Seria norm 14227 przewiduje wykorzystanie w mieszankach związanych spoiwami hydraulicznymi jako spoiwa cementu, popiołów lotnych, spoiwa drogowego lub mieszanek żużlowych. Są to normy klasyfikacyjne, dlatego niezbędne jest opracowanie krajowych wytycznych dotyczących zakresu stosowania poszczególnych rodzajów i typów mieszanek związanych.
Nawierzchnia drogowa to najczęściej zespół warstw mających za zadanie przenosić obciążenia przede wszystkim od obciążenia ruchem oraz zapewnić zakładaną trwałość [1–3]. W tym celu dobiera się układ warstw konstrukcyjnych tworzących nawierzchnie podatne, półsztywne lub sztywne. Układ warstw konstrukcyjnych w poszczególnych typach przedstawia tab. 1 [4, 5].
Tab. 1. Układ warstw konstrukcyjnych tworzących nawierzchnie [4, 5]
Mieszanki związane spoiwami hydraulicznymi można stosować w typowych konstrukcjach nawierzchni podatnych, półsztywnych i sztywnych, a zakres ich stosowania przedstawiono w tab. 2 [4–6].
Jedną z możliwości projektowania i wykonywania warstw z mieszanek związanych spoiwami hydraulicznymi jest stosowanie zestawu norm PN-EN 14227. Normy te po raz pierwszy zostały wprowadzone w Polsce w roku 2007, a obecnie obowiązującymi są normy zaktualizowane w 2013 r.
Tab. 2. Zakres stosowania mieszanek związanych spoiwami hydraulicznymi [4–6]
Podział i klasyfikacja mieszanek związanych spoiwami hydraulicznymi
Mieszanki związane spoiwami hydraulicznymi
Podział mieszanek związanych spoiwami hydraulicznymi uzależniono od rodzaju spoiwa wykorzystanego do produkcji danej mieszanki. Każdemu ze stosowanych spoiw poświęcono odrębną normę, choć nazywane są częściami od 1 do 5.
Niniejszy artykuł dotyczy następujących mieszanek:
- związanych cementem (PN-EN 14227-1:2013-10 [4]),
- żużlowych (PN-EN14227-2:2013-10 [5]),
- związanych popiołami lotnymi (PN-EN 14227-3:2013:10 [6] i PN-EN 14227-4:2013-10 [7]),
- związanych spoiwem drogowym (PN-EN 14227-5:2013-10 [8]).
W artykule znajduje się także fragment poświęcony wymaganiom dla popiołów lotnych stosowanych w mieszankach.
>>> Nawierzchnie drogowe – metody diagnostyczne stanu technicznego
>>> Wymiana nawierzchni drogowej
>>> Drogi publiczne – przepisy techniczno-budowlane
Fot. stock.adobe/andrew_shots
Klasyfikacja mieszanek związanych
Klasyfikacja poszczególnych mieszanek związanych ze względu na ich właściwości mechaniczne wykorzystuje jedną z poniższych metod:
- wytrzymałość na ściskanie Rc,
- kombinację wytrzymałości na rozciąganie Rt i modułu sprężystości E,
- kalifornijski wskaźnik nośności CBR.
Poszczególne klasyfikacje przedstawiono na rys. 1.
Rys. 1. Klasyfikacja mieszanek związanych
Klasyfikację na podstawie wytrzymałości na ściskanie uzyskuje się, wykonując badanie minimum trzech próbek walcowych najczęściej o wymiarach h = 8 cm i fi = 8 cm. Jest to najbardziej rozpowszechniona metoda w Polsce.
Klasyfikacja mieszanek na podstawie kombinacji wytrzymałości na ściskanie Rt oraz modułu sprężystości E pozwala sklasyfikować daną mieszankę do jednej z sześciu klas od T0 do T5.
Trzecia z metod opiera się na badaniu kalifornijskiego wskaźnika nośności. Wykonuje się tu badanie tzw. natychmiastowego wskaźnika nośności CBR0 oraz wyznacza się procentową zmianę wskaźnika po 28 dniach dojrzewania, oznaczoną ΔCBR28.
Dobór metod klasyfikacji w zależności od zastosowanej mieszanki przedstawiono na rys. 2.
Dodatkowymi obwarowaniami, jakie mogą zostać określone dla mieszanek związanych, to odporność na działanie wody i, szczególnie istotna w polskim klimacie, mrozoodporność.
Rys. 2. Dobór metod klasyfikacji w zależności od zastosowanej mieszanki na podstawie badania kalifornijskiego wskaźnika nośności
Cały artykuł dostępny jest w numerze 4/2023 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.
dr inż. Adrian Ciołczyk
Politechnika Śląska
mgr inż. Joanna Szołtysik
Politechnika Śląska
Literatura
1. J. Piłat, P. Radziszewski, Nawierzchnie asfaltowe, WKŁ, Warszawa 2010.
2. M. Kalabińska, J. Piłat, P. Radziszewski, Technologia materiałów i nawierzchni drogowych, WKŁ, Warszawa 2008.
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie przepisów techniczno-budowlanych dotyczących dróg publicznych (Dz.U. z 2022 r. poz. 1518).
4. Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych, GDDKiA, 2014.
5. Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych, GDDKiA, 2014.
6. WT-5 Wymagania techniczne Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym do dróg krajowych, GDDKiA, 2010.
7. PN-EN 14227-1:2013-10 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 1: Mieszanki związane cementem.
8. PN-EN 14227-2:2013-10 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 2: Mieszanki żużlowe.
>>> Ekonomiczne i środowiskowe korzyści z zastosowania asfaltów wysokomodyfikowanych
>>> Asfalty HiMA – trwalsze i tańsze drogi?
>>> Samonaprawialne mieszanki mineralno-asfaltowe
>>> Jak dobrać asfalt do nawierzchni drogowej. Metoda Superpave
