© K.Błażejowski 2002

W Polsce “wszyscy znają się na drogach”, tak jak na medycynie czy polityce, co zresztą jest nieszczęściem naszego drogownictwa. Mam nadzieję, że ten krótki i wyrywkowy tekst na tematy technologiczne pomoże w zrozumieniu, czym jest mieszanka mineralno-asfaltowa i jaką sztuką jest ją poprawnie zaprojektować.

Jak zapewne wszystkim wiadomo, każda warstwa bitumiczna nawierzchni została wykonana z mieszanki mineralno-asfaltowej (dalej w skrócie MMA). MMA zwykle składa się z:

- kruszywa, a raczej mieszanki kruszyw, stanowiącej ok. 90-97% masy MMA,

- lepiszcza (np. asfaltu drogowego), w ilości 3-10% masy MMA,

- ewentualnie dodatków: środków adhezyjnych, stabilizatorów itp.

Właściwości MMA mają ogromny wpływ na zachowanie się nawierzchni bitumicznej podczas eksploatacji. Wystarczy powiedzieć, że częste w Polsce zniszczenia dróg, takie jak koleiny mogą być spowodowane przez zły skład MMA.

Wydawałoby się, że projekt składu MMA to rzecz banalna. A jednak nie... Wpływ na końcowe właściwości MMA ma wiele czynników, wśród których można wymienić:

- właściwości kruszyw (co najmniej kilka parametrów),

- właściwości lepiszcza (co najmniej kilka parametrów),

- działanie dodatków.

Pamiętając o tym, że wymienione powyżej czynniki dają w sumie co najmniej kilkanaście parametrów, można sobie już wyobrazić, że projektowanie składu MMA polega na uwzględnianiu jak największej liczby danych mających wpływ na końcowy efekt – czyli właściwości MMA. Tak więc jest to tworzenie nowej mieszanki z uwzględnieniem (jednoczesnym) kilkunastu parametrów...

Projektowanie MMA składa się z wielu etapów:

1. Analiza przeznaczenia MMA

2. Analiza właściwości dostępnych kruszyw

3. Analiza właściwości dostępnych lepiszczy

4. Wybór rodzaju mieszanki mineralnej i jej uziarnienia

5. Wybór kruszyw do mieszanki

6. Projekt mieszanki mineralnej (krzywej uziarnienia)

7. Projekt zawartości optymalnej lepiszcza

8. Ustalenie zawartości ewentualnych dodatków

Jednym z najciekawszych etapów projektowania MMA jest projekt mieszanki mineralnej. Polega on na stworzeniu z wybranych kruszyw mieszanki o oczekiwanych właściwościach, zgodnych z przeznaczeniem MMA. Przykładowo, inną krzywą uziarnienia należy dobrać dla warstwy ścieralnej na moście stalowym, a inną na podjeździe pod górę.

W Polsce do projektowania krzywych uziarnienia mieszanek mineralnych stosuje się metodę krzywych granicznych ograniczających pole dobrego uziarnienia. Krzywe graniczne dla każdego rodzaju mieszanki mineralnej znajdują się w Polskich Normach (np. w PN-S-96025:2000 Nawierzchnie asfaltowe. Wymagania).

Na nieszczęście dla naszych nawierzchni, zwykło się uważać, że dobra jest każda krzywa uziarnienia znajdująca się wewnątrz obszaru między krzywymi granicznymi. A to nie jest, niestety, prawda! Tu też tkwi jedna z przyczyn słabej odporności naszych nawierzchni bitumicznych na deformacje. Najlepiej sprawę przedstawiają rysunki poniżej. Przedstawiono na nich dwie krzywe uziarnienia znajdujące wewnątrz tych samych krzywych granicznych – obie są w rozumieniu wymagań normowych poprawne.

Rys. 1.

Rys. 2.

Przedstawiono na nich mieszanki mineralne betonu asfaltowego 0/12.8 mm na warstwę ścieralną. Obie mieszanki “weszły w krzywe” ale... zdecydowanie się różnią i właściwości uzyskanych MMA też będą się różniły. Czy obie są tak samo dobre? Lub czy będą tak samo dobre bez względu na to, gdzie zostaną zastosowane?

Cała sztuka polega zatem na analizie przebiegu krzywej uziarnienia z wykorzystaniem wiedzy i doświadczenia projektanta. Mówiąc jeszcze inaczej – potrzebne jest widzenie właściwości przyszłej MMA przez pryzmat oglądanej krzywej uziarnienia.

Kolejnym etapem w projektowaniu MMA jest znalezienie optymalnej zawartości wybranego lepiszcza do zaprojektowanej wcześniej mieszanki mineralnej. Do tego celu stosuje się pomocniczo metody analityczne (wszelakiego rodzaju wzory) i, jako podstawowe, metody doświadczalne – z metodą Marshalla na czele.

Warto jednak pamiętać, że znajdujemy optymalną zawartość lepiszcza dla tej konkretnej mieszanki mineralnej. Nawet jeśli jest to źle zaprojektowana mieszanka mineralna! Dopiero sprawdzenie parametrów MMA może wykazać błędy w całej mieszance, choć trzeba przyznać, że nie zawsze tak się dzieje. W takich przypadkach jedynie doświadczenie technologa podpowie mu, że otrzymana MMA nie jest tym, czego oczekiwał.

Do projektowania MMA można wykorzystywać kalkulator (bardzo męczące), proste arkusze kalkulacyjne (ograniczone możliwości) lub profesjonalne oprogramowanie komputerowe (najlepsze ale najdroższe).

W module DOWNLOAD można pobrać prosty arkusz kalkulacyjny (o nazwie PMM ver.1.0) napisany w programie MS Excel (wersje 97 i 2000) do projektowania krzywych uziarnienia mieszanek mineralnych.

 Zapraszamy także użytkowników arkusza PMM do zajrzenia do >>Klubu PMMA.

 Data ostatniej aktualizacji: 14 października 2006
Witryna istnieje od stycznia 1999 r.

Optymalizowane dla rozdzielczości 800x600, IE 4+

Webmaster road.pl
Copyright 1999 - 2005  by Krzysztof Błażejowski
zasady korzystania z witryny www.road.pl