Naprężenia w nawierzchniach bitumicznych

Naprężenia w nawierzchniach bitumicznych

Mając do czynienia z niskimi temperaturami, które kształtują się poniżej poziomu lepko – sprężystego zakresu związanego z pracą lepiszcza, materiałowa zdolność do odpowiedniego rozpraszania naprężeń jest coraz mniejsza, co powoduje nadmierne kumulowanie się naprężeń przy dużej materiałowej sztywności. Dalej obniżając temperaturę pracy bitumicznej nawierzchni naprężenia ulegają wzrostowi, aż mieszanka przekracza wytrzymałość związaną z rozciąganiem. Temperatura, która powoduje, że odporność na rozciąganie ulega przekroczeniu nazywa się temperaturą pęknięcia. To moment, gdzie zniszczone zostaje związana cienka warstwa mastyksu wraz z powierzchnią z grubego kruszywa. (uprawnienia budowlane 2022)  

Temperatura Fraassa

Temperatura pęknięcia nazywa się umownie temperaturą Fraassa. Oznacza się ją na terenie laboratorium na płytce, gdzie znajduje się lepiszcze.  (uprawnienia budowlane kontakt)  Trzeba pamiętać jednak, że ta podawana temperatura w charakterystyce danego lepiszcza dotyczy tylko asfaltu, a nie mastyksu. Kiedy powstają niskotemperaturowe spękania, duże znaczenia ma tu adhezja kruszywa w stosunku do samego kruszywa. Niekiedy może dojść do sytuacji, gdy przy konkretnej temperaturze w grubszej warstwie lepiszcze będzie nadal skutecznie przeciwstawiać się rozciągającym naprężeniom, chociaż zniszczeniu ulegnie cienka warstwa znajdująca się na styku z kruszywem. To oznacza, że uszkadza się adhezja mastyksu.  (uprawnienia budowlane segregator )  

Degradowanie się nawierzchni

Kiedy powierzchnia bitumiczna w znacznym stopniu zdegraduje się, naprawy ścieralnej warstwy nie przeniosą efektu, jaki jest pożądany. Ma to związek z tym, że zniszczeniu uległy także warstwy znajdujące się w podbudowie. W ubytkach gruntowego podłoża i podbudowy może dojść do sytuacji, gdzie zacznie się tam gromadzić woda. Jest to zarówno woda roztopowa, opadowa albo woda z kapilarnego podciągania od podłoża. To sprawia, że tworzą się tzw. lodowe soczewki. Prowadzą one w konsekwencji do powstania wysadzin oraz wybojów, które są bardzo niebezpieczne. Przedostająca się do wnętrza nawierzchniowej konstrukcji woda poprzez spękania może wymywać luźne, drobne cząstki mineralno – bitumicznej mieszanki. W ten sposób odrywają się one od całej mieszanki, w związku z utratą odpowiedniej przyczepności do danego lepiszcza.  (uprawnienia budowlane program) 

Proces stopniowej degradacji nawierzchni

W bitumicznych górnych warstwach pojawiające się spękania mogą z czasem powodować dalszy proces związany z degradowaniem się nawierzchni. To spowoduje przeniesienie się spękań głęboko w podbudowę, choć początkowo dotyczą one zazwyczaj ścieralnej warstwy, albo wiążącej i ścieralnej. Jeżeli odpowiednio wcześnie nie podejmie się żadnych zapobiegawczych środków, które ograniczą degradację, w konsekwencji opadowe wody oraz wody roztopowe zaczną przenikać w tak powstałe pęknięcia. Kiedy dojdzie do spadku temperatury poniżej 0°C, woda zgromadzona w nawierzchniowych szczelinach będzie zamarzać. To spowoduje, że okolice spękań będą szybko niszczeć i z czasem pojawią się powierzchniowe uszkodzenia. Kiedy woda przedostanie się do pomocniczej podbudowy, w takiej sytuacji dojdzie do niekontrolowanych oraz niebezpiecznych rozluźnień, jakie zajdą w ziarnach kruszyw. (uprawnienia budowlane)