Wykonanie

Wykonanie nawierzchni z SMA JENA

Prace przygotowawcze przed ułożeniem warstwy SMA 16 JENA

Zaleca się, aby powierzchnia warstwy, na której układa się SMA 16 JENA była równa. W przypadku niewielkich nierówności i wykonywaniu tylko warstwy ścieralnej z mieszanki SMA16 JENA, można zrezygnować z warstwy wyrównawczej, mając jednak na uwadze, że nie można oczekiwać uzyskania idealnej równości SMA 16 JENA. W przypadku dużych nierówności należy wykonać warstwę wyrównawczą. Przygotowane podłoże powinno być bez zanieczyszczeń, w zależności od rodzaju zabrudzenia należy zastosować odpowiednie środki (sprężone powietrze, woda, absorbenty produktów ropopochodnych). Wyboje i większe uszkodzenia warstwy na którą będzie układana warstwa kolejna, powinny być wypełnione (można to wykonać mieszanką SMA 16 JENA).

Istniejące urządzenia w nawierzchni (włazy, wpusty itd.) należy przygotować aby zapewnić szczelne i trwałe połączenie warstwy z urządzeniem. Zalecane jest oklejanie taśmami asfaltowo-polimerowymi (rys. 1.) lub rozkładanie past (mas) asfaltowo-polimerowych. Przygotowanie urządzeń w jezdni obejmuje także ich zabezpieczenie przed uszkodzeniem lub zasypaniem (np. wpustu kanalizacyjnego).

W przypadku wykonywania warstwy tzw. „połówkami” brzeg sąsiadującej warstwy SMA 16 JENA (ułożonej wcześniej) powinien być równo obcięty pod kątem. Boczna krawędź powinna być przygotowana do trwałego połączenia z drugą połową warstwy. Ponieważ SMA 16 JENA jest mieszanką gruboziarnistą (D=16 mm) grubość warstwy sklejającej musi być relatywnie duża. Polecane są taśmy asfaltowo-polimerowe rozkładane ręcznie (fot. 1.) o grubości min. 10 mm lub masy asfaltowo-polimerowe rozkładane maszynowo. Tradycyjne smarowanie krawędzi gorącym asfaltem i skrapianie emulsją z lancy jest nieskuteczne i nie powinno być stosowane.

Związanie międzywarstwowe jest niezbędne dla trwałości nawierzchni. Ilość emulsji do skropienia trzeba dobierać w zależności od stanu i rodzaju podłoża. Należy pamiętać, że do skropień stosujemy emulsje o kodzie „ZM”, przystosowane do połączeń międzywarstwowych. Nie stosujemy np. emulsji typowych do powierzchniowych utrwaleń o kodzie PU. Specyfikacje do wymienionych emulsji znajdują się w Załączniku Krajowym do normy PN-EN 13808.

Rekomendujemy stosowanie ogólnej zasady, że:

  • Jeśli w SMA 16 JENA zostanie zastosowany asfalt drogowy (niemodyfikowany), to emulsja też będzie niemodyfikowana (C60 B3 ZM)
  • Jeśli SMA 16 JENA będzie zawierała asfalt modyfikowany (wyższe kategorie ruchu), to warto zastosować także emulsję modyfikowaną C60 BP3 ZM

Innym przypadkiem jest wbudowanie SMA 16 JENA bezpośrednio na warstwie z kruszywa lub na stabilizacji cementem. W takiej sytuacji stosuje się emulsję C60 B5 ZM/R.

Przybliżone ilości lepiszcza do połączeń międzywarstwowych przedstawiono w tabeli 1.

 

Tabela 1. Zalecana ilość emulsji asfaltowej w połączeniu międzywarstwowym pod warstwę z mieszanki SMA 16 JENA

Typ warstwy w podłożu Ilość emulsji [kg/m2]
Podbudowa z chudego betonu 0.3¸0.7
Podbudowa z zagęszczonego kruszywa 0.5¸0.7
Warstwa z mieszanki mineralno-asfaltowej 0,2¸0.5

 

Należy pamiętać, że ze względu na bardzo grysowe uziarnienie mieszanki SMA 16 JENA, zdolność tej mieszanki do połączenia się z warstwą niżej leżącą polega bardziej na sklejeniu niż na zazębieniu. Na spodzie warstwy z mieszanki SMA podczas układania pojawia się zwiększona ilość zaprawy bitumicznej (mastyksu – mieszanki lepiszcza, wypełniacza i drobnego kruszywa), na powierzchni której jest pogrubiona otoczka asfaltowa, i to właśnie ona ułatwia połączenie międzywarstwowe. Zwiększenie ilości zaprawy, na spodzie układanej warstwy, uzyskać możemy dzięki odpowiedniemu ustawieniu elementów zagęszczających na rozkładarkach mieszanek mineralno – asfaltowych (poziom wibracji). Wymagany poziom sczepności międzywarstwowej dla połączenia warstwy wiążącej i ścieralnej – minimum 1,0 MPa.

Wbudowanie

Mieszankę SMA 16 JENA układamy w dość grubej warstwie, od 5 do 10 cm (wyjątkowo od 4 cm). Warstwy tej grubości charakteryzują się dużą pojemnością cieplną i dają pewną rezerwę czasu na zagęszczanie. Mimo tego, na pewno zbyt niska temperatura podłoża i powietrza oraz silny wiatr nie sprzyjają dobrej jakości wbudowywania mieszanki. Można przyjąć, że dla SMA 16 JENA mają zastosowanie ograniczenia typowe dla warstw wiążących i podbudów asfaltowych, a minimalna temperatura powietrza podczas wbudowywania nie powinna być niższa od 5°C. W przypadku występowania silnego wiatru wymaganie to może być podwyższone do +10°C, podobnie jak w przypadku zastosowania asfaltu modyfikowanego polimerami. Jak w przypadku każdej mieszanki, należy unikać wbudowywania SMA 16 JENA na mokrym podłożu albo w czasie opadów deszczu.

Pierwszym warunkiem poprawnego wbudowania SMA 16 JENA jest sprawna i dobrze ustawiona rozkładarka – zapewni ona dobre wstępne zagęszczenie, dobrą równość podłużną i brak rakowin. Drugim warunkiem jest odpowiednia ilość i rodzaj walców. Do zagęszczania stosujemy walce stalowe, statyczne i wibracyjne. Raczej unikamy walców ogumionych ze względu na częste wyciskanie asfaltu na powierzchnię oraz przyklejanie mastyksu do opon (to najczęściej przy stosowaniu asfaltu modyfikowanego). Zalecana liczba walców – 3 sztuki: dwa zagęszczające i jeden wykończający powierzchnię (tzw. gładzik). Kolejność najazdu walców powinna być tak dobrana, aby walce dogęszczały warstwę stopniowo – a więc pierwszy walec za rozkładarką powinien charakteryzować się stosunkowo niewielkim obciążeniem, a gładzik zwyczajowo być najcięższym walcem.

Warto podkreślić konieczność przestrzegania optymalnych zakresów temperatury mieszanki SMA 16 JENA podczas wbudowywania i wałowania. Pamiętając o dość dużej grubości warstwy SMA 16 JENA, minimalna temperatura mieszanki SMA 16 JENA z asfaltem drogowym 50/70 w koszu rozkładarki nie powinna być niższa niż 140-145°C. Koniec efektywnego zagęszczania warstwy zachodzi wtedy, gdy temperatura mieszanki w środku warstwy spadnie do około 100°C. Wynika z tego, że na rozkładanej warstwie SMA walce powinny poruszać się blisko rozkładarki (za wyjątkiem sytuacji, gdy mieszanka jest zbyt gorąca).

Dodatkowe uwagi o rozkładaniu SMA 16 JENA:

  • Należy unikać zarzucania ręcznego mieszanki za rozkładarką, rozkładanie ręczne dopuszczalne jest tylko w przypadkach wyjątkowych, np. na małych i nieregularnych fragmentach jezdni, niedostępnych do rozkładania maszynowego
  • Wszystkie krawędzie i spoiny powinny być odpowiednio wykończone przez obcięcie
  • Stosować rolkę dociskową na walcu co zwiększy skuteczność zagęszczania przy krawędziach bocznych warstwy
  • Jeśli temperatura mieszanki jest niższa od minimalnej, niezbędnej do efektywnego zagęszczenia (np. przy asfalcie drogowym 50/70 temperatura 100°C), nie stosujemy wibracji w walcach – to może tylko zniszczyć szkielet z kruszywa
  • Liczbę przejść walca potrzebną do osiągnięcia wymaganego wskaźnika zagęszczenia należy dobrać doświadczalnie, podczas pierwszego wbudowania SMA 16 JENA
  • Zawartość grubych ziaren (powyżej 8 mm) w mieszance SMA 16 wynosi ok 50 %.Grube kruszywo jest doskonałym akumulatorem ciepła. Ma to swoje konsekwencje:
    • Dodatnie – przechowywanie, transport
    • Ujemne – podczas układania przy stosunkowo grubej warstwie i w korzystnych warunkach otoczenia, po ułożeniu przez układarkę, trzeba zwrócić szczególną uwagę na proces zagęszczania by nie dopuścić do przegęszczenia warstwy. W okresie wysokiej temperatury otoczenia może zachodzić konieczność obniżenia temperatury produkcji mieszanki SMA (w skrajnych przypadkach nawet do ok 130-140°C)

Wykończenie powierzchni

Obecne przepisy techniczno-budowlane nie wymagają badania współczynnika tarcia dla dróg klasy poniżej G (główna). W przypadku wykonywania SMA 16 JENA na drogach klasy G (głównej) i wyższych, dla których wymagane są odpowiednie właściwości przeciwpoślizgowe należy na powierzchni warstwy SMA 16 JENA wykonać posypkę z kruszywa grubego 2/4 lub 2/5 mm, przygotowanego z surowca charakteryzującego się dobrą odpornością na polerowanie (PSV co najmniej 50).

Pełne wymagania wobec kruszywa do posypki SMA znajdują się w WT-2 2016 GDDKiA.

Posypkę wykonuje się podczas układania gorącej mieszanki SMA 16 JENA, z zainstalowanego na walcach zasobnika kruszywa po pierwszym przejściu walca za rozkładarką. Ilość gorącej posypki 1,0÷2,0 kg/m2. Rozłożoną posypkę należy przywałować walcem do gorącej warstwy.

Po wystygnięciu warstwy nadmiar luźnej posypki należy usunąć szczotką mechaniczną.

Badania gotowej warstwy

Po zakończeniu wbudowywania mieszanki wykonywany jest zestaw badań odbiorczych. W Polsce najczęściej są to zawartość wolnych przestrzeni w zagęszczonej warstwie, wskaźnik zagęszczenia oraz skład mieszanki mineralnej i zawartość lepiszcza rozpuszczalnego.

Badania odbiorcze wykonujemy w Polsce na próbkach odwierconych z nawierzchni po jej wykonaniu oraz na mieszance luzem pobranej z budowy:

  • Grubość warstwy określa się z odwiertu
  • Wskaźnik zagęszczenia i zawartość wolnych przestrzeni określa się na próbce odwierconej, przy czym warstwa SMA 16 JENA do badania gęstości objętościowej powinna być traktowana jako jedna całość (do badań nie dzielimy rdzenia na warstwy), a badanie gęstości wykonujemy na próbkach mieszanki luzem pobranej z budowy
  • Kontrola składu SMA 16 JENA wykonywana jest na próbkach mieszanki luzem pobranych z samochodu lub kosza rozkładarki w trakcie wbudowywania mieszanki; badania składu na odwierconych walcach z warstwy powinny być wykonywane tylko w wyjątkowych przypadkach i z zastosowaniem większych tolerancji

Zawartość wolnych przestrzeni w warstwie powinna zawierać się w przydziale od 2,0 do 6,0% (v/v), Natomiast wskaźnik zagęszczenia powinien być większy lub równy 98,0%.

Tolerancje odchyłek od składu podanego w badaniu typu SMA 16 JENA, dla próbek kontrolnych mieszanki luzem pobranych z budowy, podano w tabeli 2.

Tabela 2. Dopuszczalne odchyłki jakościowe dotyczące pojedynczego wyniku badania i średniej arytmetycznej wyników zawartości składników mieszanki mineralno-asfaltowej względem składu zaprojektowanego [% m/m]

 

Lp. Składniki mieszanki mineralno-asfaltowej

Liczba wyników

<20

Liczba wyników

>=20

1 Ziarna przechodzące przez sito o oczkach # (mm) 16,0 -4,4 ÷ +4,1 ±4,0
2 Ziarna przechodzące przez sito o oczkach # (mm) 11,2 -4,4 ÷ +4,1 ±4,0
3 Ziarna przechodzące przez sito o oczkach # (mm) 8,0 ±4,4 ±4,0
4 Ziarna przechodzące przez sito o oczkach # (mm) 2,0 ± 3,4 ± 3,0
5 Ziarna przechodzące przez sito o oczkach # (mm) 0,063 ±1,6 ±1,5
6 Asfalt rozpuszczalny S -0,2÷ + 0,30 -0,2÷ + 0,30

 

Przekazanie do ruchu

Otwarcie do ruchu odcinka z nową warstwą SMA 16 JENA może nastąpić dopiero wtedy, gdy jest pewność, że wystygła ona całkowicie. Umożliwienie ruchu pojazdów po ciepłej warstwie SMA 16 JENA może spowodować jej przedwczesne zniszczenie (koleinowanie).

Jeśli nie ma pewności, czy warstwa wystygła całkowicie, można przyjąć, że otwarcie do ruchu może nastąpić nie wcześniej jak po 24 godzinach od zakończenia wbudowywania. W przypadkach awaryjnych, gdy konieczne jest otwarcie do ruchu wcześniej, dozwolony jest wyłącznie wjazd samochodów osobowych.

Wygląd nawierzchni

Struktura górnej powierzchni warstwy wykonanej z mieszanki SMA 16 jest bardzo grysowa (por. z rys. 2.). Dla kogoś, kto pierwszy raz ogląda powierzchnię nawierzchni wykonanej z mieszanki SMA 16 JENA, obraz sugeruje, że mamy do czynienia z mieszanką o strukturze otwartej. Komentarz, z jakim najczęściej autorzy mieli do czynienia był dość prosty – nawierzchnia jest zbyt otwarta („porowata”) i woda ją zniszczy po pierwszej zimie. Mimo, że powierzchnia warstwy faktycznie może budzić pewne obawy, to struktura wewnętrzna warstwy powinna wszystkich uspokoić. Mieszanka w przekroju jest zamknięta (wolne przestrzenie wynoszą zazwyczaj około 3% v/v). Poniżej, na rys. 3a i 3b, pokazano próbki wycięte z nawierzchni wykonanej z SMA 16 JENA, gdzie na powierzchni warstwa charakteryzuje się bardzo dużą makroteksturą, a w przekroju (rys. 4.) widać, że struktura warstwy jest zamknięta (na fotografiach jest ta sama próbka w różnych ujęciach).

Wygląd nawierzchni

Struktura górnej powierzchni warstwy wykonanej z mieszanki SMA 16 jest bardzo grysowa (por. z rys. 2.). Dla kogoś, kto pierwszy raz ogląda powierzchnię nawierzchni wykonanej z mieszanki SMA 16 JENA, obraz sugeruje, że mamy do czynienia z mieszanką o strukturze otwartej. Komentarz, z jakim najczęściej autorzy mieli do czynienia był dość prosty – nawierzchnia jest zbyt otwarta („porowata”) i woda ją zniszczy po pierwszej zimie. Mimo, że powierzchnia warstwy faktycznie może budzić pewne obawy, to struktura wewnętrzna warstwy powinna wszystkich uspokoić. Mieszanka w przekroju jest zamknięta (wolne przestrzenie wynoszą zazwyczaj około 3% v/v). Poniżej, na rys. 3a i 3b, pokazano próbki wycięte z nawierzchni wykonanej z SMA 16 JENA, gdzie na powierzchni warstwa charakteryzuje się bardzo dużą makroteksturą, a w przekroju (rys. 4.) widać, że struktura warstwy jest zamknięta (na fotografiach jest ta sama próbka w różnych ujęciach).

Rys. 3. SMA 16 JENA: a) widok powierzchni górnej próbki wyciętej z nawierzchni, b) widok rdzenia (fot. I. Strugała)

Rys. 4. SMA 16 JENA: widok struktury warstwy na pobocznicy odwierconej próbki walcowej (fot. I. Strugała)

Napisz do nas

Samorządy i firmy zainteresowane współpracą prosimy o kontakt

 

1 + 14 =

Biuro Inżynierskie Krzysztof Błażejowski