Výzkum a zhodocení vybraných vlastnostní ovlivňujících životnost asfaltových vozovek

Abstract

Důležitou položkou státního rozpočtu jsou investice do rozvoje a správy silniční infrastruktury. Takovéto investice dosahají i v malém rozsahu dopravních staveb milionových částek. Životnost asfaltových směsí, resp. asfaltových vrstev ve vozovkách, je klíčová pro udržitelnost silniční sítě. Životnost a kvalitu asfaltových vrstev přitom ovlivňuje celá řada faktorů a vlivů. Jedním ze zásadních poškození v České republice jsou kromě trvalých deformací (vyjetých kolejí), také mrazové a únavové trhliny. Trvalé deformace vznikají vlivem zatížení a vysokých teplot. Mrazové trhliny vznikají na opačném spektru teplot – při nízkých teplotách. Problematika únavy je potom zcela samostatný a značně komplexní fenomén, který souvisí se schopnostmi materiálu dlouhodobě odolávat opakujícím se účinkům zatížení od dopravy i klimatu. Cílem této disertační práce je nastavit jednoduché metodiky pro zkoušení a hodnocení asfaltových směsí v oboru nízkých teplot za účelem zvýšení znalostí o asfaltových směsích a tím zvýšení jejich životnosti. V teoretické části disertační práce jsou shrnuty vlivy ovlivňující životnost asfaltových vozovek, jsou uvedeny možnosti zvyšování trvanlivosti konstrukcí vozovek a jsou teoreticky shrnuty metody stanovení nízkoteplotních vlastností používané ve světě. V praktické části disertační práce jsou nastaveny dvě metodiky zkoušení nízkoteplotních vlastností. Mezi těmi metodikami je určována korelace a jsou stanoveny doporučené hodnoty nízkoteplotních parametrů. Dále tato práce stanovuje doporučení, jak upravit návrh asfaltové směsi, pokud některý z testovaných parametrů nevyhoví doporučené hranici.

An important part of state budget are investments in development and maintenance of road infrastructure. Such investments are always planned in advance and reach cost of millions even in small-scale road projects. Durability of asphalt mixtures and asphalt layers made of them is crucial for sustainability of road infrastructure. Durability and quality of asphalt layers are influenced by many factors. One of the major damages of pavement constructions in the Czech Republic apart from permanent deformations (rutting) are thermal induced cracks and fatigue-related cracks. Permanent deformations are caused by traffic load and high temperatures. Thermal induced (frost) cracking occurs on the opposite temperature spectrum – at low temperatures. The issue of fatigue is then a completely separate phenomenon, which is related to ability of the material to withstand repeated effects of traffic load and climate changes in the long term. The aim of this dissertation is to determine simple methods for testing and evaluating of asphalt mixtures in range of low temperatures in order to increase knowledge about asphalt mixtures and thus increase their service life. The theoretical part of the dissertation summarizes the factors affecting durability of asphaltic roads, states the possibilities of increasing the durability and theoretically summarizes the methods of determining properties in low-temperature range used in the world. In the practical part of the dissertation, two methods for testing properties in low-temperature range are determined. A correlation between these methods is calculated and recommended values are set. In addition, there are recommendations how to adjust the design of the asphalt mixture if any of the tested parameters does not meet the recommended limit.