HYDROIZOLACJE, NAWIERZCHNIO-IZOLACJE I NAWIERZCHNIE

JEZDNI NA MOSTACH – WYMAGANIA I śO WIAśŚZENIA ZśW W KATOWICACH

Jednym z czynników decydującym o pracy konstrukcji obiektów

mostowych jest trwałość nawierzchni mostowej w czasie ich eksploatacji.

To ona pierwsza przejmuje i przekazuje obciążenia od pojazdów

samochodowych na płytę pomostu i całą konstrukcję obiektu.

Na obiektach mostowych w Polsce i wielu krajach europejskich

najbardziej popularne jest stosowanie nawierzchni w technologii asfaltowej.

Typowa konstrukcja składa się z warstwy ścieralnej, ochronnej (w jednej

albo dwóch warstwach) i izolacji.

Dobrze zaprojektowana i wykonana nawierzchnia powinna posiadać

odpowiednie parametry eksploatacyjne tj. powinna być [1]:

szczelna, odporna na wodę i środki odladzające,

stabilna, odporna na odkształcenia płyty pomostu,

trwała, w zróżnicowanych temperaturach eksploatacyjnych zapewniać długi

okres użytkowania,

odporna na spękania termiczne i zmęczeniowe w niskich i średnich

temperaturach eksploatacyjnych oraz odporna na koleinowanie w wysokich

temperaturach eksploatacyjnych,

odporna na działanie naprężeń ścinających,

szorstka, zapewniając tym samym komfort jazdy i bezpieczeństwo ruchu,

dobrze związana z izolacją oraz płytą pomostu,

lekka, przy zachowaniu odpowiedniej grubości zapewniającej ochronę płyty

pomostu.

Asfalt lany – historia

Asfalt lany jest technologią, która swoje początki miała w Niemczech w miejscowości Ahlem niedaleko Hanoweru i nosi tam nazwę Gussasphalt. Posiada on skład i właściwości podobne do asfaltu lanego.

Rys. nr 1 Kocioł do produkcji asfaltu lanego [3]

Rys. nr 2 Wykonywanie nawierzchni z asfaltu lanego w miejscowości Holzminder nad rzeką Wezera – Niemcy 1950 r. [3]

Wg definicji z PN-EN 13108-6 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Wymagania – Część

6: Asfalt lany to mieszanka mineralno-asfaltowa bez wolnych przestrzeni z asfaltem jako

lepiszczem, w której objętość wypełniacza i lepiszcza przewyższa objętość pozostałych wolnych

przestrzeni w mieszance.

WT-2014 [2] zaleca stosować do warstwy ochronnej asfalty lane MA 8, MA 11(11,2),

MA 16 (sporadycznie stosowany w Polsce, bardziej popularny w Niemczech) z lepiszczem

asfaltowym 35/50 (do zwykłego lanego albo jak jest modyfikowany), PMB 25/55-60 (tzw.

,,twardolany’’, nie da się układać ręcznie) i MG 35/50-57/69.

Zaleca się stosować do produkcji asfaltu lanego dodatek asfaltu naturalnego (np.

Trinidad w ilości 2 % m/m), który wpływa na zwiększenie odporności asfaltów na wysoką

temperaturę. Asfalt naturalny stosowany jest w celu zwiększenia twardości, lepkości

i zmniejszenia penetracji oraz powoduje poprawę adhezji kruszywa do asfaltu. Asfalt lany

odznacza się całkowitą odpornością na działanie wody, kwasów i ługów i nie wymaga

zagęszczania.

Aby wykonana warstwa ochronna z asfaltu lanego była trwała należy przestrzegać

reżim technologiczny na każdym etapie, aż do wbudowania w konstrukcję. Warstwę z asfaltu

lanego projektuje się zwykle o grubości 4cm. Jednakże ze względu na występujące czasami

drobne nierówności płyty i zakładki papy przyjmuje się warstwę o grubości 5cm.

Na nowo budowanych, jak i remontowanych obiektach mostowych

zarządzanych przez Zarząd Dróg Wojewódzkich w Katowicach układ warstw nawierzchni

zwykle przedstawia się następująco:

mastyks grysowy SMA gr. 4 cm,

asfalt lany MA gr. 4-5 cm,

izolacja termozgrzewalna,

płyta pomostu.

Produkcja MA

Asfalt lany wytwarzamy w wytwórni mas bitumicznych najlepiej w takiej, która

posiada systemu do podgrzewania wypełniacza. Mieszanki do mechanicznego

układania, czyli głównie modyfikowane polimerami, należy wytwarzać w otaczarni.

Gdy mieszanka będzie układana ręcznie można wytwarzać w kotle produkcyjno –

transportowym. Gdy stosujemy polimeroasfalt do mieszanki mineralno asfaltowej

należy pamiętać, że zbyt wysoka temperatura technologiczna tego lepiszcza powoduje

niekorzystne zmiany właściwości asfaltu lanego. Materiałami do produkcji asfaltu

lanego do warstwy ochronnej są: asfalt drogowy wypełniacz mineralny, piasek łamany

i naturalny, polimeroasfalt, mieszanka drobna granulowana.

Wła ciwo ć Metoda badania

Zawarto ć lepiszcza PN-EN 12697-1 i -39

Uziarnienie PN-EN 12697-2

Badania asfaltu lanego

W artykule [4] podane są rodzaje badań mieszanek mineralno – asfaltowych,

które dla asfaltu lanego przedstawiono w tabeli nr 1 (podano badania obowiązkowe

dla warstwy ochronnej z MA).

Tabela nr 1 Rodzaj badania MA [4]

Najniższa i najwyższa temperatura MA wynikająca z zastosowanego lepiszcza asfaltowego

Tabela nr 2 Najni sza i najwy sza temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej MA [4]

Lepiszcze asfaltowe

Temperatura mieszanki [°]

Asfalt lany MA

20/30 od 210 do 230

30/50 od 200 do 230

PMB 10/40-65 od 180 do 230

PMB 25/55-60 od 180 do 230

Transport MA

Asfalt lany powinien być dostarczony na budowę w izolowanych kotłach z mieszadłem oraz

systemem podgrzewania z automatyczną regulacją temperatury. Nie należy przechowywać

asfaltu lanego w kotle dłużej niż 6 do 8 godzin (czas ten uzależniony jest od zastosowanego

asfaltu). Kotły transportowe zwykle mają ładowność od 8 do 20 ton i mogą poruszać się

z prędkością do 80 km/godz.

Wbudowanie asfaltu lanego

Na podstawie doświadczeń ZDW w Katowicach w wykonawstwie można określić

kilka głównych błędów wykonawczych, które mogą spowodować, że warstwa ochronna

z asfaltu lanego nie będzie pełniła swojej funkcji w dostatecznym stopniu:

w przypadku asfaltu lanego układanego na papie termozgrzewalnej może nastąpić

zmniejszenie grubości izolacji ponieważ asfalt w izolacji rozpuszcza się pod wpływem

gorącej mieszanki asfaltu lanego i do niego wnika, papa jest pokryta powłoką, która

składa się z asfaltu modyfikowanego polimerem termoplastycznym i wypełniacza

mineralnego,

brudne i mokre podłoże pod wbudowanie asfaltu lanego,

silny wiatr, opady atmosferyczne, oblodzona powierzchnia, temperatura poniżej – 5 °C,

nie należy skrapiać mieszanki z asfaltu lanego MA przed ułożeniem SMA ponieważ ma

w swoim składzie emulsję w wystarczającej ilości,

temperatura asfaltu lanego układanego na izolacji z żywic nie może przekroczyć ich

wartości granicznej,

dobrze jest układać asfalt lany na sztywnym podłożu (np. płyta pomostu). Nie spełnia

właściwie swojej funkcji np. na podbudowie z kruszywa,

wysoka temperatura mieszanki – nie przestrzeganie zaleceń producenta odnośnie

temperatur technologicznych. Wg WT-2 2014 [2] temperatura dla asfaltu lanego powinna

mieścić się w granicach od 200 °C do 230 °C.

Asfalt lany w praktyce – przykładowe realizacje ZDW w Katowicach

Na zdjęciu nr 3 można zobaczyć wbudowanie asfaltu lanego gdzie użyto mieszanki

MA 11 PMB 25/55-60 (asfalt modyfikowany polimerami MODBIT 25/55-60 w ilości 7,20 %

m/m) – wbudowano 747,00 m2. Na zdjęciu nr 7 na moście w Wiśle zastosowano na warstwę

ochronną mieszankę MA 11 PMB 25/55-60 (asfalt modyfikowany polimerami Styrelf 25/55-60

w ilości 7,00 % m/m) – wbudowano 270,02 m2.

Rys. nr 3 i 4 Asfalt lany na wiadukcie nad torami PKP w ciągu DW 928 miejscowości Kobiór–2014 r.

Rys. nr 5 i 6 Asfalt lany na moście nad rzeką Soła w ciągu DW 945 miejscowości ywiec–2015 r.

Rys. nr 7 Asfalt lany na moście nad rzeką Wisła w ciągu DW 942

w miejscowości Wisła- pomiędzy dylatacjami – 2014 r.

Tabela nr 3 przedstawia rodzaje zastosowanych asfaltów lanych na wybranych

realizacjach Zarządu Dróg Wojewódzkich w Katowicach. Od roku 2008 w Zarząd stopniowo

zaczął wprowadzać asfalt lany modyfikowany polimerami w warstwach ochronnych

nawierzchni mostowych, który wyparł inne dotychczas rozwiązania np.: SMA na SMA, czy

SMA na BA. Podjęto dwie próby ułożenia asfaltu lanego do warstwy ścieralnej w Raciborzu

(MA na MA) nad kanałem Ulgi (rys. nr 8 i 9) i w Istebnej. Jednakże trudno uzyskać

jednorodną strukturę na górze warstwy ścieralnej przez co estetyka nowej nawierzchni budzi

wiele zastrzeżeń uczestników ruchu (liczne telefony i skargi mieszkańców). Spowodowane to

jest przede wszystkim niesprzyjającymi warunkami atmosferycznymi w trakcie wykonywania

uszorstknienia jezdni. Wtedy kruszywo przykleja się nierównomiernie do nawierzchni z asfaltu

lanego i nawierzchnia nie jest jednorodna (estetyczna). Pomimo, że taka nawierzchnia

w okresie do 3 lat osiąga jednolitą fakturę.

Tabela nr 3 Rodzaje asfaltów i lepiszcza na wybranych obiektach mostowych

Lp. Obiekt mostowy Typ asfaltu modyfikowanego

Zawarto ć %

asfaltu w mma

1

DW 928 Wiadukt nad torami

PKP w m. Kobiór

MA 11 Modbit PMB 25/55-60 7,2

2

DW 942 Most n/rz Wisła w m.

Wisła

MA 11 Styrelf 25/55-60 7,0

3

DW 908 Most n/c Promna w m.

Paniowy

MA 11 Orbiton 25/55-60 7,0

4

DW 796 Wiadukt nad torami

PKP w m. Chruszczobród

MA 11 Orbiton 25/55-60 7,0

5

DW 907 Most n/rz Liswarta w m.

Boronów

MA 11 Orbiton 25/55-60 7,1

6

DW 796 Most n/rz Mitręga w m.

Chruszczobród

MA 11 Modbit 25/55-60 7,2

7

DW 941 Most n/rz Olza w m.

Istebna

MA 0/12,8 ORB 25/55-60 7,1

8

DW 935 Most nad kanałem Ulgi w

Raciborzu

MA 0/12,8 DE 30B (odpowiednik PMB

25/55-60)

7,2

Zalety technologii z asfaltu lanego

wodoszczelność (pełni funkcję dodatkowej warstwy izolacji),

nie ma konieczności zagęszczania ciężkim sprzętem,

wysoka trwałość nawierzchni,

zwiększona odporność na pękanie niskotemperaturowe i powierzchniowe pękanie

zmęczeniowe,

możliwość układania przy niższych temperaturach otoczenia w porównaniu

z warstwami z SMA czy BA.

Wady technologii z asfaltu lanego

zdarza się, że pod ułożoną papą może znajdować się woda z wilgotnej płyty pomostu. Podczas

układania gorącej warstwy z asfaltu lanego następuje wzrost ciśnienia w porach z wodą, która

przemienia się w parę wodną i zwiększa swoją objętość. Pęcherzyki wtedy wydostają się na

powierzchnię warstwy z asfaltu lanego. Asfalt lany charakteryzuje się praktycznie całkowitą

szczelnością i w przypadku występowania pęcherzy należy je niezwłocznie przebić. Warstwa

papy i asfaltu lanego ma zdolności do samo naprawy.

trudność w wykonaniu estetycznej nawierzchni, konieczni wykwalifikowani pracownicy

i specjalistyczny sprzęt,

większy koszt wykonania i pracochłonność.

Bibliografia

[1] Piotr Radziszewski Politechnika warszawska TMiND ,,Rozwiązania materiałowo

– technologiczne izolacji i nawierzchni obiektów mostowych’’.

[2] GDDKiA WT-2 2014 – część I Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania Techniczne.

[3] http://www.linnhoff-henne.com

[4] Dariusz Sybilski, IBDiM, Politechnika Lubelska, Magazyn Autostrady4/2009.

[5] PN-EN 13108-6 Mieszanki mineralno-asfaltowe - Wymagania-Część 6: Asfalt lany.

[6] Roman Deska, Nawierzchnie mostowe z asfaltu lanego i ich funkcje izolacyjne.