Amestec de beton asfaltic

11.6.1.2 Distorsiune

Distorsiunea carosabilului este rezultatul instabilității, mișcării sau slăbiciunii mixturii asfaltice în baza granulară sau în subsol și, în plus, unele tipuri de distorsiune pot fi însoțite de fisurarea carosabilului. Deformarea carosabilului poate lua mai multe forme, dar arieratul și împingerea sunt cele mai frecvente.

Arieratul (formarea de depresiuni canalizate, arierate) apare în urmele roților de pe o suprafață de carosabil. Rutting-ul este o problemă serioasă deoarece șanțurile contribuie la o suprafață de rulare aspră și se pot umple cu apă în timpul evenimentelor de ploaie sau zăpadă, ceea ce poate face ca vehiculele care circulă pe șosea să acvaplaneze și să piardă controlul.

Rutting-ul (adesea denumit deformare permanentă) este o formă comună de deteriorare a pavajelor flexibile și este cauzat atunci când anvelopele de camion (încărcate sau grele) se deplasează pe un pavaj din beton asfaltic, pavajul se deviază foarte puțin. Aceste deformări variază de la mult mai puțin de o zecime de milimetru pe vreme rece – când pavajul și subsolul sunt foarte rigide – la un milimetru sau mai mult pe vreme caldă – când suprafața pavajului este fierbinte și foarte moale. Dacă modulul de elasticitate al mixturii este suficient, pavajul tinde să revină la poziția inițială după ce anvelopa camionului trece peste un anumit punct al pavajului. Adesea, însă, suprafața pavajului nu își revine complet, lăsând o cantitate foarte mică (dar nu nesemnificativă) de deformare permanentă a pavajului în calea roții. În consecință, după ce mai multe încărcături de roți au trecut pe carosabil – numărul de încărcături de roți variază în funcție de calitatea carosabilului -, arieratele pot deveni semnificative, ducând la carosabilul cu arierate grave, cu o adâncime de 20 mm sau mai mult (0,75 inch sau mai mult). Adâncimi de rutină de aproximativ 10 mm sau mai mari sunt de obicei considerate excesive și reprezintă un pericol semnificativ pentru siguranță.

Ruttingul subsolului pavajului este cauzat de consolidarea sau deplasarea materialelor din cauza încărcării repetate a traficului. În cazuri severe, se poate produce o ridicare în exteriorul șanțului. Acest mod de cedare apare în bază sau în sub-bază ca urmare a unor tensiuni excesive, a infiltrării de umiditate sau a unui eșec de proiectare de bază. Prin urmare, ar putea apărea sub forma unei depresiuni în calea roților sau a unei ridicări de-a lungul laturilor șanțului. În mod normal, apariția unei caneluri apare atunci când un pavaj este nou construit și devine minimă pe măsură ce liantul asfaltic se întărește și îmbătrânește. De asemenea, formarea de șanțuri este cauzată de camioanele care transportă încărcături grele pe anvelope cu presiuni de umflare mult mai mari pe pavaje care nu sunt proiectate să reziste la acest tip de stres. Amestecurile respective aveau un conținut prea mare de asfalt, un conținut prea mare de substanțe fine, agregate cu textură rotundă și netedă și asfalt prea moale. Îmbunătățirile în procedurile de proiectare a amestecurilor, în specificațiile și testarea agregatelor și în lianții PG au redus semnificativ problemele de arierate.

În cele din urmă, arieratele sunt mai frecvente vara, când temperaturile ridicate înmoaie cimentul asfaltic. Pe trotuarele cu mixtură asfaltică la rece (CMA), lipsa de aerisire sau de întărire a emulsiei poate avea ca rezultat o mixtură fragedă care se va orni. Aceasta este în special o problemă atunci când pavajul cu mixtură la rece este construit târziu în cursul anului. Alte forme înrudite de deformare permanentă includ shoving și wash boarding.

Shoving (ondulații, wash-boarding) este o formă de deformare plastică care are ca rezultat ondulații pe suprafața pavajului. Acestea apar de obicei atunci când există o solicitare orizontală severă acolo unde traficul începe și se oprește, pe coborâri unde vehiculele frânează, la intersecții și în curbe orizontale ascuțite. Ondulațiile sunt de obicei cauzate de o cantitate prea mare de asfalt sau de utilizarea unui asfalt foarte moale în mixtură.

Shoving-ul apare de obicei la intersecții când vehiculele opresc, exercitând o forță laterală pe suprafața mixturii fierbinți, ceea ce face ca aceasta să se deformeze excesiv de-a lungul pavajului, mai degrabă decât în interiorul șanțurilor roților. Wash boarding este un fenomen similar, dar, în acest caz, deformarea ia forma unei serii de ondulații mari pe suprafața pavajului. Rutting-ul, shoving-ul și wash boarding-ul pot fi rezultatul unei deformări permanente în orice parte a pavajului – subsolul, sub-bază granulară sau oricare dintre straturile legate. Deformarea permanentă excesivă a unuia sau mai multor straturi legate este rezultatul unui amestec de beton asfaltic care nu are rezistență și rigiditate la temperaturi ridicate. Mai multe probleme legate de proiectarea unei mixturi, cum ar fi selectarea unui liant asfaltic prea moale pentru climatul și nivelul de trafic date, pot face ca aceasta să fie predispusă la arierate și la alte forme de deformare permanentă.

Dezintegrarea este descompunerea unui pavaj care începe cu pierderea particulelor de agregate fine de la suprafața pavajului și progresează până la formarea de gropi. Este o degradare progresivă în jos în straturile inferioare ale pavajului, rezultând bucăți mari de fragmente nelegate. Această defecțiune poate fi rezultatul unei solicitări de oboseală, deoarece se formează gropi uriașe pe carosabil pe măsură ce fragmentele sunt dislocate de trafic. Diferitele tipuri de dezintegrare a pavajului sunt raveling/întemperii, delaminare, decapare și gropi.

Raveling (intemperii) este pierderea progresivă de agregate de pe suprafața pavajului. Ravelingul este una dintre complicațiile care rezultă din decapare. Ea poate fi descrisă ca fiind pierderea progresivă a materialului de suprafață prin intemperii sau abraziune de suprafață. Aceasta începe atunci când agregatele fine se desprind de cimentul asfaltic, lăsând mici pete aspre pe suprafața pavajului, care cresc pe măsură ce particule mai mari de agregate sunt dislocate de pe suprafața pavajului. Pe măsură ce avansează, particulele mai mari de agregate se desprind din cauza lipsei de suport din partea agregatelor fine din jur. Ravelingul este accelerat în căile de rulare de către trafic. Descompunerea se produce pe întreaga suprafață a pavajului, inclusiv în zonele fără trafic. De obicei, este nevoie atât de apă, cât și de trafic pentru a provoca o ravelare extinsă. Raveling-ul este cauzat de goluri de aer mari în mixturile asfaltice la cald din cauza compactării necorespunzătoare sau a asfaltării la sfârșitul sezonului. În plus, o mixtură asfaltică slabă (prea puțin asfalt) sau supraîncălzirea asfaltului în stația de mixare a asfaltului (ceea ce duce la întreruperea structurării unui liant legat de agregate) poate duce, de asemenea, la raveling. De asemenea, ravelarea apare atunci când anvelopele dislocă particule de agregate de pe suprafața unui covor asfaltic mixt la cald. Mulți dintre aceiași factori care contribuie la o rezistență slabă la oboseală vor contribui, de asemenea, la raveling, inclusiv conținutul scăzut de liant asfaltic și compactarea slabă pe teren. Deoarece suprafața pavajului este expusă la apă din cauza ploii și a zăpezii, rezistența slabă la umiditate poate, de asemenea, să accelereze zdrențuirea în cazul pavajelor cu mixtură asfaltică la cald.

Zdrențuirea este pierderea treptată a aderenței dintre pelicula de asfalt și suprafața agregatului, ceea ce duce la pierderea integrității mixturii asfaltice la cald. Prin urmare, pavajul devine susceptibil la diverse forme de cedare prin pierderea rigidității sale structurale. Printre factorii care contribuie la stripping se numără: apa de pe trotuar cu o încărcătură mare de trafic, temperatura ridicată, natura agregatelor și a liantului și compactarea slabă. Stripping-ul poate duce la alte forme de degradare, cum ar fi fisurarea și arieratele.

Apa nu curge ușor prin îmbrăcăminți din mixturi asfaltice care au fost construite cu atenție și eficiență, dar va curge foarte încet chiar și prin materialul bine compactat. Apa își poate croi drum între suprafețele agregatelor și liantul asfaltic dintr-un amestec, slăbind sau chiar distrugând total legătura dintre aceste două materiale (stripping). Deteriorările cauzate de umiditate pot apărea rapid atunci când apa este prezentă sub un pavaj, ca atunci când pavajele sunt construite peste zone slab drenate și nu sunt proiectate sau construite corespunzător pentru a elimina apa din structura pavajului. De fapt, expunerea ocazională la apă poate provoca deteriorarea umezelii în mixturile asfaltice din cauza unei proiectări defectuoase, a unei construcții defectuoase sau a utilizării unor materiale necorespunzătoare.

Procesele fizico-chimice care controlează deteriorarea de umiditate sunt complexe în măsura în care diferite combinații de liant asfaltic și agregate vor prezenta grade foarte diferite de rezistență la deteriorarea de umiditate. De fapt, este dificil de prezis rezistența la umiditate a unei anumite combinații de asfalt și agregat, deși mixturile asfaltice produse cu agregate care conțin o proporție mare de siliciu (cum ar fi gresia, cuarțul, chert și unele tipuri de granit) tind să fie mai sensibile la deteriorarea de umiditate. O construcție adecvată, în special o compactare temeinică, poate contribui la reducerea permeabilității pavajelor din mixturi asfaltice la cald și, astfel, poate reduce semnificativ (chiar atenua) probabilitatea deteriorării cauzate de umiditate. Aditivii antiderapanți pot fi adăugați la mixturile asfaltice pentru a îmbunătăți rezistența la umiditate – varul hidratat este unul dintre cei mai comuni și mai eficienți astfel de aditivi.

Rezistența la umiditate a mixturilor asfaltice la cald poate fi evaluată (adesea menționată ca procedura Lottman). În acest test, șase epruvete cilindrice de mixtură asfaltică la cald sunt compactate în laborator. Trei dintre acestea sunt supuse unei condiționări – saturație în vid, îngheț și dezgheț – în timp ce celelalte trei nu sunt condiționate. Ambele seturi de epruvete sunt apoi testate cu ajutorul testului de tracțiune indirectă. Procentul de rezistență păstrat după condiționare se numește raport de rezistență la tracțiune și reprezintă o indicație a rezistenței la umiditate a amestecului respectiv. Multe agenții de autostrăzi cer un raport minim de rezistență la tracțiune de 70-80% pentru mixturile asfaltice la cald, dar trebuie reamintit faptul că datele obținute prin această metodă de testare pot să nu fie întotdeauna 100% fiabile și pot oferi doar o indicație aproximativă a rezistenței amestecului la pătrunderea umezelii și la deteriorare.

Delaminarea este pierderea localizată a întregii grosimi a unui strat de acoperire și este cauzată de lipsa unei legături între stratul de acoperire și pavajul original. Din nou, apa este agentul cauzal, în special atunci când incursiunea apei are loc între două straturi ale pavajului. Cu toate acestea, delaminarea este, de obicei, limitată la zona de trecere a roților și durează câțiva ani de la aplicarea stratului de acoperire pentru a deveni o problemă serioasă, dar odată ce apare, carosabilul este dificil de reparat. Curățarea vechii suprafețe și aplicarea unei emulsii asfaltice ca strat de aderență (un strat subțire de asfalt utilizat în construcția sau refacerea drumurilor și autostrăzilor) va ajuta la ameliorarea problemei și este deosebit de utilă atunci când grosimea stratului de acoperire este de 50 mm (doi inci) sau mai puțin.

Groaiele sunt găuri în formă de bol de diferite dimensiuni într-un pavaj care rezultă din dezintegrarea localizată sub acțiunea traficului. Ele cauzează alinierea defectuoasă a roților și pot începe cu o mică fisură care lasă să pătrundă apa și slăbește baza drumului, sau o mică zonă de ravenare care se extinde pe toată adâncimea, sau o grămadă de gropi pot apărea peste noapte într-o zonă cu crăpături de crocodil într-o zonă de pavaj subțire. Solurile sărace, drenajul deficitar, o suprafață asfaltică prea subțire, o compactare deficitară și o întreținere deficitară a carosabilului pot duce la formarea de gropi.

.