Innowacyjne nawierzchnie ulic

Transkrypt

1 Innowacyjne nawierzchnie ulic Prof. dr hab. inż. Dariusz Sybilski Instytut Badawczy Dróg i Mostów Politechnika Lubelska d.sybilski@ibdim.edu.pl Łódź, 30 września

2 O czym opowiem Nawierzchnie ciche Szybkie remonty ulic w Warszawie Nawierzchnie fotokatalityczne Łódź, 30 września

3 Nawierzchnie ciche Szybkie remonty ulic w Warszawie Nawierzchnie fotokatalityczne Łódź, 30 września

4 Problem hałasu w Europie 55 db(a) - dźwięk nieprzyjemny 65 db(a) - dźwięk nie do zniesienia, np. poważne zakłócenia snu 80 mln Europejczyków cierpi wskutek niedopuszczalnego natężenia hałasu 170 milionów Europejczyków żyje w szarej strefie dokuczliwości hałasu 38 mld euro rocznie - szkody ekonomiczne z powodu hałasu w UE (zakłócenia snu, utrata efektywności pracy, spadek wartości nieruchomości) Łódź, 30 września

5 Hałas Każdy dźwięk, niezależnie od jego sposobu powstawania, głośności i czasu trwania, który powoduje dyskomfort psychiczny lub jest odczuwany jako uciążliwośd Łódź, 30 września

6 Metody zmniejszenia hałasu ruchu pojazdów Zmniejszenie natężenia ruchu Ograniczenie prędkości ruchu Graniczna prędkośd 55 km/h, samochody Ściany dźwiękochłonne Ciche nawierzchnie Asfalt porowaty Dwuwarstwowe nawierzchnie porowate Drobnoziarnista mieszanka o nieciągłym uziarnieniu (SMA, BBTM MNU) Mieszanka modyfikowana gumą Łódź, 30 września

7 Hałas drogowy Przyczyny Interakcja opona-nawierzchnia Dźwięki pojazdu Silnik System napędowy System wydechowy Łódź, 30 września

8 Łódź, 30 września

9 Hałas drogowy Kontakt opony z nawierzchnią jest głównym źródłem hałasu większości samochodów przy prędkości powyżej 55 km/h samochodów ciężarowych przy prędkości powyżej 70 km/h Łódź, 30 września

10 Hałas drogowy Powstawanie hałasu: Zwiększenie szerokości opony o 10 mm powoduje wzrost hałasu od 0,2 do 0,4 db(a) Szorstkośd nawierzchni również bardzo gładkie nawierzchnie mogą byd powodem powstawania hałasu Szybkie tłoczenie i rozprężanie powietrza w miejscu kontaktu opony z nawierzchnią Łódź, 30 września

11 To nie jest cicha nawierzchnia Łódź, 30 września

12 Przegrody Akustyczne: Ekrany dźwiękochłonne Łódź, 30 września

13 Przegrody Akustyczne: Przekrycia akustyczne Łódź, 30 września

14 Przegrody akustyczne: Wały ziemne i przekopy Łódź, 30 września

15 Przegrody akustyczne: Zieleo izolacyjna Łódź, 30 września

16 Przegrody akustyczne: Zieleo izolacyjna Łódź, 30 września

17 Cicha nawierzchnia asfaltowa Cienka warstwa asfaltowa MNU 0/6 Cienka warstwa asfaltowa MNU 0/10 Beton asfaltowy porowaty Beton asfaltowy Beton cementowy Powierzchniowe utrwalenie Hałas, db(a) Hałaśliwośd: wpływ nawierzchni Łódź, 30 września

18 Cicha nawierzchnia Zmniejszenie hałasu o 3 db(a) jest równoważne: lub 100 km/h 80 km/h Cicha nawierzchnia jest równoważna ścianie dźwiękochłonnej Łódź, 30 września

19 Klasyfikacja hałaśliwości nawierzchni we Francji Kategoria R1 Cicha R2 R3 R4 Głośna Rodzaj nawierzchni BBTM 6 BBUTM 6 PA 10 BBTM 10 AC 10 CWZ BBUTM 10 Beton cementowy BBTM 14 AC 14 Bruk kamienny Kostka kamienna lub betonowa. Łódź, 30 września

20 Klasyfikacja hałaśliwości nawierzchni, IBDiM, 2005 Klasa hałaśliwości nawierzchni Cicha Normalna Głośna AC (BA) 5 lub AC 8 SMA 5, SMA 8 BBTM (MNU) 8 (GUFI) PA (asfalt porowaty) BBTM (MNU) 11 SMA 11 BA 11 Warstwa ścieralna nawierzchni BC (beton cementowy) CWZ (cienka warstwa na zimno) Łódź, 30 września

21 Asfalt porowaty Łódź, 30 września

22 Asfalt porowaty Łódź, 30 września

23 Asfalt porowaty Zwiększenie zawartości wolnych przestrzeni w asfalcie porowatym z % v/v do co najmniej 22 % v/v pozwala na redukcję hałasu samochodów osobowych o około -6,5 db (A) i ciężarowych o około -4,5 db (A) Układ dwóch warstw asfaltu porowatego zmniejsza hałas drogowy o dodatkowe około 2 db (A) Układ dwuwarstwowy zmniejszenie hałasu drogowego o 8-10 db(a) Uwaga: warstwa nawierzchni (podłoże) pod asfaltem porowatym musi byd uszczelniona membraną asfaltową skropienie asfaltem 2-3 kg/m 2 lub rolowa membrana asfaltowa zbrojona siatką szklaną Łódź, 30 września

24 Ciche nawierzchnie - możliwości stosowania w Polsce Asfalt porowaty: Trudniejsze zimowe utrzymanie Mniejsza trwałośd (średnio 8 lat, szczelna warstwa 10 lat) Łódź, 30 września

25 Ciche nawierzchnie - możliwości stosowania w Polsce Asfalt porowaty: Układ dwuwarstwowy Większa efektywnośd (zmniejszenie hałasu nawet o 10 db(a) Mniejsze problemy zimowego utrzymania Lepsze odwodnienie Mniejsze zanieczyszczenie Łódź, 30 września

26 Ciche nawierzchnie - możliwości stosowania w Polsce Szczelne mieszanki o nieciągłym uziarnieniu, np. SMA 5, SMA 8, BBTM 8 Mieszanki z dodatkiem gumy Granulat gumowy (GUFI) Nowa technologia tecroad: granulat gumowoasfaltowy Łódź, 30 września

27 Nawierzchnie prefabrykowane Łódź, 30 września

28 Nawierzchnie prefabrykowane Łódź, 30 września

29 Ciche nawierzchnie modyfikowane gumą Łódź, 30 września

30 Metody modyfikacji nawierzchni gumą Metody modyfikacji gumą Metoda mokra Pył lub miał gumowy (< 1,0 mm) Dodatek do asfaltu Metoda sucha Miał lub granulat Modyfikator asfaltu lub frakcja kruszywa Dodatek do mieszanki mineralno-asfaltowej Nowośd: Granulat asfaltowo-gumowy (tecroad) Dodatek do mieszanki mineralno-asfaltowej podczas produkcji w otaczarce Łódź, 30 września

31 Arizona, USA Łódź, 30 września

32 Arizona, USA Łódź, 30 września

33 Nevada, USA Łódź, 30 września

35 Szybkie remonty ulic w Warszawie: Frezowanie i Wzmocnienie Łódź, 30 września

36 Efekty frezowania i wzmocnienia Wzmocnienie nawierzchni AC WMS Wysoki moduł sztywności Duża trwałośd zmęczeniowa Siatka Wzmocnienie nawierzchni Zapobieganie spękaniom odbitym Zapobieganie deformacjom trwałym SMA 8 Lepsza tekstura niż BA Dobre właściwości przeciwpoślizgowe Mniejsza hałaśliwośd ruchu PmB większa wodo- i mrozoodpornośd Łódź, 30 września

37 Typowa konstrukcja nowej nawierzchni 3 cm SMA 8 9 cm AC WMS 20 Siatka przeciwspękaniowa szklana powlekana asfaltem? cm istniejąca podbudowa z? Podłoże gruntowe Łódź, 30 września

38 Lokalizacja siatki w nawierzchni Nawierzchnia podatna Modernizowana Nowa warstwa ścieralna mma Nowa warstwa wiążąca mma Stara warstwa podbudowy mma Stara warstwa podbudowy mineralnej Siatka Cele: Wzmocnienie Zwiększenie trwałości zmęczeniowej kompozytu mieszanki mma + siatki Zmniejszenie naprężeo i odkształceo w podbudowie Zwiększenie nośności Łódź, 30 września

39 Lokalizacja siatki w nawierzchni Nawierzchnia podatna (lub półsztywna) Modernizowana Nowa warstwa ścieralna mma Nowa warstwa wiążąca mma Stara warstwa podbudowy mma lub związana hydraulicznie Siatka szklanowęglowa Stara warstwa podbudowy mineralnej Cele: Siatka szklana Zwiększenie odporności na koleinowanie Wzmocnienie Zwiększenie trwałości zmęczeniowej kompozytu mieszanki mma + siatki Zmniejszenie naprężeo i odkształceo w podbudowie Zwiększenie nośności Łódź, 30 września

40 Lokalizacja siatki w nawierzchni Nawierzchnia podatna (lub półsztywna) Modernizowana Nowa warstwa ścieralna mma Stara nawierzchnia z kostki kamiennej Stara warstwa podbudowy związana hydraulicznie Siatka szklanowęglowa Stara warstwa podbudowy mineralnej Cele: Zwiększenie odporności na koleinowanie Wzmocnienie Zwiększenie trwałości zmęczeniowej kompozytu mieszanki mma + siatki Zmniejszenie naprężeo i odkształceo w podbudowie Zwiększenie nośności Łódź, 30 września

41 Skutecznośd siatki Bardzo dobre połączenie międzywarstwowe (w przeciwieostwie do włókniny) Sztywnośd siatki Ujawnienie działania siatki na spękanym, osłabionym podłożu Łódź, 30 września

42 Frezowanie i wzmocnienie: Doświadczenia warszawskie Harmonogram robót Rozpoczęcie robót: piątek Oddanie nawierzchni do ruchu: poniedziałek 6.00 W ciągu 7 lat ( ) wykonano ponad odnowę nawierzchni ponad 300 km ulic warszawskich Dotychczasowy rekord w 2008 r. ponad 100 km Łódź, 30 września

43 Frezowanie i wzmocnienie: Doświadczenia warszawskie Szybka i skuteczna poprawa stanu nawierzchni ulic Mniejsze koszty odnowy niż generalnego remontu od 2,5 do 10-ciokrotnie niż klasycznych przebudów Szybkośd odnowy i zmniejszenie utrudnienia ruchu - małe koszty społeczne 1 miesiąc utrudnieo ruchu z powodu przebudowy skrzyżowania to 1,2 mld PLN kosztów społecznych Utrudnienia ruchu tylko w weekend Poprawa komfortu jazdy po mieście (wzrost komfortu życia użytkowników) Poprawa komfortu otoczenia zmniejszenie hałasu Łódź, 30 września

44 ul. Marszałkowska, Łódź, 30 września

45 ul. Marszałkowska, 2004 Łódź, 30 września

46 ul. Marszałkowska, 2004 Łódź, 30 września

47 ul. Koszykowa, 2005 Łódź, 30 września

50 Łódź, 30 września ul Koszykowa,

52 Plac Teatralny, 2005 Łódź, 30 września

53 ul. Moliera, 2005 Łódź, 30 września

54 Al. Krakowska, 2006 Łódź, 30 września

58 Nawierzchnie fotokatalityczne Idea użycia TiO 2 jako fotokatalizatora zgłoszona przez japooskich badaczy Fujishima i Honda w 1972 Hydroliza wody na tlen i wodór w obecności światła wykorzystując anodę z TiO 2 w komorze fotochemicznej W latach 1980-tych uzyskano rozkład organicznych zanieczyszczeo wody przez dodatek TiO 2 pod wpływem światła UV Pierwsze zastosowanie TiO 2 w Japonii w 1996: oczyszczanie powietrza Obecne zastosowania: oczyszczanie wody i powietrza (klimatyzacja) samooczyszczające szyby samooczyszczające (antybakteryjne) płytki ceramiczne tkaniny (antyzapachowe), lustra niezaparowujące (antykondensacyjne) itd. Lintec 10 czerwca

59 Obszary zanieczyszczone w Europie Lintec 10 czerwca

60 Główne źródła zanieczyszczeo powietrza Ruch pojazdów (NO; NO 2 ; CO; CO 2 ; PM10 pył zawieszony) Ogrzewanie termoelektryczne (SO 2 ) Rolnictwo i hodowla zwierząt (NH 3 - amoniak; CH 4 metan) Rozpuszczalniki (VOC Volatile Organic Compound Lotne Związki Organiczne) Lintec 10 czerwca

61 Proces fotokatalityczny substancje szkodliwe przetworzone w rozpuszczalne i nieszkodliwe Lintec 10 czerwca

62 Odcinek testowy w Monza, Włochy Lintec 10 czerwca

63 Dziękuję za uwagę Łódź, 30 września