NASCON Sp. z o.o. Nano Soil Consolidation

Transkrypt

1

2

3 TECHNOLOGII Opracowanie wykonano do stosowania w budownictwie wydanej przez Warszawie zysztof Chlipa Niniejszy Katalog stanowi Aprobaty Technicznej nr AT/ wydanej przez w Warszawie Jednostka autorska, opracowanie edytorskie i rozpowszechnienie: NASCON Sp. z o.o. Nano Soil Consolidation Konsultacje: CONSOLID AG, Schnaren 14, CH- Szwajcaria) Ekologiczne Drogi Sp. z o.o., Centrum Nauki i Biznesu "Nowe Gliwice, ul. Bojkowska 37, Gliwice (Polska) Copyright by NASCON Tychy

4 TECHNOLOGII PRZEDMOWA WPROWADZENIE Zakres opracowania Cel opracowania Wyznaczanie kategorii ruchu WARUNKI GRUNTOWO Warunki gruntowe KATALOGU TYPOWE PODATNE KONSTRUKCJE NAWIERZCHNI Polskie Normy Inne dokumenty obliczeniowe metody mechanistycznej drogowej z warstwami konstrukcyjnymi wykonanymi w technologii katalitycznej CONSOLID SYSTEM

5

6 TECHNOLOGII PRZEDMOWA wykonywane na naszych placach budowy, a znajdowa wprowadzania zmian. drogowej. dyskusji. rzymane wyniki - wszystkie konstrukcje zdefiniowane nowoczesnych metod mechanistycznych. w polskich warunkach koncepcja - z grup Katalog Typowych Konstrukcji - nr AT/ wydanej przez 5

7 TECHNOLOGII skorzystaniem pokazana w zakres zastosowanie nowych (nie tylko przedstawionych w Katalogu) technologii, to - en efekt pracy krajowych i zagranicznych. PREZYDENT POLSKIE STOWARZYSZENIE BUDOWNICTWA EKOLOGICZNEGO POLISH GREEN BUILDING COUNCIL (PLGBC) Katalog Typowych Konstrukcji - nr AT/ wydanej przez 6

8 TECHNOLOGII Grunt nasypowy jest pnym, tanim, podstawowym i masowym przy swoich bardzo korzystnych w stanie suchym parametrach mechanicznych - w prze swej masie w poszukiwanie tanich jego zastosowanie jest z rachunku ekonomiczneg Parlamentu Europejskiego ale przede wszystkim z naszej nas procesach ecological footprint z o akceptacji nowej na rynek., w przeciwnym metodycznie i skrupulatnie przeprowadzonej strategii innowacyjnych drogowych kamieniem milowym w dalszych etapach wykorzystywania w budownictwie drogowym mat Dr Krzysztof Chlipalski Katalog Typowych Konstrukcji - nr AT/ wydanej przez 7

9 TECHNOLOGII Katalog Typowych Konstrukcji - nr AT/ wydanej przez 8

10 TECHNOLOGII 1. WPROWADZENIE 1.1. Zakres opracowania W Katalogu podano typowe konstrukcje nawierzchni drogowych podatnych zaprojektowane z wykorzystaniem katalitycznej technologii modyfikowania gruntu Consolid System (dalej: CS). Katalogu h KTKNPiP (1997) oraz na podstawie wytycznych dnia 2 marca 1999 r. i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.) Cel opracowania Celem Katalogu jest uproszczenie i ujednolicenie zasad projektowania konstrukcji nawierzchni z wykorzystaniem katalitycznej technologii ulepszania gruntu oraz stosowanie racjonalnych technicznych, uzyskanie odpowiednich cech zaprojektowanych wymaganych nawierzchni katalitycznego modyfikowania gruntu /S konstrukcji nawierzchni: warst podbudowa zasadnicza podbudowa pomocnicza 2. Kategoria ruchu -. G2, G3 i G4. Konstrukcja nawierzchni - do przejmowania i przenoszenia od ruchu dogodne warunki zabezpieczenia warstw konstrukcyjnych przed od wody. Warstwa 9

11 TECHNOLOGII - onych na warstwy konstrukcyjne. Podbudowa - dolna ca do przenoszenia obc od e z podbudowy zasadniczej i pomocniczej. Podbudowa zasadnicza - podbudowy, podstawowa konstrukcji nawierzchni. Podbudowa pomocnicza - dolna nkcji e,. Podbudowa z mieszanki gruntowej modyfikowanej katalitycznie dodatkiem CS - jedna lub zgodnie z dopuszczeniem wydanym A T DiM Nr AT/ WYM 3.1. Klas W tabeli onym obliczeniowym okresie eksploatacji nawierzchni Tabela 1. Graniczne liczby osi obliczeniowych 115 kn na pas obliczeniowy Liczba osi obliczeniowych w Katalogu do projektowania L nawierzchni KR1 < 7 9 Kategoria ruchu liczba osi obliczeniowych obliczeniowym (20lat) KR2 od 8 do KR3 od 41 do KR4 od 193 do KR5 od 573 do KR6 > Wyznaczanie kategorii ruchu KTKNPiP). 10

12 TECHNOLOGII 4. WARUNKI GRUNTOWO-WODNE I 4.1. zgodnie Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.) g eli 2. Tabela 2. Charakterystyka b) a) b) Wykopy >1 m a) b) Nasypy > 1 m a) b) <1 m od 1 m do 2 m > 2 m dobre dobre dobre dobre dobre dobre dobre Oznaczenia: a) nie utwardzone pobocza, b) ycznymi albo ich skutkami lub 4.2. Warunki gruntowe Gru (tabela 3) przypadkach 11

13 TECHNOLOGII Tabela 3. -S-02205:1998 Jed- nostki niewysadzinowe wysadzinowe Rodzaj gruntu 0,075 mm 0,02 mm rumosz niegliniasty piasek gruby piasek drobny nierozpadowy % 15 3 piasek pylasty zwietrzelina gliniasta rumosz gliniasty gliniasta od 15 do 30 od 3 do 10 wysadzinowe glina piaszczysta pylasty bardzo wysadzinowe piasek gliniasty piaszczysty glina piaszczysta, glina, glina pylasta H kb m 1,0 1,0 1,0 piaskowy WP 35 od 25 do Grunt rodzimy przeznaczony do modyfikacji katalitycznej komponentami CS wg standardowej -98/S- -ilastej oraz dodatkowymi wymaganiami zgodnie z tabel 12

14 TECHNOLOGII Tabela 4. Wymagania dla gruntu przeznaczonego do modyfikowania katalitycznego CS Lp. Jednostka Wymagania 1 % (m/m) PN-EN w L -w P % PN-88/B % (m/m) PN-88/B ) i bez luk 4.3. w tabeli 5. Tabela 5. i a Grunty niewysadzinowe: rumosze piaski grubo- - nierozpadowe i wodnych dobrych G1 G1 G1 piaski pylaste G1 G2 G2 *) : gliny Grunty bardzo wysadzi nowe *) : G1 G2 G3 G2 G3 G4 G3 G4 G4 *) w L 0,25) 13

15 TECHNOLOGII Tabela 6. i E 2 [MPa] i G4 G3 G r w technologii CS przemarzania g Rysunek 1. zgodnie z -81/B GDA SK KOSZALIN hz=1,40m SZCZECIN BYDGOSZCZ OLSZTYN hz=1,20m BIA YSTOK hz=0,80m POZNA hz=1,00m WARSZAWA ZIELONA G RA hz=1,00m WROC AW OPOLE KIELCE hz=1,20m LUBLIN KATOWICE NASCON TYCHY RZESZ W hz=1,20m 14

16 TECHNOLOGII termicznej katalitycznie. Tabela 7. nawier katalitycznie i ruchem KR1 0,22 h z *) G2 G3 G4 PODBUDOWA ZASADNICZA 0,28 h z 0,33 h z KR2 0,27 h z 0,32 h z 0,37 h z KR3 0,31 h z 0,36 h z 0,41 h z KR4 0,37 h z 0,41 h z 0,46 h z PODBUDOWA POMOCNICZA KR1 0,25 h z 0,30 h z 0,35 h z KR2 0,29 h z 0,34 h z 0,39 h z KR3 0,35 h z 0,40 h z 0,45 h z KR4 0,40 h z 0,45 h z 0,50 h z KR5 0,44 h z 0,50 h z 0,54 h z KR6 0,49 h z 0,54 h z 0,59 h z *) h z PN-81/B katalitycznie z KTKNPiP. liczby osi obliczeniowych. 15

17 TECHNOLOGII 5. Niniejsza procedura opracowana a precyzyjnego i szybkiego wyboru jednej z typowych konstrukcji podbudowy (zasadniczej lub pomocniczej) zawartych w Rozdziale 6 Katalogu. Krok 1: KR i. Krok 2: Ustalenie rodzaju gruntu i -wodnych i. Krok 3: nawierzchni ruchu KR i, n i oraz rodzaju podbudowy) z odpowiednich tablic od 1 do 8 zawartych w Katalogu. Krok 4: eli 7 Katalogu. 16

18 TECHNOLOGII 6. TYPOWE PODATNE KONSTRUKCJE NAWIERZCHNI - podbudowa zasadnicza tablice od 1 do 4 - podbudowa pomocnicza tablice od 5 do 8 Obliczenia wszystkich konstrukcji E KAT dla warstwy konstrukcji modyfikowanej znacznie programu komputerowego BISAR firmy Shell. 17

19 TECHNOLOGII Tabela 8. i Kategoria ruchu KR1 KR2 KR3 KR4 KR5 KR6 liczba osi obliczeniowych 0,0515 mln osi obl. 115kN w okresie obliczeniowym 20 lat 0,2916 mln osi obl. 115kN w okresie obliczeniowym 20 lat 1,4294 mln osi obl. 115kN w okresie obliczeniowym 20 lat 4,1738 mln osi obl. 115kN w okresie obliczeniowym 20 lat 8,3476 mln osi obl. 115kN w okresie obliczeniowym 20 lat 8,3476 mln osi obl. 115kN w okresie obliczeniowym 20 lat Tabela 9. warstw podbudowy mo CS zaprojektowane w Katalogu Kategoria KR1 KR2 KR3 KR4 KR5 KR6 Podbudowa zasadnicza G2 40 MPa 35 cm 35 cm 40 cm 40 cm - - G2 30 MPa 40 cm 40 cm 45 cm 45 cm - - G3 20 MPa 40 cm 40 cm 45 cm 45 cm - - G4 10 MPa 45 cm 45 cm 50 cm 50 cm - - Podbudowa pomocnicza G2 40 MPa 30 cm 30 cm 35 cm 35 cm 40 cm 45 cm G2 30 MPa 35 cm 35 cm 40 cm 40 cm 40 cm 45 cm G3 20 MPa 40 cm 40 cm 40 cm 40 cm 45 cm 50 cm G4 10 MPa 40 cm 40 cm 45 cm 45 cm 50 cm 50 cm 18

20 TECHNOLOGII Tablica 1. PODBUDOWA ZASADNICZA TYP 40 MPa 19

24 TECHNOLOGII Tablica 5. PODBUDOWA POMOCNICZA TYP 40 MPa 23

28 TECHNOLOGII 7. PRZEPISY 7.1. Polskie Normy [1] PN-S-02205:1998 Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania. [2] PN-87/S- [3] PN EN Badania geome - ziarnowego - Metoda przesiewania. [4] PN-B-04481:1988. [5] PN-B-03020:1981 Grunty budowlane - Posa - Obliczenia statyczne i projektowanie Inne dokumenty [6] APROBATA TECHNICZNA IBDiM Nr AT/ CONSOLID SYSTEM (CONSOLID 444, SOLIDRY). [7] KTKNPiP - Katalog [8] Dz. U nr 43 poz. 430 stra Transportu i Gospodarki 27

29 TECHNOLOGII 28

30 TECHNOLOGII cznik 1 29

31 TECHNOLOGII 30

32 TECHNOLOGII Konstrukcje nawierzchni zaprojektowano przy dla typowych R Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.). Tabela 1. W mieszanek mineralno-asfaltowych. Rodzaj mieszanki Zima Lato E E E [MPa] [MPa] [MPa] Beton asfaltowy o strukturze , , ,40 Beton asfaltowy o strukturze , , ,40 Beton asfaltowy o strukturze przeznaczony do warstwy , , ,40 podbudowy Piasek otoczony asfaltem przeznaczony do warstwy podbudowy , , ,40 Tabela 2. W typowych gruntu G2 40 MPa nawierzchni dla gruntu G2 30 MPa G3 20 MPa G4 10 MPa E [MPa] 40 0, , , ,30 31

33 TECHNOLOGII Tabela 3. warstwy Consolid System. Grunt zmodyfikowany katalitycznie onsolid System od podbudowy zasadniczej Grunt zmodyfikowany katalitycznie Consolid System od pomocniczej E [MPa] 1000 *) 0,25 **) 800 0,25 *) u laboratoryjnych oraz **) u podstawie normy PN-EN hydr spoiwem hydraulicznym -EN na zwielokrotnienie precyzji wykonano badania laboratoryjne weryfikacyjne brazylijskiej. wykorzystania podczas projektowania mechanistycznego dynamicznego FWD. 32

34 TECHNOLOGII mechanistycznej 33

35 TECHNOLOGII 34

36 TECHNOLOGII 1. osi 115kN dla danej kategorii ruchu w okresie obliczeniowym 20 lat. 2. katalitycznej Consolid System (E=1 000 MPa) (KR1-KR4) pocieniono warstwy bitumiczne : 4.1. KR KR KR KR4-15kN w okresie obliczeniowym 20 lat 4.5. KR KR6 - UWAGA: liczby oddaniu drogi do eksploatacji czyli 10 lat kPa kN ,5kN cm 5.5. Parametry warstw asfaltowych: MPa MPa Warstwa podbudowy z AC MPa Parametry Podbudowy Consolid System MPa lub 800 MPa Typ10 Mod a Typ20 Mod a Typ30 Mod a 35

37 TECHNOLOGII Typ40 Mod a 5.8. Asfaltowego: N 18,4 C (6, ,291 0,854 t E ) N t E * -asfaltowej, MPa M C 10 Vb M 4,84 0, 69 Va Vb V b V a gruntowego p : m k (1/ N) p N w konstrukcji nawierzchni k, m k = 1,05*10-2 m = 0,223 36

38 TECHNOLOGII termicznej nawierzchni drogowej z warstwami konstrukcyjnymi wykonanymi w technologii katalitycznej CONSOLID SYSTEM 37

39 TECHNOLOGII 38

40 TECHNOLOGII Typ A. 1) Warstwa mineralno- i (kategorii ruchu), 2) ci 20 cm, 3) Warstwa mrozoochronna z kruszywa naturalnego stabilizowanego mechanicznie i oraz G i normy PN-EN ISO 6946:1999 zamieszczone w tabeli Tabela 1. Wp nawierzchni drogowej [W/(m K)] Asfaltobeton 1,00 *) 0,90 Kruszywo naturalne 0,90 *) z 1.2. Konstrukcje nawierzchni wykonane z wykorzystaniem technologii CONSOLID SYSTEM -bitumicznych nr AT/ dodatki do 1) Warstwa mineralno- i (kategorii ruchu), 2) Warstwa podbudowy z gruntu ulepszonego dodatkami CONSOLID SYSTEM o drogowej. 39

41 TECHNOLOGII = 1,00 [W/(m K)] 1. Tabela 2. gruntu zmodyfikowanego katalitycznie onsolid System Grunt zmodyfikowany katalitycznie onsolid System [W/(m K)] 0,45 *) *) w wg normy PN-EN 12664:2002 przez Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie nr LFS /11/Z00NF wykonanych przez Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie = 0,455 [W/(m K)]. 2. Obliczenia prowadzono w opar -EN ISO 6946:2008: 2.1. Wyznaczenie oporu cieplnego warstw jednorodnych wg wzoru: gdzie: d 2.2. R se = 0,04 [m 2 K/W] 2.3. R T = R se + R 1 + R 2 + R n