Trwałość asfaltowych nawierzchni drogowych
Konstrukcje nawierzchni drogowych, stanowiące najważniejszy element drogi, powinny być bezpieczne i przyjazne dla środowiska, spełniać wymagania zrównoważonego rozwoju, a przede wszystkim być trwałe w eksploatacji. W artykule zaprezentowano wybrane wyniki własnych badań i analiz oraz rezultaty innych doświadczeń dotyczących oceny trwałości zmęczeniowej asfaltowych nawierzchni drogowych, z którymi autor miał do czynienia podczas zagranicznych pobytów naukowych.
Najpopularniejszą technologią budowy nawierzchni drogowych na świecie jest technologia z wykorzystaniem asfaltu jako materiału wiążącego. Analizując właściwości tej technologii w procesie budowy nawierzchni i jej długotrwałej eksploatacji, należy stwierdzić, że technologia asfaltowa bardzo korzystnie wpisuje się w wymagania dotyczące nowoczesnych nawierzchni drogowych. Wymaga te dotyczą ograniczenia przez nawierzchnie hałasu od ruchu samochodowego, redukcji zanieczyszczeń i emisji gazów cieplarnianych oraz pełnego recyklingu [5]. Nawierzchnie asfaltowe spośród stosowanych w budownictwie drogowym rozwiązań materiałowo-technologiczno-konstrukcyjnych charakteryzują się największą skutecznością w redukcji hałasu komunikacyjnego (obniżenie emisji hałasu toczenia o 2-5 dB). Technologia asfaltowa jest jedyną, która pozwala na pełne wykorzystanie recyklowanego materiału w postaci destruktu asfaltowego składającego się z cennego kruszywa łamanego i pełnowartościowego lepiszcza asfaltowego, w ilości powyżej 50% mieszanki mineralno-asfaltowej [14, 15]. Ze względu na zmniejszenie energochłonności procesów technologicznych coraz powszechniej stosuje się technologie o obniżonych temperaturach wytwarzania i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych, tj. mieszanki na ciepło, półciepło, jak również stosuje się technologie na zimno (np. z zastosowaniem biolepiszczy z olejów roślinnych) [5, 11]. Jeśli chodzi o zrównoważony rozwój, to w przypadku budowy nawierzchni wymaga się między innymi stosowania w większym zakresie materiałów lokalnych. W szczególności dotyczy to kruszyw ze złóż polodowcowych zarówno nieprzekruszonych, jak i przekruszonych. W badaniach [6-9] udowodniono, że duże złoża kruszyw polodowcowych w Polsce są cennym materiałem do budowy warstw konstrukcyjnych nawierzchni asfaltowych, zastępującym stosowanie grysów produkowanych z surowca skalnego.
Ostatnim, ale najważniejszym wymaganiem w stosunku do nawierzchni asfaltowych, jest zapewnienie nawierzchni trwałości w określonym czasie eksploatacji, w tym trwałości zmęczeniowej warstw konstrukcyjnych nawierzchni.
Wymagania stawiane nawierzchni asfaltowej w zakresie trwałości
W początku XX w. inżynier Zdzisław Sznuk w podręczniku [17] określił warunki, jakim dobra nawierzchnia na ówczesne czasy powinna była odpowiadać:
- Powierzchnia drogi musi znieść ciężar wozów ładowanych, przenieść go na podłoże tak, aby ścisłość nawierzchni nie była naruszoną.
- Nawierzchnia powinna być mało wrażliwa na zmiany atmosferyczne, musi być nieprzepuszczalna, aby podłoże nie rozmiękło i droga zawsze była do jazdy możliwa.
- Materiał użyty na nawierzchnię musi być o tyle twardy, aby zużycie jego możliwie wolno postępowało, naprawy były jak najrzadsze i aby droga nie traciła nadanego jej profilu”.
Od tamtego czasu w technice motoryzacyjnej i drogowej nastąpił znaczny postęp, powszechnie rozpoczęto stosować do budowy nawierzchni drogowych jako materiały wiążące lepiszcza, nieporównywalnie wzrosły obciążenia ruchem nawierzchni naszych dróg, zarówno pod względem natężenia ruchu, jak i wielkości obciążenia. Również wymagania w zakresie trwałości dróg uległy istotnym zmianom.
