Technologie

Kiedy i jak zastosować (geo)syntetyki?

Wyroby syntetyczne coraz częściej i chętniej stosowane są w konstrukcjach asfaltowych nawierzchni drogowych.

Od kilku lat na coraz szerszą skalę w konstrukcjach nawierzchni asfaltowych stosowane są różnego rodzaju wyroby syntetyczne (włókniny, siatki, tkaniny). Rozwój tych technologii jest bardzo dynamiczny zarówno w Polsce, jak i na świecie, jednakże nie zawsze są one poprawnie stosowane. Zdarza się, że ani projektanci, ani wykonawcy nie rozumieją idei wykorzystania poszczególnych syntetyków w nawierzchni oraz nie przestrzegają odpowiednich wymagań wykonawczych, podawanych przez producentów.

Początkowo wyroby syntetyczne w postaci siatek czy włóknin były stosowane wyłącznie w celu ingerencji w podłoże gruntowe (wzmacnianie podłoża, zwiększanie stateczności skarp itd.), w związku z czym w ogólnie stosowanym nazewnictwie otrzymały przedrostek „geo” (geosiatki, geotkaniny, geokraty itp.). Jednakże w przypadku konstrukcji asfaltowych wyroby syntetyczne w żaden sposób nie znajdują się w kontakcie z gruntem, dlatego w dalszej części artykułu stosowane będzie określenie bez przedrostka „geo”.

Poprawnie zaprojektowany oraz wbudowany między warstwy bitumiczne syntetyk może w znaczący sposób poprawić parametry drogi, np. opóźnić wystąpienie spękań od warstw położonych niżej czy spękań zmęczeniowych. Niestety, błędy podczas poszczególnych etapów projektowania nawierzchni i jej budowy mogą spowodować, że syntetyk przyniesie więcej strat niż pożytku i w konsekwencji doprowadzi do znacznie szybszej degradacji nawierzchni (np. poprzez praktycznie całkowite zniszczenie połączeń międzywarstwowych). Każde zastosowanie syntetyków powinno więc być poprzedzone dokładną oceną stanu nawierzchni i analizą przyczyn powstania uszkodzeń. By jednak wiedzieć, jak tego dokonać, trzeba znać pewne ogólne zasady stosowania odpowiednich materiałów syntetycznych w konstrukcjach asfaltowych.

Rodzaje syntetyków

W przypadku nawierzchni bitumicznych najczęściej stosowane są trzy rodzaje syntetyków:

  • Włókniny – materiały te odznaczają się znacznie mniejszą sztywnością (modułem sztywności) w porównaniu z modułem sztywności mieszanek mineralno-asfaltowych. Dla drogowców informacja ta oznacza, że włóknin nie należy stosować w celu wzmacniania i zbrojenia nawierzchni, mogą być natomiast wykorzystywane jako warstwy absorbujące naprężenia, ponieważ charakteryzują się stosunkowo dużym wydłużeniem, odpowiadającym granicznej sile, jaką są w stanie przenieść bez uszkodzenia. Są zatem dobrym materiałem przy naprawach spękań odbitych, choć należy pamiętać, że nie poprawią one nośności nawierzchni.
  • Siatki – w konstrukcji nawierzchni stanowią element pozwalający przenosić duże siły rozciągające. Charakteryzuje je znacznie wyższy w stosunku do włóknin moduł sztywności, w związku z czym mogą być stosowane w formie zbrojenia warstw asfaltowych. Trzeba jednak zdawać sobie sprawę z faktu, że moduł sztywności mieszanek mineralno-asfaltowych różni się w zależności od temperatury, w związku z czym nie w każdych warunkach atmosferycznych siatka będzie sprawdzać się jako zbrojenie.
  • Kompozyty – złożone są najczęściej z siatki oraz włókniny i posiadają cechy wspólne obu tych materiałów. Ich funkcje w nawierzchni zależą od parametrów gotowego wyrobu – przed ich zastosowaniem powinno się bardzo dokładnie przeanalizować zalecenia producentów.

Gdzie stosować?

Wyroby syntetyczne stosowane są najczęściej w nawierzchniach asfaltowych podczas wykonywania remontów dróg. Po sfrezowaniu istniejących warstw bitumicznych rozkładany jest syntetyk, który następnie zostaje przykryty nowymi mieszankami mineralno-asfaltowymi. Wyroby syntetyczne można również z powodzeniem stosować w przypadku miejscowych remontów (np. miejscowe spękania nawierzchni), przy wykonywaniu poszerzeń dróg czy w miejscach wykopów pod instalacje, np. kanalizację sanitarną lub deszczową.

Pozytywne efekty może przynieść także zastosowanie wyrobów w postaci siatek, włóknin czy kompozytów przy remontach nawierzchni betonowych lub półsztywnych. Syntetyki stosuje się tutaj przede wszystkim w celu opóźnienia wystąpienia spękań odbitych na warstwach asfaltowych. Na rysunkach 1–3 przedstawiono w formie graficznej najczęstsze sytuacje zastosowania syntetyków w konstrukcjach asfaltowych nawierzchni drogowych.

Zalecenia projektowe

Poszczególne firmy oraz ośrodki badawcze różnią się w opiniach na temat wpływu działania syntetyków zastosowanych w konstrukcjach nawierzchni asfaltowych. Część producentów i badaczy mówi o 3-krotnym wzroście trwałości nawierzchni, inni o 10- lub 15-krotnym wzroście, a są też tacy, którzy twierdzą, że poprawnie zastosowany syntetyk może podnieść trwałość nawierzchni nawet 35-krotnie. Należy jednak bardzo ostrożnie podchodzić do tego typu informacji. Jeśli bowiem przyjmie się, że nawierzchnia niezbrojona, z przenikającymi całą grubość nawierzchni pęknięciami, wytrzyma w praktyce ok. 7 lat bez remontu, dawałoby to żywotność nawierzchni zbrojonych na poziomie 245 lat! A przecież nawet dla laika jest rzeczą jasną, że 25–30 lat jest górną granicą sprawności technicznej samej nawierzchni asfaltowej. Owszem, istnieją badania (realizowane głównie w USA) dotyczące tzw. nawierzchni długowiecznych, których trwałość można szacować nawet na 50 lat i więcej, jednakże jest to dopiero faza badań i odcinków doświadczalnych, a idea tych konstrukcji na pewno nie polega jedynie na zastosowaniu odpowiedniego syntetyku między warstwy bitumiczne.

Aby przeczytać artykuł w wersji elektronicznej, musisz posiadać opłaconą PRENUMERATĘ.

   
STREFA DLA
PROFESJONALISTÓW

PRZEJDŹ DO PEŁNEJ WERSJI ARTYKUŁU

 Strona 16  Strona 17  Strona 18  Strona 19  Strona 20  Strona 21  Strona 22  Strona 23

ZOBACZ ARTYKUŁY O TEJ SAMEJ TEMATYCE

NEWSLETTER

Zapisz się i czytaj...

...najciekawsze artykuły, najnowsze informacje, wiadomości z branży