Nagroda za innowacje w drogownictwie
Jakub Krasowski z Politechniki Świętokrzyskiej nagrodzony w konkursie organizowanym przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad.
Jego praca dyplomowa pt. „Propozycja typowych konstrukcji górnych warstw nawierzchni podatnych z podbudową z mieszanki wykonanej w technologii recyklingu na zimno” zajęła drugie miejsce w kategorii Materiały i technologie drogowe. Promotorem pracy magisterskiej jest dr inż. Przemysław Buczyński z Katedry Inżynierii Komunikacyjnej na wydziale Budownictwa i Architektury. Rozwiązanie zaproponowane przez młodych naukowców już znalazło zastosowanie w przemyśle.
Pierwsza edycja konkurs „Innowacje w drogownictwie” adresowany był do studentów bądź absolwentów studiów pierwszego i drugiego stopnia, stacjonarnych lub niestacjonarnych w latach akademickich 2017/2018 – 2020/2021.
Celem Konkursu było wyłonienie najlepszych prac dyplomowych (magisterskich, inżynierskich, licencjackich), których wyniki mogą być zastosowane w drogownictwie. To również promowanie idei przedsiębiorczości i innowacyjności wśród społeczności akademickiej.
Konkurs obejmował prace dyplomowe w następujących kategoriach: materiały i technologie drogowe, inżynieria ruchu i rozwiązania BRD, drogowe obiekty inżynierskie.
Opis pracy dyplomowej
Celem pracy było wykonanie uzupełnienia KTKNPiP z 2014 roku, o konstrukcje z podbudową wykonaną w technologii recyklingu głębokiego na zimno „typ E”, dla kategorii ruchu KR5 – KR7. Początki technologii recyklingu materiałów na zimno, sięgają w Polsce lat 90-tych ubiegłego wieku. Pod nazwą tą kryją się mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjne (MCE) lub mineralno-cementowe z asfaltem spienionym (MCAS), z których wykonuje się podbudowy nawierzchni podatnych. Obydwie analizowane technologie zawierają w swoim składzie destrukt asfaltowy, tj. materiał z rozbiórki, lepiszcze, spoiwo drogowe, oraz ewentualnie kruszywo doziarniające. Sama idea jest bardzo prosta i sprawdza się doskonale, ponieważ polega na ponownym wbudowaniu składników, pochodzących ze zdegradowanej wcześniej nawierzchni. Proces odbywa się na zimno, to znaczy bez podgrzewania, w temperaturze otoczenia.
Rozpatrywana technologia wykonywania podbudowy metodą recyklingu głębokiego na zimno niesie za sobą szereg korzyści. Kluczowym czynnikiem przy każdej inwestycji są oszczędności finansowe. Ma to pełne odzwierciedlenie w przypadku recyklingu. Po pierwsze wykorzystywane są materiały pozyskiwane w czasie rozbiórki zdegradowanej konstrukcji nawierzchni drogowej. Z jednej strony likwiduje to koszty ponoszone na zakup nowych materiałów, z drugiej nie występują koszty utylizacji starych materiałów. Drugą zaletą wspomnianej technologii jest jej przyjazność dla środowiska. Recykling redukuje zużycie paliw, oraz nieodnawialnych źródeł kopalnianych. Kolejną korzyścią płynącą ze stosowania recyklingu jest możliwość utylizacji szkodliwych warstw smołowych oraz pyłów pochodzących z odpylania kruszyw.
Podbudowy wykonywane w ramach recyklingu głębokiego na zimno cieszą się coraz większą popularność wśród projektantów oraz zamawiających. Niestety autorzy dokumentu jakim jest: Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych wydanego w 2014 roku (KTKNPiP 2014), znacznie ograniczyli możliwość popularyzowania omawianej technologii. Wynika to z faktu przedstawienia w dokumencie typowych układów konstrukcyjnych z podbudową z mieszanki wykonywanej w technologii recyklingu głębokiego na zimno, jedynie dla kategorii ruchu KR1-KR4. Jest to krzywdzące i znacznie ograniczające potencjał tej technologii. Podbudowy tego typu doskonale mogą się sprawdzić w momencie przebudowy lub rozbudowy dróg o kategorii ruchu KR5-KR7.
W ramach pracy analizie poddano wszystkie kluczowe elementy, uwzględniane w momencie modelowania i projektowania układów konstrukcyjnych nawierzchni drogowej. Kryterium uwzględnianym w KTKNPiP 2014 jest trwałość zmęczeniowa nawierzchni. W projekcie aspekt ten został dogłębnie przeanalizowany. Kolejnym krokiem była analiza metod badań, przy pomocy których wyznaczane są moduły sztywności materiałów, oraz przegląd wyników uzyskiwanych w kraju i po za jego granicami. W momencie projektowania układów konstrukcyjnych niezbędne jest określenie stałych materiałowych, których wartości wykorzystywane są do obliczeń. Ten czynnik również został poddany analizie. Dzięki wspomnianym czynnościom, możliwe było wyznaczenie układów konstrukcyjnych górnych warstw nawierzchni podatnych. Sprawdzona została ich trwałość zmęczeniowa oraz rozkład naprężeń i odkształceń w konstrukcji nawierzchni. Wymienione czynności potwierdziły poprawność wykonanych projektów typowych konstrukcji dla kategorii ruchu KR5-KR7, czyli brakujących elementów KTKNPiP 2014. Mogą one przyczynić się do popularyzacji technologii recyklingu głębokiego na zimno. Warto zaznaczyć, że konstrukcje zawierające w swoim składzie podbudowy z recyklingu charakteryzują się wyższą trwałością, niż tradycyjne układy konstrukcyjne. Istnieje duża szansa, że wykonane projekty będą stanowić impuls do aktualizacji ogólnokrajowych dokumentów.
