prawo i administracja
66
Magazyn Autostrady 10/2009
Wprowadzenie serii norm PN-EN dotyczących kruszyw spowo-
dowało, że niektóre z dotychczasowych norm PN nie są spójne
z wprowadzonymi normami. Oprócz tego należą one do norm
klasyfi kujących, w których brak jest gotowych zestawów wymagań
wobec materiałów w konkretnych rozwiązaniach, a zawierają jedy-
nie wykaz właściwości tych materiałów oraz przypisane do nich
kategorie. Oznacza to konieczność utworzenia krajowych wyma-
gań uwzględniających dotychczasową tradycję i przystosowanie
laboratoriów oraz warunki klimatyczne w danym kraju.
W artykule opisano na podstawie treści projektu dokumentu
aplikacyjnego do normy PN-EN 13285 Wymagania Techniczne Mie-
szanki Niezwiązane (nazywanego w dalszej części artykułu w skró-
cie WT MNzw-2008) z listopada 2008 r., wymagania wobec mie-
szanek niezwiązanych przeznaczonych do wykonywania warstw
podbudowy w konstrukcji nawierzchni drogowych.
Mieszanki kruszyw stabilizowanych
mechanicznie na podbudowy wg PN-S-06102
Stabilizacja mechaniczna to proces polegający na odpowiednim
zagęszczeniu mieszanki kruszywa o właściwie dobranym uziarnie-
niu przy optymalnej wilgotności. Warstwa podbudowy w kon-
strukcji nawierzchni spełnia wiele ważnych funkcji, a do naj-
ważniejszych należy zaliczyć przenoszenie obciążeń na podłoże.
Może być jedno- lub wielowarstwowa. Mieszanki kruszywa sta-
Mieszanki niezwiązane
na podbudowy
a krajowy dokument aplikacyjny
Przystąpienie Polski do UE zobowiązało nasz
kraj do wprowadzenia wielu norm europejskich
na materiały drogowe i metody badań. Roz-
poczęło to zmianę systemu, na którym przez
ostatnie kilkadziesiąt lat opierały się zasady
działalności budownictwa drogowego. Proces
wdrażania zmian okazał się być nie lada wyzwa-
niem, prowadzącym do wielu niespójności.
dr inż. Robert Jurczak, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Laboratorium Drogowe GDDKiA w Szczecinie
prawo i administracja
67
www.autostrady.elamed.pl
Summary
Poland’s joining the EU imposed on our country
the obligation to introduce numerous European
norms concerning the road construction materi-
als and research methods. It triggered changing
the system, on which the principles of Polish road
construction had been based for the last several
dozens of years. The changes implementation proc-
ess proved to be a considerable challenge, which
has led to many inconsistencies.
Rys. 1. Obszar dobrego uziarnienia kruszyw przeznaczonych na podbudowy wg PN-S-06102
(1-2 – kruszywo na podbudowę zasadniczą; 1-3 – kruszywo na podbudowę pomocniczą)
Fot. 2. Mieszanka kruszywa niezwiązanego przed skropieniem (prawa strona) i po skropieniu
(lewa strona)
bilizowanego mechanicznie przeznaczone są do wykonywania
warstw konstrukcji nawierzchni dla wszystkich kategorii ruchu,
czyli od KR1 do KR6. W niektórych przypadkach może rów-
nież stanowić nawierzchnię twardą nieulepszoną. Według normy
PN-S-06102 kruszywo stabilizowane mechanicznie o uziarnieniu
do 31,5 mm przeznaczone jest do stosowania na podbudowę za-
sadniczą (górna warstwa podbudowy) lub podbudowę jednowar-
stwową, a do podbudowy pomocniczej (dolna warstwa) można
stosować mieszanki o uziarnieniu do 63 mm.
Mieszanki kruszywa na podbudowy stabilizowane mechanicz-
nie powinny charakteryzować się uziarnieniem mieszczącym się
pomiędzy granicznymi krzywymi (obszar dobrego uziarnienia)
podanymi na rysunku 1 i powinny odpowiadać wymaganym pa-
rametrom przedstawionym w tabeli 1.
W tabeli 2 przedstawiono wybrane cechy podbudowy z kru-
szywa stabilizowanego mechanicznie.
Mieszanki w świetle WT MNzw-2008
Mimo że już dawno wprowadzono normy PN-EN to niestety
istnieją jeszcze „stare” normy i w najbliższym czasie wciąż będą
wykorzystywane. Podobnie wygląda sytuacja w przypadku normy
PN-EN 13285, która już dawno została wprowadzona do zbioru
Polskich Norm. Jednak dopiero niedawno opracowano projekt
dokumentu aplikacyjnego, który wprowadza postanowienia wyżej
wymienionej normy do praktycznego stosowania.
Wymagania Techniczne WT MNzw-2008 obowiązują przy wy-
konywaniu warstw z kruszyw niezwiązanych w konstrukcji na-
wierzchni drogowych i ulepszonego podłoża oraz innych kon-
strukcjach przeznaczonych do ruchu. Można wyróżnić mieszanki
z kruszyw naturalnych, sztucznych i z recyklingu lub mieszaniny
tych kruszyw w określonych proporcjach.
W tabeli 4 pokazano wybrane wymagania wobec kruszywa
wchodzącego w skład mieszanek niezwiązanych przeznaczonych
na podbudowy.
Na podstawie analizy wymagań przedstawionych w tabeli 2 wo-
bec kruszywa do mieszanek niezwiązanych przeznaczonych na pod-
budowy można stwierdzić, że (w nawiasach podano symbol lite-
rowy dla każdej kategorii):
– zawartość pyłów zarówno w kruszywie grubym, jak i drobnym
jest deklarowana przez producenta,
– wskaźnik płaskości (FI) i kształtu (SI) wyznaczony w bada-
niu kształtu kruszywa grubego nie powinien być większy niż
50%,
– kruszywo grube powinno charakteryzować się nasiąkliwością
nie większą niż 2% (WA) lub brak wymagań (W
cm
) w zależno-
ści od metody badania,
Fot. 1. Warstwa podbudowy stabilizowanej mechanicznie po skropieniu emulsją asfaltową
prawo i administracja
68
Magazyn Autostrady 10/2009
– kruszywo powinno charakteryzować się ubytkiem masy w ba-
daniu mrozoodporności nie większym niż 4-25% masy w za-
leżności od pochodzenia materiału (F).
Ponadto ustalano szczegółowe wymagania wobec kruszywa
do mieszanek niezwiązanych w zależności od ich przeznacza-
nia, tj.:
– dla podbudowy pomocniczej:
• dopuszcza się w kruszywie w sumie 30% nadziarna i podziar-
na (G
C
),
• wymaga się od kruszywa drobnego, by przez sito D przecho-
dziło 85-99% masy kruszywa, a przez sito 1,4D – 98-100%
masy kruszywa (GT
F
),
• wymaga się od kruszywa o ciągłym uziarnieniu, aby przez
sito D przechodziło 85-99% masy kruszywa (G
A
),
• nie występują dodatkowe wymagania zarówno wobec
uziarnienia na sitach pośrednich (GT
C
), jak i w stosunku
do zawartości ziaren o powierzchni przekruszonej i łama-
nej (C) w kruszywie grubym,
• nie ustalono tolerancji typowego uziarnienia dla kruszywa
drobnego (GT
F
) i kruszywa o ciągłym uziarnieniu (GT
A
),
• wskaźnik Los Angeles (LA) kruszywa grubego wyznaczony
w badaniu odporności na rozdrabnianie nie powinien być
większy niż 50;
– dla podbudowy zasadniczej:
• dopuszcza się w kruszywie 20% nadziarna i 20% podziarna (G
C
),
• wymaga się od kruszywa drobnego, by przez sito D przecho-
dziło 80-99% masy kruszywa, a przez sito 1,4D – 98-100%
masy kruszywa (GT
F
),
• wymaga się od kruszywa o ciągłym uziarnieniu, aby przez
sito D przechodziło 75-99% masy kruszywa (G
A
),
• podaje się również tolerancje typowego uziarnienia deklaro-
wanego przez producenta (GT
F
),
M
IESZANKA
NIEZWIĄZANA
0/32
P
RZESIEW
[%]
0,5
1,0
2,0
4,0
5,6
8
11,2
16
22,4
Ogólny obszar uziarnienia
5-35
9-40
16-47
22-60
–
35-68
–
55-85
–
Obszar uziarnienia uwzględniający dopuszczalne tolerancje
10-30
14-35
23-40
30-52
–
43-60
–
63-77
–
Tolerancje
±5
±5
±7
±8
–
±8
–
±8
–
Tabela 3. Wybrane wymagania wobec uziarnienia na przykładzie mieszanki niezwiązanej 0/32 do warstwy podbudowy pomocniczej
L
P
.
W
ŁAŚCIWOŚĆ
W
YMAGANIA
WOBEC
MIESZANEK
NIEZWIĄZANYCH
P
ODBUDOWA
POMOCNICZA
P
ODBUDOWA
ZASADNICZA
1.
Uziarnienie mieszanek
0/32; 0/45; 0/63
2.
Maksymalna zawartość pyłów, kategoria nie wyższa niż
UF
12
UF
9
3.
Minimalna zawartość pyłów
LF
NR
4.
Zawartość nadziarna
OF
90
5.
Wskaźnik piaskowy SE, nie mniej niż
40
45
6.
Odporność na rozdrabnianie (dotyczy frakcji 10/14 odsianej z mieszanki),
kategoria nie wyższa niż
LA
40
LA
35
7.
Mrozoodporność (dotyczy frakcji 8/16 odsianej z mieszanki), kategoria nie wyższa niż
F7
F4
8.
Wartość wskaźnika CBR przy wskaźniku zagęszczenia I
s
= 1,0 i nasyceniu wodą
przez 96 h, nie mniej niż
≥60
≥80
Tabela 4. Wybrane wymagania wobec mieszanek niezwiązanych przeznaczonych na podbudowy wg WT MNzw-2008
L
P
.
P
ODBUDOWA
Z
KRUSZYWA
O
WSKAŹNIKU
W
NOŚ
[%],
NIE
MNIEJSZY
NIŻ
W
YMAGANE
CECHY
PODBUDOWY
W
SKAŹNIK
ZAGĘSZCZENIA
I
S
,
NIE
MNIEJSZY
NIŻ
M
INIMALNY
MODUŁ
ODKSZTAŁCENIA
OKREŚLONY
W
BADANIU
PŁYTĄ
VSS
O
ŚREDNICY
30
CM
, [MP
A
]
M
ODUŁ
PIERWOTNY
E
1
M
ODUŁ
WTÓRNY
E
2
1.
60
1,00
60
120
2.
80
1,00
80
140
3.
120
1,03
100
180
L
P
.
W
ŁAŚCIWOŚĆ
W
YMAGANIA
WOBEC
KRUSZYWA
DO
PODBUDOWY
POMOCNICZE
ZASADNICZE
NATURALNE
ŁAMANE
NATURALNE
ŁAMANE
1.
Zawartość ziaren mniejszych niż 0,075 mm, nie więcej niż [%]
2-12
2-10
2.
Zawartość nadziarna, nie więcej niż [%]
10
5
3.
Zawartość ziaren nieforemnych, nie więcej niż [%]
45
40
35
4.
Wskaźnik piaskowy [-]
30-70
5.
Ścieralność całkowita w bębnie Los Angeles [%]
45
50
35
6.
Nasiąkliwość, nie więcej niż [%]
4,0
5,0
2,5
3,0
7.
Mrozoodporność (ubytek masy po 25. cyklach zamrażania), nie więcej niż [%]
10
5
8.
Wskaźnik nośności, nie mniejszy niż:
dla I
s
≥1,00
dla I
s
≥1,03
60
–
80
120
Tabela 1. Wybrane wymagania wobec kruszywa do mieszanek stabilizowanych mechanicznie przeznaczonych na warstwy podbudowy według PN-S-06102
Tabela 2. Wybrane cechy podbudowy z kruszywa stabilizowanego mechanicznie wg PN-S-06102
prawo i administracja
69
www.autostrady.elamed.pl
• ustalono dodatkowe wymagania na sitach pośrednich (GT
C
),
tj. 20-70% masy kruszywa powinno przechodzić przez sito
D/1,4 z tolerancją 15% masy kruszywa dla D/d < 4,
• zawartość ziaren całkowicie lub częściowo przekruszonych
albo łamanych (C) powinna wynosić 90-100% masy kruszy-
wa oraz do 3% masy kruszywa ziaren całkowicie zaokrąglo-
nych. Przyjmuje się, że kruszywa uzyskane z przekruszenia
skał są kruszywami kategorii C
90/3
i nie wymagają dalszych
badań. Pojawiły się tutaj dwie kategorie procentowych zawar-
tości ziaren o powierzchni przekruszonej lub łamanych oraz
całkowicie zaokrąglonych w kruszywie grubym do warstwy
podbudowy zasadniczej C
90/3
i C
NR
. Według autora powinna
być wybrana jedna kategoria,
• wskaźnik Los Angeles (LA) kruszywa grubego wyznaczony
w badaniu odporności na rozdrabnianie nie powinien być
większy niż 40.
Na rysunku 2 przedstawiono sposób interpretacji wartości de-
klarowanej przez dostawcę (producenta).
Dostawca (producent) powinien deklarować typowy obszar
uziarnienia dostarczonej mieszanki w celu określenia uziarnienia
poszczególnych dostaw na placu budowy. Wartość tego deklaro-
wanego przesiewu musi mieścić się wewnątrz obszaru uwzględ-
niającego dopuszczalne tolerancje przesiewu (SDV). Natomiast
wszystkie wartości deklarowane przez dostawcę (producenta) mu-
szą mieścić się wewnątrz ogólnego obszaru uziarnienia (rys. 2).
Ponadto krzywa uziarnienia deklarowana przez dostawcę (produ-
centa) mieszanek powinna spełniać także wymagania ciągłości,
które do tej pory nie były ustalone w normie PN-S-06102.
W celu wyjaśnienia zapisów w tabeli 3 posłużono się przykła-
dem, w którym postawiono następujące pytanie: w jakich obsza-
rach powinna znajdować się wartość deklarowana przez dostawcę
(producenta), np. na sicie 4 mm? Odpowiedź jest prosta i wymaga
Rys. 2. Schemat interpretacji wartości deklarowanej przez dostawcę (producenta)
L
P
.
W
ŁAŚCIWOŚĆ
W
YMAGANIA
WOBEC
KRUSZYWA
DO
MIESZANEK
NIEZWIĄZANYCH
P
ODBUDOWA
POMOCNICZA
P
ODBUDOWA
ZASADNICZA
1.
Uziarnienie, kategoria nie niższa niż
G
C
85/15
G
F
85
G
A
85
G
C
80/20
G
F
80
G
A
75
2.
Ogólne granice i tolerancje uziarnienia kruszywa grubego na sitach pośrednich
GT
C
NR
GT
C
20/15
3.
Tolerancje typowego uziarnienia kruszywa drobnego i kruszywa o ciągłym
uziarnieniu
GT
F
NR
GT
A
NR
GT
F
10
GT
A
20
4.
Kształt kruszywa grubego, kategoria nie wyższa niż
FI
50
SI
50
5.
Zawartość ziaren o powierzchni przekruszonej lub łamanych oraz ziaren całko-
wicie zaokrąglonych w kruszywie grubym, kategoria nie niższa niż
C
NR
C
90/3
C
NR
6.
Zawartość pyłów w kruszywie grubym i drobnym
f
deklarowana
7.
Odporność na rozdrabnianie, kategoria nie wyższa niż
LA
50
LA
40
1
8.
Nasiąkliwość, kategoria nie wyższa niż
W
cm
NR
WA
24
2
2
9.
Mrozoodporność na frakcji kruszywa #8/16, kategoria nie wyższa niż:
– skały magmowe i przeobrażone,
– skały osadowe,
– kruszywo z recyklingu.
F4
F10
F10 (F25
3
)
Tabela 5. Wybrane wymagania wobec kruszywa do mieszanek niezwiązanych przeznaczonych na podbudowy wg WT MNzw-2008
1
do warstw podbudów zasadniczych na drogach obciążonych ruchem KR3-6 dopuszcza się kruszywo charakteryzujące się wskaźnikiem LA mniejszym lub równym 35;
2
w przypadku niespeł-
nienia wymagania należy sprawdzić mrozoodporność;
3
pod warunkiem, że zawartość w mieszance nie przekracza 50% m/m
prawo i administracja
70
Magazyn Autostrady 10/2009
jedynie określenia odpowiednich wymagań wobec mieszanki nie-
związanej 0/32 mm na sicie 4 mm:
– ogólny obszar uziarnienia wynosi 22-60% m/m,
– obszar uziarnienia uwzględniający dopuszczalne tolerancje:
30-52% m/m,
– tolerancja przesiewu: 8% m/m, przy porównaniu z deklarowa-
ną przez producenta wartością.
W związku z tym jeśli dostawca kruszywa deklaruje przesiew
na sicie 4 mm równy 33% m/m, wówczas 90% wszystkich wy-
ników zbadanych w ramach ZKP (Zakładowej Kontroli Pro-
dukcji) w okresie 6 miesięcy powinno mieścić się w zakresie
25-41% m/m i 100% wyników w zakresie 22-60% m/m, aby za-
pewniona była jednorodność mieszanki.
W tabeli 4 przedstawiono wybrane wymagania dla mieszanek
niezwiązanych przeznaczonych na podbudowy.
Do warstw podbudowy pomocniczej i zasadniczej dopuszcza
się trzy rodzaje mieszanek o różnym uziarnieniu. W stosunku
do zawartości pyłów w mieszance niezwiązanej ustalono jedynie
jej górną granicę, która dla mieszanek przeznaczonych do podbu-
dowy pomocniczej wynosi 12%, a zasadniczej 9%. W mieszankach
niezwiązanych dopuszcza się do 10% nadziarna. Ubytek masy kru-
szywa w badaniu mrozoodporności nie powinien być większy niż
7% w przypadku podbudowy pomocniczej, a 4% dla zasadniczej.
Wskaźnik piaskowy nie powinien być mniejszy niż wartości poda-
ne w tabeli 4. Wymagania w zakresie odporności na rozdrabnia-
nie wyrażone wskaźnikiem LA wynoszą odpowiednio 40 i 35 dla
podbudowy pomocniczej i zasadniczej. Wartość wskaźnika CBR
przy zagęszczeniu (I
s
= 1,0) nie powinna być mniejsza niż 60 dla
podbudowy pomocniczej i 80 dla zasadniczej.
Oprócz przedstawionych w niniejszym artykule wymagań zawar-
tych w WT MNzw-2008 określono również w sposób szczegółowy
zasady zakładowej kontroli produkcji mieszanek niezwiązanych
(w załączniku C WT MNzw-2008), opisano badanie oznaczenia
współczynnika fi ltracji (w załączniku D WT MNzw-2008). Ponad-
to należy również zaznaczyć, że w WT MNzw-2008 określono
wymagania w stosunku do mieszanek niezwiązanych przeznaczo-
nych do wykonywania warstw podłoża ulepszonego i nawierzchni
obciążonej ruchem KR1-2.
Porównanie wymagań
wobec mieszanek niezwiązanych
według WT MNzw-2008 i PN-S-06102
Analiza wymagań wobec mieszanek niezwiązanych według
WT MNzw-2008 i normy PN-S-06102 oraz ich porównanie po-
zwala na sformułowanie następujących wniosków:
– brak jest dotychczasowego podziału kruszyw na naturalne i ła-
mane, które obecnie dzielą się na naturalne, sztuczne i pozy-
skane z recyklingu,
– granice uziarnienia (frakcje) kruszywa nazywane są wymiarem
kruszywa: d – dolnym, i D – górnym,
– wypełniaczem nazywa się ziarna przechodzące przez sito
#0,063 mm, wcześniej przez sito #0,075,
– wprowadzono nowy zestaw sit, który jest odmienny od stoso-
wanego dotychczas w Polsce,
– wprowadzono kategorie dla poszczególnych właściwości, co jest
zgodne zresztą z ogólną fi lozofi ą norm europejskich,
– do warstw podbudowy zasadniczej dopuszczono mieszanki
również o uziarnieniu większym niż 31,5 mm,
– zmieniono dopuszczalną zawartość podziarna i nadziarna, pyłów
oraz wprowadzono dodatkowe wymagania w zakresie uziarnienia
dla materiałów wchodzących w skład mieszanek niezwiązanych,
– w Wymaganiach Technicznych MNzw-2008 podano jedynie
wartość minimalną wskaźnika piaskowego, podczas gdy w nor-
mie PN-S-06102 występowało ograniczenie górne dla wskaźnika
piaskowego równe 70,
– w Wymaganiach Technicznych podano tylko wartość wskaźnika
CBR przy zagęszczeniu (I
s
= 1,0), a brak jest wymagań wobec
wskaźnika CBR przy wskaźniku zagęszczenia równym 1,03,
– brak wymagań odnośnie do modułu odkształcenia wyznaczane-
go w badaniu za pomocą płyty VSS, które występowały w nor-
mie PN-S-06102.
Podsumowanie
Według autora projekt dokumentu aplikacyjnego WT MNzw-
-2008 jest zbyt obszerny. Podsumowując krótko różnice między
propozycją wymagań zawartych w WT MNzw-2008 i PN-S-06102,
można zauważyć, że:
– zmieniono obszary uziarnienia dla mieszanek z kruszyw nie-
związanych,
– wprowadzono nowe rodzaje mieszanek przeznaczonych na war-
stwy podbudowy,
– wprowadzono nowe badania i wymagania,
– dopuszczono i ustanowiono wymagania wobec mieszanek nie-
związanych z kruszyw pochodzących z recyklingu,
– niektóre wymagania (np. zawartość ziaren nieforemnych, od-
porność na rozdrabnianie) są bardziej liberalne niż w dotych-
czasowych wytycznych i normach.
Po dokładnej analizie wymagań w zakresie dopuszczalnego ob-
szaru uziarnienia należy przyznać, że są one bardziej „surowe”
niż w dotychczasowych przepisach. Zatem wynika stąd wniosek,
że autor WT MNzw-2008 stawia większy nacisk na jednorodność
i ciągłość mieszanki.
W kruszywie do warstw podbudowy zasadniczej dopuszcza się
40% podziarna i nadziarna, natomiast dla podbudowy pomoc-
niczej dopuszcza się 30% podziarna i nadziarna. Autor ma wąt-
pliwości, czy wymagania wobec kruszywa do warstwy podbudo-
wy zasadniczej nie powinny być bardziej „restrykcyjne” (chyba
że interpretacja autora odnośnie do zapisów jest nieprawidłowa).
Kolejne wątpliwości wzbudzają wymagania w kwestii uziarnienia.
Czy powinny być takie same, niezależnie od kategorii ruchu?
Bardzo ważnym elementem WT MNzw-2008 jest określenie wy-
magań wobec mieszanek niezwiązanych z kruszyw z recyklingu,
który pozwoli na równe traktowanie tych materiałów z materiała-
mi naturalnymi.
Zdaniem autora w Wymaganiach Technicznych WT MNzw-2008
niektóre zapisy są nieprecyzyjne, przez co istnieje możliwość róż-
nej ich interpretacji. Ponadto zawierają one nowe metody badań
(nawet jeśli nazwa badanej właściwości jest taka sama), co powo-
duje, że uzyskane wyniki tej samej właściwości mogą się różnić
od wyników uzyskiwanych dotychczasowymi metodami. Należy
też pamiętać, że ostateczna wersja WT MNzw-2008 może się nie-
znacznie różnić od przedstawionej w niniejszym artykule.