Zespół
dr hab. inż. Marek Iwański
prof. PŚk - kierownik zespołu
dr inż. Anna Chomicz-Kowalska
dr inż. Grzegorz Mazurek

Istota wynalazku

Istotą wynalazku jest produkcja betonu asfaltowego w temperaturze około 100°C, przeznaczonego do wykonania warstw konstrukcyjnych nawierzchni drogi. Natomiast produkowany obecnie tradycyjny beton asfaltowy wytwarzany jest w temperaturze około 160-180°C, która jest uzależniona od rodzaju zastosowanego asfaltu. W czasie produkcji betonu asfaltowego asfalt otacza ziarna kruszywa. Aby proces ten mógł się odbyć w sposób prawidłowy niezbędne jest obniżenie lepkości asfaltu, które obecnie uzyskuje się (w sposób tradycyjny) w wyniku jego podgrzania do temperatury 160-180°C. Obniżenie lepkości asfaltu można również uzyskać w wyniku spieniania go wodą. Proces produkcji wówczas może zachodzić w temperaturze około 100°C. Uzyskane jednak właściwości takiego betonu asfaltowego oraz wykonanych z niego warstw konstrukcji nawierzchni są gorsze niż wytwarzanego w sposób tradycyjny „na gorąco” (około 160-180°C). W związku z tym, w opracowanym wynalazku dokonano modyfikacji asfaltu przed jego spienieniem za pomocą wosku syntetycznego uzyskiwanego w czasie syntezy Fisher-Tropsha. Dzięki czemu otrzymany beton asfaltowy w technologii obniżonej temperaturze charakteryzuje się porównywanymi właściwościami z tradycyjnym, co zapewnia wymaganą trwałość warstw konstrukcyjnych nawierzchni drogi. Do korzyści technologicznych związanych z wytwarzaniem betonem asfaltowym w technologii obniżonej temperatury wytwarzania należy również zaliczyć:
• zwiększenie trwałości nawierzchni asfaltowych w wyniku ograniczenia efektu starzenia asfaltu dzięki obniżeniu temperatury procesu wytwarzania betonu asfaltowego z około 160-180°C do 100°C (obniżenie temperatury podgrzania asfaltu o 10°C powoduje dwukrotnie zmniejszenie jego utleniania),
• polepszenie urabialności betonu asfaltowego w rezultacie zmniejszenia lepkości asfaltu w niskiej temperaturze jego wytwarzania (około 100°C), w wyniku czego uzyskuje się przyspieszenie tempa produkcji przy jednoczesnym zachowaniu wymaganej jakości,
• zmniejszenie oporu zagęszczania betonu asfaltowego w czasie wykonywania warstw asfaltowych poprzez obniżenie lepkości asfaltu, a tym samym przyspieszenie tempa budowy dróg,
• zmniejszenie szybkości wychładzania betonu asfaltowego w warunkach niskich temperatur otoczenia z uwagi na mniejszą różnicę temperatur w układzie beton asfaltowy-środowisko i w konsekwencji wydłużenie możliwości transportowych,
• wydłużenie czasu efektywnego układania i tym samym polepszenie jakości wykonania warstwy nawierzchni.

Korzyści z zastosowania wynalazku

Korzyści wynikające z wdrożenia betonu asfaltowego produkowanego w technologii obniżonej temperaturze wytwarzania można podzielić na technologiczne, ekonomiczne oraz środowiskowo/społeczne.
Korzyści technologiczno-produkcyjne zostały przedstawione w czasie charakterystyki wynalazku. Natomiast do korzyści środowisko-społecznych produkcji betonu asfaltowego w obniżonej temperaturze należy zaliczyć:
• obniżenie efektu „cieplarnianego” w wyniku redukcji poziomu emisji szkodliwych gazów takich jak: CO2, CO, SO2, NOx do 40% w porównaniu z produkcją tradycyjnego betonu asfaltowego,
• redukcji zużycia energii niezbędnej do doprowadzenia lepiszcza do wymaganego poziomu lepkości oraz obniżenia temperatury produkcji betonu asfaltowego ze 160-180°C do około 100°C,
• poprawę warunków pracy w wyniku zmniejszenia emisji lotnych związków asfaltu i mniejszego ich oddziaływania na ludzi,
• zmniejszenie uciążliwości wytwórni mieszanek asfaltowych, w których wytwarzany jest beton asfaltowy, na tereny zamieszkane z nimi sąsiadujące.
Istotną korzyścią ekonomiczną jest obniżenie kosztu wytwarzania betonu asfaltowego w technologii obniżonej temperaturze produkcji w wyniku oszczędności energii.

Potencjał komercjalizacji

Istnieją duże możliwości wdrożenia wynalazku do praktyki drogowej. Technologia modyfikacji asfaltu za pomocą różnego rodzaju związków, w tym wosku syntetycznego F-T, jest powszechnie stosowana. Tak więc uzyskanie wyjściowego produktu jakim jest asfalt modyfikowany woskiem syntetycznym F-T do spieniania nie jest problemem technologicznym. Nowoczesne wytwórnie mieszanek mineralno-asfaltowych, w których odbywa się produkcja tradycyjnego betonu asfaltowego (w technologii na „gorąco’) można również wyposażyć w urządzenia do spieniania asfaltu. Takie rozwiązanie jest np. zastosowane w samojezdnych recyklerach, które stosowane są w technologii recyklingu głębokiego na zimno konstrukcji nawierzchni z wykorzystaniem asfaltu spienionego.