SYSTEMY NAWIERZCHNI MOSTOWYCH

Transkrypt

1 SYMPOZJUM, Kielce, 12 maja 2011 r. Nawierzchnie i izolacje na obiektach inżynieryjnych betonowych i stalowych. Konsekwencje i możliwości działań XVII Międzynarodowe Targi Budownictwa Drogowego AUTOSTRADA-POLSKA SYSTEMY NAWIERZCHNI MOSTOWYCH dr inż. Piotr JASKUŁA

2 2 ZAKRES Dlaczego jest tak istotny i ważny? Izolacja mostowa Nawierzchnia mostowa

3 3 SPECYFIKA PRACY NAWIERZCHNI MOSTOWEJ Większe obciążenie termiczne Szybsze zmiany, z obu stron Większy gradient temperatury, brak bezwładności termicznej jak w korpusie drogowym Woda i środki odladzające +niska temperatura= złuszczenia nawierzchni Obciążenia pojazdami Większe naprężenia w warstwie, sztywne podłoże Większe odkształcenia rozciągające na spodzie, i jeszcze większe u góry nad podporą (nad żebrami płyty ortotropowej)

4 STAN NAPRĘŻEŃ

5 OBLICZENIA ODKSZTAŁCEŃ NAWIERZCHNI NA MOŚCIE STALOWYM P=57,5kN M - moment zginający 5.

6 OBLICZENIA ODKSZTAŁCEŃ NAWIERZCHNI NA MOŚCIE BETONOWYM e 3

7 7 SPECYFIKA PRACY NAWIERZCHNI MOSTOWEJ Grubość nawierzchni Im sztywniejsza warstwa (niskie temperatury) i cieńsza większe ryzyko uszkodzenia Brak sczepności Efekt dynamiczny Drgania pomostu, nierówności na dylatacjach

8 8 SYSTEM NAWIERZCHNI MOSTOWEJ To nierozłączną całość składającą się z: izolacji przeciwwodnej płyty pomostu oraz Nawierzchni Zadania: - komfort i bezpieczeństwo użytkownika (szorstkości i równości) - ochrona obiektu inżynierskiego przed działaniem wody i środków odladzających

9 UKŁAD WARSTW NAWIERZCHNI

10 ANALIZA SZCZEPNOŚCI NA MOŚCIE STALOWYM Warstwa ścieralna: AL Warstwa ochronna: AL

11 RYS HISTORYCZNY - IZOLACJE Okres PRL-u: stosowano materiały arkuszowe przyklejane lepikami typu 3 x papa na lepiku W późniejszym okresie izolacje z ok. 20 mm warstwy mastyksu lata 80/ 90 przełom w technologiach izolacyjnych, stosowanie materiałów termozgrzewalnych i natryskowych

12 TRENDY I KIERUNKI ROZWOJU Izolacje: najchętniej stosowane są izolacje termozgrzewalne; sprawdzona technologia oraz umiarkowana cena. coraz częściej stosowane są materiały natryskowe. Jednak jest dość ograniczone. Szereg niepowodzeń w latach 90 (Płock, Wrocław, Gdańsk) oraz z wysokiej ceny.

13 13 IZOLACJE Powłokowo-natryskowe Asfaltowo-polimerowe Żywice syntetyczne (epoksydy, poliuretany, akryle, metylo-metakryle, kompozyty) Asfaltowe Mastyks i Asfalt lany Asfalt piaskowy Arkuszowe Termozgrzewalne i samoprzylepne Przeponowe (folie) Przegląd: 18 izolacji/16 producentów

14 14 IZOLACJA NATRYSKOWA (1 z 9) System izolacji płyt mostowych: stalowych lub betonowych Warstwa gruntująco-sczepna (primer) Dwuwarstwowa izolacja Dwuskładnikowa żywica metylo- metakrylowa (MMA) Warstwa sczepna

15 15 IZOLACJA ŻYWICZNA (NATRYSKOWA)

16 16 APLIKACJA m 2 / dzień pracy jednej brygady

17 17 WŁAŚCIWOŚCI (1) Aplikacja - beton po 28 dniach, Dwa kolory unikanie błędów 1 mm+1 mm Bezstykowa izolacja 100% szczelny, brak sączków Po 30 min odporny na ruch, przebicie przez ziarna kruszywa (przykład: tłuczeń podtorza kolejowego)

18 18 WŁAŚCIWOŚCI (2) Sczepność pull-off test 2-3 MPa Zachodzi reakcja chemiczna na połączeniach Elastyczna, ale sztywniejsza od poliuretanu, pap Sczepność system izolacji a nawierzchnia pull-off test 1,6-2,2 MPa

19 19 ZASTOSOWANIE (1) Obiekty przez cieśninę Oresund Natryskowa (żywica) wybrana z 14 systemów Manhattan, Bosfor, Londyn, Great Belt

20 20 Granica Anglia-Walia, SEVERN CROSSING Wybudowany 1966 Wymiana izolacji i nawierzchni 1991

21 21 SEVERN CROSSING Obecnie 19 letni system nawierzchni, na stalowym moście. Planowana wymiana nawierzchni. Powtórzą izolację natryskową.

22 22 SEVERN CROSSING

23 RYS HISTORYCZNY - NAWIERZCHNIE Okres PRL-u: Nawierzchnie z betonu asfaltowego Asfalt lany wykonywany jedynie ręcznie Lata budowa mostu Gen. Stefana Grota-Roweckiego, pierwszego z zastosowaniem asfaltu lanego wykonanego mechanicznie Początek lat 90 stosowanie polimeroasfaltu, rozwój nawierzchni z asfaltu twardolanego i stosowanie SMA

24 TRENDY I KIERUNKI ROZWOJU Nawierzchnie: Stosowanie mastyksu grysowego SMA oraz asfaltu lanego rozkładanego mechanicznie Pierwsza nawierzchnia mostowa wykonana całkowicie z asfaltu modyfikowanego powstała na moście Śląsko-Dąbrowskim w Warszawie w 1993 roku.

25 25 ASFALT LANY UKŁADANY MECHANICZNIE ASFALT LANY produkowany w otaczarce, układany mechanicznie i ręcznie Kocher + układarka + uszorstnienie

26 26 OTACZARKA Wyposażona w system podgrzewania mączki

27 27 KOCHER Do 26 ton mma

28 28 UKŁADARKA (1)

29 29 UKŁADARKA (2) Porusza się po szynach - równość Szerokość 3,5 14,8 m Zintegrowany system uszorstnienia wraz zwałowaniem Masa układarki 54 ton Prędkość 25 cm/min-2,5 m/min

30 30 USZORSTNIENIE Grys 2/5 lakierowany, a=0,5-0,7%, ilość 8-10 kg/m2 1,5-2,5 m w zależności od temp. otocz. Walce stały nacisk 0,7kg/cm2

31 31 Podgrzewana deska

32 32

33 33 ASFALT LANY Beton asfaltowy Asfalt lany 35/50, 50/70 20/35, 35/ C dziś <230 C v=3-8% <1% wałowanie samozagęszczalna Gussasphalt: 7,5% asfaltu 30/40 dodatki, 20,5% wypełniacz, 27% piasek (15% naturalnego+85% łamanego), 45% grysów

34 34 ZASTOSOWANIE (1) Nawierzchnia Most Storebelt nad Wielkim Bełtem 25 lat bezremontowej gwarancji

35 35 MOST STOREBELT główny obiekt 2400 m 35 mm AL 0/12 + kruszywo 8/12 20 mm AL 0/8 4 mm mastyks izolacyjny Żywica

36 36 ZASTOSOWANIE (2) Nawierzchnia ( m2) Zachodnia obwodnica Zurychu 9% spadki podłużne wykonanie2007 r.

37 37

38 Przegląd systemów nawierzchni mostowych wiadukt w Gdańsku Konstrukcja: W-wa ścieralna 60 mm BA W-wa ochronna izolacji BA Izolacja przeciwwodna 10 mm 3 x papa na lepiku Rok budowy 1968.

39 Przegląd systemów nawierzchni mostowych most Śląsko-Dąbrowski w Warszawie Konstrukcja: W-wa ścieralna 40mm SMA W-wa ochronna 40mm AC Izolacja przeciwwodna 15 mm z asfaltu piaskowego Izolacja przeciwwodna 5 mm papa termozgrzewalna Realizacja rok 1993.

40 Przegląd systemów nawierzchni mostowych wg duńskich zaleceń Konstrukcja: W-wa ścieralna 40 mm z BA lub SMA W-wa ochronna 50 mm z BA W-wa drenażowa 15 mm z PA Izolacja przeciwwodna 9 mm 2 x papa termozgrzewalna W-wa gruntująca żywiczna Rok publikacji 2000

41 Przegląd systemów nawierzchni mostowych Open Synthetic Wearing Course stosowany w Holandii Konstrukcja: W-wa ścieralna 80mm OSWC Izolacyjna przeciwwodna 3mm natryskowa W-wa gruntująco-szczepna OSWC czyli otwarta syntetyczna warstwa ścieralna. Zawartość wolnych przestrzeni wynosi 25%, Natomiast lepiszcze stanowi materiał syntetyczny poliuretan. Rozwiązanie stosowane od kilku lat.

42 Przegląd systemów nawierzchni mostowych most przez Wisłę, Kwidzyn DK90 Konstrukcja: W-wa ścieralna 40 mm SMA W-wa ochronna 50 mm MA Izolacja przeciwwodna 5mm papa termozgrzewalna Płyta pomostu betonowa, projekt Typowy układ warstw nawierzchni na moście betonowym.

43 Przegląd systemów nawierzchni mostowych most przez Wisłę w Toruniu DK1 Konstrukcja: W-wa ścieralna 40 mm MA W-wa ochronna 40 mm MA Izolacja przeciwwodna 5 mm natryskowa (MMA) Płyta pomostu stalowa. Projekt Realizacja 2011.

44 44 DYLATACJE, SĄCZKI

45 45 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!