Application of recycled concrete aggregate in road engineering

• Autorzy: Sas W.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie kruszywa z destruktu betonowego w budownictwie drogowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The development of road investments during past years results in an increasing demand for natural aggregates (NA) which x become a part of the road construction subbase in the form of an unbound mix. In order to decrease investment costs, the Construction and Demolition (C&D) materials, such as fly ash, steel slag or recycled concrete aggregates (RCA), were applied as a subbase fill. The advantage in using these materials, besides the reduction of costs, is a possibility of C&D material recycling and sustainable development, due to replacing the NA, which is a non-renewable source. Among many properties influencing the quality of road material, the California Bearing Ratio (CBR) is the one representing the mechanical properties of unbound mix. This article presents the results of CBR tests on RCA with various moisture and compaction properties, in order to characterise the CBR bearing capacity. The results were then used to form conclusions about CBR tests on RCA. The conclusion can be drown that the C&D materials can be successfully applied in road engineering when more strict regulation will be applied.

PL

Rozwój inwestycji drogowych na przestrzeni ostatnich lat spowodował wzrost zapotrzebowania na mieszanki niezwiązane, które są elementem podbudów drogowych. W celu zmniejszenia kosztów budowy zaczęto poszukiwać materiałów alternatywnych, takich jak popiół lotny, żużel, a także destrukt betonowy. Przewagą tych materiałów nad kruszywem naturalnym jest możliwość recyklingu dotychczasowych odpadów, a także zastosowanie zasady zrównoważonego rozwoju poprzez zmniejszenie wykorzystania materiałów naturalnych, jakimi są kruszywa naturalne. Jednym z kryteriów, które materiał wbudowany w podbudowę drogową musi spełnić, jest określona wartość kalifornijskiego wskaźnika nośności (CBR). Artykuł ten przedstawia wyniki badania CBR dla materiału pochodzącego z pokruszenia destruktu betonowego. Dla analizowanego kruszywa pore-cyklingowego - betonowego w celu scharakteryzowania właściwości materiału wykonano szereg badań CBR w różnych warunkach wilgotności i zagęszczenia. Wyniki badań zostały następnie przeanalizowane i omówione we wnioskach. Na podstawie wykonanych badań można stwierdzić, że istnieje możliwość aplikacji gruntów antropogenicznych, które mogą zastąpić naturalne kruszywa, jeśli zastosuje się w stosunku do nich bardziej restrykcyjne wymagania niż dla kruszyw naturalnych.

Słowa kluczowe

EN

recycled concrete aggregate; application; bearing capacity; moisture; compaction; road engineering

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2015
• Tom: 14
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.49-59,fig.,ref.

Twórcy

autor

Sas W.

• Water Center Laboratory, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Ciszewskiego 6, 02-787 Warsaw, Poland

Bibliografia

• ASTM D698-12e2 (2012). American Society for Testing Materials. Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12 400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)). ASTM International: West Conshohocken, PA, USA.
• ASTM D1883-14 (2014). American Society for Testing Materials. Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Laboratory-Compacted Soils. ASTM International: West Conshohocken, PA, USA
• Arulrajah, A., Piratheepan, J., Ali, M.M.Y., Bo, M.W. (2012). Geotechnical properties of recycled concrete aggregate in pavement sub-base applications. Geotech. Test. J., 35 (5), 1-9.
• Aurstad, J., Berntsen, G., Petkovic, G. (2006). Evaluation of unbound crushed concrete as road building material. In: Mechanical properties vs field performance. 26th International Baltic Road Conference, Kuressaare, Estonia.
• Bennert, T., Papp Jr, W.J., Maher, A., Gucunski, N. (2002). Utilization of construction and demolition debris under traffic-type loading in base and sub-base applications. Transport Res. Record, 1714, 33-39.
• Bond, A., Harris, A. (2008). Decoding Eurocode 7. Taylor and Francis, London.
• Brown, S.F. (1996). Soil mechanics in pavement engineering. Géotechnique, 46 (3), 383-426.
• Edil, T.B., Tinjum, J.M., Benson, C.H. (2012). Recycled Unbound Materials. TPF-5 (129) Final Report. MNDOT, MN, USA.
• EN 933-11:2009. European Committee for Standardization. Tests for geometrical properties of aggregates. Classification test the constituents of coarse recycled aggregate.
• EU Council Decision 2003/33/EC of 19 December 2002 establishing criteria and procedures for the acceptance of waste and landfills pursuant to Article 16 of and Annex II to Directive 1999/31/EC. Official Journal of the European Union LII (2003, 16 January), p. 27-49.
• Gee, K.K. (2007). Use of recycled concrete Pavement as Aggregate in Hydraulic-Cement. 42 Concrete Pavement. FHWA Publication-T 5040.37. US Department of Transportation.
• Jiménez, J.R., Ayuso, J., Agrela, F., López, M., Galvín, A.P. (2012). Utilisation of unbound recycled aggregates from selected CDW in unpaved rural roads. Resources, Conservation and Recycling, 58, 88-97.
• Kabziński, A. (2012). A prognosis of production requirements in Poland in years 2012-2020 (+2). Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 45 (6), 84-89 [in polish].
• Krezel, Z.A., McManus, K. (2000). Recycled aggregate concrete sound barriers for urban freeways. Waste Management, 31, 884-892.
• Li, X. (2008). Recycling and reuse of waste concrete in China. Part I. Material behaviour of recycled aggregate concrete. Resources, Conservation and Recycling, 53, 36-44.
• Nataatmadja, A., Tan, Y.L. (2001). Resilient response of recycled concrete road aggregates. J. Transp. Eng., 127 (5), 450-453.
• O'Mahony, M.M., Milligan, G.W.E. (1991). Use of recycled materials in sub-base layers. Transport Res. Record, 1310, 73-80.
• Paranavithana, S., Mohajerani, A. (2006). Effects of Recycled Concrete Aggregates on Properties of Asphalt Concrete. Resource Conservation and Recycling, 48, 1-12.
• Petkovic, G., Engelsen, C.J., Haoya, A.O., Breedveld, G. (2004). Environmental impact from the use of recycled materials in road construction: method for decision making in Norway. Resources Conservation and Recycling, 42, 249-264.
• PN-EN ISO 14688 2:2006 [Polish Committee for Standardization] Badania geotechniczne. Oznaczenie i klasyfikacja gruntów - Część 2: Zasady klasyfikowania.
• PN-EN 1997-2:2009 [Polish Committee for Standardization] Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne - Część 2: Rozpoznawanie i badanie podłoża gruntowego.
• PKN-CEN ISO/TS 17892-4:2009 [Polish Committee for Standardization] Badania geotechniczne. Badania laboratoryjne gruntów - Część 4: Oznaczanie składu granulometrycznego.
• Poon, C.S., Chan, D. (2006). Feasible use of recycled concrete aggregates and crushed clay brick as unbound road sub-base. Construction and Building Materials, 20 (8), 578-585.
• Rahman, M.A., Imteaz, M., Arulrajah, A., Disfani, M.M. (2014). Suitability of recycled construction and demolition aggregates as alternative backfilling materials. Journal of Cleaner Production, 66, 75-84.
• Rico Rodrigues, A., del Castillo, H., Sowers, G.F. (1988). Soil mechanics in highway engineering. Trans. Tech. Publication, Clausthal-Zellerfeld.
• Safiuddin, M., Jumaat, M.Z., Salam, M.A., Islam, M.S., Hashim, R. (2010). Utilization of solid wastes in construction materials. International Journal of Physical Sciences, 5 (13), 1952-1963.
• Sas, W., Głuchowski, A. (2014). Nośność podłoża drogowego z destruktu betonowego na przykładzie badań CBR. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 5 (4) 149-154.
• Sas, W., Głuchowski, A., Soból, E., Kulkowska, M. (2015a). Experimental studies on crushing of recycled concrete aggregates. Acta Sci. Pol. Architectura, 14 (1), 29-41.
• Sas, W., Głuchowski, A., Radziemska, M., Dzięcioł, J., Szymański, A. (2015b). Environmental and Geotechnical Assessment of the Steel Slags as a Material for Road Structure. Materials, 8 (8), 4857-4875.
• Sas, W., Głuchowski, A., Szymański, A. (2016). Behavior of recycled concrete aggregate improved with lime addition during cyclic loading. Int. J. of GEOMATE, 10 (1), 1662-1669.
• Sherwood, P. (2001). Alternative materials in road construction. Thomas Telford, London.
• Taherkhani, H. (2015). Evaluation of the Physical Properties of Unbound Base Layer Containing Recycled Aggregates. International Journal of Environmental Science and Development, 6 (4), 279-285.
• Vegas, I., Ibańez, J.A., Lisbona, A., de Cortazar, A.S., Frías, M. (2011). Pre-normative research on the use of mixed recycled aggregates in unbound road sections. Construction and Building Materials, 25 (5), 2674-2682.
• WT-4 (2010). Mixture of unbound material for national roads, Appendix 3 to the Ordinance No. 102 of the General Directorate for National Roads and Motorways of 19 November 2010, IBDiM, Warsaw [in polish].
• Zabielska-Adamska, K., Sulewska, M. (2009). Neural Modeling of CBR values for compacted Ely Ash. 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering "The Academia Practice of Geotechnical Engineering" ICSMGE, Alexandria, Egypt, 781-784.
• Zabielska-Adamska, K., Sulewska, M. (2015). Dynamic CBR test to assess the soil compaction. Journal of Testing and Evaluation, 43 (5), 1028-1036.