaru ziarna 16 mm
nie ma procedury postępowania przy oznaczaniu odporności na
rozdrabnianie dla kruszywa o uziarnieniu większym niż 16 mm
Rozpad krzemianu dwuwapniowego i rozpad związków
żelaza w żużlu wielkopiecowym chłodzonym
powietrzem oraz stałośd objętości żużli stalowniczych
wg PN EN 1744-1
istotną
w
miejsce
zmianą
oznaczanych
w określeniu
dotychczas
podatności
wg PN
żużlarozpadów
na rozpady
krzemianowego
jest ocena
i wapniowego zmian
makroskopowa
pod wpływem
kruszywa działania
po badaniu,
pary
a nie
wodnej
obliczanie
norma
procentowego
wprowadza
oznaczanie
ubytku
masy.rozpadu
Wymagakrzemianu
się całkowitej
dwuwapniowego
odporności na rozpad
pod wpływem działania
światła ultrafioletowego. Norma nie określa przedziału uziarnienia kruszywa
do badania
dla
oceny stabilności objętościowej żużli stalowniczych wprowadza się
zupełnie nowe badanie procentowej zmiany objętości kruszywa pod wpływem
rozpad żelaza
działania
pary wodnej.
w żużlu Badanie
wielkopiecowym
przeprowadza
oznacza się
się w
poprzez
specjalistycznej
moczenie
kawałków żużla
aparaturze
tylkownawodzie
próbceprzez
o uziarnieniu
2 dni, a nie
0/22
jak mm.
wg PN
Norma
30 dni,
przedmiotowa
co znacznie
iskraca
norma czas
badawcza
badania.
w sposób
Badaniu
różny podają
poddajewymagany
się ziarna
czasztrwania
przedziału
badania.
frakcji
40/150 mm
Ocena właściwości mieszanek niezwiązanych - wątpliwości
czy mieszanka 0/63 jest odporna na rozdrabnianie, jeżeli współczynnik LA
oznaczamy tylko w przedziale frakcji 10/14, a w składzie mieszanki znajdują się
kruszywa o bardzo niskiej i bardzo wysokiej odporności i w bardzo różnej
konfiguracji uziarnienia
na jakiej podstawie uznad mieszankę za nasiąkliwą lub nie nasiąkliwą , mając
trzy różne wyniki z trzech oznaczeo dla różnych przedziałów frakcji, dwiema
metodami (norma nie podaje możliwości obliczenia wyniku jako średniej
ważonej)
czy w przypadku gdy np. wartośd nasiąkliwości WAcm jako badania
wskaźnikowego mrozoodporności oznaczona dla frakcji 31,5/63 jest mniejsza
niż 0,5 % to mieszankę 0/63mozna uznad za mrozoodporną
jeżeli wynik badania mrozoodporności frakcji 8/16 jest pozytywny, to czy
można uznad mieszankę 0/63 za mrozoodporną
czy można uznad za stabilną objętościowo mieszankę kruszywa z żużla
stalowniczego 0/63, na podstawie badania tylko frakcji 0/22, skoro najbardziej
destrukcyjne są zmiany objętości w dużych kawałkach żużla
brak
oceny wysadzinowości, wodoprzepuszczalności
mechanicznego mieszanek niezwiązanych
i zachowania
Ocena zgodności
Znak B czy CE ?
Wnioski
Pilna potrzeba opracowania dokumentów aplikujących normę w warunkach
krajowych:
instrukcji badao dla oznaczania niektórych cech mieszanek niezwiązanych,
które umożliwią ich rzeczywistą ocenę trwałości i odporności
wytycznych oceny wysadzinowości mieszanek niezwiązanych (bezpośredni
pomiar wysadziny, wskaźnik piaskowy lub wskaźnik plastyczności)
instrukcji badania wodoprzepuszczalności mieszanek niezwiązanych, ze
szczególnym uwzględnieniem warunków badania (zagęszczenie)
wytycznych oceny zachowania mechanicznego mieszanek
wymagao dla poziomów kategorii właściwości w odniesieniu do miejsca
występowania mieszanki niezwiązanej w konstrukcji nawierzchni i ulepszonym
podłożu w powiązaniu z wielkością obciążenia ruchem
DZIĘKUJĘ PAOSTWU ZA
UWAGĘ