Evaluation of the effect of processed plastic additives on the properties of paving grade bitumen

Modified bituminous binders are widely used in road construction. Various types of modification are known; SBS polymer modification is considered the most advantageous and popular. The article presents the results of research focused on the possibility of modification of paving grade binders in a different manner, i.e. by using processed recycled plastics. The basic requirement in the case of this type of modification is that storage stability of the obtained material is ensured and that performance properties of the material do not deteriorate in comparison to those of the base binder. The work presents chosen test results of materials obtained by blending conventional paving grade bitumen 50/70 and 70/100 with additives produced from PP, PS, LDPE, HDPE (and their combinations). The additives were obtained in the process of pyrolysis, using different production parameters – processing temperature and time. Basic tests were performed on 56 different bitumen-additive blends in order to identify the most promising variants for further wider analysis. A method for objective selection of the best bitumen-additive blends was proposed. The proposed method is not a classic ranking method (attribution of points); it is based on an objective function composed of three component functions, which correspond to individual blend parameters and are assigned adequate weights. The method may be adjusted by selection of weights or use of different component functions. Based on the adopted method, additives with the most advantageous properties in terms of use in asphalt mixture production were identified.

---

Asfalty modyfikowane są powszechnie stosowane w budownictwie drogowym. Znane są różne metody modyfikacji, a za najlepszą i najczęściej stosowaną uznaje się modyfikację polimerem SBS. W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki badań nad możliwością modyfikacji zwykłych lepiszczy drogowych w inny sposób, tj. przy wykorzystaniu przetworzonych tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu. Warunkiem wyjściowym dla tego typu modyfikacji jest zapewnienie stabilności wytworzonego materiału oraz niepogorszenie jego właściwości funkcjonalnych w porównaniu do lepiszcza bazowego. W pracy zaprezentowane zostaną wybrane wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych na materiałach uzyskanych ze zmieszania konwencjonalnych asfaltów drogowych 50/70 oraz 70/100 z dodatkami wytworzonymi z PP, PS, LDPE, HDPE (oraz ich mieszankami). Dodatki te uzyskano w procesie pirolizy przy różnych technologiach wytwarzania z uwzględnieniem różnych wartości temperatury i czasu przetwarzania. Przeprowadzono badania podstawowe na 56 różnych kompozycjach asfaltu i dodatku w celu wyłonienia potencjalnie najlepszych wariantów do dalszej poszerzonej analizy. Zaproponowano metodę obiektywnego wyboru najlepszych mieszanin asfaltów z dodatkiem. Nie jest to klasyczna metoda rankingowa (przyznawanie punktów), a metoda bazująca na funkcji celu będącej sumą trzech funkcji składowych odpowiadających poszczególnym parametrom z odpowiednimi wagami. Metoda ta może być dość swobodnie kształtowana poprzez dobór wag albo odmienne propozycje funkcji składowych. Na tej podstawie wyłoniono dodatki, które mają najkorzystniejsze właściwości pod względem zastosowania do produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych.