logo

Wysokomodyfikowane asfalty HiMA są coraz częściej stosowane na polskich drogach. Zarząd Dróg Wojewódzkich w Katowicach rozpoczął już korzystanie z tych zaawansowanych technologicznie produktów asfaltowych na dużą skalę w remontach i budowie nowych dróg. Asfalty te charakteryzują się dużo lepszymi właściwościami niż tradycyjne lepiszcza. Badania parametrów powiązanych funkcjonalnie asfaltów wykonane przez LOTOS Asfalt dowodzą wysokiej jakości asfaltów MODBIT HiMA. Udział wszystkich rodzajów asfaltów modyfikowanych w inwestycjach drogowych w Polsce sięga obecnie ponad 20%.

Ogólne

Wysokomodyfikowane asfalty HiMA są coraz częściej stosowane na polskich drogach. Zarząd Dróg Wojewódzkich w Katowicach rozpoczął już korzystanie z tych zaawansowanych technologicznie produktów asfaltowych na dużą skalę w remontach i budowie nowych dróg. Asfalty te charakteryzują się dużo lepszymi właściwościami niż tradycyjne lepiszcza. Badania parametrów powiązanych funkcjonalnie asfaltów wykonane przez LOTOS Asfalt dowodzą wysokiej jakości asfaltów MODBIT HiMA. Udział wszystkich rodzajów asfaltów modyfikowanych w inwestycjach drogowych w Polsce sięga obecnie ponad 20%.

Asfalty wysokomodyfikowane HiMA to nowoczesne lepiszcza, coraz częściej stosowane na drogach w Polsce. Zarząd Dróg Wojewódzkich w Katowicach zapowiedział, że od 2017 roku we wszystkich remontach, przebudowach i budowach dróg wykorzystywane będą asfalty HiMA. Asfalty wysokomodyfikowane są również obecne na drogach zarządzanych przez GDDKiA, np. przy budowie obwodnicy Krakowa S7 wykonawca zastosował również asfalty te w mieszance mineralno-asfaltowej jako podbudowę pod następnymi warstwami bitumicznymi z asfaltami modyfikowanymi.

Po co modyfikacja?

W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat asfalty modyfikowane przyczyniły się do wzrostu trwałości dróg. Powszechnie wiadomo, że modyfikacja asfaltów dedykowanymi polimerami pozwala na poprawę ich właściwości użytkowych i funkcjonalnych. Odpowiedni wysoki stopień modyfikacji asfaltu nadaje im korzystne parametry, dodatkowo charakteryzujące się małą wrażliwo­ścią parametrów na zmianę temperatury, co przedkłada się na podwyższoną jakość mieszanek mineralno-asfaltowych, tj. zwiększoną odpornością na spękania zmęczeniowe, niskotemperaturowe i deformacje trwałe.

Prognozowane wyższe obciążenie ruchem samochodowym oraz zmieniające się warunki klimatyczne wymusiły aplikowanie asfaltów o wyższych parametrach niż uzyskiwane bezpośrednio z rafinacji ropy naftowej. Do dziś SBS (kopolimer blokowy polistyremu i polibutadienu) stosowany jest najczęściej do podwyższenia właściwości asfaltu naftowego, który bez dodatkowego procesu modyfikacji nie spełniałby wymogów kontraktów drogowych. W Polsce różnica temperatury ścieralnej warstwy nawierzchni pomiędzy latem a zimą jest duża i wynosi nawet 110°C (do ok. -40°C zimą i 70°C latem przy temperaturze powietrza 40°C).

Rys. 1. Parametr powiązany funkcjonalnie – „podatność na odkształcenia trwałe”. Moduł podatności nieodwracalnej (Jnr) w badaniu MSCR, według PN-EN 16659, asfaltów poddanych starzeniu krótkoterminowemu PN-EN 12607-1.

Wraz z rozwojem drogownictwa w Polsce stosowanie asfaltów modyfikowanych polimerami SBS stało się koniecznością. Obecnie udział modyfikowanych polimerami asfaltów w krajowych inwestycjach drogowych sięga powyżej 20%. Rosną także wymagania stawiane współczesnym nawierzchniom w zakresie ich trwałości i funkcjonalności. Użytkownicy oczekują, że będą przemieszczać się szybko i bezpiecznie komfortowymi drogami, nie tracąc jednocześnie czasu w korkach spowodowanych remontami.

Długowieczność powyżej pięćdziesiątki

Coraz większa popularność asfaltów wysokomodyfikowanych wynika z ich wysokich parametrów technologicznych, dzięki którym jest możliwa budowa nawierzchni, których trwałość może osiągać nawet 50 lat. Zastosowanie asfaltów modyfikowanych w warstwach ścieralnej i wiążącej pozwala zwiększyć trwałość nawierzchni o 20-25%, a użycie odpowiednich rodzajów asfaltów modyfikowanych lub bardzo wysokomodyfikowanych do wszystkich trzech asfaltowych warstw nawierzchni zapewni jej długowieczność. Długowieczność nawierzchni asfaltowej jest definiowana jako wydłużony okres życia bez potrzeby przeprowadzania poważnych głębokich napraw konstrukcji, zazwyczaj przyjmowany jako okres powyżej 50 lat.

Dostępne na rynku asfalty o najwyższym stopniu modyfikacji polimerami (rodzaje MODBIT HiMA 25/55-80, 45/80-80 oraz 65/105-80) stosuje się właśnie do budowy dróg o przedłużonej żywotności. Jeszcze klika lat temu poziom modyfikacji powyżej 6% w udziale masowym był co prawda wykonalny, lecz produkcja MMA z użyciem takiego lepiszcza była niezwykle utrudniona, ze względu na bardzo dużą lepkość masy. W konsekwencji transport, a zwłaszcza wbudowanie MMA, nawet w korzystne pogodowo dni powodował spore trudności na budowie. Dziś istniejące innowacyjne rozwiązania zarówno w chemii polimerów, jak i w dostępności szerokiej palety dodatków poprawiających urabialność minimalizują te niedogodności. Asfalty MODBIT HiMA o zawartości SBS przewyższającej historyczny poziom 6% stosuje się niemalże w analogicznych zakresach temperatur technologicznych przy budowie nawierzchni w technologii na gorąco, jak to ma miejsce z powszechnie stosowanymi asfaltami np. MODBIT 25/55-60.

Wszystkie asfalty modyfikowane w tym MODBIT HiMA są zgodne z wymaganiami określonymi w normie PN-EN 14023:2011/Ap1:2014-04.

Nowoczesne modyfikowane lepiszcza asfaltowe o poprawionych właściwościach pozwalają na podnoszenie wymagań wobec nawierzchni drogowych. Większa odporność na starzenie oraz poprawione cechy wytrzymałościowe obecnie produkowanych lepiszczy asfaltowych umożliwiają opracowywanie innowacyjnych rozwiązań w zakresie nawierzchni o obniżonej hałaśliwości oraz zwiększonej odporności na zniszczenia.

Badania potwierdzają jakość

Badania parametrów powiązanych funkcjonalnie asfaltów wykonane przez LOTOS Asfalt dowodzą o znacznej wyższości asfaltów MODBIT HiMA 45/80-80 w porównaniu nie tylko do asfaltów drogowych, ale również stosowanych polimeroasfaltów o niskim stopniu modyfikacji. Na rys. 1 zaprezentowano porównanie trzech klas lepiszczy w badaniu cyklicznego pełzania z odprężaniem (MSCR), wyznaczony parametr moduł podatności nieodwracalnej (Jnr) asfaltu jest silnie skorelowany z rezultatem badania odporności MMA na odkształcenia trwałe, zwłaszcza ze wskaźnikiem szybkości przyrostu koleiny (WTS). Im niższa wartość parametru Jnr w danej temperaturze, tym asfalt jest bardziej odporny na deformacje.

Ponadto dokonano oznaczenia w badaniu z liniowo przemiataną częstotliwością i amplitudą odkształcenia (LAS), parametrów, dzięki którym jest możliwe wyznaczenie charakterystyki zmęczeniowej asfaltów. W badaniu LAS, podobnie jak w teście MSCR, porównano 3 klasy lepiszczy o zbliżonej twardości. Rys. 2 przedstawia wyniki oznaczeń na próbkach asfaltów. Badanie przeprowadzono w 15°C na asfalcie poddanym starzeniu, wartość kryterium zmęczeniowego (Nf) asfaltu jest skorelowana z kryterium zmęczeniowym MMA, wyznaczonym w badaniu belki czteropunktowo zginanej. Im wyższa wartość Nf, przy danym poziomie odkształcenia, tym wyrób charakteryzuje się większą odpornością na zmęczenie.

Rys. 2. Charakterystyka zmęczeniowa asfaltów w 15°C, w badaniu LAS, według metody TP 101-14, po starzeniu krótkoterminowym według PN EN 12607-1

Stosowanie asfaltów HiMA wydłuża żywotność dróg, które stają się odporne na spękania zmęczeniowe i niskotemperaturowe oraz wytrzymałe na odkształcenia trwałe. Producenci asfaltów nieustannie pracują nad innowacyjnymi technologiami przynoszącymi korzyści nie tylko użytkownikom dróg, ale również wszystkim uczestnikom procesu budowlanego. Przyszłościowe kierunki rozwoju asfaltów modyfikowanych to rozwiązania, które poza charakteryzowaniem się wysokimi parametrami technologicznymi poprawiają ekologiczne aspekty budowy dróg. Przykładami mogą być asfalty modyfikowane WMA do technologii na ciepło, pozwalające na redukcję emisji CO2, oraz asfalty modyfikowane materiałem z recyklingu, takie jak MODBIT CR, do którego wytworzenia wykorzystuje się miał gumowy ze zużytych opon samochodowych.

Inwestorzy, projektanci i wykonawcy oczekują, że producenci asfaltów dostarczą im najwyższej jakości wyrób o przewidywalnych i powtarzalnych parametrach do każdego zastosowania. Właściwy dobór lepiszcza asfaltowego na etapie projektowania inwestycji może znacznie wydłużyć żywotność drogi.