Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Strona główna > Publikacje
Publikacje
Pomoc (F2)
[122840] Artykuł:

INFLUENCE OF MIXED HYDRAULIC BINDER ON THE PROPERTIES OF RECYCLED ASPHALT MIXTURES WITH FOAMED BITUMEN WP£YW SPOIWA MIESZANEGO NA W£AŒCIWOŒCI RECYKLOWANEJ MIESZANKI MINERALNO-ASFALTOWEJ Z ASFALTEM SPIENIONYM

Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty   Tom: 22, Strony: 81-110
ISSN:  1643-1618
Opublikowano: 2023
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Do oświadczenia
nr 3		 Grupa
przynależności		 Dyscyplina
naukowa		 Procent
udziału		 Liczba
punktów
do oceny pracownika		 Liczba
punktów wg
kryteriów ewaluacji
Marek Iwański orcid logo WBiAKatedra Inżynierii KomunikacyjnejTakzaliczony do "N"Inżynieria lądowa, geodezja i transport3030.0014.29  
Grzegorz Mazurek orcid logo WBiAKatedra Inżynierii KomunikacyjnejTakzaliczony do "N"Inżynieria lądowa, geodezja i transport1010.0014.29  
Anna Chomicz-Kowalska orcid logo WBiAKatedra Inżynierii KomunikacyjnejTakzaliczony do "N"Inżynieria lądowa, geodezja i transport1010.0014.29  
Przemysław Buczyński orcid logo WBiAKatedra Inżynierii KomunikacyjnejTakzaliczony do "N"Inżynieria lądowa, geodezja i transport1010.0014.29  
Małgorzata Cholewińska orcid logo WBiAKatedra Inżynierii KomunikacyjnejNiespoza "N" jednostkiInżynieria lądowa, geodezja i transport1010.00.00  
Mateusz Iwański orcid logo WBiAKatedra Technologii i Trwałości Betonu *Takzaliczony do "N"Inżynieria lądowa, geodezja i transport1010.0014.29  
Krzysztof Maciejewski orcid logo WBiAKatedra Inżynierii KomunikacyjnejTakzaliczony do "N"Inżynieria lądowa, geodezja i transport1010.0014.29  
Piotr Ramiączek orcid logo WBiAKatedra Inżynierii KomunikacyjnejTakzaliczony do "N"Inżynieria lądowa, geodezja i transport1010.0014.29  

Grupa MNiSW:  Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A)
Punkty MNiSW: 100

Pełny tekstPełny tekst     DOI LogoDOI    
Słowa kluczowe:

asfalt spieniony  destrukt asfaltowy  mieszanka mineralno-asfaltowa recyklowana na zimno  spoiwo mieszane. 

Keywords:

cold-recycled asphalt mixture  foamed bitumen  mixed hydraulic binder  reclaimed asphalt pavement 


Streszczenie:

Rozwój prac modernizacyjnych dróg różnych kategorii, od autostrad po drogi samorz¹dowe, przyczynia się do powstawania dużej ilości destruktu asfaltowego (RAP) o zróżnicowanej jakości i uziarnieniu. W ramach gospodarki zrównoważonej niezbędne jest jego ponowne wykorzystanie. Obecnie w większości przeznaczony jest on do wytworzenia recyklowanych mieszanek mineralno-asfaltowych wbudowywanych w warstwę podbudowy. Zróżnicowana jakość destruktu wymaga zastosowania odpowiedniego rodzaju spoiwa, tak aby można było go wykorzystać w optymalny sposób. W związku z tym zaistniała potrzeba opracowania spoiwa hydraulicznego mieszanego, które składa się z cementu CEM I 32.R, wapna hydratyzowanego Ca(OH)2 oraz ubocznych cementowych produktów pylastych (UCPP) dobieranych w odpowiednich proporcjach. Badano wpływ składu spoiwa hydraulicznego mieszanego na następujące właściwości mieszanki wytwarzanej z zastosowaniem asfaltu spienionego: zawartość wolnych przestrzeni, wytrzymałość na pośrednie rozciąganie, wytrzymałość na osiowe ściskanie, odporność na oddziaływanie wilgoci i mrozu wg czterech różnych parametrów oraz moduł sztywności w temperaturze -10°C, +13°C, +25°C i +40°C wg metody IT-CY. Na podstawie wykonanych badań ustalono rekomendowany skład spoiwa zapewniający wymagane właściwości recyklowanej mieszanki związanej spoiwem hydraulicznym i asfaltem spienionym.



Abstract:

Developments in reconstruction of roads of all categories - from motorways to local roads - result in production of large quantities of reclaimed asphalt pavement (RAP) material of various quality and grading. In a sustainable conomy, it is necessary to recycle such materials. Currently RAP is primarily reused in recycled mixtures dedicated for road base courses. Variable quality of RAP material requires application of appropriate binding agents to optimize the performance of the obtained mixtures. There is a need for dedicated three-component hydraulic binder, consisting of CEM I 32.R cement, hydrated lime Ca(OH) 2 and cement by-pass dust (CBPD), whose proportions should be adopted adequately to the intended use. The influence of hydraulic binder composition was investigated for the following parameters of the obtained mixture with foamed bitumen: air voids, indirect tensile strength, uniaxial compressive strength, resistance to water and frost (according to four different parameters) and stiffness moduli at -10°C, +13°C, +25°C and +40°C in accordance with the IT-CY method. The recommended composition of the three-component binder providing the required properties of cold-recycled mixture with hydraulic binder and foamed bitumen was determined based on the obtained test results.


B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. Sybilski,D., Matras,J., Mechowski,T., Zawadzki,J., Warunki techniczne wykonywania warstw podbudowy z mieszanki mineralno cementowo-emulsyjnej (MCE) [Technical conditions for the implementation of the foundation layers of mineral-cement-emulsion mix (MCE)], IBDiM 61 (1999),
2. Jenkins,K.J., Mix Design Considerations for Cold and Half-Warm Bituminous Mixes with Emphasis on Foamed Bitumen, PhD Dissertation. Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Stellenbosch, 2000
3. Jaczewski M., Dołżycki B., Alenowicz J., Jaskuła P.: Impact of reclaimed asphalt pavement (RAP) on low-temperature properties of asphalt concrete. Roads and Bridges-Drogi i Mosty, 18, 4, 2019, 303-315, DOI: 10.7409/rabdim.019.020
4. Zawadzki,J., M. Kłos, Zasady projektowania betonu asfaltowego o zwiększonej odporności na odkształcenia trwałe. Wytyczne oznaczania odkształcenia i modułu sztywności mieszanek mineralno-bitumicznych metodą pełzania pod obciążeniem statycznym [Principles of designing asphalt concrete with increased resistance to permanent deformation. Guidelines for the determination of deformation and stiffness modulus of bituminous mixtures by creep method under static load], IBDiM (1995),
5. Dołżycki, B., 2014. Instrukcja projektowania i wbudowania mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE) [Guidelines for the design and manufaturing of mineral-cement-emulsion mixtures (MCE)].
6. Iwański, M.M., Synergistic Effect of F–T Synthetic Wax and Surface-Active Agent Content on the Properties and Foaming Characteristics of Bitumen 50/70. Materials, 2021, 14, 300. https://doi.org/10.3390/ma14020300
7. Sanchez-Alonso, E. Vega-Zamanillo, A. Castro-Fresno, D. Del Rio-Prat, M. Evaluation of compatibility and mechanical properties of bituminous mixes with warm additives. Constr. Build. Mater. 2011, 25, 2304–2311
8. Iwański, M.M., Chomicz-Kowalska, A., Maciejewski, K., 2019. Impact of Additives on the Foamability of a Road Paving Bitumen. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 603, 042040. https://doi.org/10.1088/1757-899X/603/4/042040
9. Leng, Z. Gamez, A. Al-Qadi, I.L. Mechanical property characterization of warm-mix asphalt prepared with chemical additives. J. Mater. Civ. Eng. 2014, 26, 304–311, https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000810,]
10. Asphalt Academy, 2009. Technical Guideline TG2: Bitumen Stabilised Materials. A Guideline for the Design and Construction of Bitumen Emulsion and Foamed Bitumen Stabilised Materials, 2nd ed. Pretoria, South Africa.
11. Buczyński, P., Iwański, M., 2017. Inactive Mineral Filler as a Stiffness Modulus Regulator in Foamed Bitumen-Modified Recycled Base Layers. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 245, 032042. https://doi.org/10.1088/1757-899X/245/3/032042
12. Mazurek, G., Iwański, M., Buczyński, P., Horodecka, R., 2021b. Influence of innovative three-element binder on permanent deformations in recycled mixtures with emulsion and foamed bitumen. Archiv. Civ .Mech. Eng , 2021, 55. https://doi.org/10.1007/s43452-021-00192-9
13. Wirtgen Group, Cold Recycling Technology, First edition, Wirtgen GmbH, Windhagen, 2012
14. Iwański, M., Chomicz-Kowalska, A., 2014. Evaluation of the effect of using foamed bitumen and bitumen emulsion in cold recycling technology, in: Losa, M., Papagiannakis, T. (Eds.), Sustainability, Eco-Efficiency, and Conservation in Transportation Infrastructure Asset Management. CRC Press, pp. 69–76. https://doi.org/10.1201/b16730-12
15. Dołżycki, B., 2017. Polish experience with cold in-place recycling. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 236, 012089. https://doi.org/10.1088/1757-899X/236/1/012089
16. Bessa, I.S., Almeida, L.R., Vasconcelos, K.L., Bernucci, L.L.B., Design of cold recycled mixes with asphalt emulsion and portland cement. Can. J. Civ. Eng. 2016, 43, 773–782. https://doi.org/10.1139/cjce-2016-0111
17. Report TECHMATSTRATEG1/349326/9/NCBR/2017, 2018. The innovative technology used the binding agent optimization that provides the long service life of the recycled base course (No. TECHMATSTRATEG1/349326/9/NCBR/2017). National Centre for Research and Development (NCBR).
18. Jenkins, K.J., de Groot, J.L.A., van de Ven, M.F.C., Molenaar, A., 1999. Half-warm foamed bitumen treatment, a new process. Presented at the 7th conference on asphalt pavements for southern Africa.
19. Kowalski, K.J., Król, J.B., Bańkowski, W., Radziszewski, P., Sarnowski, M. Thermal and Fatigue Evaluation of Asphalt Mixtures Containing RAP Treated with a Bio-Agent. Appl. Sci. 2017, 7, 216
11, doi:10.3390/app7030216
20. Iwański M., Chomicz-Kowalska A., Maciejewski K.: The Influence of Hydrated Lime on IT-CY Stiffness Modulus of Foam-Based Asphalt Concrete Compacted at 95 °C. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 471 (2019) 032029 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/471/3/032029
21. Jamshidi, A., White, G., Evaluation of Performance and Challenges of Use of Waste Materials in Pavement Construction: A Critical Review. Applied Sciences, 2019, 10, 226. https://doi.org/10.3390/app10010226
22. Mallick, R.B., Hendrix, G., Use of foamed asphalt in recycling incinerator ash for construction of stabilized base course. Resources, Conservation and Recycling, 2004, 42, 239–248. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2004.04.007
23. Ramanujam, J.M., Jones, J.D., Characterization of foamed-bitumen stabilisation. International Journal of Pavement Engineering, 2007, 8, 111–122. https://doi.org/10.1080/10298430601149676
24. Skotnicki, L., Kuźniewski, J., Szydło, A., Stiffness Identification of Foamed Asphalt Mixtures with Cement, Evaluated in Laboratory and In Situ in Road Pavements. Materials, 2020, 13, 1128. https://doi.org/10.3390/ma13051128
25. Lin, J., Hong, J., Xiao, Y., Dynamic characteristics of 100% cold recycled asphalt mixture using asphalt emulsion and cement. Journal of Cleaner Production, 2017, 156, 337–344. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.04.065
26. Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych (Catalogue of typical flexible and semi-rigid pavements) (in polish), 2014. GDDKiA, Warsaw.
27. Kavussi, A., Modarres, A., Laboratory fatigue models for recycled mixes with bitumen emulsion and cement. Constr. Build. Mater, 2021, 24, 1920–1927. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.04.009
28. Niazi, Y., Jalili, M., Effect of Portland cement and lime additives on properties of cold in-place recycled mixtures with asphalt emulsion. Constr. Build. Mater., 2009, 23, 1338–1343. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.07.020
29. Mazurek G., Buczyński P., Iwański M., Horodecka R.: Influence of a three-component hydraulic binder on the properties of recycled base course with foamed bitumen and bituminous emulsion: a field investigation. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 21, 4, 2022, 309-329, DOI: 10.7409/rabdim.022.018
30. Iwański M. M.
Effect of Hydrated Lime on Indirect Tensile Stiffness Modulus of Asphalt Concrete Produced in Half-Warm Mix Technology. Materials, 2020, 14, (21), 1-25, 4731
https://doi.org/10.3390/ma13214731
31. Judycki, J., Jaskuła, P., Badania odporności betonu asfaltowego zawierającego wapno hydratyzowane na działanie wody i mrozu. V Międzynarodowa Konferencja Trwałe i Bezpieczne Nawierzchnie Drogowe (Tests of resistance of asphalt concrete containing hydrated lime to water and frost. 5th International Conference on Durable and Safe Road Pavemnets), 1999, 5 May, Kielce, Poland, 111–118.
32. Luxemburk, G.F. Lime Hydrate as an Additive to Improve the Adhesion of Bitumen to the Aggregates. In Proceedings of the II International Conference Durable and Save Road Pavements, Kielce, Poland, 15–16 May 1996
pp. 296–302.
33. Lesueur, D.
Petit, J.
Ritter, H.-J. The mechanisms of hydrated lime modification of asphalt mixtures: A state-of-the-art review. Road Mater. Pavement Des. 2012, 14, 1–16. https://doi.org/10.1080/14680629.2012.743669
34. Stroup-Gardiner, M.
Epps, J.A. Four variables that affect the performance of lime in asphalt aggregate mixtures. Transp. Res. Rec. 1987, 1115, 12–22.
35. Iwański, M., Mazurek, G., Buczyński, P., Iwański, M.M., Effects of hydraulic binder composition on the rheological characteristics of recycled mixtures with foamed bitumen for full depth reclamation, Const. Build. Mater.. 2022, 330, 127274. doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127274
36. Czapik, P., Zapała-Sławeta, J., Owsiak, Z., Stępień, P., 2020. Hydration of cement by-pass dust. Constr. Build. Mater. 231, 117139. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117139
37. Owsiak, Z., Czapik, P., Zapała-Sławeta, J., 2020. Properties of a Three-Component Mineral Road Binder for Deep-Cold Recycling Technology. Materials 13, 3585. https://doi.org/10.3390/ma13163585
38. Iwański, M.
Chomicz-Kowalska, A.
Mazurek, G.
Buczyński, P.
Cholewińska, M.
Iwański, M.M.
Maciejewski, K.
Ramiączek, P.
Effects of the Water-Based Foaming Process on the Basic and Rheological Properties of Bitumen 70/100, Materials, 2021, 14, 2803, 1-16, doi.org/10.3390/ ma14112803,
39. Lazić, Ž.R., 2004. Design of experiments in chemical engineering: a practical guide. Wiley-VCH, Weinheim 
[Germany].
40. STATISTICA 13.3. Statsoft. Available online: www.statsoft.com (accessed on 20 August 2019).

POWRÓT
Strona główna > Publikacje