DURABILITY, SAFETY AND COMFORT
Road engineers estimate that pavements, depending on the surface material used as well as the quality of construction, assume a design life of 20 years (for flexible or semi-rigid surfaces) or even 30 years (for rigid ones). The key aspect is, however, the appropriate arrangement of particular layers, their thickness, dewatering and drainage. The roadbase and subbase, responsible for the bearing capacity as well as transmission of traffic loads to the subgrade, constitute the main structural elements of the pavement. Equally important function is performed by the base course, since it provides better spreading of traffic loads. Finally, the wearing course determines good driving comfort on the road whose texture and roughness guarantee adequate skid resistance. At the same time, it protects the lower layers from water and frost damage.
Road surfaces that are subject to weather conditions and heavy use often experience many damages that may have serious safety implications for their users. Among the most common problems are cracks, potholes, ruts, loss of skidding resistance, ponding and many others. If these defects are not addressed quickly, they may extend to more serious ones, such as permanent subgrade deformations.
PAVEMENT MATERIALS
Asphalt and concrete are, without any doubt, the most popular paving materials. In Europe, asphalt pavements (mainly on flexible base) account for almost 90% of total road length. In Poland, the so-called bituminous mixes have gained in great popularity over the last 20 years. They usually comprise of mineral aggregates of different sizes, asphalt binder, air, fillers, and other additives. The choice of bituminous mixture type depends on several factors and covers: asphaltic concrete, stone mastic asphalt (SMA), mastic asphalt, open-graded asphalt mixtures, porous asphalt or crumb rubber-modified asphalt.
„NEW GENERATION” SURFACES
The last two of the above-mentioned types show, so to speak, the direction the modern road infrastructure is currently heading in, that is buil-ding low noise road surfaces as well as using recycled materials in their construction. Porous asphalt, due to a very high interconnected void content (15% to 25% compared to 3% to 5% for conventional asphalt), allows for the appropriate flow of water and air. Not only does it improve drainage capabilities, but it also reduces the noise generated by tyre/road interaction by even 5 dB. As for the environmental perfor-
mance and sustainable development, it becomes quite a common practice to use demolition waste, industrial by-products (e.g. slag) or recycled tire rubber in road surfacing.
Magdalena Marcinkowska
Fot. K. Wiśniewska
GLOSSARY:
road surface/pavement –nawierzchnia drogowa
road network –sieć dróg
traffic volume/intensity –natężenie ruchu
design life –okres eksploatacji
flexible surface –nawierzchnia podatna
rigid surface –nawierzchnia sztywna
roadbase –podbudowa zasadnicza
subbase –podbudowa pomocnicza
bearing capacity –nośność
subgrade –podłoże
base course (also binder course) –warstwa wiążąca
wearing course (also surface course) –warstwa ścieralna
pothole –wybój, dół
rut –koleina
permanent subgrade deformation –trwałe odkształcenie podłoża gruntowego
total road length –ogólna/całkowita długość dróg
bituminous mixes –mieszanki bitumiczne/mineralno-asfaltowe
aggregate –kruszywo
asphalt binder –lepiszcze asfaltowe/bitumiczne
asphaltic concrete –beton asfaltowy
stone mastic asphalt –mastyks grysowy
open-graded –o uziarnieniu nieciągłym
porous asphalt –asfalt porowaty/drenażowy
to head in the direction –podążać/zmierzać w kierunku
void –wolna przestrzeń
drainage capabilties –właściwości drenażowe
demolition waste –gruz budowlany
industrial by-products –odpady przemysłowe
slag– żużel
Tłumaczenie
Nawierzchnie drogowe – konstrukcja, utrzymanie i nowe technologie
Infrastruktura drogowa to temat, który szczególnie w Polsce wywołuje zaciekłe dyskusje, gdy tylko jest poruszany. Stał się jeszcze bardziej kontrowersyjny, kiedy Polska wstąpiła do UE, a kilka lat póniej przygotowywała się do Euro 2012. Te dwa wydarzenia zrodziły potrzebę rozwoju polskiej sieci dróg tak, by spełniały one europejskie standardy. Dodatkowo, w obliczu wciąż rosnącego natężenia ruchu, konieczna wydaje sie budowa trwałych, bezpiecznych i proekologicznych nawierzchni drogowych.
TRWAŁOŚĆ, BEZPIECZEŃSTWO I KOMFORT
Inżynierowie budownictwa drogowego szacują, że okres eksploatacji nawierzchni drogowych – w zależności od rodzaju zastosowanego materiału, a także od jakości samej konstrukcji, wynosi 20 lat (dla nawierzchni podatnych i półsztywnych) lub nawet 30 lat (dla nawierzchni sztywnych). Kluczowym aspektem jest jednak odpowiedni układ poszczególnych warstw, ich grubość, odwodnienie i drenaż. Podbudowa zasadnicza i pomocnicza, odpowiedzialne za nośność i przenoszenie obciążeń ruchowych na podłoże gruntowe, stanowią główne elementy strukturalne nawierzchni. Równie ważną funkcję pełni warstwa wiążąca, jako że zapewnia lepsze rozłożenie naprężeń. Ostatecznie warstwa ścieralna decyduje o komforcie jazdy na drodze, której tekstura i szorstkość gwarantują odpowiednią odporność na poślizg. Jednocześnie chroni też niższe warstwy przed działaniem wody i mrozu.
Nawierzchnie drogowe narażone na działanie czynników środowiskowych oraz obciążenie pojazdów często ulegają uszkodzeniom, które niosą poważne konsekwencje dla bezpieczeństwa ich użytkowników. Najczęściej występującymi problemami są: spękania, wyboje, koleiny, brak przyczepności, zastoiska wody i wiele innych. Jeśli te usterki nie zostaną szybko naprawione, mogą przeobrazić się w dużo poważniejsze, jak na przykład trwałe odkształcenia podłoża gruntowego.
DROGOWE MATERIAŁY BUDOWLANE
Asfalt i beton to bez wątpienia najpopularniejsze materiały do budowy nawierzchni drogowych. W Europie nawierzchnie asfaltowe (głównie na podbudowach podatnych) stanowią prawie 90% ogólnej długości dróg. W Polsce, na przestrzeni ostatnich 20 lat, dużą popularność zyskały tak zwane mieszanki mineralno-asfaltowe. Zwykle składają się one z kruszywa o różnej wielkości ziaren, lepiszcza asfaltowego, powietrza, wypełniaczy i innych dodatków. Wybór odpowiedniego rodzaju mieszanki bitumicznej zależy od kilku czynników i obejmuje: beton asfaltowy, mastyks grysowy (SMA), asfalt lany, mieszanki mineralno-asfaltowe o nieciągłym uziarnieniu, asfalt porowaty czy asfalt modyfikowany granulatem gumowym.
NOWOCZESNE NAWIERZCHNIE DROGOWE
Dwa ostatnie spośród wymienionych rodzajów wyznaczają niejako kierunek, w jakim podąża obecnie nowoczesna infrastruktura drogowa, tj. budowa cichych nawierzchni drogowych oraz wykorzystanie materiałów z recyklingu do ich konstrukcji. Asfalt porowaty, z powodu bardzo dużej zawartości połączonych wolnych przestrzeni (15–25% w porównaniu do 3–5% dla asfaltu konwencjonalnego), umożliwia odpowiedni przepływ wody i powietrza. Nie tylko poprawia to właściwości drenażowe, ale zmniejsza również hałas generowany przez interakcję opona-nawierzchnia nawet o 5 dB. Jeśli chodzi zaś o oddziaływanie na środowisko i zrównoważony rozwój, całkiem popularną praktyką stało się zastosowanie w nawierzchniach drogowych gruzu budowlanego, odpadów przemysłowych (np. żużlu), czy też gumy pochodzącej z recyklingowanych opon.
