Roads and Bridges - Drogi i Mosty
22, 3, 2023, 243-257

Use of plastic waste in cement-bound layers

Bartłomiej Krawczyk Mail
https://orcid.org/0000-0003-2595-9851
Wrocław University of Technology, Faculty of Civil Engineering,Department of Roads, Bridges, Railways and Airports, 27 Wybrzeże Wyspiańskiego St., 50-370 Wrocław
Piotr Mackiewicz Mail
https://orcid.org/0000-0002-3170-6415
Wrocław University of Technology, Faculty of Civil Engineering,Department of Roads, Bridges, Railways and Airports, 27 Wybrzeże Wyspiańskiego St., 50-370 Wrocław
Dariusz Dobrucki Mail
Wrocław University of Technology, Faculty of Civil Engineering,Department of Roads, Bridges, Railways and Airports, 27 Wybrzeże Wyspiańskiego St., 50-370 Wrocław
Published: 2023-09-30

Abstract

The article presents research on the possible use of material obtained during recycling of plastic waste. The materials were used in production of cement-bound mixtures for road pavement layers or improved subgrade. The analyses were based on laboratory tests of plastic waste, aggregate and cement-bound mixtures. The tests encompassed particle size distribution, compaction, compressive strength (early – after 7 days; final – after 28 days), frost resistance and California Bearing Ratio (CBR). The obtained results were evaluated in the light of the current national technical requirements. It was shown that plastic waste may be used as an alternative to classic materials.

Keywords


cement-stabilized layers, plastic waste, recycling.

Full Text:

PDF

References


Alenowicz J., Dołżycki B., Jaskuła P.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.2.1. Wytyczne pozyskania i oceny przydatności destruktu i granulatu asfaltowego do recyklingu na gorąco w otaczarkach, 2019

Alenowicz J., Dołżycki B., Jaskuła P.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.2.2. Zalecenia w zakresie produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych z granulatem asfaltowym w otaczarkach o działaniu cyklicznym, 2019

Alenowicz J., Dołżycki B., Jaskuła P.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.2.3. Wytyczne cząstkowe w zakresie wymagań i projektowania mieszanek mineralno-asfaltowych z granulatem asfaltowym produkowanym na gorąco, 2019

Dołżycki B.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.4.1. Wytyczne stosowania technologii recyklingu głębokiego na zimno z wykorzystaniem emulsji i cementu wraz zasadami projektowania nawierzchni z wykorzystaniem warstw z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej (MCE), 2019

Dołżycki B.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.4.2. Instrukcja projektowania i wbudowania mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE), 2019

Mirski K., Bańkowski W., Horodecka R.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.4.3. Zalecenia bezpiecznego stosowania destruktu asfaltowego ze smołą w warstwach wykonanych w technologii mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych MCE, 2019

Szydło A., Stilger-Szydło E., Krawczyk B., Mackiewicz P., Skotnicki Ł., Kuźniewski J., Dobruc D.: Wytyczne projektów RID GDDKIA: Załącznik nr 9.6. Wytyczne wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu nawierzchni betonowych, 2018

Krawczyk B., Szydło A., Mackiewicz P., Dobrucki D.: Suitability of aggregate recycled from concrete pavements for layers made of unbound and cement bound mixtures. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 17, 1, 2018, 39-53, DOI: 10.7409/rabdim.018.003

Krawczyk B., Szydło A., Mackiewicz P., Dobrucki D.: Assessment criteria of the recycled aggregate cement bound bases. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 18, 2, 2019, 109-126, DOI: 10.7409/rabdim.019.007

Plastic – the Facts 2021. An analysis of European plastics production, demand and waste data. PlasticEurope Association of Plastics Manufacturers, 2021

Krawczyk B., Szydło A., Mackiewicz P., Dobrucki D.: Use of plastic waste in materials for road pavement construction and improved subgrade. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 21, 3, 2022, 203-216, DOI: 10.7409/rabdim.022.012

Aneke F.I., Shabangu C.: Green-efficient masonry bricks produced from scrap plastic waste and foundry sand. Case Studies in Construction Materials, 14, 2021, ID article: e00515, DOI: 10.1016/j.cscm.2021.e00515

Limami H., Manssouri I., Cherkaoui K., Saadaoui M., Khaldoun A.: Thermal performance of unfired lightweight clay bricks with HDPE & PET waste plastics additives. Journal of Building Engineering, 30, 2020, ID article: 101251, DOI: 10.1016/j.jobe.2020.101251

Hemalatha D.: Reuse of waste plastics and demolition waste in the development of plastic paver block. Journal of Scientific & Industrial Research, 78, 2019, 248-250

Seghiri M., Boutoutaou D., Kriker A., Hachani M.I.: The possibility of making a composite material from waste plastic. Energy Procedia, 119, 2017, 163-169, DOI: 10.1016/j.egypro.2017.07.065

Behera D.: Experimental investigation on recycling of plastic wastes and broken glass in to construction material. International Journal of Creative Research Thoughts, 6, 1, 2018, 1658-1667

Hameed A.M., Fatah Ahmed B.A.: Employment the plastic waste to produce the light weight concrete. Energy Procedia, 157, 2019, 30-38, DOI: 10.1016/j.egypro.2018.11.160

Gavhane A., Sutar D., Soni S., Patil P.: Utilisation of E-plastic waste in concrete. International Journal of Engineering Research & Technology, 5, 2, 2016, 594-601

Yang S., Yue X., Liu X., Tong Y.: Properties of self-compacting lightweight concrete containing recycled plastic particles. Construction and Building Materials, 84, 2015, 444-453, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.03.038

Sadrmomtazi A., Dolati-Milehsara S., Lotfi-Omran O., Sadeghi-Nik A.: The Combined Effects of Waste Polyethylene Terephthalate (PET) Particles and Pozzolanic Materials on the Properties of Self-Compacting Concrete. Journal of Cleaner Production, 112, 4, 2016, 2363-2373, DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.09.107

Salim N.M., AL-Soudany K.Y., Ahmed A.A.: The Impact of Using Recycled Plastic Fibres on the Geotechnical Properties of Soft Iraqi Soils. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 433, 2018, ID article: 012017, DOI: 10.1088/1757-899X/433/1/012017

Al-Neami M.A., Rahil F.H., Al-Ani Y.H.: Behavior of Cohesive Soil Reinforced by Polypropylene Fiber. Engineering and Technology Journal, 38, 6A, 2020, 801-812, DOI: 10.30684/etj.v38i6A.109

Fadhil S.H., Al-Soud M.S., Kudadad R.M.: Enhancing the Strength of Clay-Sand Mixture by Discrete Waste Plastic Strips. Journal of Applied Science and Engineering, 24, 2021, 381-391, DOI: 10.6180/jase.202106_24(3).0013

Hameed A., Shaban A.M., Almuhanna R.R.: Performance of Lime-Treated Sandy Soils after Sustainable Reinforcement Using Waste Plastic Fibre. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1067, 2021, ID article: 012047, DOI: 10.1088/1757-899X/1067/1/012047

Cavey J.K., Krizek R.J., Sobhan K., Baker W.H.: Waste Fibers in Cement-Stabilized Recycled Aggregate Base Course Material. Transportation Research Record, 1486, 1995, 97-106

Kumar P., Shukla S.: Flexible pavement construction using different waste materials: A review. Materials Today: Proceedings, 65, 2, 2022, 1697-1702, DOI: 10.1016/j.matpr.2022.04.713

Sobhan K., Mashnad M.: Fatigue Durability of Stabilized Recycled Aggregate Base Course Containing Fly Ash and Waste-Plastic Strip Reinforcement. Department of Civil and Geological Engineering, New Mexico State University, 2000, https://rmrc.wisc.edu/wp-content/uploads/2012/10/P18final.pdf (19.04.2023)

Kumar A., Topdar P., Datta A.K.: Structural Performance of Cement-treated Base Layer by Incorporating Reclaimed Asphalt Material and Plastic Waste. Jordan Journal of Civil Engineering, 17, 2, 2023, 259-271, DOI: 10.14525/JJCE.v17i2.08

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów. Dz.U. 2014, poz. 1923

WT-5 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym do dróg krajowych. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2010

Judycki J., Jaskuła P., Pszczoła M., Alenowicz J., Dołżycki B., Jaczewski M., Ryś D., Stienss M.: Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 31 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r.

Szydło A., Mackiewicz P., Wardęga R., Krawczyk B.: Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 30 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r.

PN-EN 14227-1:2013-10 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Wymagania – Część 1: Mieszanki związane cementem

PN-EN 14227-1:2007 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Wymagania – Część 1: Mieszanki zwią- zane cementem

PN-EN 14227-15:2015-12 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Część 15: Grunty stabilizowane hydraulicznie

PN-EN 14227-10:2006 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Część 10: Grunty stabilizowane cementem

PN-S-96012:1997 Drogi samochodowe – podbudowa i ulepszone podłoże z gruntu stabilizowanego cementem

Zgłoszenie patentowe nr P.438162 z 15.06.2021 r. Materiał wypełniający do mieszanek związanych z cementem, sposób wytwarzania materiału wypełniającego oraz mieszanka związana cementem z materiałem wypełniającym


Use of plastic waste in cement-bound layers

  
Krawczyk, Bartłomiej; Mackiewicz, Piotr; Dobrucki, Dariusz. Use of plastic waste in cement-bound layers. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 22, n. 3, p. 243-257, sep. 2023. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 29 May. 2024. doi:http://dx.doi.org/10.7409/rabdim.023.012.