Necessary measures for ensuring the quality of hot mix asphalt in Lithuania

Abstract

It was determined that poor quality of asphalt concrete is the main cause (65 %) of early fatigue cracking of asphalt concrete pavement of roads in Lithuania and neighbouring countries with similar climatic conditions. The poor quality of asphalt concrete is mainly predetermined by production errors of hot mix asphalt (HMA) and designed suboptimal mass ratio of constituents. The development of theoretical principles for producing the best componential composition of asphalt concrete is highlighted. Optimal values of the portions of coarse aggregate, fine aggregate, filler and bitumen recommended by different authors are given. The main causes of deviations from the optimal composition of HMA produced by asphalt asphalt mix plants of different generations are systematised. The dynamics of rapid cracking of asphalt concrete paving of Lithuanian roads is shown emphasising the inadequacy of HMA structure and properties to increased traffic intensity and axial workloads. The permissible values of asphalt concrete components, optimal under the actual climate and traffic conditions, ensuring highest asphalt concrete resistance to fatigue and rational (8–9 years) service life, during which the cracked pavement area does not exceed 8 %, are proposed. A quality assurance method has been developed based on mathematical statistical methods. It helps avoid deviations of component proportions, occurring in the process of production, from the project proportion and to increase the homogeneity of the product.

Atskleistos Lietuvos ir panašaus klimato kaimyninių šalių automobilių kelių asfaltbetonio dangos ankstyvosios suirties priežastys, kurių daugiau kaip 65 % sudaro dangos asfaltbetonio nepakankama kokybė. Asfaltbetonio savybes dažniausiai lemia karštojo asfaltinio mišinio (KAM) gamybos paklaidos ir parinktas neoptimalus naudojamų medžiagų masės santykis. Pateikta asfaltbetonio geriausios komponentinės sudėties kūrimo teorinių principų raida, parodomos skirtingų autorių rekomenduojamos skaldos, smėlio, mineralinių miltelių ir bitumo kiekių optimalios vertės. Susistemintos skirtingos kartos asfaltbetonio maišytuvais gaminto KAM tikrosios sudėties nuokrypių nuo projekto svarbiausios priežastys. Apibūdinta Lietuvos kelių asfaltinės dangos spartėjančios irties dinamika, atskleidžianti panaudoto KAM struktūros ir savybių neatitiktį labai padidėjusiems sunkiųjų automobilių eismo intensyvumui ir ašių apkrovoms. Pateiktos klimato sąlygas ir padidėjusį eismą geriausiai atitinkančios asfaltbetonio komponentų kiekio leistinosios vertės, laiduojančios asfaltbetonio didžiausią atsparumą nuovargiui ir jo dangos pakankamą (8–9 metų) funkcionavimo be esminės suirties (kai danga suyra ne didesniame kaip 8 % jos plote) trukmę. Sukurta matematinės statistikos metodais pagrįsta KAM gamybos kokybės laidavimo metodika, kurią taikant sumažėjo komponentų kiekio gaminamame mišinyje nuokrypiai nuo jų projektinio kiekio ir padidėjo jo homogeniškumas.