HYDROIZOLACJE, NAWIERZCHNIO-IZOLACJE I NAWIERZCHNIE W KATOWICACH

Transkrypt

1 HYDROIZOLACJE, NAWIERZCHNIO-IZOLACJE I NAWIERZCHNIE JEZDNI NA MOSTACH WYMAGANIA I śo WIAśŚZENIA ZśW W KATOWICACH

2 Jednym z czynników decydującym o pracy konstrukcji obiektów mostowych jest trwałość nawierzchni mostowej w czasie ich eksploatacji. To ona pierwsza przejmuje i przekazuje obciążenia od pojazdów samochodowych na płytę pomostu i całą konstrukcję obiektu. Na obiektach mostowych w Polsce i wielu krajach europejskich najbardziej popularne jest stosowanie nawierzchni w technologii asfaltowej. Typowa konstrukcja składa się z warstwy ścieralnej, ochronnej (w jednej albo dwóch warstwach) i izolacji.

3 Dobrze zaprojektowana i wykonana nawierzchnia powinna posiadać odpowiednie parametry eksploatacyjne tj. powinna być [1]: szczelna, odporna na wodę i środki odladzające, stabilna, odporna na odkształcenia płyty pomostu, trwała, w zróżnicowanych temperaturach eksploatacyjnych zapewniać długi okres użytkowania, odporna na spękania termiczne i zmęczeniowe w niskich i średnich temperaturach eksploatacyjnych oraz odporna na koleinowanie w wysokich temperaturach eksploatacyjnych, odporna na działanie naprężeń ścinających, szorstka, zapewniając tym samym komfort jazdy i bezpieczeństwo ruchu, dobrze związana z izolacją oraz płytą pomostu, lekka, przy zachowaniu odpowiedniej grubości zapewniającej ochronę płyty pomostu.

4 Asfalt lany historia Asfalt lany jest technologią, która swoje początki miała w Niemczech w miejscowości Ahlem niedaleko Hanoweru i nosi tam nazwę Gussasphalt. Posiada on skład i właściwości podobne do asfaltu lanego. Rys. nr 1 Kocioł do produkcji asfaltu lanego [3] Rys. nr 2 Wykonywanie nawierzchni z asfaltu lanego w miejscowości Holzminder nad rzeką Wezera Niemcy 1950 r. [3]

5 Wg definicji z PN-EN Mieszanki mineralno-asfaltowe Wymagania Część 6: Asfalt lany to mieszanka mineralno-asfaltowa bez wolnych przestrzeni z asfaltem jako lepiszczem, w której objętość wypełniacza i lepiszcza przewyższa objętość pozostałych wolnych przestrzeni w mieszance. WT-2014 [2] zaleca stosować do warstwy ochronnej asfalty lane MA 8, MA 11(11,2), MA 16 (sporadycznie stosowany w Polsce, bardziej popularny w Niemczech) z lepiszczem asfaltowym 35/50 (do zwykłego lanego albo jak jest modyfikowany), PMB 25/55-60 (tzw.,,twardolany, nie da się układać ręcznie) i MG 35/50-57/69.

6 Zaleca się stosować do produkcji asfaltu lanego dodatek asfaltu naturalnego (np. Trinidad w ilości 2 % m/m), który wpływa na zwiększenie odporności asfaltów na wysoką temperaturę. Asfalt naturalny stosowany jest w celu zwiększenia twardości, lepkości i zmniejszenia penetracji oraz powoduje poprawę adhezji kruszywa do asfaltu. Asfalt lany odznacza się całkowitą odpornością na działanie wody, kwasów i ługów i nie wymaga zagęszczania. Aby wykonana warstwa ochronna z asfaltu lanego była trwała należy przestrzegać reżim technologiczny na każdym etapie, aż do wbudowania w konstrukcję. Warstwę z asfaltu lanego projektuje się zwykle o grubości 4cm. Jednakże ze względu na występujące czasami drobne nierówności płyty i zakładki papy przyjmuje się warstwę o grubości 5cm.

7 Na nowo budowanych, jak i remontowanych obiektach mostowych zarządzanych przez Zarząd Dróg Wojewódzkich w Katowicach układ warstw nawierzchni zwykle przedstawia się następująco: mastyks grysowy SMA gr. 4 cm, asfalt lany MA gr. 4-5 cm, izolacja termozgrzewalna, płyta pomostu.

8 Produkcja MA Asfalt lany wytwarzamy w wytwórni mas bitumicznych najlepiej w takiej, która posiada systemu do podgrzewania wypełniacza. Mieszanki do mechanicznego układania, czyli głównie modyfikowane polimerami, należy wytwarzać w otaczarni. Gdy mieszanka będzie układana ręcznie można wytwarzać w kotle produkcyjno transportowym. Gdy stosujemy polimeroasfalt do mieszanki mineralno asfaltowej należy pamiętać, że zbyt wysoka temperatura technologiczna tego lepiszcza powoduje niekorzystne zmiany właściwości asfaltu lanego. Materiałami do produkcji asfaltu lanego do warstwy ochronnej są: asfalt drogowy wypełniacz mineralny, piasek łamany i naturalny, polimeroasfalt, mieszanka drobna granulowana.

9 Badania asfaltu lanego W artykule [4] podane są rodzaje badań mieszanek mineralno asfaltowych, które dla asfaltu lanego przedstawiono w tabeli nr 1 (podano badania obowiązkowe dla warstwy ochronnej z MA). Tabela nr 1 Rodzaj badania MA [4] Wła ciwo ć Metoda badania Zawarto ć lepiszcza PN-EN i -39 Uziarnienie PN-EN

10 Najniższa i najwyższa temperatura MA wynikająca z zastosowanego lepiszcza asfaltowego Tabela nr 2 Najni sza i najwy sza temperatura mieszanki mineralno-asfaltowej MA [4] Lepiszcze asfaltowe Temperatura mieszanki [ ] Asfalt lany MA 20/30 od 210 do /50 od 200 do 230 PMB 10/40-65 od 180 do 230 PMB 25/55-60 od 180 do 230

11 Transport MA Asfalt lany powinien być dostarczony na budowę w izolowanych kotłach z mieszadłem oraz systemem podgrzewania z automatyczną regulacją temperatury. Nie należy przechowywać asfaltu lanego w kotle dłużej niż 6 do 8 godzin (czas ten uzależniony jest od zastosowanego asfaltu). Kotły transportowe zwykle mają ładowność od 8 do 20 ton i mogą poruszać się z prędkością do 80 km/godz.

12 Wbudowanie asfaltu lanego Na podstawie doświadczeń ZDW w Katowicach w wykonawstwie można określić kilka głównych błędów wykonawczych, które mogą spowodować, że warstwa ochronna z asfaltu lanego nie będzie pełniła swojej funkcji w dostatecznym stopniu: w przypadku asfaltu lanego układanego na papie termozgrzewalnej może nastąpić zmniejszenie grubości izolacji ponieważ asfalt w izolacji rozpuszcza się pod wpływem gorącej mieszanki asfaltu lanego i do niego wnika, papa jest pokryta powłoką, która składa się z asfaltu modyfikowanego polimerem termoplastycznym i wypełniacza mineralnego, brudne i mokre podłoże pod wbudowanie asfaltu lanego, silny wiatr, opady atmosferyczne, oblodzona powierzchnia, temperatura poniżej 5 C,

13 nie należy skrapiać mieszanki z asfaltu lanego MA przed ułożeniem SMA ponieważ ma w swoim składzie emulsję w wystarczającej ilości, temperatura asfaltu lanego układanego na izolacji z żywic nie może przekroczyć ich wartości granicznej, dobrze jest układać asfalt lany na sztywnym podłożu (np. płyta pomostu). Nie spełnia właściwie swojej funkcji np. na podbudowie z kruszywa, wysoka temperatura mieszanki nie przestrzeganie zaleceń producenta odnośnie temperatur technologicznych. Wg WT [2] temperatura dla asfaltu lanego powinna mieścić się w granicach od 200 C do 230 C.

14 Asfalt lany w praktyce przykładowe realizacje ZDW w Katowicach Na zdjęciu nr 3 można zobaczyć wbudowanie asfaltu lanego gdzie użyto mieszanki MA 11 PMB 25/55-60 (asfalt modyfikowany polimerami MODBIT 25/55-60 w ilości 7,20 % m/m) wbudowano 747,00 m 2. Na zdjęciu nr 7 na moście w Wiśle zastosowano na warstwę ochronną mieszankę MA 11 PMB 25/55-60 (asfalt modyfikowany polimerami Styrelf 25/55-60 w ilości 7,00 % m/m) wbudowano 270,02 m 2.

15 Rys. nr 3 i 4 Asfalt lany na wiadukcie nad torami PKP w ciągu DW 928 miejscowości Kobiór 2014 r.

16 Rys. nr 5 i 6 Asfalt lany na moście nad rzeką Soła w ciągu DW 945 miejscowości ywiec 2015 r.

17 Rys. nr 7 Asfalt lany na moście nad rzeką Wisła w ciągu DW 942 w miejscowości Wisła- pomiędzy dylatacjami 2014 r.

18 Tabela nr 3 przedstawia rodzaje zastosowanych asfaltów lanych na wybranych realizacjach Zarządu Dróg Wojewódzkich w Katowicach. Od roku 2008 w Zarząd stopniowo zaczął wprowadzać asfalt lany modyfikowany polimerami w warstwach ochronnych nawierzchni mostowych, który wyparł inne dotychczas rozwiązania np.: SMA na SMA, czy SMA na BA. Podjęto dwie próby ułożenia asfaltu lanego do warstwy ścieralnej w Raciborzu (MA na MA) nad kanałem Ulgi (rys. nr 8 i 9) i w Istebnej. Jednakże trudno uzyskać jednorodną strukturę na górze warstwy ścieralnej przez co estetyka nowej nawierzchni budzi wiele zastrzeżeń uczestników ruchu (liczne telefony i skargi mieszkańców). Spowodowane to jest przede wszystkim niesprzyjającymi warunkami atmosferycznymi w trakcie wykonywania uszorstknienia jezdni. Wtedy kruszywo przykleja się nierównomiernie do nawierzchni z asfaltu lanego i nawierzchnia nie jest jednorodna (estetyczna). w okresie do 3 lat osiąga jednolitą fakturę. Pomimo, że taka nawierzchnia

19 Tabela nr 3 Rodzaje asfaltów i lepiszcza na wybranych obiektach mostowych Lp. Obiekt mostowy Typ asfaltu modyfikowanego Zawarto ć % asfaltu w mma DW 928 Wiadukt nad torami PKP w m. Kobiór DW 942 Most n/rz Wisła w m. Wisła DW 908 Most n/c Promna w m. Paniowy DW 796 Wiadukt nad torami PKP w m. Chruszczobród DW 907 Most n/rz Liswarta w m. Boronów DW 796 Most n/rz Mitręga w m. Chruszczobród DW 941 Most n/rz Olza w m. Istebna MA 11 Modbit PMB 25/ ,2 MA 11 Styrelf 25/ ,0 MA 11 Orbiton 25/ ,0 MA 11 Orbiton 25/ ,0 MA 11 Orbiton 25/ ,1 MA 11 Modbit 25/ ,2 MA 0/12,8 ORB 25/ ,1 8 DW 935 Most nad kanałem Ulgi w Raciborzu MA 0/12,8 DE 30B (odpowiednik PMB 25/55-60) 7,2

20 Zalety technologii z asfaltu lanego wodoszczelność (pełni funkcję dodatkowej warstwy izolacji), nie ma konieczności zagęszczania ciężkim sprzętem, wysoka trwałość nawierzchni, zwiększona odporność na pękanie niskotemperaturowe i powierzchniowe pękanie zmęczeniowe, możliwość układania przy niższych temperaturach otoczenia w porównaniu z warstwami z SMA czy BA.

21 Wady technologii z asfaltu lanego zdarza się, że pod ułożoną papą może znajdować się woda z wilgotnej płyty pomostu. Podczas układania gorącej warstwy z asfaltu lanego następuje wzrost ciśnienia w porach z wodą, która przemienia się w parę wodną i zwiększa swoją objętość. Pęcherzyki wtedy wydostają się na powierzchnię warstwy z asfaltu lanego. Asfalt lany charakteryzuje się praktycznie całkowitą szczelnością i w przypadku występowania pęcherzy należy je niezwłocznie przebić. Warstwa papy i asfaltu lanego ma zdolności do samo naprawy. trudność w wykonaniu estetycznej nawierzchni, konieczni wykwalifikowani pracownicy i specjalistyczny sprzęt, większy koszt wykonania i pracochłonność.

22 Bibliografia [1] Piotr Radziszewski Politechnika warszawska TMiND,,Rozwiązania materiałowo technologiczne izolacji i nawierzchni obiektów mostowych. [2] GDDKiA WT część I Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania Techniczne. [3] [4] Dariusz Sybilski, IBDiM, Politechnika Lubelska, Magazyn Autostrady4/2009. [5] PN-EN Mieszanki mineralno-asfaltowe - Wymagania-Część 6: Asfalt lany. [6] Roman Deska, Nawierzchnie mostowe z asfaltu lanego i ich funkcje izolacyjne.

23