EFEKTYWNE ROZWIĄZANIA W ZAKRESIE BUDOWY I UTRZYMANIA INFRASTRUKTURY DROGOWEJ

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "EFEKTYWNE ROZWIĄZANIA W ZAKRESIE BUDOWY I UTRZYMANIA INFRASTRUKTURY DROGOWEJ"

Seweryna Paluch
6 lat temu
Przeglądów:

1 Gdańsk, 01 czerwca 2017 EFEKTYWNE ROZWIĄZANIA W ZAKRESIE BUDOWY I UTRZYMANIA INFRASTRUKTURY DROGOWEJ dr inż. Piotr JASKUŁA Katedra Inżynierii Drogowej

2 Plan prezentacji Struktura Katedry Inżynierii Drogowej Programy badawcze Narodowe Centrum Badań i Rozwoju / Rozwój Innowacji Drogowych GDDKiA (NCBiR/RID), administracja drogowa, firmy drogowe, rafinerie, producenci materiałów, prace własne (doktoraty). Efektywne rozwiązania budowa nowych dróg i utrzymanie 2

3 Katedra Inżynierii Drogowej kierownik katedry dr hab. inż. Kazimierz Jamroz, prof. nadzw. Zespół Budowy Dróg (10+2) kierownik zespołu dr inż. Piotr Jaskuła doc. dr inż. Jacek Alenowicz, dr inż. Waldemar Cyske dr inż. Bohdan Dołżycki, dr inż. Piotr Jaskuła dr inż. Marek Pszczoła, dr inż. Marcin Stienss dr inż. Dawid Ryś, dr inż. Mariusz Jaczewski mgr inż. Łukasz Mejłun, mgr inż. Cezary Szydłowski inż. Szymon Wicki, tech. Jarosław Herbasz Zespól Inżynierii Ruchu (22+3) kierownik zespołu - dr hab. inż. Kazimierz Jamroz, prof. nadzw. 3

4 Laboratorium Badań Drogowych 4

5 Laboratorium Badań Drogowych czujnik przemieszczenia nacięcie 5

6 Programy badawcze NCBiR RID ZAGADNIENIE NR 1B - ASFALTY DROGOWE I MODYFIKOWANE W POLSKICH WARUNKACH KLIMATYCZNYCH Cel: kompleksowa ocena właściwości lepiszczy asfaltowych, produkowanych w Polsce, w szerokim zakresie temperatur eksploatacyjnych i technologicznych, weryfikacja wymagań i metod oceny lepiszczy asfaltowych, opracowanie wytycznych doboru właściwości lepiszczy odpowiadających polskim warunkom klimatycznym i obciążenia ruchem. Konsorcjum (3): PW, IBDiM i

Programy badawcze NCBiR RID ZAGADNIENIE NR 1B - ASFALTY DROGOWE I MODYFIKOWANE W POLSKICH WARUNKACH KLIMATYCZNYCH 58-28 52-22 52-22 52-28 P=98%

7 Programy badawcze NCBiR RID ZAGADNIENIE NR 1B - ASFALTY DROGOWE I MODYFIKOWANE W POLSKICH WARUNKACH KLIMATYCZNYCH P=98% warstwa ścieralna P=98% warstwa wiążąca

KLIMATYCZNYCH 2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 Odkształcenie graniczne, -20 C Naczylenie wykresu koleinowania WTS AIR 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 WTS max AC 11

8 AC 11 S KR1 KR2 70/100 AC 11 S KR1 KR2 50/70 AC 11 S KR3 KR4 50/70 AC 11 S KR3 KR6 45/80-55 L AC 11 S KR3 KR6 45/80-55 O SMA 11 KR3 KR4 50/70 SMA 11 KR3 KR7 45/80-55 L SMA 11 KR3 KR7 45/80-80 Odkształcenie graniczne gran [ ] [mm*10-6 ] Programy badawcze NCBiR RID ZAGADNIENIE NR 1B - ASFALTY DROGOWE I MODYFIKOWANE W POLSKICH WARUNKACH KLIMATYCZNYCH 2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 Odkształcenie graniczne, -20 C Naczylenie wykresu koleinowania WTS AIR 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 WTS max AC 11 S KR1 2 70/100 AC 11 S KR1 2 50/70 AC 11 S KR3 4 50/70 AC 11 S KR3 6 45/80-55 L AC 11 S KR3 6 45/80-55 O SMA 11 KR3 4 50/70 8 SMA 11 KR3 7 45/80-55 L SMA 11 KR3 7 45/80-80

9 Programy badawcze NCBiR RID ZAGADNIENIE NR 1A WYKORZYSTANIE MATERIAŁOW POCHODZĄCYCH Z RECYKLINGU Cel: opracowanie technologii i warunków wtórnego zastosowania materiałów uzyskanych z rozbiórki istniejących nawierzchni drogowych na szerszą skalę niż dotychczas jest to robione, opracowanie zasad stosowania materiałów odpadowych z szerokiego spektrum przemysłu chemicznego, włókienniczego, górniczego oraz hutniczego. Konsorcjum (8): IBDiM, PW,, PŚk., PWr, IOŚ-PIB, INSC, Moratex ITB

10 Programy badawcze NCBiR RID ZAGADNIENIE NR 1A WYKORZYSTANIE MATERIAŁOW POCHODZĄCYCH Z RECYKLINGU AC 22P Granulat 0% Granulat 20 % Granulat 40% Granulat 60% 10

11 Programy dla GDDKiA Badanie wpływu zastosowania warstw AC-WMS w konstrukcjach nawierzchni na spękania niskotemperaturowe i na zmniejszenie powstawania deformacji trwałych Weryfikacja i aktualizacja Katalogu TKNPiP Modelowanie teoretyczne wpływu sczepności międzywarstwowej na zachowanie się konstrukcji nawierzchni Opracowanie procedury do projektowania mieszanek mineralno-cemen.-emulsyjnych (MCE) Badania mieszanek mineralno-asfaltowych o obniżonej temperaturze otaczania 11

12 Wprowadzony do stosowania przez GDDKiA Wskazany do stosowania w Rozporządzeniu MIiR 12

13 13

14 Programy dla ZDiZ Gdańsk 2013 Ocena stanu technicznego oraz opracowanie specyfikacji technicznej regulacji wysokościowej urządzeń uzbrojenia podziemnego wodnokanalizacyjnych 2013 Aspekty techniczne i ekonomiczne wykorzystania nawierzchni betonowych w odniesieniu do nawierzchni bitumicznych ulic w mieście Gdańsk 2011 Oceny stanu wybranych odcinków nawierzchni ulic w Gdańsku i na jej podstawie zakwalifikowanie do odpowiedniej technologii remontu Opracowanie technologii remontu i projektu konstrukcji nawierzchni dla wybranych nawierzchni 14

15 Programy dla przemysłu 2016 Ocena wpływu przejazdu pojazdów ponadnormatywnych na nawierzchnie drogowe - ALE Heavylift B.V Badania i analizy mieszanek mineralno-asfaltowych z asfaltami 35/50 i 50/70 produkowanymi wg nowej technologii Grupa Lotos S.A Ocena mieszanek mineralno-asfaltowych z dodatkiem włókien Fort-Fi - Wegarten S.A Badania i analizy mieszanek mineralno-asfaltowych z asfaltami modyfikowanymi polimerem i z dodatkiem gumy Grupa Lotos S.A Przyczyn wystąpienia spękań nowego poszerzenia nawierzchni z betonu cementowego drogi kołowania na lotnisku Warszawa-Modlin Erbud S.A Przyczyny spękań poprzecznych podbudowy AC WMS na autostradach 15 A1, A2, A4, S7 firmy drogowe wykonawcze

16 Zestaw AL ton Kół 128 sztuk (64 bliźniacze) Obciążenie 112 kn 16

17 Na podstawie analizy sumy szkody zmęczeniowej Współczynnik równoważności 377 osi 100 kn 1 przejazd zestawu = 210 TIR 17

Temperatura [ C] Sigma Moduł sztywności [MPa] Czas relaksacji [s]

2,0 1,0 TSRST AC WMS16 20/30 (a) 10000 0,0-25 -20-15 -10-5 0 5 10

Temperatura [ C] -5 0 AC WMS 20/30 AC WMS 25/55-60 AC WMS 20/30 MG

-10-8 -6-12 -14-16 -18-20 Kowal, Luty 2012 Sigma (MPa),

18 Temperatura [ C] Sigma Moduł sztywności [MPa] Czas relaksacji [s] Naprężenia termiczne [MPa] Spękania niskotemperaturowe 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 TSRST AC WMS16 20/30 (a) , Temperatura [ C] Temperatura [ C] -5 0 AC WMS 20/30 AC WMS 25/55-60 AC WMS 20/30 MG AC 16W 35/ , Czas zredukowany [s] Kowal, Luty 2012 Sigma (MPa), Temperatura (C) vs. Czas (h) Max=2,0MPa Min=-4MPa Temperatura Wynik WR

19 Wysokie temperatury - deformacje Wykorzystanie teorii lepkosprężystości. Badanie pod obciążeniem powtarzalnym (AMPT/SPT) 19

20 JC [kj/m2] AC 11 S 50/70 FF AC 11 S 50/70 AC 16 W 35/50 FF AC 16 W 35/50 AC 16 W 25/55-60 FF AC 16 W 25/55-60 Nowe materiały włókna aramidowe do MMA 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 20

21 Recykling nawierzchni asfaltowych i betonowych 21

22 Projektowanie indywidualne konstrukcji nawierzchni autostrady (pierwsze zastosowanie w Polsce) Etapowe projektowanie Podbudowa AC o podwyższonej trwałości (istotna zwiększenie trwałości zmęczeniowej) Asfalty modyfikowane do warstwy ścieralnej i wiążącej (25% dodatkowej trwałości) Wysoki reżim technologiczny Wąskie dopuszczalne tolerancje w SST Frezowania zamiast potrąceń Wysokie wymagania dla nawierzchni 22

23 Projektowanie indywidualne, Etap II Frezowanie 4 cm 20 lat 12,1 mln osi 115 kn 30 lat 21,4 mln osi 115 kn N etap II = 27,9 mln osi 115 kn 23

24 Projektowanie.., scenariusze utrzymaniowe Po (8-15) latach frezowanie 40 mm + wyrównanie min. 40 mm + ścieralna 35 mm, Po (8-15)+8 latach 60% powierzchni naprawy + 40% powierzchni nakładka asfaltowa Po 27 latach frezowanie 40 mm + wzmocnienie nawierzchni do odpowiedniej trwałości, aby po 30 latach przekazać sprawną autostradę Państwu Polskiemu 24

25 Projektowanie.., scenariusze utrzymaniowe Okres (8-15) wystąpienia pierwszego zabiegu utrzymaniowo-remontowego Przed 15 rokiem zakończone wzmocnienia, co odpowiada szkodzie 50%. Po 30 latach zapas trwałości 5-10%. Kryteria stanu nawierzchni: Nośność Równość podłużna i poprzeczna 25

26 Trwałość zmęczeniowa konstruckji nawierzchni [mln osi 115 kn] Pozostała trwałość konstrukcji nawierzchni w eksploatacji ,9 17,25 do remontu w 11 roku bez remontu w 11 roku po remoncie w 11 roku , Rok eksploatacji 26

Nawierzchnie poroelastatyczne - PERS Konsorcjum badawcze: WILiŚ-WM i PB oraz MTM Gdynia Temat: Bezpieczna, proekologiczna drogowa nawierzchnia

hałas drogowy (10 db) i poprawiających bezpieczeństwo ruchu poprzez zwiększoną wodoprzepuszczalność i korzystne właściwości przeciwpoślizgowe

27 Nawierzchnie poroelastatyczne - PERS Konsorcjum badawcze: WILiŚ-WM i PB oraz MTM Gdynia Temat: Bezpieczna, proekologiczna drogowa nawierzchnia poroelastyczna Cel: opracowanie i badania nawierzchni poroelastycznych, wykorzystujących granulat gumowy reduk. hałas drogowy (10 db) i poprawiających bezpieczeństwo ruchu poprzez zwiększoną wodoprzepuszczalność i korzystne właściwości przeciwpoślizgowe oraz zdolność do tłumienia pożarów rozlewisk paliwa. Grys gumowy Nawierzchnia poroelastyczna Wolne przestrzenie: 30% Grysy gumowe i mineralne: 2/5, 27 Lepiszcze: HiMA, żywice

28 28

Podobne dokumenty

PROGRAMY BADAWCZE W OBSZARZE MATERIAŁÓW I TECHNOLOGII DROGOWYCH

PROGRAMY BADAWCZE W OBSZARZE MATERIAŁÓW I TECHNOLOGII DROGOWYCH REALIZOWANE W KATEDRZE INŻYNIERII DROGOWEJ dr inż. Piotr JASKUŁA Katedra Inżynierii Drogowej Plan prezentacji Struktura Katedry Inżynierii