Asfalt piaskowy – podłoże i warstwy

Podłoże

We wcześniejszych wpisach został opisane podłoża dróg asfaltowych. Do tego należy dodać, że wszelka już istniejąca twarda nawierzchnia, o ile jest dość mocna i trwała może być użyta jako podłoże pod asfalt piaskowy. W Amersfoort bruk jednej ze starych ulic wykorzystano jako podłoże. Istniejący bruk kamienny pozostawiono w jego dawnym stanie i uwałowano na nim warstwę wiążącą o grubości 3.5 cm. Na warstwie wiążącej położono dopiero 3 cm. powłokę asfaltową.

Stara żwirowa lub tłuczniowa nawierzchnia drogowa bardzo odpowiednia jest na podłoże, naturalnie, jeżeli jest dostatecznie mocna. Jeśli tak nie jest, należy ją wzmocnić przez pogrubienie warstwą tłucznia. Po otrzymaniu wystarczająco twardej i ścisłej nawierzchni można kłaść na nią powłokę asfaltową bez warstwy wiążącej. Ten rodzaj budowy zastosowano między innymi na Kalfjeslaan pod Amsterdamem. W tych wypadkach stosują z zasady powłokę asfaltową o grubości 5-6 cm., do którego domieszano około 30% grubego piasku bazaltowego w celu nadania powłoce większej mocy.

Naturalnie w tych samych okolicznościach można dać równie dobrze warstwę wiążącą grubości od 3-4 cm. i powłokę od 3 cm.

Warstwa wiążąca

Warstwa wiążąca po uwałowaniu ma przeciętnie 4 cm. grubości. Składa się ona z luźnego tłucznia asfaltowanego, to znaczy z mieszaniny kamienia tłuczonego i bitumu, czasem dodaje się jeszcze piasku; niekiedy zaś tłuczeń zamieniają szlaką z zakładów spalania śmieci. Mieszaninę tę przygotowuje się przy temperaturze 170° C. i ciepłą wałują na podłożu.

Wielkość ziaren tłucznia zależy od grubości warstwy wiążącej. Grubsza warstwa wymaga tłucznia o większych wymiarach, niż warstwa cieńsza. W Ameryce bywa używany tłuczeń o wymiarze maksymalnym 2,5 cm. Następnie 40% materiału musi przejść przez sito o średnicy otworów 1,25 cm. i pozostać na sicie 2,5 cm.

Nasuwa się pytanie, czy warstwa wiążąca powinna tworzyć warstwę zwartą, czy też luźną. Na podstawie doświadczeń należy dla lżejszego ruchu stosować materiał grubszy i mieszaninę bardziej luźną, niż dla ruchu cięższego. Im ruch jest cięższy, tym mieszanina kamienna warstwy wiążącej powinna być drobniejsza i ściślejsza. Wskutek tego w poszczególnych wypadkach dodaje się nawet piasku.

W Kanadzie używają na warstwę wiążącą tłucznia asfaltowanego zawierającego 82% tłucznia o wielkości ziarna do 1 cm., 13% piasku i 5% asfaltu. Mieszanina zatem jest dość zwarta.

Zupełnie zwarta (zamknięta) warstwa wiążąca wydaje się być niepożądana. Jakkolwiek zwartość warstwy podniosłaby jej wytrzymałość, moc i trwałość, uważają jednak za lepszą luźną warstwę wiążącą tj. zawierającą 10% pustych przestrzeni po uwałowaniu, od zupełnie zwartej, że ze względu na jeszcze nie omówione tworzenie się fal.

Do tego celu może być z powodzeniem zastosowany tłuczeń bazaltowy o wymiarach od 0,5 do 2 cm. W razie potrzeby można dodawać piasku. Podnosi to jednak koszty, ponieważ potrzebna jest wówczas większa procentowa zawartość bitumu. Ilość bitumu w warstwie wiążącej waha się od 4,5% do 6%.

Warstwę wiążącą kładzie się na drogę w stanie ciepłym i równomiernie rozgarnia grabiami po całej powierzchni. Bezpośrednio potem następuje wałowanie przy pomocy walca tandemu lub też zwykłego walca parowego. Te ostatnie wywierają znacznie większe ciśnienie tylnymi wałami, co oczywiście jest korzystne, odwrotnie – walce tandemy dają po uwałowaniu powierzchnię gładszą, lecz za to mniej sprasowaną. Każdy poszczególny wypadek wymaga specjalnego traktowania zależnie od okoliczności.

Powłoka

Po uwałowaniu warstwy wiążącej należy przystąpić do wykonywania powłoki. Pożądane przy tym jest, ażeby w jak najkrótszym czasie po ułożeniu warstwy wiążącej została wykonana powłoka, przenikanie bowiem brudu i wilgoci w pory, działa szkodliwie na należyte związanie się obu warstw.

Grubość rozpościeranej warstwy ciepłego luźnego materiału określa się według wagi. Jest wiadome, że z 1 tony = 1000 kg. otrzymujemy po uwałowaniu 10 m2 powłoki z asfaltu piaskowego o grubości 5 cm., innymi słowy, jeśli ciężar gatunkowy już uwałowanego asfaltu wynosi 2, można, znając ilość posiadanej mieszaniny, dokładnie wyliczyć powierzchnię, która może być nią wyłożona.

Przy stosowaniu trinidadzkiego asfaltu i przy angielskim składzie asfaltu piaskowego doprowadzono ciężar gatunkowy mniej więcej do 2,22. Amerykański skład mieszaniny daje asfalt nieco lżejszy który jeszcze przy użyciu asfaltu naftowego może być doprowadzony do ciężaru gatunkowego 2.

Zastosowanie cementu portlandzkiego jako materiału wypełniającego, staranny dobór ilości i jakości składników, dobre wymieszanie i należyte wykonanie, może dać asfalt piaskowy o ciężarze gatunkowym 2,27. Dodanie miału kamiennego podnosi ciężar mieszaniny, wskutek czego tak zwana Topeka dochodzi do ciężaru gatunkowego 2,5, przy 30% zawartości miału kamiennego. Przy użyciu bazaltu ciężar gat. wynosi od 2,95 – 3.00, z piaskiem kwarcowym jest 2,65.

Powłokę należy uważać za mieszaninę mineralnych składników i bitumów. Minerale składniki znów dzielimy na: piasek i materiał wypełniający. Ten ostatni jest potrzebny, ażeby wypełnić najdrobniejsze otwory, jakie się spotyka między ziarenkami. Ideał osiągnięty byłby wówczas, gdyby gotowa powłoka mogła osiągnąć najzupełniejszą ścisłość. Osiągnięcie tego ideału wydaje się być bliskim i może mieć wielkie znaczenie dla wartości i gatunku bruku.

Piasek

Powłoka składa się z 15% piasku, piasek jest zatem jej głównym składnikiem. Wszyscy znawcy asfaltów są zgodni w opinii, że jakość piasku i wielkość jego ziaren decyduje o wartości asfaltu piaskowego.

W pierwszym rzędzie powinien być używany piasek o możliwie najostrzejszych brzegach, jaki tylko można otrzymać przy pożądanej wielkości ziaren.

Następnie musi być czysty i przez sito powinien przechodzić z łatwością. Te zaś z mineralnych składników, które są drobniejsze od mogących przejść przez sito dodawane są jako materiał wypełniający.