Μηχανικά χαρακτηριστικά ανακυκλωµένων µε τσιµέντο µιγµάτων θραυστού αµµοχάλικου και φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος

Μηχανικά χαρακτηριστικά ανακυκλωµένων µε τσιµέντο µιγµάτων θραυστού αµµοχάλικου και φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος Μ. Κατσάκου ρ. Πολιτικός Μηχανικός, ΙΝΤΕΡΜΠΕΤΟΝ οµικά Υλικά ΑΕ Σ. Κόλιας τ. Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΜΠ, Ένωση Τσιµεντοβιοµηχανιών Ελλάδος Λέξεις κλειδιά: ανακύκλωση µε τσιµέντο, αντοχή σε θλίψη, σε εφελκυσµό, σε κάµψη, µέτρο ελαστικότητας, φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Τα κατεργασµένα µε τσιµέντο µίγµατα φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος και θραυστών αµµοχαλίκων που προκύπτουν από εργασίες ανακύκλωσης φθαρµένων ασφαλτικών οδοστρωµάτων, είναι νέα υλικά, µε δικά τους µηχανικά χαρακτηριστικά που τα κατατάσσουν ανάµεσα στα δύσκαµπτα κατεργασµένα µε τσιµέντο αµµοχάλικα και τα εύκαµπτα ασφαλτοµίγµατα. Αύξηση του ποσοστού του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος µέσα στο ανακυκλωµένο µίγµα µειώνει την αντοχή και το µέτρο ελαστικότητας. Ο ρυθµός ελάττωσης είναι µεγαλύτερος για την αντοχή σε εφελκυσµό από εκείνον της αντοχής σε θλίψη και του µέτρου ελαστικότητας είναι µεγαλύτερος από εκείνον της αντοχής. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ψυχρή επιτόπου ανακύκλωση είναι µία µέθοδος αποκατάστασης και ενίσχυσης οδοστρωµάτων, η οποία παρουσιάζει αυξανόµενη χρήση (Γαλλία, Ισπανία) και έχει συγκεντρώσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον της επιστηµονικής και τεχνικής κοινότητας, όπως φαίνεται από τα πρόσφατα διεθνή συµπόσια (PIARC 2001, 2002, 2004, 2005). Η αρχή της επιτόπου εν ψυχρώ ανακύκλωσης φθαρµένων εύκαµπτων οδοστρωµάτων µε τσιµέντο παρουσιάζεται σχηµατικά στο Σχήµα 1. Η αντικατάσταση µέρους των κοινών αδρανών που χρησιµοποιούνται στα τσιµεντόδετα υλικά και στο σκυρόδεµα µε υλικά (αµµοχάλικα) που προέρχονται από το φρεζάρισµα κοινών ασφαλτοµιγµάτων παρουσιάζει ιδιαίτερο θεωρητικό, οικονοµικό και περιβαλλοντικό ενδιαφέρον. Τα σταθεροποιηµένα/ανακυκλωµένα µε τσιµέντο µίγµατα αποτελούνται κυρίως από (Σχ. 2): Θραυστά αµµοχάλικα, που προέρχονται από το υπάρχον υλικό των υποκείµενων των ασφαλτικών στρώσεων του οδοστρώµατος Φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα, που προκύπτει µετά τη διέλευση του ειδικού µηχανήµατος ανακύκλωσης και το φρεζάρισµα/θρυµµατισµό των ασφαλτικών στρώσεων του υπάρχοντος οδοστρώµατος Τσιµέντο (συνήθως σε αναλογίες 3.5% - 7% κµ), το οποίο προστίθεται αµέσως πριν ή κατά τη διάρκεια των εργασιών ανακύκλωσης. Χρησιµοποιείται ως συνδετικό µέσον των θραυστών αµµοχαλίκων και του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος Νερό, που προστίθεται κατά τη διάρκεια των εργασιών ανακύκλωσης για την ενυδάτωση του τσιµέντου και για τη συµπύκνωση του µίγµατος σε ποσοστό βέλτιστης υγρασίας Χηµικά πρόσθετα, που ενδεχοµένως προστίθενται στο µίγµα, για παράταση του χρόνου εργασιµότητας 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 1

ιαδικασία ανακύκλωσης Προσθήκη τσιµέντου, νερού και ενδεχοµένως πρόσθετων και ανάµιξη µε τα υλικά του υπάρχοντος οδοστρώµατος Φθαρµένη ασφαλτική στρώση Νέο οδόστρωµα Κατασκευή νέας ασφαλτικής στρώσης Milling process Ανακυκλωµένη στρώση Ασύνδετα αµµοχάλικα Ασύνδετα αµµοχάλικα Υπόβαση Υπόβαση Σχήµα 1. Σχηµατική απεικόνιση της διαδικασίας ανακύκλωσης µε τσιµέντο Φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα Θραυστά αδρανή υλικά Τσιµέντο Σχήµα 2. Υλικά σταθεροποιηµένων/ανακυκλωµένων µε τσιµέντο µιγµάτων φρεζαρισµένου υλικού Το φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα αποτελείται από (Σχ. 3), (Κolias & Katsakou 2004): Αδρανή υλικά, πλήρως ή µερικώς περιβεβληµένων µε άσφαλτο Συσσωµατώµατα λεπτών αδρανών υλικών µε άσφαλτο Συνδυασµό των δύο παραπάνω υλικών 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 2

Αδρανή µερικώς επικαλυµµένα µε άσφαλτο A Συσσωµατώµατα λεπτού υλικού µε άσφαλτο (ασφαλτικό κονίαµα) B Συνδυασµός συσσωµατωµάτων λεπτού υλικού µε άσφαλτο και αδρανών επικαλυµµένων µεάσφαλτο Γ Σχήµα 3. Φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα (Kolias & Katsakou 2004) Από προηγούµενη έρευνα (Κasselouri - Rigopoulou et al 2003), έχει αποδειχτεί ότι η συνάφεια του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος µε το τσιµέντο δεν φαίνεται να διαφέρει ποιοτικά από αυτήν του θραυστού αµµοχάλικου µε το τσιµέντο. Θα µπορούσε να θεωρηθεί ότι τα µηχανικά χαρακτηριστικά του σταθεροποιηµένου µε τσιµέντο φρεζαρισµένου υλικού δεν διαφοροποιούνται από αυτά του κατεργασµένου θραυστού αµµοχάλικου (ΚΘΑ). Εντούτοις, αυτό δεν είναι ακριβές, αφού το φρεζαρισµένο υλικό, περιέχει σηµαντικό ποσοστό φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος, το οποίο έχει διαφορετικά µηχανικά χαρακτηριστικά από αυτά των αµµοχαλίκων που συνιστούν τα αδρανή των ΚΘΑ. Ειδικότερα το φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα ΦΑ σε σύγκριση µε τα συµβατικά αδρανή υλικά (αµµοχάλικα θραυστά ή συλλεκτά) παρουσιάζει κυρίως τις ακόλουθες διαφορές : Τα συσσωµατώµατα λεπτών αδρανών υλικών µε άσφαλτο (ασφαλτικό κονίαµα) έχουν µειωµένη αντοχή και µειωµένο µέτρο ελαστικότητας έναντι των συµβατικών συνήθων αδρανών υλικών, εποµένως επηρεάζουν τα αντίστοιχα µηχανικά χαρακτηριστικά του µίγµατος. Επίσης, τα περιβεβληµένα µε άσφαλτο αδρανή υλικά µπορεί µεν να αναπτύσσουν ικανοποιητική συνάφεια µε τους κόκκους του τσιµέντου που τα περιβάλλει, επιτρέπουν όµως την ανάπτυξη µεγαλύτερων παραµορφώσεων στη διεπιφάνεια ασφάλτου µε τσιµέντο - οι οποίες επηρεάζονται από το πάχος του υµένα της ασφάλτου που περιβάλλει τα αδρανή. Επιπλέον, τα µηχανικά χαρακτηριστικά του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος επηρεάζονται από παράγοντες που επηρεάζουν τα ασφαλτοµίγµατα, κυρίως από τη θερµοκρασία και τη συχνότητα φόρτισης. Είναι εποµένως λογικά αναµενόµενο ότι τα µηχανικά χαρακτηριστικά των ανακυκλωµένων µε τσιµέντο φρεζαρισµένων υλικών θα είναι διαφορετικά από εκείνα των συµβατικών Κατεργασµένων µε Τσιµέντο Θραυστών Αµµοχαλίκων (ΚΘΑ). Προφανώς, όσο µεγαλύτερο είναι το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος (ΦΑ) στο µίγµα, τόσο περισσότερο διαφοροποιούνται τα µηχανικά χαρακτηριστικά του ανακυκλωµένου µίγµατος από εκείνα των ΚΘΑ. Η εισήγηση αυτή, η οποία είναι µέρος µίας ευρύτερης έρευνας που διεξάχθηκε στο Εργαστήριο Οδοποιίας της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών του ΕΜΠ και αφορά τα ανακυκλωµένα µε τσιµέντο µίγµατα (Κατσάκου 2005), παρουσιάζει τη µεταβολή των κυριότερων µηχανικών ιδιοτήτων µιγµάτων φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος και αµµοχάλικου σε συνάρτηση µε τις αναλογίες σύνθεσής του. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 3

2. ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ Στην πράξη, το ανακυκλωµένο µίγµα παρουσιάζει σηµαντική ανοµοιοµορφία, που οφείλεται κυρίως στα πάχη και την ποιότητα των υλικών των παλαιών - φθαρµένων οδοστρωµάτων και δευτερευόντως στον τρόπο κατασκευής της ανακυκλωµένης στρώσης (αναµοχλευτική ικανότητα του χρησιµοποιούµενου εξοπλισµού) (PIARC 2002). Στην επιλογή των υλικών κρίθηκε σκόπιµο να προσδιοριστούν τα µηχανικά χαρακτηριστικά ενός ευρέως φάσµατος µιγµάτων που θα κάλυπτε την ιδιοµορφία αυτή όσο και το σύνηθες εύρος υλικών που απαντώνται στην πράξη. Εξετάστηκαν µίγµατα µε διάφορα ποσοστά θραυστού αµµοχάλικου και φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος, ίδιου µέγιστου κόκκου (19 mm) και παρόµοιας κοκκοµετρικής διαβάθµισης µε δύο ποσοστά τσιµέντου, 3% και 5% κµ. Τα µίγµατα που εξετάστηκαν έχουν % αναλογίες κβ θραυστού αµµοχάλικου και φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος: 100/0 (αµιγές θραυστό αµµοχάλικο), 75/25, 50/50, 25/75 και 0/100 (αµιγές φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα). Τα δοκίµια παρασκευάστηκαν µε δόνηση µε ηλεκτρόσφυρα µε εφαρµογή ταυτόχρονα δόνησης και πίεσης, µέχρις αρνήσεως (ΕΛΟΤ - ΕΝ 13286.51 2004) µε τη βέλτιστη για συµπύκνωση υγρασία, 5.2% κβ ξηρών στερεών υλικών (ΕΛΟΤ - ΕΝ 13286.04 2003).Οι κύριες ηλικίες δοκιµής είναι 1 και 60 ηµέρες. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στα Σχήµατα 4-7 φαίνεται η επίδραση του ποσοστού του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος στο µίγµα στην αντοχή σε θλίψη, στην αντοχή σε µονοαξονικό εφελκυσµό, σε έµµεσο εφελκυσµό (διάρρηξη) και στην αντοχή σε κάµψη αντίστοιχα. Οι δοκιµές αναφέρονται σε ηλικίες 1 και 60 ηµερών και για τα δύο ποσοστά τσιµέντου 3% και 5%. Αντοχή σε θλίψη (MPa) 25 20 15 10 5 1 ηµέρα - 3% 1 ηµέρα - 5% 60 ηµέρες - 3% 60 ηµέρες - 5% 0 0 25 50 75 100 Ποσοστό φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος (%) Σχήµα 4. Μεταβολή της αντοχής σε θλίψη σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 4

Αντοχή σε εφελκυσµό (MPa) 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 1 ηµέρα - 3% 1 ηµέρα - 5% 60 ηµέρες - 3% 60 ηµέρες - 5% 0 25 50 75 100 Ποσοστό φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος (%) Σχήµα 5. Μεταβολή της αντοχής σε µονοαξονικό εφελκυσµό σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος 1,6 Αντοχή σε διάρρηξη (MPa) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 2 ηµέρες - 3% 2 ηµέρες - 5% 60 ηµέρες - 3% 60 ηµέρες - 5% 0,2 0,0 0 25 50 75 100 Ποσοστό φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος (%) Σχήµα 6. Μεταβολή της αντοχής σε έµµεσο εφελκυσµό (διάρρηξη) σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 5

Αντοχή σε κάµψη (MPa) 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1 ηµέρα - 3% 1 ηµέρα - 5% 60 ηµέρες - 3% 60 ηµέρες - 5% 0 25 50 75 100 Ποσοστό φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος (%) Σχήµα 7. Μεταβολή της αντοχής κάµψη σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος Παρατηρείται ότι όσο αυξάνει το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος στο µίγµα, τόσο µειώνεται η αντοχή. Η θλιπτική αντοχή µειώνεται εντονότερα από την εφελκυστική αντοχή (εφελκυσµός, κάµψη). Στο Σχήµα 8 δίνεται η συσχέτιση της αντοχής σε κάµψη σε σχέση µε την αντοχή σε θλίψη, για διάφορα ποσοστά φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος. Παρατηρείται ότι για την ίδια αντοχή σε θλίψη, η αντοχή σε κάµψη είναι µεγαλύτερη, όσο αυξάνει το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος στο µίγµα. Η παρατηρούµενη διαφορά είναι πολύ σηµαντική για να θεωρηθεί ότι είναι απλώς "υπέρ της ασφαλείας". Εφόσον το χαρακτηριστικό αυτό επιβεβαιωθεί και για άλλα ασφαλτοµίγµατα, θα πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη στις προδιαγραφές κατασκευής οι οποίες κατατάσσουν τις κατηγορίες των ανακυκλωµένων µε τσιµέντο υλικών ανάλογα µε την αντοχή σε θλίψη (Milton and Earland 1999), ακολουθώντας την πρακτική που εφαρµόζεται για τα κατεργασµένα µε τσιµέντο αµµοχάλικα Στο Σχήµα 9 δίνεται η µεταβολή του µέτρου ελαστικότητας σε θλίψη και εφελκυσµό σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος, για ηλικία δοκιµής 1 και 60 ηµέρες και για τα δύο ποσοστά τσιµέντου, 3% και 5%. Καταρχήν, παρατηρείται µία πολύ καλή ταύτιση των µέτρων ελαστικότητας σε θλίψη και σε εφελκυσµό, για όλες τις ηλικίες που εξετάστηκαν Επίσης, όπως και στην περίπτωση της αντοχής, το µέτρο ελαστικότητας µειώνεται όσο αυξάνει το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος στο µίγµα. Η µείωση τόσο της αντοχής όσο και του µέτρου ελαστικότητας είναι αναµενόµενη µε την αύξηση του ποσοστού του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος στο µίγµα. Τα συσσωµατώµατα λεπτού υλικού και ασφάλτου (ασφαλτικό κονίαµα) που υπάρχουν στο φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα (Σχ. 3) έχουν µικρότερη αντοχή και µέτρο ελαστικότητας από τα κοινά αδρανή υλικά και επηρεάζουν την αντοχή και το µέτρο ελαστικότητας του µίγµατος. Τα άλλα είδη των κόκκων του ΦΑ επηρεάζουν τα µηχανικά χαρακτηριστικά κατά το ποσοστό της επιφάνειάς τους που είναι 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 6

καλυµµένο µε ασφαλτικό κονίαµα ή µε υµένα από ασφαλτικό υλικό. Ο υµένας από ασφαλτικό υλικό επιτρέπει µεγαλύτερες µετακινήσεις και ολισθήσεις ενώ θραύεται στη διεπιφάνειά του σε µικρότερο φορτίο απ' ότι ο τσιµεντοπολτός που έχει καλύψει ένα καθαρό αδρανές. Είναι εποµένως αναµενόµενο, να µειώνεται η αντοχή και το µέτρο ελαστικότητας από την ύπαρξη τέτοιων κόκκων µέσα στο ανακυκλωµένο µίγµα. 4,0 3,5 Αντοχή σε κάµψη (ΜPa) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0/100 25/75 50/50 75/25 100/0 Ι (100/0) ΙΙ (75/25) ΙΙΙ (50/50) IV (25/75) V (0/100) 0,0 0 5 10 15 20 25 30 Αντοχή σε θλίψη ισοδύναµου κύβου (MPa) Σχήµα 8. Συσχέτιση της αντοχής σε κάµψη σε σχέση µε την αντοχή σε θλίψη 30000 Μέτρο ελαστικότητας σε κάµψη (MPa) 25000 20000 15000 10000 5000 εφελκυσµός - 5% - 1 ηµέρα θλίψη - 5% - 1 ηµέρα θλίψη - 5% - 60 ηµέρες εφελκυσµός - 5% - 60 ηµέρες 0 0 25 50 75 100 Ποσοστό φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος (%) Σχήµα 9. Μεταβολή του µέτρου ελαστικότητας σε θλίψη και εφελκυσµό σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 7

Στο Σχήµα 10 δίνεται ο λόγος του µέτρου ελαστικότητας σε κάµψη ως προς την αντοχή σε κάµψη (Ε/f) σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος στο µίγµα. Σηµειώνεται ότι στο Σχήµα έχουν συµπεριληφθεί τα αποτελέσµατα για τις 7 και τις 60 ηµέρες, και για τα δύο ποσοστά τσιµέντου. Παρατηρείται, ότι όσο το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος αυξάνει, τόσο µειώνεται ο λόγος Ε f /f, άρα το µέτρο ελαστικότητας µειώνεται πιο γρήγορα σε σχέση µε την αντοχή σε κάµψη. Επειδή το µέτρο ελαστικότητας επηρεάζει άµεσα τις αναπτυσσόµενες τάσεις σε ένα οδόστρωµα, είναι επόµενο να εξαχθεί το συµπέρασµα ότι και οι αναπτυσσόµενες τάσεις στις ανακυκλωµένες στρώσεις θα µειώνονται, όσο το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος αυξάνει, δηλαδή θα πρέπει καταρχήν να µειώνεται και ο λόγος σ/f. 14000 12000 y = 0,2557x 2-93,795x + 11757 R 2 = 0,7896 Ef /f 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 25 50 75 100 Ποσοστό φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος (%) Σχήµα 10. Μεταβολή του λόγου του µέτρου ελαστικότητας σε κάµψη ως προς την αντοχή σε κάµψη σε σχέση µε το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος Η επίδραση της θερµοκρασίας κατά τη δοκιµή στην αντοχή φαίνεται στα Σχήµατα 11-13 και στο µέτρο ελαστικότητας στα Σχήµατα 14-15. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 8

Αντοχή σε θλίψη κύβου (ΜPa) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 100/0 75/25 50/50 25/75 0/100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Θερµοκρασία ( ο C) Σχήµα 11. Επίδραση της θερµοκρασίας στην αντοχή σε θλίψη-ηλικία 60 ηµέρες, ποσοστό τσιµέντου 5% Αντοχή σε διάρρηξη (ΜPa) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 100/0 75/25 50/50 25/75 0/100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Θερµοκρασία ( ο C) Σχήµα 12. Επίδραση της θερµοκρασίας στην αντοχή σε διάρρηξη-ηλικία 60 ηµέρες, ποσοστό τσιµέντου 5% 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 9

2,5 Αντοχή σε κάµψη (MPa) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 100/0 75/25 50/50 25/75 0/100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Θερµοκρασία ( o C) Σχήµα 13. Επίδραση της θερµοκρασίας στην αντοχή σε κάµψη-ηλικία 7 ηµέρες, ποσοστό τσιµέντου 5% Μέτρο ελαστικότητας σε θλίψη (MPa) 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 100/0 75/25 50/50 25/75 0/100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Θερµοκρασία ( o C) Σχήµα 14. Επίδραση της θερµοκρασίας στο µέτρο ελαστικότητας σε θλίψη - Ηλικία 7 ηµέρες, ποσοστό τσιµέντου 5% 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 10

Μέτρο ελαστικότητας σε κάµψη (MPa) 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 100/0 75/25 50/50 25/75 0/100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Θερµοκρασία ( o C) Σχήµα 15. Επίδραση της θερµοκρασίας στο µέτρο ελαστικότητας σε κάµψη - Ηλικία 7 ηµέρες, ποσοστό τσιµέντου 5% Από τα Σχήµατα 11-15 παρατηρείται γενικά µείωση της αντοχής και του µέτρου ελαστικότητας, όσο αυξάνει η θερµοκρασία κατά τη δοκιµή. Η επίδραση της θερµοκρασίας είναι εντονότερη, όσο µεγαλύτερο είναι το ποσοστό του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος στο µίγµα. Αυτό είναι αναµενόµενο, επειδή τα αδρανή υλικά του µίγµατος δεν επηρεάζονται από τη θερµοκρασία ενώ οι κόκκοι του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος αποτελούµενοι από ασφαλτικό κονίαµα ή από κόκκους αδρανών περιβεβληµένους από ασφαλτόµιγµα ή από συνδυασµό των δύο προηγούµενων περιπτώσεων, επηρεάζονται σηµαντικά από τη θερµοκρασία. Επειδή όµως η θερµοκρασία δεν επηρεάζει µόνο την ανακυκλωµένη στρώση, αλλά ολόκληρο το οδόστρωµα πρέπει να λαµβάνεται υπόψη στον υπολογισµό οδοστρωµάτων. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Πιστεύεται ότι το σπουδαιότερο, ίσως, συµπέρασµα από τη διατριβή αυτή είναι ότι τα µίγµατα αµµοχάλικου και φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος, που προέρχονται από επιτόπου ανακυκλώσεις συνήθων ευκάµπτων οδοστρωµάτων, πρέπει να θεωρούνται ως "νέα" υλικά, µε τα δικά τους µηχανικά χαρακτηριστικά, τα οποία είναι διαφορετικά από εκείνα των κατεργασµένων µε υδραυλικές κονίες κοκκωδών υλικών. Τα χαρακτηριστικά αυτά επηρεάζονται από την περιεκτικότητα του µίγµατος σε φρεζαρισµένο ασφαλτόµιγµα και από τις παραµέτρους που επιδρούν στα χαρακτηριστικά του ασφαλτοµίγµατος. Ως εκ τούτου, τα υλικά αυτά θα µπορούν να καταταχθούν µεταξύ των δύσκαµπτων τσιµεντόδετων υλικών (σκυρόδεµα, ΚΘΑ) και των εύκαµπτων ασφαλτοµιγµάτων. Αύξηση του ποσοστού του φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος µέσα στο ανακυκλωµένο µίγµα µειώνει την αντοχή και το µέτρο ελαστικότητας. Ο ρυθµός ελάττωσης είναι µεγαλύτερος για την αντοχή σε εφελκυσµό από εκείνον της αντοχής σε θλίψη και του µέτρου ελαστικότητας είναι µεγαλύτερος από εκείνον της αντοχής. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 11

5. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η εργασία αυτή αποτελεί µέρος Ερευνητικού Προγράµµατος του Εργαστηρίου Οδοποιίας του ΕΜΠ, το οποίο χρηµατοδοτήθηκε από την Ένωση Τσιµεντοβιοµηχανιών Ελλάδος. 6. ΑΝΑΦΟΡΕΣ 1. Kasselouri - Rigopoulou, V., Kolias, S., Louvardi, M., Karahalios A., 2003, "Study of the Hydration Products of Mixtures of Cement and Asphalt Emulsion Used in Recycling Works of Flexible Pavements ", Proc. of the Int. Conference on "Role of Cement Science in Sustainable Development", Dundee, Scotland. 2. Kolias, S., Katsakou, M., 2004, "Mechanical properties of cement bound recycled materials", 9th Int. Symposium on concrete roads, Workshop 2, In-situ recycling with cement, Istanbul, Turkey. 3. Milton, L.J., Earland, M.G., 1999, "Design guide and specification for structural maintenance of highway pavements by cold in-situ recycling", TRL Report 386. 4. PIARC, 2001, 1 st Int. Symposium on Subgrade stabilisation and in situ recycling using cement, Salamanca, Spain. 5. PΙΑRC, 2002, Technical committee 7/8, "Road Pavements", "Cold in-place recycling of pavements with cement", Seminar on road pavement recycling, Draft Guidelines, Warsaw, Poland. 6. PIARC, 2004, 9 th Int. Symposium on concrete roads, In situ recycling with cement, Istanbul, Turkey, 2004. 7. PIARC, 2005, 2 nd Int. Symposium on Treatment and recycling of materials for transport infrastructure, TREMTI, Paris, France. 8. ΕΛΟΤ - ΕΝ 13286.04, 2003, "Unbound and hydraulically bound mixtures - Part 4 : Test methods for laboratory reference density and water content - Vibrating hammer" Εθνικός τίτλος : "Μίγµατα µη σταθεροποιηµένα και σταθεροποιηµένα µε υδραυλικές κονίες - Μέρος 4 : Εργαστηριακές µέθοδοι δοκιµής αναφορικά µε τη φαινόµενη πυκνότητα και την περιεκτικότητα σε νερό - ονητική σφύρα". 9. ΕΛΟΤ - EN 13286-51, 2004, "Unbound and hydraulically bound mixtures - Part 51: Method for the manufacture of test specimens of hydraulically bound mixtures using vibrating hammer compaction", Εθνικός τίτλος : "Ασύνδετα αµµοχάλικα και µίγµατα κατεργασµένα µε υδραυλικές κονίες - Μέρος 51 : Μέθοδος παρασκευής δοκιµίων µιγµάτων κατεργασµένων µε υδραυλικές κονίες µε τη χρήση δονητικής σφύρας". 10. Κατσάκου Μ, 2005, "Μηχανικά χαρακτηριστικά αµµοχαλίκων και φρεζαρισµένων ασφαλτοµιγµάτων", ιδακτορική ιατριβή, ΕΜΠ. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 12