Zabezpieczanie spękań i dylatacji w technologii zalew drogowych na gorąco
Cz. 1. Klasyfikacja i właściwości zalew
Zabezpieczanie spękań i dylatacji w technologii zalew drogowych na gorąco – klasyfikacja i właściwości zalew | Securing cracks and expansion joints in the technology of hot-poured road repair compounds – Part 1: Classification and properties of compounds
Archiwum autora
W ostatnich latach na rynku krajowym pojawiło się wiele zalew drogowych. Aby wybrać spośród nich właściwy produkt, należy uwzględnić funkcje, które masa ma pełnić w okresie eksploatacyjnym. Potrzebna jest też wiedza dotycząca właściwości wyrobu, zwłaszcza zachowań reologicznych.
Zobacz także
BASCOGLASS Sp. z o. o. Pręty kompozytowe do zbrojenia betonu
Pręty kompozytowe wykorzystywane są w konstrukcjach budowlanych od kilkudziesięciu lat. Wysoka odporność na korozję, duża wytrzymałość na rozciąganie, obojętność elektromagnetyczna oraz łatwość cięcia...
Pręty kompozytowe wykorzystywane są w konstrukcjach budowlanych od kilkudziesięciu lat. Wysoka odporność na korozję, duża wytrzymałość na rozciąganie, obojętność elektromagnetyczna oraz łatwość cięcia to główne czynniki decydujące o wyborze prętów kompozytowych jako zbrojenia konstrukcji. Liczne realizacje, w których zastosowano takie zbrojenie oraz pozytywne wyniki wielu badań świadczą o tym, iż jest ono dobrą alternatywą dla klasycznej stali zbrojeniowej.
Gizo Rental Sp. z o.o. sp.k. Minidźwig budowlany – postaw na wynajem w Gizo!
Minidźwig budowlany jest niezbędny nie tylko podczas wznoszenia nowych budynków, lecz także prac naprawczych, rozbiórek czy wyburzeń. Znacznie usprawnia działania, a jednocześnie pozwala na podnoszenie...
Minidźwig budowlany jest niezbędny nie tylko podczas wznoszenia nowych budynków, lecz także prac naprawczych, rozbiórek czy wyburzeń. Znacznie usprawnia działania, a jednocześnie pozwala na podnoszenie przedmiotów o masie nawet kilkuset kilogramów. Dlaczego warto wynająć minidźwig w Gizo?
OMEGAPUR Sp. z o.o. Zalety używania pianki poliuretanowej OMEGAPUR OK/12E do ocieplenia poddasza
Izolacja poddasza to niezwykle ważny element każdej inwestycji budowlanej. Odpowiednio ocieplone poddasze pozwala na znaczne obniżenie kosztów ogrzewania, poprawia komfort termiczny, a także przyczynia...
Izolacja poddasza to niezwykle ważny element każdej inwestycji budowlanej. Odpowiednio ocieplone poddasze pozwala na znaczne obniżenie kosztów ogrzewania, poprawia komfort termiczny, a także przyczynia się do podwyższenia standardów energetycznych budynku. Wśród różnych materiałów do ociepleń na rynku, pianka poliuretanowa staje się coraz bardziej popularnym wyborem. Dziś przyjrzymy się bliżej piance otwartokomórkowej OMEGAPUR OK/12E, produktowi od renomowanego producenta piany OMEGAPUR, oraz wskażemy...
ABSTRAKT |
---|
W pierwszej części artykułu dotyczącego zabezpieczania spękań i dylatacji w technologii zalew drogowych na gorąco omówiono klasyfikację i właściwości tych materiałów. Przedstawiono badanie porównawcze próbek zalew drogowych na gorąco przeznaczonych do wypełniania szczelin w nawierzchniach. Określono różnice i podobieństwa właściwości badanych próbek oraz możliwości zastosowania w zależności od warunków zewnętrznych. |
The first part of the article on securing cracks and expansion joints in the technology of hot-poured road repair compounds, discussed the classification and properties of these materials. A comparative test of hot-poured road repair compounds for filling cracks in road surfaces was presented. Similarities and differences in the properties of the tested samples and the feasibility of application depending on ambient conditions were specified. |
Masy zalewowe, nazywane obecnie zalewami drogowymi, stosuje się do uszczelniania pęknięć nawierzchni, uzupełniania spoin dylatacyjnych, wykonywania podlewów podszynowych i wypełniania ubytków miejscowych.
Ich właściwości muszą być dostosowane do charakteru wykonywanej pracy oraz oddziaływań czynników zewnętrznych, na które będą narażone. Dodatkowo, jako wyrób budowlany, muszą być oznakowane CE, a tym samym spełniać wymagania obowiązujących norm.
Do marca 2005 r. w Polsce obowiązywała norma branżowa BN-74/6771-04 [1]. Zapisy tego dokumentu, oprócz określenia właściwości masy zalewowej, narzucały udziały procentowe poszczególnych składników: asfaltu drogowego D100 o penetracji w temp. 25°C od 90 do 125×0,1 mm (45–50%) oraz składników mineralnych, tj. wypełniacza wapiennego (50–55%) i wełny mineralnej (0–5%). W 2004 r. Europejski Komitet Normalizacyjny CEN wprowadził nowe normy dotyczące mas zalewowych, a mianowicie:
- EN 14188-1:2004 [2] dotyczącą wymagań wobec zalew drogowych na gorąco,
- EN 14188-2:2004 [3] dotyczącą wymagań wobec zalew drogowych na zimno.
W Polsce uzyskały one status normy krajowej w 2005 r., przy czym wersja w języku polskim została opublikowana w styczniu 2010 r. Zgodnie z wymienionymi normami podział zalew zależy od temperatury aplikacji. W dokumentach tych nie ma żadnych zapisów dotyczących składników – przydatność składników określa się na podstawie właściwości użytkowych.
Klasyfikacja zalew drogowych
Masy zalewowe, zgodnie z unifikacją europejską, dzieli się ze względu na temperaturę wbudowywania na zalewy na gorąco (norma PN-EN 14188-1:2010 [4]) i zalewy na zimno (norma PN-EN 14188-2:2010 [5]).
Zalewę drogową definiuje się jako materiał, który po wypełnieniu szczelin w stanie jednorodnym uszczelnia ją przez przyleganie do odpowiednich powierzchni w jej obrębie, aby zapobiec wnikaniu wody i szkodliwych substancji.
W wypadku zalewy na gorąco dodatkowo podano informację, że jest to materiał termoplastyczny, podgrzewany do temperatury wbudowania przed wypełnieniem szczelin. Normy nie wprowadzają ograniczeń materiałowych, narzucają wyłącznie funkcję, którą wybrany produkt musi pełnić.
Ukierunkowanie na określony rodzaj materiału wynika z samej definicji mas zalewowych: masą zalewową na gorąco jest mieszanina składająca się z asfaltu drogowego modyfikowanego dodatkiem kauczuku lub żywic syntetycznych, wypełniaczy i innych dodatków uszlachetniających, przeznaczona do wypełniania szczelin nawierzchni na gorąco, natomiast masą zalewową na zimno – mieszanina żywic syntetycznych, jedno- lub dwuskładnikowych, zawierająca konieczne dodatki uszlachetniające i wypełniające, przeznaczona do wypełniania szczelin na zimno.
W praktyce wykonawczej wybór rodzaju materiału do wypełniania szczelin jest – przynajmniej w pewnym stopniu – ograniczany. Przykładem tego mogą być zapisy w Ogólnych Specyfikacjach Technicznych (OST), np. D.05.03.04 [6] wydanych w 1998 r. przez Generalną Dyrekcję Dróg Publicznych w Warszawie.
OST są podstawą obecnie stosowanych Szczegółowych Specyfikacji Technicznych (SST) wielu kontraktów. Zapisy uszczegółowiające wymagania w stosunku do mas zalewowych na gorąco i zimno znalazły się np. w D.05.03.04a i D.05.03.04b.
Pomimo ograniczeń w SST, związanych z możliwością wyboru rodzaju materiału, zalewy drogowe muszą być klasyfikowane zgodnie z obowiązującymi normami przedmiotowymi i odpowiadać zawartym w nich wymaganiom.
Więcej informacji o masach zalewowych znajdziesz na https://instalexpert.de/oferta/masy/.
Zalewy na gorąco
Masy zalewowe na gorąco dzieli się na typy:
- elastyczny (o dużej wydłużalności) – N1,
- normalny (o niskiej wydłużalności) – N2,
- o dużej wydłużalności i odporny na paliwo – F1,
- o niskiej wydłużalności i odporny na paliwo – F2.
Zakres badań mających określić przydatność użytkową zalew został znacznie poszerzony w stosunku do normy branżowej obowiązującej do 2005 r. Należy oznaczać:
- temperaturę mięknienia według PiK, zgodnie z normą PN-EN 1427:2009 [7],
- gęstość, według normy PN-EN 13880-1:2004 [8],
- penetrację stożkiem, zgodnie z normą PN-EN 13880-2:2004 [9],
- penetrację kulą i nawrot sprężysty, według normy PN-EN 13880‑3:2004 [10],
- stabilność cieplną, zgodnie z normą PN-EN 13880-4:2004 [11],
- spływność, według normy PN-EN 13880-5:2005 [12],
- odporność na paliwo zalew typu F1 i F2 (rozpuszczalność), zgodnie z normą PN-EN 13880-8:2004 [13],
- zgodność z nawierzchnią asfaltową zalew typu N1 i N2, według normy PN-EN 13880-9:2004 [14],
- przyczepność i wydłużenia, zgodnie z normą PN-EN 13880‑13:2004 [15],
- kohezję w klimacie gorącym i umiarkowanym, według normy PN-EN 13880-10:2004 [16] (w chłodnych strefach klimatycznych na podstawie normy PN-EN 13880-7:2004 [17]).
Za obszar o chłodnym klimacie uważa się miejsca, w których temperatura może spaść poniżej –25°C. Rozwarcie szczeliny nie może wtedy przekroczyć 35%.
Wybrane wartości normowe oraz warunki badania w zależności od typu zalewy na gorąco przedstawiono w TABELI 1. Badania wykonuje się na próbkach jednorodnych, które po wygrzewaniu w bezpiecznej temperaturze przez 6 godz. (±15 min) powinny spełniać wymagania normy.
Dodatkowo producent powinien zapewnić o nieprzekraczaniu dopuszczalnego (określonego przepisami danego kraju) poziomu emisji substancji niebezpiecznych dla zdrowia i środowiska.
Zalewy na zimno
Występują one w systemach jednoskładnikowym (S) lub wieloskładnikowym (M) w zależności od pochodzenia chemicznego i składu. Według zapisów SST D.05.04.03b masy jednoskładnikowe powinny mieć postać kitów ulegających utwardzeniu pod wpływem czynników zewnętrznych (np. wilgoci).
Mogą to być np. kity tiksotropowe wprowadzane w szczelinę pod ciśnieniem, masy konfekcjonowane w pojemniku fabrycznym (np. kartuszu) będącym jednorazowym ładunkiem itp. Masy dwuskładnikowe powinny mieć postać gęstej cieczy, która utwardza się w szczelinie w wyniku poprzedzającego aplikację dodania utwardzacza i wymieszania.
Norma europejska dzieli zalewy na typy ze względu na zdolność do samopoziomowania:
- sl (samopoziomujący),
- ns (nieosiadający).
Ze względu na odporność na oddziaływanie czynników chemicznych masy te dzieli na cztery klasy:
- A – brak wymagań wobec odporności chemicznej,
- B – używane przy kontakcie z benzyną, olejem napędowym oraz chemikaliami odladzającymi,
- C – używane przy kontakcie z paliwem lotniczym oraz chemikaliami odladzającymi,
- D – używane przy kontakcie z chemikaliami w postaci płynnej.
Podstawowe wymagania, określające przydatność zalew drogowych na zimno i umożliwiające ich znakowanie zgodnie z wymaganiami ZKP, to:
- wytłaczalność, wykonywana w wypadku mas typu ns zgodnie z normą PN-EN ISO 8394-1:2011 [18];
- szybkość utwardzania, według normy PN-EN 14187:2004 [19];
- czas wysychania dotykowego, zgodnie z normą PN-EN 14187‑2:2004 [20];
- właściwości samopoziomujące (w odniesieniu do typu sl), według normy PN-EN 14187-3:2004 [21];
- spływność (w odniesieniu do typu ns), zgodnie z normą PN-EN ISO 7390:2004 [22] (badanie należy wykonać przy użyciu profilu „U” o szerokości 20 mm i wysokości 10 mm, w temp. 50 ± 2°C i 5 ± 2°C);
- zmniejszenie objętości, według normy PN-EN ISO 10563:2007 [23] (badanie wykonuje się według procedury C: termostatowanie próbek przez 24,0 ± 0,5 h w temp. 23 ± 2°C i wilgotności względnej 50 ± 5%, poprzedzonej procedurą B – przechowywaniem próbek przez 7 dni w temp. 70 ± 2°C);
- zmiana masy i objętości po zanurzeniu w ciekłych chemikaliach, zgodnie z normą PN-EN 14187-4:2004 [24] po 72 ± 0,5 godz. przetrzymywania w ciekłych chemikaliach w temp. 23 ± 2°C w zależności od klasy zalewy (A: nieoznaczane, B: paliwo testowe I i chemikalia odladzające, C: paliwo testowe II i chemikalia odladzające, D: odpowiednie płynne chemikalia);
- odporność na hydrolizę, według normy PN-EN 14187-5:2004 [25] (próbki przechowywane przez 14 dni w temp. 70±2°C i przy wilgotności względnej 95±5%);
- kohezja, w wypadku mas przeznaczonych do obszarów chłodnych zgodnie z normą PN-EN 14187-9:2006 [26];
- przyczepność i wydłużenie, według normy PN-EN ISO 8340:2005 [27] (uzyskane wydłużenie powinno wynieść 100 ± 2%);
- własności adhezyjno-kohezyjne przy stałym wydłużeniu, po zanurzeniu w ciekłych chemikaliach, zgodnie z normą PN-EN 14187‑6:2004 [28] (termostatowanie próbek i rodzaj chemikaliów jak w badaniu zmiany masy i objętości);
- odporność na starzenie spowodowane promieniowaniem ultrafioletowym (UV), według normy PN-EN 14187-8:2004 [29];
- nawrót sprężysty, zgodnie z normą PN-EN ISO 7389:2004 [30] (uzyskane wydłużenie powinno wynieść 100 ± 2%);
- odporność na płomień, według normy PN-EN 14187-7:2004 [31].
Wymienione badania nie były dotychczas wykonywane w krajowych laboratoriach, m.in. ze względu na rzadkość stosowania tego typu mas zalewowych. Otwarcie na technologie zachodnie i ich dopuszczenie do stosowania (m.in. poprzez zapisy SST) zmuszają jednostki badawcze do uzupełnienia sprzętu i kontroli jakości wprowadzanych materiałów.
W TABELI 2 przedstawiono wymagania dotyczące zalew drogowych na zimno na podstawie normy PN-EN 14186-2:2010 [5].
Badania porównawcze wybranych zalew drogowych na gorąco
Rozwój zaawansowanych technologii nie ominął materiałów wykorzystywanych do wypełniania ubytków miejscowych, uszczelniania pęknięć, szczelin, dylatacji mostowych, styków w obszarze szyna – nawierzchnia. Producenci zalew drogowych zaczęli wprowadzać na rynek produkty przeznaczone do ściśle określonych warunków pracy (obciążeń, warunków pogodowych, czynników szkodliwych itp.).
Deklarowane na kartach jakościowych wymagania nie zawsze informują inwestorów, projektantów czy wykonawców o szczególnym przeznaczeniu tych wyrobów. Tymczasem wprowadzanie na rynek tego rodzaju materiałów powinno być poparte szczegółową wiedzą techniczną nabytą od wytwórców materiałów i dodatkowo niezależnymi badaniami, szczególnie dotyczącymi zachowań reologicznych.
Na rynku krajowym przeważają produkty wymagające podgrzewania, czyli zalewy na gorąco. Wynika to i z przyzwyczajeń budujących, i z niższej ceny tych materiałów w stosunku do zalew na zimno.
Z bogatej oferty produktów stosowanych w kraju wytypowano do badań 5 rodzajów mas na gorąco, pochodzących od dwóch producentów. Zgodnie z opisem technicznym wszystkie one przeznaczone są do wypełniania szczelin w nawierzchniach. Próbki oznaczono jako: B1, B2 oraz H1, H2 i H3. Przeprowadzone eksperymenty na wytypowanych zalewach drogowych miały uchwycić zróżnicowanie wyrobów. Wykonano badania:
- gęstości w temp. 25°C (zgodnie z normą PN-EN 13880-1:2004 [8]),
- temperatury mienienia metodą pierścienia i kuli (PiK),
- penetracji igłą (jak w badaniach lepiszczy asfaltowych) w temp. 25 i 40°C,
- odporności na starzenie (zmiany masy po wygrzaniu jak w badaniach lepiszczy) w temp. 163°C,
- odporności na zamrażanie,
- nawrotu sprężystego (jak w badaniach lepiszczy asfaltowych modyfikowanych) w temp. 25 i 55°C (zgodnie z normą PN-EN 13398:2012 [32]),
- ciągliwości z pomiarem siły i energii odkształcenia,
- wytrzymałości na zginanie w niskich temperaturach (badanie nienormowe).
Brak aparatury zawęził możliwości sprawdzenia zgodności mas zalewowych na gorąco z obowiązującą normą PN-EN 14188‑1:2010 [4]. Przeprowadzone badania miały określić zachowanie się tych produktów w zróżnicowanych warunkach, wykazać ewentualne różnice lub podobieństwa oraz nakreślić możliwości zastosowania w zależności od czynników zewnętrznych.
Gęstość
W odniesieniu do zalewy drogowej gęstość określa się jako iloraz masy i objętości w temp. 25°C.
Badanie wykonano zgodnie z normą PN-EN 13880-1:2004 [8]. Polegało ono na zalaniu tygla (FOT. 1), o określonej masie w powietrzu i wodzie, masą zalewową do poziomu ok. 5 mm poniżej górnej krawędzi. Następnie całość umieszczono w suszarce w temp. 163°C na 1 godz., by pozbyć się pęcherzyków powietrza i wilgoci.
Po wyjęciu próbkę schłodzono do temperatury pokojowej i zważono z dokładnością do 1 mg. Następnie tygiel umieszczono na 1 godz. w łaźni wodnej o temp. 25,0 ± 0,2°C, po czym zważono go w wodzie. Wyniki badań przedstawiono w TABELI 3.
Temperatura mięknienia według PiK
Właściwość tę określono w automatycznym urządzeniu, zgodnie z normą PN-EN 1427:2009 [7] (FOT. 2–3). Przygotowanie próbek polegało na podgrzaniu ich do temp. 160–170°C, a następnie wypełnieniu pierścieni ułożonych na płytce posmarowanej środkiem antyadhezyjnym. Po ostygnięciu nadmiar masy ścięto nożem.
Tak przygotowane próbki wraz z kulkami stalowymi i prowadnicami umieszczono w zlewce z gliceryną. Po 15 min termostatowania rozpoczęto podgrzewanie cieczy z prędkością 5°C/min. Za wynik uważa się temperaturę, przy której kulka stalowa pokona odległość 25,0 ± 0,4 mm. Wyniki badań przedstawiono w TABELI 3.
Penetracja igłą
Badanie to pozwala określić konsystencję mas zalewowych.
Przeprowadzono je w temp. jak w badaniu lepiszczy asfaltowych, tj. w 25°C (FOT. 4), zgodnej z normą PN-EN 1426:2009 [33].
Dodatkowo, aby określić PI (indeks penetracji), wykonano pomiar zagłębienia igły w temp. 40°C.
Przygotowanie próbek polegało na napełnieniu naczynka penetracyjnego masą zalewową do wysokości co najmniej 10 mm wyższej od przewidywanego zagłębienia igły.
Następnie próbkę schłodzono w ciągu 60–90 min, po czym umieszczono w łaźni wodnej o ustalonej temperaturze badania.
Po okresie termostatowania próbkę umieszczono na stanowisku badawczym i wykonano pomiar zgodnie z wymaganiami normy, tj. przy obciążeniu igły 100 g w czasie 5 s. Wyniki badania oraz wartości PI przestawiono w TABELI 3.
Odporność na starzenie
Właściwość tę określono na podstawie badania zmiany masy zalewy drogowej po wygrzewaniu przez 5 godz. w temp. 165°C. Wykonano je na próbkach o masie 150 g jak w badaniu lepiszczy asfaltowych, na podstawie normy PN‑EN 12607-1:2009 [34]. Wyniki badań przedstawiono w TABELI 3.
Odporność na zamrażanie
Określono ją na podstawie normy branżowej BN-74/6771-04 [1].
Przygotowanie próbek z badanych zalew drogowych polegało na wykonaniu kulek o masie 50 g (FOT. 5–6). Formowano je po lekkim podgrzaniu masy. Następnie próbki umieszczono w kąpieli mrożącej na 2 godz. Po ich wyjęciu kule opuszczono swobodnie z wysokości 2 m na podłoże betonowe. Za pozytywny wynik badania uznano brak pęknięć i odprysków. Wyniki badań przedstawiono w TABELI 3.
Nawrót sprężysty
Pozwala on oznaczyć właściwości sprężysto-elastyczne badanych materiałów. W wypadku lepiszczy asfaltowych i mas zalewowych czynnikiem zapewniającym wysoką wartość nawrotu jest modyfikator asfaltu – jego ilość w konglomeracie oraz rodzaj.
Pomiar polegał na rozciągnięciu specjalnie uformowanej próbki materiału na odległość 20 cm, jej przecięciu, a następnie pomiarze odległości pomiędzy nitkami po 30 min. Badanie wykonuje się w urządzeniu zwanym duktylometrem (FOT. 7–9) przy prędkości rozciągania 50 mm/min, zgodnie z normą PN-EN 13398:2012 [32].
Przygotowanie próbek polega na rozgrzaniu masy zalewowej i wypełnieniu nią (z nadmiarem) form ułożonych na szklanej lub metalowej płytce posmarowanej środkiem antyadhezyjnym. Po 30–40 min przechowywania w temp. 20 ± 2°C nadmiar lepiszcza ścina się gorącym nożem do górnej krawędzi foremek.
Formy przenosi się do termostatu na min. 1,5 godz. i przechowuje w temperaturze badania z dokładnością do 0,5°C. Po tym czasie próbki umieszcza się w duktylometrze wypełnionym wodą i przeprowadza się badanie.
Pomiary przeprowadzono w dwóch temperaturach: 25 i 55°C. Wyniki przedstawiono w TABELI 3.
Siła rozciągania i energia odkształcenia
Oznaczenie siły rozciągania (zgodnie z normą PN-EN 13589:2011 [35]) oraz energii odkształcenia (według normy PN-EN 13703:2009 [36]) wykonuje się w duktylometrze z pomiarem siły (FOT. 7). Badanie ma określić zdolność materiału do wydłużenia z uwzględnieniem siły i energii zużytej na wykonanie pracy na próbce.
Przygotowanie próbek jest identyczne jak w badaniu nawrotu sprężystego. Proces rozciągania z identyfikacją siły i wydłużenia prowadzony jest do momentu zerwania próbki. Wartości maksymalnej siły i energii odkształcenia przedstawiono w TABELI 3.
Na RYS. 1–4 przedstawiono wykresy ciągliwości z zaznaczeniem pracy wykonanej w zakresie odkształcenia sprężystego i plastycznego na wybranych próbkach obu producentów. Na RYS. 5 przedstawiono typowy wykres ciągliwości z pomiarem siły w odniesieniu do asfaltu ponaftowego 35/50.
Wytrzymałość na zginanie
Dzięki badaniu wytrzymałości na zginanie możliwe było uzyskanie dodatkowych informacji o podatności zalew drogowych na rozciąganie w niskich, ujemnych temperaturach. Jest to badanie nienormowe. Określana ono cechy wytrzymałościowe i charakteryzuje masę zalewową pod kątem jej właściwości plastycznych.
Ważnym czynnikiem opisującym właściwości funkcjonalne masy, oprócz jej wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu, jest wielkość ugięcia do momentu wystąpienia spękania. Parametr ten pozwala sklasyfikować masy zalewowe pod kątem pozostałej podatności do deformacji (plastyczności) w temperaturach ujemnych, a zatem możliwości ich użytkowania bez ryzyka uszkodzenia na skutek skurczu.
Badanie zginania przeprowadzono na prasie wytrzymałościowej Marshall/CBR w temp. –10, –5 i 0°C na beleczkach o wymiarach 4×4×16 cm. Ze względu na wielkość zakładanego ugięcia przyjęto prędkość deformacji odpowiadającą badaniu CBR, tj. 1,25 mm/min. Wyniki badań przestawiono w TABELI 3 i na RYS. 6–7.
Wnioski z badań
Przeprowadzone badania na wybranych zalewach drogowych na gorąco wykazały, mimo niezgodności z obowiązującymi normami, różnorodność cech próbek. Na podstawie wyników gęstości można sądzić, że w wypadku dwóch zalew (B1 i H2) mamy do czynienia z lepiszczem asfaltowym, pozostałe zaś to mieszaniny lepiszcza i wypełniacza mineralnego o różnym stosunku.
W obu przypadkach lepiszczem jest wysokomodyfikowany asfalt, o czym bezspornie świadczą wyniki badań nawrotu sprężystego. Dotyczy to również zalewy oznaczonej H1, która ulegała zerwaniu przed osiągnięciem wymaganych 20 cm, ale wykazywała prawie natychmiastowy powrót do pierwotnego kształtu.
Badania penetracji i temperatury mięknienia wskazują, że najtwardszą zalewą jest masa H1, natomiast najbardziej podatną na wysokie temperatury – H2. We wszystkich przypadkach zalewy wykazują charakter żelowy, częściowo dzięki upakowaniu ziaren wypełniacza w strukturze lepiszcza. Zgodnie z zapisami normy PN-EN 14188-1:2010 [4] masę H3 ze względu na TPiK można sklasyfikować jako typ F2 (o niskiej wydłużalności i odporności na paliwo).
Z badania ciągliwości można wnioskować pośrednio o składzie masy (udziale wypełniacza), jej podatności do wydłużenia oraz możliwościach deformacyjnych w temperaturach dodatnich.
Największą podatność do zmiany kształtu wykazują zalewy bez wypełniacza B1 i H2, najmniejszą – H1 (z największą ilością wypełniacza). Najwyższy charakter żelowy (najbardziej rozbudowany szkielet w lepiszczu) w zalewie B1 przekłada się na konieczność włożenia największej energii przy deformacji masy.
Czyste lepiszcza (B1 i H2) wykazują również plastyczność w niskich temperaturach – wskazują na to wyniki badań wytrzymałości na zginanie. Najmniejszą podatność do deformacji w ujemnych temperaturach ma zalewa H1. Potwierdza to badanie odporności na zamrażanie (próbka pękła).
Każdy z badanych wyrobów, zgodnie z zapisami producenta, może być stosowany do wypełniania spoin w nawierzchniach betonowych i kostkowych oraz pęknięć w nawierzchniach z udziałem lepiszcza asfaltowego.
Podsumowanie
Analiza wyników przeprowadzonych badań potwierdza, że każdy wyrób jest inny. W zawiązku z tym zakres stosowania konkretnych zalew drogowych powinien być dostosowany do cech wyrobów i przez nie określany.
Jedną z głównych przesłanek powinny być warunki klimatyczno-pogodowe, w których zalewa drogowa musi spełniać powierzone zadania – być elastyczna zimą i odporna na deformacje latem. W całym okresie użytkowania musi wykazywać bardzo dobrą przyczepność, a skurcz wywołany zmianami termicznymi nie może powodować rozszczelniania połączenia.
Wielość badań normowych ukazuje możliwości stosowania poszczególnych wyrobów. Do badań tych często potrzebne są jednak specjalistyczne urządzenia. Laboratoria budowlane powinny więc wzbogacić wyposażenie o odpowiednią aparaturę. Pozwoli to wykonawcom na świadomy wybór odpowiedniego rodzaju zalewy dostosowany do jej funkcji w nawierzchni.
W drugiej części artykułu zostaną omówione typy spękań w nawierzchniach i metody naprawy za pomocą mas zalewowych
Literatura
- BN-74/6771-04, „Drogi samochodowe. Masa zalewowa”.
- EN 14188-1:2004, „Joint fillers and sealants. Specifications for hot applied sealants”.
- EN 14188-2:2004, „Joint fillers and sealants. Specifications for cold applied sealants”.
- PN-EN 14188-1:2010, „Wypełniacze szczelin i zalewy drogowe. Część 1: Wymagania wobec zalew drogowych na gorąco”.
- PN-EN 14188-2:2010, „Wypełniacze szczelin i zalewy drogowe. Część 2: Wymagania wobec zalew drogowych na zimno”.
- D.05.03.04, „Nawierzchnia betonowa”, Branżowy Zakład Doświadczalny Budownictwa Drogowego i Mostowego, Warszawa 1998.
- PN-EN 1427:2009, „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie temperatury mięknienia. Metoda Pierścień i Kula”.
- PN-EN 13880-1:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 1: Określanie gęstości w temperaturze 25°C”.
- PN-EN 13880-2:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 2: Metoda badania dla określenia penetracji stożka w temperaturze 25°C.
- PN-EN 13880-3:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 3: Metoda badania określająca penetrację i odprężenie sprężyste (odbojność)”.
- PN-EN 13880-4:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 4: Metoda badania określająca odporność cieplną; zmiany wartości penetracji”.
- PN-EN 13880-5:2005, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 5: Metody badań do oznaczania odporności na spływanie”.
- PN-EN 13880-8:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 8: Metoda badania określająca zmiany masy po zanurzeniu w paliwie, odpornych na działanie paliwa uszczelnień złączy”.
- PN-EN 13880-9:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 9: Metoda badania określająca zgodność z nawierzchniami asfaltowymi”.
- PN-EN 13880-13:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 13: Metoda badania służąca do określenia wydłużenia nieciągłego (próba przyczepności)”.
- PN-EN 13880-10:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 10: Metoda określania adhezji i kohezji po ciągłym rozciąganiu i ściskaniu”.
- PN-EN 13880-7:2004, „Zalewy szczelin na gorąco. Część 7: Badanie funkcjonalności szczelin”.
- PN-EN ISO 8394-1:2011, „Konstrukcje budowlane. Wyroby do uszczelniania. Część 1: Określanie wytłaczalności kitów”.
- PN-EN 14187-1:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 1: Metoda badania określająca szybkość utwardzania”.
- PN-EN 14187-2:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 2: Metoda badania określająca czas wysychania dotykowego”.
- PN-EN 14187-3:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 3: Metoda badania określająca właściwości samopoziomujące”
- PN-EN ISO 7390:2004, „Konstrukcje budowlane. Wyroby do uszczelniania. Określanie odporności na spływanie kitów”.
- PN-EN ISO 10563:2007, „Konstrukcje budowlane. Kity. Określanie zmiany masy i objętości”.
- PN-EN 14187-4:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 4: Metoda badania określająca zmiany masy i objętości po zanurzeniu w paliwie próbnym”.
- PN-EN 14187-5:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 5: Metoda badania określająca odporność na hydrolizę”.
- PN-EN 14187-9:2006, „Zalewy szczelin na zimno. Metody badań. Część 9: Sprawdzenie działania połączeń”.
- PN-EN ISO 8340:2005, „Konstrukcje budowlane. Wyroby do uszczelniania. Kity. Określanie właściwości mechanicznych kitów przy stałym rozciąganiu”.
- PN-EN 14187-6:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 6: Metoda badania określająca własności adhezyjne/kohezyjne po zanurzeniu w płynnych chemikaliach”.
- PN-EN 14187-8:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 8: Metoda badania określająca sztuczne starzenie w warunkach atmosferycznych, spowodowane promieniowaniem ultrafioletowym (UV)”.
- PN-EN ISO 7389:2004, „Konstrukcje budowlane. Wyroby do uszczelniania. Określanie powrotu elastycznego kitów”.
- PN-EN 14187-7:2004, „Zalewy szczelin na zimno. Część 7: Metoda badania określająca odporność na płomień”.
- PN-EN 13398:2012, „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie nawrotu sprężystego asfaltów modyfikowanych”.
- PN-EN 1426:2009, „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie penetracji igłą”.
- PN-EN 12607-1:2009, „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie odporności na starzenie pod wpływem ciepła i powietrza. Część 1: Metoda RTFOT”.
- PN-EN 13589:2011, „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie siły rozciągania asfaltów modyfikowanych, metoda z duktylometrem”.
- PN-EN 13703:2009, „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie energii odkształcenia”.
- B. Stefańczyk, P. Mieczkowski, „Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wykonawstwo i badania”, WKiŁ, Warszawa 2008.
- A Szydło, „Nawierzchnie drogowe z betonu cementowego”, Polski Cement sp. z o.o., Kraków 2004.