Powłoki sczepne

Uwaga: Ta sekcja jest w dużej mierze syntezą następujących dwóch publikacji dotyczących powłok sczepnych:

• Flexible Pavements of Ohio. (maj 2001). Biuletyn techniczny: Prawidłowe nakładanie warstwy sczepnej. Flexible Pavements of Ohio. Columbus, OH.
• Texas Department of Transportation (TxDOT). (2001). Wskazówki techniczne: Właściwe stosowanie warstwy sczepnej. Technical Advisory 2001-1. Departament Transportu Teksasu. Austin, TX.

Warstwa sczepna to cienka bitumiczna warstwa ciekłego asfaltu, emulsji lub warstwa odcinająca nakładana między warstwami nawierzchni HMA w celu promowania wiązania. Odpowiednie połączenie między warstwami konstrukcyjnymi, a zwłaszcza między istniejącą nawierzchnią drogi a warstwą nakładki, jest niezbędne, aby gotowa konstrukcja nawierzchni zachowywała się jak jedna całość i zapewniała odpowiednią wytrzymałość. Jeśli sąsiadujące ze sobą warstwy nie są ze sobą połączone, zachowują się w zasadzie jak wiele niezależnych, cienkich warstw, z których żadna nie jest w stanie wytrzymać przewidywanych naprężeń zginających związanych z ruchem drogowym. Nieodpowiednie wiązanie między warstwami może prowadzić do rozwarstwienia (odspajania), a następnie do wzdłużnych pęknięć ścieżek kół, pęknięć zmęczeniowych, wybojów i innych uszkodzeń, takich jak koleinowanie, które znacznie skracają żywotność nawierzchni (TxDOT, 2001).

Zastosowanie

Konserwanty powinny być nakładane równomiernie na całej powierzchni nawierzchni i zapewniać pokrycie około 90 procent powierzchni. Aby osiągnąć taką jednorodność, należy rozważyć i dokładnie kontrolować wszystkie aspekty aplikacji. Konkretne aspekty to:

• Stan powierzchni chodnika, na którą nakładana jest warstwa lepka
• Szacunek nakładania
• Rozcieńczenie warstwy lepkiej

Stan powierzchni chodnika, na którą nakładana jest warstwa lepka

Powierzchnia chodnika, na którą nakładana jest warstwa lepka, powinna być czysta i sucha, aby zapewnić maksymalne wiązanie. Emulsję można nakładać na chłodną i/lub wilgotną nawierzchnię, jednak czas potrzebny do związania może się wydłużyć (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Ponieważ istniejące i frezowane nawierzchnie mogą być dość brudne i zakurzone, przed położeniem masy szpachlowej należy oczyścić ich powierzchnię przez zamiatanie lub zmywanie, gdyż w przeciwnym razie masa szpachlowa może związać się z brudem i kurzem, a nie z przyległymi warstwami nawierzchni. Może to prowadzić do nadmiernego przesuwania się masy szpachlowej. Pojazdy i sprzęt budowlany zbierają mieszankę lepiszcza i brudu na swoich oponach i pozostawiają na jezdni niewiele lepiszcza lub nie pozostawiają go w ogóle (Rysunek 4). Brak warstwy sczepnej na ścieżce jezdnej.

Sposób nakładania

W wyniku nakładania warstwy sczepnej powinna powstać cienka, jednolita warstwa materiału sczepnego pokrywająca około 90% powierzchni nawierzchni (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Aby osiągnąć ten rezultat, szybkość nakładania zależy od stanu nawierzchni, na którą nakładana jest warstwa sczepna. Zbyt mała ilość lepiku może spowodować niedostateczne połączenie między warstwami. Zbyt duża ilość lepiszcza może spowodować powstanie płaszczyzny poślizgu pomiędzy warstwami lub może spowodować wciągnięcie lepiszcza do wnętrza warstwy, co negatywnie wpłynie na właściwości mieszanki, a nawet może doprowadzić do krwawienia w cienkich warstwach (Flexible Pavements of Ohio, 2001). W Tabeli 1 podano zalecane dawki stosowania z Flexible Pavements of Ohio (2001).

Tablica 1. Zalecane ilości emulsji do nakładania warstwy sczepnej według Flexible Pavements of Ohio (2001)

Residuals: Dawka stosowania tylko zawartości lepiszcza asfaltowego w emulsji

Nierozcieńczona: Dawka stosowania emulsji nierozcieńczonej
Rozcieńczona 1:1 wodą: Wydajność emulsji rozcieńczonej wodą w stosunku 1:1

Podstawowe czynniki wpływające na wydajność to:

• Szorstkość nawierzchni, na którą nakładana jest lepiszcze. Szorstkie powierzchnie wymagają większej ilości lepiszcza niż powierzchnie gładkie. Na przykład podczas frezowania powstaje szorstka, rowkowana powierzchnia, która zwiększa powierzchnię istniejącej nawierzchni w porównaniu z powierzchnią nierowkowaną. Wzrost powierzchni zależy od rodzaju, liczby, stanu i rozstawu zębów bębna frezującego, ale zazwyczaj wynosi od 20 do 30 procent, co wymaga odpowiedniego zwiększenia ilości lepiszcza (od 20 do 30 procent więcej) w porównaniu z powierzchnią niefrezowaną (TRB, 2000). Dla uzyskania równomiernego rozłożenia lepiszcza decydujące znaczenie ma kilka regulacji i ustawień związanych z pojazdem. Aby uzyskać równomierne naniesienie lepiszcza, należy dobrać odpowiednie ustawienie dysz, wysokość belki natryskowej i ciśnienie rozprowadzania. Ogólnie rzecz biorąc, najlepsze rezultaty uzyskuje się przy pokryciu „podwójnym” lub „potrójnym”. „Podwójne/potrójne okrążenie” oznacza, że rozpylacze nakładają się na siebie w taki sposób, że każdy fragment nawierzchni jest natryskiwany z dokładnie dwóch/trzech rozpylaczy (rys. 5). Poniżej podano szczegółowe wskazówki:
  • Rozpylenie rozpylaczy powinno być identyczne wzdłuż belki rozdzielacza. Różnice w pokryciu spowodują powstawanie smug i przerw w warstwie lepkiej. W miarę nakładania lepiszcza pojazd staje się coraz lżejszy, co powoduje podnoszenie się belki natryskowej. Pojazd do nanoszenia lepiku powinien być w stanie to wyrównać. Zbyt niskie belki natryskowe powodują powstawanie smug, natomiast zbyt wysokie belki natryskowe powodują nadmierne zachodzenie dysz na siebie, co skutkuje zbyt dużą dawką natrysku.
  • Ciśnienie w rozdzielaczu musi być takie, aby materiał lakieru lakowego był wypychany z dysz w stałym tempie. Niejednolite ciśnienie spowoduje nierównomierne nakładanie.
  • Temperatura w dystrybutorze powinna być utrzymywana w zakresie od około 24°C (75°F) do 54°C (130°F). Nadmierne ogrzewanie może spowodować pękanie emulsji jeszcze w dystrybutorze.

Rozcieńczanie

Czasami emulsyjne lepiszcza asfaltowe rozcieńcza się wodą w celu zwiększenia całkowitej objętości cieczy przy zachowaniu tej samej objętości lepiszcza asfaltowego w emulsji. Może to pomóc w uzyskaniu bardziej jednolitej aplikacji bez nakładania nadmiernej ilości lepiszcza asfaltowego. W miarę możliwości należy unikać rozcieńczania ze względu na różne problemy, które mogą wynikać z niewłaściwego rozcieńczenia (np. emulsja jest nadmiernie rozcieńczona, a rozcieńczenie powoduje przedwczesne pęknięcie emulsji). Przed próbą rozcieńczenia należy sprawdzić inne metody, takie jak dostosowanie wielkości otworu dyszy lub ciśnienia nakładania lepkiej warstwy. Jeśli konieczne jest rozcieńczenie, Flexible Pavements of Ohio zaleca/zaznacza co następuje (2001):

• Rozcieńczenie powinno być wykonane przez dostawcę emulsji, a nie wykonawcę.
• Rozcieńczenie wydłuży czas rozpadu i wiązania emulsji.
• Rozcieńczać tylko przez dodanie wody do emulsji, a nie odwrotnie, co może spowodować przerwanie lepkości.
• Rozcieńczone emulsje powinny być stosowane z większą wydajnością niż emulsje nierozcieńczone, aby uzyskać takie samo pokrycie resztkami asfaltu. Pozostałość asfaltu to lepiszcze asfaltowe pozostałe po związaniu emulsji.

Inne aspekty warstwy sczepnej

Chociaż nie są one krytyczne dla równomiernego nałożenia warstwy sczepnej lub jej późniejszej zdolności wiązania, istnieje kilka innych aspektów wartych uwagi.

Timing

Ogólnie, lepiszcze powinno mieć wystarczająco dużo czasu na przerwanie i związanie (emulsja) lub utwardzenie (cutback) przed nałożeniem następnej warstwy HMA.

Tracking

Tracking to zbieranie lepiszcza przez opony pojazdów. Śledzenie powoduje odkładanie się lepiszcza na przyległych powierzchniach. Chociaż materiał ten jest nieestetyczny, to generalnie ma niewielki wpływ i szybko się zużywa. W skrajnych przypadkach może on jednak odkładać się na tyle mocno, że może zniekształcać nawierzchnię lub utrudniać kierowcy poruszanie się (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Gumowane lepiszcza mają szczególnie dużą skłonność do przyklejania się do opon pojazdów. Pozwolenie na związanie (emulsje) lub utwardzenie (warstwy odcinające) lepiszcza przed jazdą po nim może znacznie zmniejszyć przyczepność.

Ruch na lepiszczach

Ogólnie, ruch na lepiszczach nie powinien być dozwolony. Gdy powierzchnia lepka jest wystawiona na ruch, istnieje możliwość zmniejszenia odporności na poślizg, szczególnie podczas mokrej pogody (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Jeśli powierzchnia lepka musi być otwarta dla ruchu, powinna być pokryta piaskiem, aby zapewnić tarcie i zapobiec podrywaniu. Typowa szybkość nakładania piasku wynosi od 4 do 8 funtów/yd2 (Flexible Pavements of Ohio, 2001).

Badania

Badanie dotyczące warstwy sczepnej z VDOT 28 maja 2008

Pytania

• Stan
• Czy twój Departament Transportu wymaga, aby warstwa sczepna była nakładana przed nałożeniem warstwy na niefrezowaną powierzchnię? Jeśli tak, to jakie materiały są stosowane? Czy podajesz siłę wiązania lub szybkość aplikacji?
• Czy twój Departament Transportu wymaga, aby warstwa przylepna była nakładana przed nałożeniem warstwy na powierzchnię frezowaną? Jeśli tak, to jakie materiały są stosowane? Czy określacie siłę wiązania lub szybkość aplikacji?
• Czy wasz Departament Transportu przeprowadził jakieś badania na temat siły wiązania? Jeśli tak, czy jest Pan(i) skłonny(a) podzielić się tymi badaniami?
• Osoba do kontaktu, jeśli inna niż respondent e-mail (Imię i nazwisko, adres e-mail, numer telefonu)?

Wyniki

.