BETON WAŁOWANY. Dariusz Bocheńczyk. Lafarge Cement S.A.

Transkrypt

1 BETON WAŁOWANY Dariusz Bocheńczyk Lafarge Cement S.A. 201

2 BETON WAŁOWANY TECHNOLOGIA I ZASTOSOWANIE ZARYS Wstęp Nawierzchnie dróg i placów wielkopowierzchniowych można realizować, wykorzystując różne technologie ich wykonania. Technologie te, najprościej można podzielić na nawierzchnie bitumiczne ( czarne ), wykonywane z betonu asfaltowego, lub szare, wykonywane ze zwykłego betonu cementowego. Często, zwłaszcza dla tych pierwszych, stosowane są technologie wielowarstwowe; Ponadto możliwe są także kombinacje układu warstw asfaltowych obok warstw betonowych w przekroju nawierzchni. Jeden i drugi rodzaj górnej bezpośrednio użytkowanej warstwy nawierzchni ma swoje wady i zalety. Nawierzchnia z betonu wałowanego to próba kompromisu, połączenia zalet wynikających z technologii betonu asfaltowego w zakresie wbudowania (sposób zagęszczania, szybkość realizacji/oddania do użytku, brak szalunków, brak kotew i dybli) oraz technologii zwykłego betonu cementowego w zakresie materiałowym (nośność, trwałość, jasna barwa, brak kolein). BETON WAŁOWANY OPIS TECHNOLOGII Zgodnie z definicją zawartą w [1] Beton wałowany (BW) (z angielskiego: RCC Roller Compacted Concrete) to warstwa mieszanki betonowej o optymalnej wilgotności (zbliżonej do wilgotności naturalnej gruntu), wyznaczanej zmodyfikowaną metodą Proctora układana i zagęszczana przy użyciu maszyn do robót drogowych. Wbudowywanie betonu wałowanego może odbywać się za pomocą tradycyjnego sprzętu do wykonywania nawierzchni: rozkładanie za pomocą ciężkich rozściełaczy asfaltu, a zagęszczanie walcami zagęszczającymi o masie co najmniej 8 ton. Beton wałowany składa się z tych samych składników co zwykły beton cementowy, jedynie ich proporcje są nieco inne. Ciągła krzywa uziarnienia, podobna jak dla mieszanek bitumicznych, przy większej zawartości drobnego kruszywa i mniejszej ilości cementu oraz kruszywa grubego, przy właściwym zagęszczeniu pozwala uzyskać finalnie nawierzchnię o wysokiej nośności, gęstości i trwałości podobnej do typowej nawierzchni ze zwykłego betonu cementowego. Do transportu mieszanki betonu wałowanego wykorzystuje się samochody samowyładowcze. Wbudowanie betonu wałowanego, z uwagi na jego relatywnie suchą konsystencję ( wilgotnej ziemi ), jest wykonywane przy wykorzystaniu rozściełacza do mas bitumicznych o wysokiej skuteczności zagęszczania. Finalne zagęszczanie prowadzone jest z użyciem walca lub walców drogowych wibracyjnych, o stalowych lub gumowych kołach. Zgodnie z [1] zaleca się, aby grubość układanej warstwy po zagęszczeniu mieściła się w przedziale cm. Jeśli w projekcie grubość warstwy betonu wałowanego jest większa, należy podzielić ją na mniejsze. Można również zagęszczać w warstwie grubszej pod warunkiem, że uzyska się potwierdzony badaniami wymagany stopień zagęszczenia mieszanki w całym przekroju warstwy. Bardzo istotnym czynnikiem związanym z właściwym wbudowaniem i zagęszczeniem jest właściwa i stabilna ilość wody w dostarczanej mieszance. Z jednej strony zaczyn cementowy powinien otoczyć ziarna kruszywa oraz wypełnić, w wyniku procesu zagęszczenia, wolne przestrzenie między nimi, z drugiej strony brak ciekłości ( zerowy opad stożka ) i sztywność mieszanki zapewnia stabilność zagęszczania, utrzymuje walec na powierzchni i nie pozostawia na niej niepożądanego śladu po przejściu walca. Bardzo istotnym czynnikiem trwałości betonu wałowanego jest właściwe zagęszczenie, tj. uzyskanie maksymalnie gęstej, jednorodnej struktury i brak wolnych przestrzeni wypełnionych powietrzem w całym przekroju zagęszczonej warstwy; zakończone przed rozpoczęciem procesu wiązania cementu. 202

3 Technologia budowy każdej nawierzchni betonowej, w tym również z betonu wałowanego, obejmuje proces mechaniczny (zagęszczanie) oraz chemiczny (hydratacja). O ile w przypadku nawierzchni z betonu zwykłego, zagęszczanego poprzez wibrowanie wgłębne, ziarna uzyskują połączenie w wyniku hydratacji otaczającego je zaczynu, o tyle w betonie wałowanym do mechanicznego połączenia ziaren dochodzi już na etapie wałowania. W wyniku tej operacji ziarna zbliżają się do siebie i klinują, tworząc mechaniczny zamek, co umożliwia nawet natychmiastowe obciążenie nawierzchni okazjonalnym ruchem pojazdów lekkich. Jednakże właściwe i trwałe połączenie/zespolenie ziaren uzyskuje się dopiero w wyniku stwardnienia zaczynu, będącego wynikiem postępującego procesu hydratacji cementu. Nawet dla nawierzchni z betonu wałowanego należy unikać obciążenia ruchem pojazdów lekkich przed osiągnięciem przez beton wytrzymałości na ściskanie powyżej 15 MPa. Zasadniczo tekstura nawierzchni z betonu wałowanego jest bardziej otwarta niż nawierzchni ze zwykłego betonu cementowego; podobna raczej do otwartej tekstury nawierzchni bitumicznej. Nawierzchnia z betonu wałowanego może być dodatkowo teksturowana, np. poprzez rowkowanie tarczami diamentowymi, co pozwala uzyskać bardziej równą i cichą nawierzchnię. Operacja ta jest jednak kosztowna i znacząco podraża koszty inwestycji. Mając na uwadze aspekty techniczne wykonywanej nawierzchni (duża nośność, trwałość, relatywnie duża szorstkość) oraz technologię wykonywania (krótki czas realizacji, preferowane długie, proste odcinki w płaskim terenie), beton wałowany znajduje zastosowanie do budowy nawierzchni przewidzianych do przenoszenia dużych obciążeń ze strony pojazdów, poruszających się z niewielką (<50 km/h) prędkością, m.in.: terminali przeładunkowych, parkingów o dużych powierzchniach, placów magazynowych, centrów dystrybucji, dróg i placów przemysłowych, hal magazynowych, publicznych dróg lokalnych, leśnych, osiedlowych, dojazdowych, awaryjnych pasów postojowych autostrad i wielu innych powierzchniowych obiektów infrastruktury. Beton wałowany można również wykorzystywać w budowie nawierzchni o większych projektowych prędkościach ruchu jako: górną warstwę nawierzchni (warstwę jezdną) po teksturowaniu tarczami diamentowymi, dolną warstwę nawierzchni lub jako warstwę podbudowy. NAWIERZCHNIE Z BETONU WAŁOWANEGO Jak już wcześniej wspomniano, beton wałowany może być stosowany jako: górna warstwa nawierzchni (warstwa jezdna), warstwa nawierzchni w nawierzchniach wielowarstwowych lub jako warstwa podbudowy dla nawierzchni. Zastosowanie betonu wałowanego dla określonej inwestycji wymaga przeanalizowania indywidualnych kryteriów technicznych, w szczególności: przewidywanego obciążenia, prędkości ruchu, natężenia ruchu, towarzyszących elementów infrastruktury czy też jakości samej nawierzchni: równość, szorstkość, obecność lub brak dylatacji. W przypadku nawierzchni poddawanym dużym obciążeniom użytkowym, np. terminale kontenerowe i przeładunkowe, na których prędkość poruszania się pojazdów jest niewielka, wygląd i tekstura nawierzchni nie jest tak istotna jak w przypadku lokalnych dróg publicznych. Dla tych pierwszych kluczowe znaczenie ma nośność, dla tych drugich odczuwalny komfort i bezpieczeństwo jazdy. Stąd też na placach składowych i powierzchniach przeładunkowych, przy niskich prędkościach ruchu (<50 km/h), praktyką jest stosowanie nawierzchni z betonu wałowanego bez dodatkowego wykończenia powierzchni. Ponieważ kwestie estetyczne zazwyczaj także nie odgrywają istotnej roli w przypadku nawierzchni poddawanych dużym obciążeniom użytkowym, nacinanie dylatacji w celu wyeliminowania niekontrolowanych zarysowań zazwyczaj nie jest stosowane. Można stwierdzić, że nacinanie dylatacji w wielu zastosowaniach betonu wałowanego nie wydaje się konieczne. Często jest to operacja wykonywana tylko ze względów estetycznych. 203

4 Wg [2], jeśli dylatacje mają być wykonane, najczęściej nacina się je w siatce kwadratu o wymiarze boku od 4,5 do 6,0 m dla nawierzchni, których grubość nie przekracza 20 cm. W przypadku nawierzchni grubszych wymiar ten wzrasta do razy grubość warstwy betonu. W miejscach o ruchu skanalizowanym lub pasach włączenia/wyłączenia z ruchu, szczególnie nawierzchni poddawanym dużym obciążeniom użytkowym, wymiar ten można zmniejszyć do 30 razy grubość warstwy betonu. Generalnie, równość nawierzchni wykonanej z betonu wałowanego mierzona na odcinku 4 m może wykazywać różnicę maksymalną nie większą niż 10 mm [1]. Place składowe oraz powierzchnie przeładunkowe to zazwyczaj rozległe, wielkopowierzchniowe, płaskie obiekty pozbawione dodatkowych elementów infrastruktury (np. studzienki kanalizacyjne), co sprawia, że są to nawierzchnie idealne do zastosowania betonu wałowanego. Należy jedynie zwrócić uwagę na okolice przykrawędziowe i ich niższy zazwyczaj stopień zagęszczenia, oraz miejsca ruchu skanalizowanego. Strefy te powinny być albo lekko pogrubione albo poszerzone, aby uniknąć uszkodzeń mechanicznych, wynikających z obciążenia lub niedogęszczenia. Podobne uwarunkowania techniczne występują także na terenie portów lotniczych. Beton wałowany może tu znaleźć zastosowanie do budowy placów obsługi technicznej lub placów składowania śniegu. Nie może być jednak bezpośrednio wykorzystany do budowy pasów startowych, dróg kołowania lub miejsc postojowych samolotów, chyba że zostanie przykryty cienką warstwą betonu asfaltowego lub nakładką z betonu cementowego na warstwie poślizgowej. Bardzo podobne kryteria techniczne, z wyjątkiem niższego obciążenia, występują na powierzchniach o niskich obciążeniach użytkowych, takich jak magazyny, centra spedycyjne i parkingi samochodowe. Występuje tutaj duża liczba niedociążonych ciężarówek na powierzchniach, załadunku, rozładunku i miejsc postojowych. Dlatego też mają tu zastosowanie te same reguły dotyczące wykonania nawierzchni jak w przypadku nawierzchni o dużych obciążeniach użytkowych. Jedynie ze względów estetycznych należy rozważyć nacięcie dylatacji i zastosowanie kruszywa o uziarnieniu do 16 mm. Beton wałowany można również wykorzystywać do budowy nawierzchni drogowych. Zastąpienie kilku warstw bitumicznych jedną warstwą betonu wałowanego skraca czas realizacji i obniża koszty. Należy jednak wyraźnie zaznaczyć, że na drogach tranzytowych, zwykle o wyższych prędkościach ruchu (>50 km/h), beton wałowany przykrywa się cienką warstwą betonu asfaltowego, aby uzyskać odpowiednią równość i zapewnić właściwy komfort jazdy lub dokonuje teksturowania, np. rowkowania piłami diamentowymi, aby zapewnić komfort jazdy, lepszą przyczepność bezpieczeństwo oraz ograniczyć hałas. W przypadku ulic i dróg lokalnych obowiązują podobne zasady, z tym, że w wielu przypadkach, np. w obszarach mieszkalnych/zabudowanych budynkami mieszkalnymi, dopuszczalna prędkość ruchu jest zwykle mała (<50 km/h), więc dodatkowe zabiegi wykończenia powierzchni (przykrycie betonem asfaltowym lub teksturowanie) są zbędne. Nacinanie dylatacji podyktowane jest estetyką. W celu uzyskania bardziej zamkniętej struktury należy rozważyć zastosowanie kruszywa o frakcji do 16 mm. Beton wałowany to ciekawa alternatywa na terenie budowy nowych inwestycji, np. nowych osiedli mieszkalnych. Od początku inwestycji zapewnia dogodny dojazd i sprawną komunikację na terenie inwestycji, a po jej zakończeniu, jeśli istnieje taka konieczność, można dokonać finalnego wykończenia powierzchni. Kolejnym zastosowaniem betonu wałowanego mogą być poszerzenia nawierzchni, czy to w postaci dodatkowego pasa ruchu, czy też dobudowania pobocza. Finalne wykończenie nawierzchni zależy w tym przypadku od rodzaju drogi może to być warstwa bitumiczna lub betonowa. W przypadku dobudowanego lub zrekonstruowanego pobocza należy rozważyć sens nacinania dylatacji. Na drogach szybkiego ruchu beton wałowany znajduje zastosowanie przede wszystkim jako podbudowa pod cienką bitumiczną warstwą ścieralną, zapewniającą lepsze właściwości jezdne. W charakte- 204

5 rze podbudowy, beton wałowany, z uwagi na dużą nośność, stanowi doskonałą podstawę konstrukcyjną i finalnie umożliwia zmniejszenie grubości warstwy nawierzchni bezpośrednio użytkowanej. Jeśli górną warstwę nawierzchni stanowić będzie nawierzchnia z betonu zwykłego, zwykle pomiędzy nią a betonem wałowanym stosuje się warstwę poślizgową, np. warstwę bitumiczną lub geowłókninę. Place przemysłowe, np. składowe, kompostownie, tartaki etc., to również właściwe kierunki dla zastosowania betonu wałowanego. Nośność i trwałość to główne wymagania dla tego typu nawierzchni; estetyka, tekstura i równość mają drugorzędne znaczenie. Zazwyczaj nie towarzyszą im dodatkowe, przeszkadzające elementy infrastruktury. Nie ma sensu wykonywania dylatacji czy ograniczania wymiaru ziaren kruszywa. WŁAŚCIWOŚCI BETONU WAŁOWANEGO I SKŁADNIKI MIESZANKI Parametry techniczne betonu wałowanego Nawierzchnia z betonu wałowanego ma właściwości podobne do nawierzchni z betonu zwykłego, różniąc się składem mieszanki i technologią układania Wytrzymałość na ściskanie Dla większości przewidywanych zastosowań klasa wytrzymałości betonu wałowanego na ściskanie nie przekracza C30/37. Uzyskanie wyższej wytrzymałości, jakkolwiek możliwe, nie jest zasadne. Ze względów ekonomicznych bardziej zasadne jest zwiększenie grubości nawierzchni zamiast zwiększania wytrzymałości. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu Wytrzymałość na zginanie jest bezpośrednio powiązana z gęstością i wytrzymałością na ściskanie. Niska wartość współczynnika wodno-spoiwowego skutkuje wysoką gęstością betonu, dobrym upakowaniem, zbliżeniem i ścisłym powiązaniem ziaren. Wynikiem jest relatywnie wysoka wytrzymałość betonu wałowanego na rozciąganie przy rozłupywaniu. Sczepność międzywarstwowa Sczepność międzywarstwowa decyduje o tym, czy nawierzchnia z betonu wałowanego wykonana w więcej niż jednej warstwie technologicznej będzie pracowała jak nawierzchnia jednowarstwowa czy też wielowarstwowa z warstwami o niepełnej lub zerowej sczepności. Nośność nawierzchni z warstwami o niepełnej lub zerowej sczepności jest niższa niż nawierzchni o takiej samej grubości z pełną sczepnością między warstwami. Pełną czepność uzyskuje się w przypadku układania warstw technologicznych w odstępach nie dłuższych niż 60 min lub jeszcze krótszych w przypadku wysokich temperatur otoczenia. W celu kontroli sczepności z nawierzchni należy wyciąć próbki rdzeniowe. W przypadku prawidłowego wykonania nawierzchnie z betonu wałowanego posiadają odpowiednią sczepność międzywarstwową. Jednocześnie z badań wynika również niższa sczepność wzdłuż krawędzi złączy podłużnych w porównaniu do miejsc położonych w środku pasa. Mrozoodporność W przypadku zastosowania betonu wałowego w warunkach wysokiego narażenia na oddziaływanie mrozu należy rozważyć: Zastosowanie nie zwietrzałego, trwałego kruszywa wolnego od niepożądanych zanieczyszczeń. Dobór gęsto upakowanej mieszanki kruszywowej o ciągłym uziarnieniu. Zastosowanie odpowiedniej ilości cementu. Zmniejszenie wskaźnika wodno-spoiwowego do poziomu poniżej 0,

6 Zagęszczenie betonu wałowanego do maksymalnego poziomu (nie mniej niż 96% wg modyfikowanej metody Proctora). Zastosowanie domieszki napowietrzającej w odpowiedniej ilości oraz kompatybilnej z danym sposobem mieszania. Pierwszorzędne znaczenie dla zapewnienia mrozoodporności betonu odgrywa pielęgnacja. Na etapie budowy, począwszy od wymieszania składników po wykończenie ułożonej nawierzchni, nie należy dopuszczać do nadmiernego odparowywania wody z ułożonej mieszanki. Po zakończeniu zagęszczania betonu wałowanego powierzchnię należy utrzymywać w stanie wilgotnym do momentu, kiedy możliwe będzie nałożenie preparatu do pielęgnacji betonu w sposób zgodny z wymaganiami. Skurcz Wszelkie istotne zmiany objętości występujące w nawierzchniach z betonu wałowanego spowodowane są skurczem podczas wysychania. Zmiana objętości związana ze skurczem przy wysychaniu jest w przypadku betonu wałowanego zazwyczaj mniejsza niż w porównywalnej mieszance betonowej ze względu na niższą zawartość wody w mieszance betonu wałowanego. W związku z powyższym, mniejsza objętość zaczynu cementowego skutkuje mniejszym skurczem i mniejszą podatnością na pękanie nawierzchni z betonu wałowanego. W mieszankach o stałej zawartości cementu skurcz przy wysychaniu maleje ze wzrostem udziału kruszywa grubego ze względu na efekt mechanicznego ograniczania skurczu. Przepuszczalność Przepuszczalność betonu wałowanego w dużym stopniu zależy od porowatości po zagęszczeniu równolegle z porowatością matrycy cementowej, co oznacza, że niemal całkowicie zależy ona od proporcji składników mieszanki, technologii układania oraz wskaźnika zagęszczenia. Przepuszczalność dobrze wykonanego stwardniałego betonu wałowanego jest porównywalna do przepuszczalności zwykłego betonu cementowego. DOBÓR SUROWCÓW DO PRZYGOTOWANIA MIESZANKI BETONU WAŁOWANEGO Mieszankę betonu wałowanego sporządza się z takich samych podstawowych składników jak mieszanki zwykłego betonu cementowego. Ogólne wymagania dotyczące surowców do produkcji betonu wałowanego wg [1]: Cement W produkcji betonu wałowanego stosowane są cementy z godne z normą PN-EN o minimalnej klasie wytrzymałości 32,5, w ilości pozwalającej na spełnienie wymagań w zakresie wytrzymałości i trwałości. Lafarge zaleca stosowanie cementów rodzaju CEM II A oraz CEM I. Należy zwrócić uwagę, że rodzaj stosowanego cementu ma istotny wpływ na szereg parametrów betonu, m.in. wytrzymałość, zarówno początkową jak i końcową; tempo hydratacji / dynamikę narastania wytrzymałości betonu; skurcz etc., i z tego względu wpływa on w istotny sposób na ostateczne parametry betonu. Kruszywo W przypadku betonu wałowanego wykorzystuje się kruszywo o ciągłym uziarnieniu, zapewniające optymalną zawartość zaczynu, minimalną ilość pustych przestrzeni, ograniczenie segregacji oraz ściśle upakowaną strukturę. W tego typu mieszankach możemy zastosować kruszywa naturalne (jak np. żwir, piasek naturalny) lub kruszywa łamane (jak np. grys) i/lub sztuczne kruszywa mineralne, pochodzące z recyklingu. Dla nawierzchni drogowych należy stosować kruszywa o maksymalnym wymiarze ziaren 206

7 do 31,5 mm w przypadku podbudowy i 22,4 mm w przypadku zastosowania na warstwę ścieralną; kruszywa muszą spełniać wymagania normy PN-EN oraz gwarantować uzyskanie oczekiwanej trwałości w miejscu użytkowania. Woda Woda zarobowa powinna spełniać wymagania normy PN-EN Domieszki chemiczne W mieszankach betonu wałowanego zastosować można różne rodzaje domieszek chemicznych: redukujące ilość wody, opóźniające wiązanie, przyspieszające wiązanie oraz upłynniające w celu poprawy spoistości mieszanki oraz optymalizacji czasu transportu i wbudowania mieszanki betonowej. Domieszki chemiczne powinny spełniać wymagania normy PN-EN Dodatki mineralne Do betonu wałowanego mogą być wykorzystane dodatki typu I lub II. Uzupełniają one frakcje drobne <0,25 mm. Pomagają wspólnie uzyskać odpowiedni stopień zagęszczenia mieszanki betonowej w układanej warstwie oraz zamknięcie powierzchni betonu. Zaleca się używać następujących dodatków: Popiół lotny krzemionkowy wg normy PN-EN 450-1:2012. Pył krzemionkowy wg normy PN-EN A1. Mielony granulowany żużel wielkopiecowy wg normy PN-EN :2007. USTALENIE PROPORCJI SKŁADU MIESZANKI BETONU WAŁOWANEGO Oprócz wyboru odpowiedniej jakości surowców również prawidłowe proporcje składników mają zasadnicze znaczenie dla wyprodukowania mieszanki o odpowiedniej jakości. W celu zapewnienia trwałości nawierzchni z betonu wałowanego uwzględnić należy podstawowe czynniki, takie jak: Ilość zaczynu cementowego niezbędna do otoczenia ziaren kruszywa i wypełnienia pustek między nimi. Zapewnienie wymaganej wytrzymałości na ściskanie i zginanie. Odpowiednia konsystencja, umożliwiająca osiągnięcie wymaganego wskaźnika zagęszczenia. Trwałość odpowiednia dla przewidzianych warunków użytkowania. Przykładowa metoda projektowania mieszanki betonu wałowanego w oparciu o zależność między gęstością i wilgotnością mieszanki, zapewniającą maksymalny stopień zagęszczenia. Podstawowe kroki projektowania: Dobór kruszywa o ciągłym uziarnieniu. Przyjęcie zawartości cementu. Sporządzenie krzywych zależności zagęszczenia od zawartości wody. Sporządzenie próbek do pomiaru wytrzymałości na ściskanie. Badanie próbek i dobór odpowiedniej zawartości spoiwa. Obliczenie proporcji mieszanki. Podobnie jak w przypadku betonu tradycyjnego, materiały stosowane w mieszankach betonu wałowanego należy dobrać pod kątem zapewnienia mu odpowiedniej trwałości w miejscu użytkowania. Zazwyczaj beton wałowany winien wykazywać wymaganą wytrzymałość, mrozoodporność i odpor- 207

8 ność na ścieranie. Inne, specyficzne zastosowania mogą wymagać rozważenia dodatkowych kryteriów, np. odporności na działanie określonych czynników chemicznych. Cement W przypadku warstw ścieralnych minimalną zawartość cementu należy przyjmować na poziomie 270 kg/m 3. Dodatki mineralne Zalecana zawartość dodatku to ok. 90 kg/m 3. Dobierając dodatki mineralne, należy uwzględnić obowiązujące normy lub specyfikacje, dostępność dodatku w lokalizacji inwestycji oraz faktyczne zachowanie się danego dodatku w betonie, zwłaszcza jeśli jest stosowany wraz z innymi dodatkami mineralnymi i/lub domieszkami chemicznymi. Zazwyczaj stosowany w tym charakterze popiół lotny krzemionkowy poprawia zagęszczanie. Ograniczenie zawartości popiołu lotnego krzemionkowego do 25% masy spoiwa zapobiega powierzchniowym złuszczeniom betonu. Generalnie popiołu lotnego nie stosuje się, także jeśli roboty są prowadzone w okresie jesienno-zimowym. W mieszankach betonu wałowanego można również stosować mielony granulowany żużel wielkopiecowy oraz mikrokrzemionkę. Podobnie jak popiół lotny i żużel, mikrokrzemionka może zwiększyć wytrzymałość oraz trwałość betonu w warunkach zamrażania/rozmrażania, ale może także zwiększyć zapotrzebowanie w zakresie wymaganej ilości energii zagęszczania. Kruszywa Kruszywa mineralne stanowią do 85% objętości betonu wałowanego i odgrywają istotną rolę w uzyskaniu przez niego wymaganych parametrów zarówno w stanie świeżym, jak i stwardniałym. Kruszywa z powodzeniem stosowane do produkcji betonu tradycyjnego powinny również sprawdzić się w przypadku betonu wałowanego. Tak jak w przypadku betonu tradycyjnego, źródło pochodzenia kruszywa powinno podlegać kontroli i sprawdzaniu pod kątem jakości oraz niezmiennej charakterystyki w całym okresie budowy. Beton wałowany różni się od betonu tradycyjnego wymaganiami w zakresie uziarnienia kruszywa. Różnica ta wynika z konieczności zagęszczania szkieletu kruszywa w betonie wałowanym w warunkach oddziaływania energii zagęszczania generowanej przez rozściełacz asfaltu oraz walce z bębnem stalowym i/lub walce ogumione. Celem zapewnienia urabialności, zagęszczalności i właściwego wykończenia nawierzchni należy odpowiednio dobrać udział kruszywa o drobnym i grubym uziarnieniu. Kruszywa grube W celu zapobieżenia segregacji oraz uzyskania bardziej zamkniętej struktury powierzchni często stosowane jest kruszywo grube o maksymalnej wielkość do 16 mm, rzadziej 22,4 mm. Kruszywa o większym uziarnieniu są zazwyczaj wykorzystywane do wykonania warstw innych niż ścieralne lub do zastosowań o drugorzędnym znaczeniu, w przypadku których wygląd powierzchni betonu nie jest tak istotny. Kruszywo o uziarnieniu mniejszym może być stosowane w celu ograniczenia segregacji, zwiększenia spoistości, zapewnienia zamkniętej powierzchni oraz poprawy komfortu jazdy. Jednakże drobniejsze uziarnienie w obrębie frakcji może prowadzić do zwiększonego zużycia cementu, a także do pogorszenia właściwości wytrzymałościowych nawierzchni. W uzupełnieniu rutynowych badań laboratoryjnych kruszywa grubego, należy wykonać również badanie ścieralności w bębnie Los Angeles. W niektórych zastosowaniach wymagane może być również wykonanie badania wytrzymałości na odrywanie warstwy przypowierzchniowej, reaktywności alkaliczno-krzemionkowej lub współczynnika rozszerzalności cieplnej. 208

9 Kruszywa drobne Zawartość kruszywa drobnego ma istotny wpływ na szkielet kruszywa w betonie wałowanym, podlegający konsolidacji w procesie zagęszczania. Większa zawartość drobnego kruszywa pozwala na redukcję ilości stosowanego cementu, a tym samym odpowiadającej jej ilości zaczynu cementowego, która po zrównoważeniu właściwym uziarnieniem z zastosowaniem kruszywa grubego zapewnia uzyskanie zagęszczalnej mieszanki o wysokiej trwałości. W kruszywach do produkcji betonu wałowanego należy unikać obecności cząstek ilastych, ponieważ mogą one zwiększać skurcz betonu i obniżać jego wytrzymałość. Kruszywo o dużej zawartości pyłu, aby mogło być zastosowane w betonie wałowanym, musi gwarantować, że obecne w nim frakcje pylaste są nieplastyczne. Zastosowanie nieplastycznych frakcji kruszywa drobniejszego niż 0,075 mm, może pomóc w ograniczeniu zawartości wolnych przestrzeni w mieszankach betonu wałowanego. Ostre krawędzie łamanego kruszywa drobnego nie jest kwestią o zasadniczym znaczeniu w przypadku mieszanek betonu wałowanego. Kruszywa drobne z naturalnych źródeł, zazwyczaj o bardziej zaokrąglonych ziarnach, są często stosowane w mieszankach betonu wałowanego dla uzyskania wytrzymałej matrycy. Dobór kruszywa drobnego odgrywa tu kluczową rolę, ponieważ decyduje ono o wodożądności (a tym samym poziomie zużycia cementu), zagęszczalności, gładkości powierzchni oraz trwałości betonu wałowanego. Piasek rzeczny stanowi dobre źródło piasku do produkcji betonu, lecz powszechnie przyjętym rozwiązaniem w produkcji betonu wałowanego jest także zastosowanie piasku łamanego. Wykorzystywać można również materiał z przesiewu kamienia łamanego przy zachowaniu stałej jakości produktu. Woda Woda dostępna dla hydratacji chemicznej betonu wałowanego pochodzi z dwóch źródeł. Część zawarta jest w kruszywie drobnym i grubym w postaci ich wilgotności, natomiast pozostała część niezbędnej wody dodawana jest w wytwórni betonu. Ilość wody powinna być tak dobrana, aby mieszanka była na tyle sucha, by utrzymała na powierzchni walec wibracyjny (mieszanka z zerowym opadem stożka) i na tyle mokra, by zapewnić równomierne rozprowadzenie zaczynu i właściwe zagęszczenie. Zawartość wody w mieszance powinna być określona na podstawie badań wstępnych przy pomocy zmodyfikowanej metody Proctora, zgodnie z normą PN-EN celem ustalenia optymalnej wilgotności. Jak wynika z doświadczeń, zależnie od wodożądności suchych składników mieszanki betonowej, optymalna zawartość wody mieści się zazwyczaj w przedziale 5 7% w odniesieniu do łącznej masy suchej. Już stosunkowo niewielkie wahania wody w górę lub w dół powodują problemy technologiczne oraz wady/usterki wykonanej nawierzchni. Domieszki chemiczne Z uwagi na fakt, że mieszanki betonu wałowanego to mieszanki relatywnie suche, dla uzyskania właściwego efektu działania domieszek są one zwykle dodawane w większych ilościach niż w przypadku betonu tradycyjnego. Domieszki redukujące ilość wody zarobowej oraz opóźniające wiązanie mogą zwiększać spoistość, wspomagać zagęszczanie oraz wydłużać czas urabialności betonu do okresu dłuższego niż typowy czas minut określony w przypadku większości inwestycji. Domieszki opóźniające wiązanie mogą opóźnić rozpoczęcie lub spowolnić proces hydratacji mieszanki betonu wałowanego i mogą tym samym pomóc wydłużyć czas na zagęszczanie oraz poprawić sczepność między sąsiadującymi pasmami lub kolejnymi warstwami technologicznymi. 209

10 PRODUKCJA I KONTROLA MIESZANKI BETONU WAŁOWANEGO W trakcie wytwarzania betonu wałowanego wyróżnić możemy następujące procesy: dobór materiałów, transport i przechowywanie surowców, planowanie produkcji, dozowanie składników i kontrola, mieszanie składników, transport mieszanki, kontrola jakości. Podczas doboru materiałów do produkcji należy zwrócić szczególną uwagę na kruszywa, biorąc pod rozwagę zmienność granulacji oraz nadmierne wahania wilgotności. Zachowanie jednakowego uziarnienia w trakcie realizacji zadania może wymagać prowadzenia bieżących badań i korygowania zawartości kruszywa drobnego i grubego. Uziarnienie mieszanki kruszywowej powinno być utrzymywane na mniej więcej takim samym poziomie dla zapewnienia uzyskania zakładanego zagęszczenia przy zbliżonej intensywności zagęszczania. Zasady transportu i przechowywania surowców do produkcji betonu wałowanego są podobne do zasad obowiązujących w przypadku betonu standardowego i uwzględniają zjawiska starzenia się domieszek chemicznych, cementu oraz potrzebę ochrony przed zanieczyszczeniem. Wykonawca powinien dopilnować, aby składniki stanowiące wsad do mieszalnika były składowane w sposób uniemożliwiający ich zanieczyszczenie lub/i mieszanie się ze sobą. Okresowo sprawdzać należy jakość wody zarobowej i domieszek chemicznych. Mieszanka betonowa przeznaczona do wykonania betonu wałowanego powinna być wytwarzana w profesjonalnej wytwórni mieszanek betonowych, zainstalowanej na placu budowy lub w betoniarni stacjonarnej zlokalizowanej w pobliżu budowy. Czas mieszania składników betonu należy wyznaczyć doświadczalnie. Musi być wystarczająco długi, aby wszystkie składniki betonu równomiernie wymieszały się ze sobą dając jednorodną mieszankę. Czas ten nie powinien być krótszy niż 60 sekund. Dokładność dozowania składników mieszanki ma zasadnicze znaczenie dla jakości mieszanek betonu wałowanego. Specyfikacje dozowania składników mieszanek betonu wałowanego są podobne do specyfikacji dotyczących dozowania składników dla betonu standardowego. Ponadto w przypadku betonu wałowanego należy zwrócić uwagę na kwestie związane z: rozwiązaniem zapewniającym kompensację wahań wilgotności kruszywa i masy dozowanych materiałów (wyposażenie węzła w czujniki wilgotności); sprawdzeniem kalibracji i dokładności ważenia wagi do kruszywa; utrzymywaniem kruszywa w stanie wilgotnym lub w stanie nasyconym powierzchniowo suchym w celu ograniczenia segregacji oraz ryzyka wysychania mieszanki w czasie między produkcją a zabudowaniem. Mieszanki przeznaczone do wykonywania nawierzchni z betonu wałowanego należy dowozić z węzła w miejsce zabudowania, wykorzystując pojazdy samowyładowcze (wywrotki), wyposażone, w razie potrzeby, w nasuwane plandeki zapewniające ochronę mieszanki przed deszczem lub nadmiernym parowaniem. Podczas rozładunku zapewnić należy całkowite opróżnienie skrzyni ładunkowej. W przypadku układania mieszanki przy wykorzystaniu układarek rozładowanie powinno następować bezpośrednio do zasobnika układarki lub za pośrednictwem układu podającego. Dostawy należy zaplanować w taki sposób, by zapewnić ułożenie oraz zagęszczenie mieszanki w wyznaczonych ramach 210

11 czasowych najpóźniej w ciągu 90 minut od zmieszania składników świeży beton należy rozłożyć w warstwę i zawałować, chyba że celowo zaplanowano opóźnienie procesu wiązania poprzez użycie odpowiednich domieszek chemicznych. Kontrolę mieszanki prowadzi się, określając takie parametry, jak: Gęstość betonu, obliczaną z masy wszystkich materiałów składowych i całkowitej objętości poszczególnych składników, zgodnie z zatwierdzoną recepturą. Badanie gęstości betonu wykonuje się wg normy PN-EN Przy ocenie należy uwzględnić stan wilgotności betonu w badanej próbce. Wytrzymałość na ściskanie wykonuje się wg normy PN-EN Beton kwalifikuje się do danej klasy wytrzymałości na ściskanie, jeżeli spełnione są kryteria dla wytrzymałości średniej i minimalnej, zgodnie z wymaganiami zawartymi w normie PN-EN dla danej klasy wytrzymałości na ściskanie. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu wykonuje się na próbkach sześciennych o wymiarach 150 x 150 x 150 mm lub na próbkach walcowych o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm wg normy PN-EN Wymaganie odnośnie do parametru wytrzymałości betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu wynosi minimum 2,5 MPa (dla nawierzchni drogi o kategorii ruchu KR1-KR2). Oznaczenie odporności na zamrażanie/rozmrażanie z udziałem soli odladzającej należy wykonać wg PKN-CEN/TS EN Badanie wykonuje się na próbkach o powierzchni badawczej od mm 2 do mm 2. Zaleca się wykonać badanie na co najmniej trzech próbkach. Z badania odporności na zamrażanie/rozmrażanie z udziałem soli odladzających zwolnione są betony, przeznaczone na drogi polne i leśne, place składowe, podłogi hal fabrycznych, ścieżki rowerowe i inne, nienarażone na równoczesne oddziaływanie mrozu i chemicznych środków zimowego utrzymania dróg. TECHNOLOGIA WBUDOWANIA BETONU WAŁOWANEGO Wykonywanie nawierzchni z betonu wałowanego typowo obejmuje następujące procesy: przygotowanie podłoża i podbudowy, transport, układanie, zagęszczanie, wykonanie dylatacji i pielęgnacja. Przygotowanie podłoża: Podłoże pod nawierzchnię powinno być równomierne zagęszczone. Przed przystąpieniem do wykonywania nawierzchni z betonu wałowanego teren robót należy zniwelować i ukształtować zgodnie z liniami i pochyleniami określonymi w dokumentacji projektowej lub zgodnie z poleceniami projektanta. W przypadku nawierzchni, dla których określono niskie tolerancje równości, wymaga się zapewnienia odpowiedniej równości warstwy podbudowy. Ze względu na wrażliwość betonu wałowanego na nadmiar wilgoci w podsypce, przed ułożeniem nawierzchni miejsca wilgotne należy osuszyć i ponownie zagęścić lub wybrać grunt i zastąpić odpowiednim materiałem. Jeśli jest to niemożliwe, wilgotność można ograniczyć, stosując odpowiednie odwodnienie. Przeciwnie, jeśli podłoże jest przesuszone i należy je nawilżyć. Przed przystąpieniem do układania betonu wałowanego z powierzchni podłoża naturalnego, podsypki lub stabilizacji usunąć należy zanieczyszczenia, materiały obce, wodę stojącą. Nie wolno układać warstwy betonu wałowanego na zamarzniętym podłożu. Transport: Niezależnie od wybranej metody mieszania i dozowania składników mieszankę typowo dowozi się na teren robót wywrotkami. W miejscach trudno dostępnych, gdzie dojazd wywrotką byłby utrudniony, do podawania mieszanki na miejsce wbudowania wykorzystać można przenośniki lub ładowarki czołowe. W celu zapewnienia odpowiednich warunków układania należy maksymalnie skrócić czas dostawy mieszanki z węzła, od chwili pierwszego kontaktu cementu z wodą, do zasobnika układarki. Czas dowozu można zwiększyć w przypadku zastosowania domieszek opóźniających, pod warunkiem ograniczenia parowania. Maksymalny czas dowozu ulega dodatkowemu skróceniu w przypadku wyższych temperatur otoczenia. 211

12 Układanie: Beton wałowany typowo układa się przy wykorzystaniu rozściełacza mas bitumicznych, czasami z modyfikacjami zwiększającymi przepustowość, w związku z relatywnie większą ilością materiału. Układarki standardowo wyposażone są w blaty i listwy wibracyjne, zapewniające pewien stopień wstępnego zagęszczenia mieszanki. Niezależnie od rodzaju układarki oraz mieszanki betonu wałowanego różnica grubości warstwy bezpośrednio po ułożeniu oraz po zagęszczeniu walcem z bębnem stalowym lub walcem ogumionym mieści się zwykle w przedziale 10 25%. W celu zapewnienia odpowiedniego, jednorodnego zagęszczenia w całym przekroju warstwy technologicznej typowe rozściełacze mas bitumicznych wykorzystuje się do układania nawierzchni o grubości warstwy technologicznej nieprzekraczającej 15 cm. W przypadku większej grubości warstwy technologicznej stosuje się rozściełacze mas bitumicznych o wysokim stopniu zagęszczenia. Przestrzeganie harmonogramu układania i zagęszczania ułożonych pasów mieszanki ma decydujące znaczenie dla uzyskania odpowiedniego zagęszczenia i równości wykończonej nawierzchni z betonu wałowanego. Mieszankę należy układać, gdy jest ciągle świeża i urabialna, standardowo w ciągu 90 minut od momentu wymieszania składników. Ograniczenie dotyczące czasu na zagęszczanie dotyczy również odstępu między układaniem sąsiednich pasm, jako że strefa złącza jest zazwyczaj zagęszczana jako ostatnie miejsce na szerokości pasa. Zabudowa pasa dołączanego musi nastąpić w czasie nie dłuższym niż 60 min w stosunku do czasu wbudowania i zawałowania betonu pasa sąsiadującego. Kluczem do uzyskania właściwych odstępów jest optymalizacja szerokości i w jeszcze większym stopniu długości układanego odcinka. Odstęp czasu między ułożeniem sąsiednich pasm nawierzchni można zmniejszyć, korzystając z dwóch układarek pracujących w przesunięciu. Wszystkie zewnętrzne powierzchnie betonu wałowanego należy utrzymywać w stanie wilgotnym do momentu rozpoczęcia właściwej pielęgnacji. Do ekonomicznych i skutecznych metod zapewnienia wilgotności mieszanki, bez ryzyka wypłukiwania drobnego kruszywa i zaczynu, należy rozpylanie mgły wodnej oraz zastosowanie środków ograniczających parowanie. Krawężniki, korytka ściekowe oraz studzienki ściekowe montuje się w nawierzchni zarówno przed, jak i po ułożeniu mieszanki. W przypadku montażu tych elementów przed ułożeniem mieszanki zapewniają one ograniczenie boczne i ułatwiają zagęszczenie w strefie przykrawędziowej nawierzchni. Montaż po ułożeniu mieszanki ułatwia dostosowanie wysokości do poziomu powierzchni wykonanej nawierzchni z betonu wałowanego. Studnie najlepiej montować równo z ułożoną warstwą podbudowy, zakrywając je następnie stalową pokrywą i układając warstwę wierzchnią na pokrywie. Na drugi dzień wycina się blok betonu wałowanego na pełną głębokość i usuwa znad studni. Studnię można wówczas wyprowadzić do poziomu nawierzchni, wypełniając brakujący odcinek betonem zwykłym. Zagęszczanie: Etap zagęszczenia ma duże znaczenie ze względu na jego wpływ na gęstość, wytrzymałość, przepuszczalność oraz równość nawierzchni z betonu wałowanego. Beton wałowany typowo zagęszcza się bezpośrednio po ułożeniu 8-tonowym dwubębnowym walcem wibracyjnym. Z powodzeniem można również wykorzystać walce ogumione, szczególnie w ostatnim przejściu, w celu zasklepienia spękań i rozdarć z korzyścią dla równości i szczelności powierzchni. Mieszanka posiada konsystencję odpowiednią do zagęszczania, gdy przejścia walca powodują jej równomierne ugięcie. W przypadku, gdy mieszanka jest zbyt wilgotna, powierzchnia stanie się błyszcząca i kleista z efektem uwypuklania pod wpływem obciążenia bębna walca, a nawet pod wpływem ruchu pieszego. W przypadku zbyt suchej mieszanki powierzchnia będzie zapylona lub ziarnista ; mogą również pojawić się poziome rozwarstwienia. Typowo zagęszczanie należy zakończyć w ciągu 15 minut od ułożenia i 45 minut od zmieszania składników. W przypadku układania mieszanki na wyrównanym i równomiernie zagęszczonym podłożu wałowanie staje się najważniejszym elementem procesu wbudowywania mieszanki z punktu widzenia uzyskania wymaganej gęstości, równości i struktury powierzchni (tekstury). Typowo w celu uzyskania zagęszczenia na poziomie przynajmniej 96% w przypadku warstw o grubości cm standardowo stosuje się 4 6 przejść walca dwubębnowego z wibracją o wadze 8 ton. Unikać na- 212

13 leży zbytniego zagęszczenia lub nadmiernego wałowania, które może zmniejszyć zgęszczenie w górnej części warstwy technologicznej. Zagęszczanie z wibracją należy prowadzić ostrożnie, szczególnie w strefie przykrawędziowej i na końcu pasa, gdyż nadmiar wibracji może prowadzić do zniszczenia krawędzi oraz naruszyć równość podłużną drogi z negatywnym skutkiem dla właściwości jezdnych nawierzchni. Niektórzy wykonawcy stosują schemat wałowania obejmujący dwa przejścia statyczne (przejazd walca tam i z powrotem to dwa przejścia) na powierzchni świeżo ułożonej mieszanki w celu związania powierzchni przed rozpoczęciem właściwego wałowania z włączonym wibratorem wału. Takie podejście wskazywane jest także w [1]. Inni uważają, że ww. początkowe przejścia statyczne mogą spowodować zbicie ziaren kruszywa, bardzo trudne do usunięcia w następujących później przejściach z włączoną wibracją. Bardzo istotnym jest, aby włączanie wibracji nastąpiło dopiero po ruszeniu walca z miejsca, a wyłączanie przed zatrzymaniem walca. Zapobiegnie to zbijaniu ziaren oraz powstawaniu zagłębień, które mogłyby powstać w przypadku włączenia wibracji, gdy walec stoi w miejscu. Po przejściach statycznych następują przejścia z włączoną wibracją do momentu uzyskania wymaganego zagęszczenia, które osiąga się zazwyczaj po dwóch lub kilku przejściach. Po zagęszczeniu wibracyjnym następuje kilka przejść walcem ogumionym w celu zamknięcia porów i szczelin na powierzchni warstwy. Trasy przejść powinny nachodzić na siebie na przynajmniej 30 cm. W ostatnim kroku wykonać można przejście walcem statycznym w celu usunięcia ewentualnych śladów pozostawionych na powierzchni przez walce wibracyjne lub ogumione. Wykonywanie dylatacji dla nawierzchni: Nacinanie szczelin skurczowych ograniczających niekontrolowane wystąpienie spękań, nie jest wymagane ze względu na typowy dla tego materiału bardzo mały skurcz. Naturalne spękania występują zazwyczaj w rozstawie co 6 18 m w zależności od właściwości mieszanki i grubości nawierzchni. Podobnie jak w przypadku zwykłego betonu cementowego, nacięcia wykonuje się w takim momencie, by nie dochodziło do wykruszeń i wyrywania ziaren kruszywa, a przed wystąpieniem zjawiska niekontrolowanego pękania. Nacięcia wykonuje się na głębokość wynoszącą 1/3 grubości nawierzchni. Wg [2] poprzeczne nacięcia dylatacyjne wykonuje się typowo w rozstawie 6 m w przypadku nawierzchni o grubości poniżej 20 cm oraz razy grubość nawierzchni w przypadku nawierzchni o grubości od 20 cm wzwyż. Wg [1] odstęp pomiędzy szczelinami nie powinien przekraczać 3 m. W przypadku nacięć podłużnych standardowo przyjmuje się mniejszy rozstaw. Nacięcia podłużne należy wykonywać przy szerokościach powyżej 5 m wg [2] lub powyżej 6 m wg [1]; nie powinny one być zlokalizowane w strefie kolein. W przypadku większych obszarów, takich jak place przemysłowe, preferowanym rozwiązaniem jest wykonanie siatki nacięć dylatacyjnych. Standardowo przyjmuje się rozstaw 4,5 6,0 m w przypadku nawierzchni o grubości poniżej 20 cm oraz 30 razy grubość nawierzchni w przypadku nawierzchni o grubości od 20 cm wzwyż [2]. Dylatacje obwodowe stosowane są w nawierzchniach z betonu wałowanego w celu odseparowania stałych elementów zlokalizowanych w obrębie lub przylegających do nawierzchni, takich jak płyty fundamentowe obiektów budowlanych, korytka odwodnieniowe i studnie. Materiał wypełniający dylatację obwodową jest zazwyczaj nakładany na powierzchnię zimnego złącza, korytka ściekowego lub obiektu przed ułożeniem przyległego pasma nawierzchni. Dylatacje obwodowe pomiędzy nawierzchnią z betonu wałowanego i obiektami budowlanymi wykonywane są przy użyciu odpowiednich materiałów (styropianu lub płyty pilśniowej) na całej grubości nawierzchni. Pielęgnacja oraz warunki pogodowe: Pielęgnacja ma pierwszorzędne znaczenie dla wytrzymałości i trwałości betonu wałowanego. Oprócz zapewnienia wytrzymałości projektowej właściwa pielęgnacja ma wpływ na trwałość powierzchni be- 213

14 tonu, eliminuje potencjalne złuszczenia, pylenie oraz wykruszanie ziaren kruszywa. W większości zadań wykorzystuje się biały preparat do pielęgnacji betonu. Ze względu na relatywnie niską zawartość wody w mieszance betonu wałowanego oraz brak mleczka cementowego na powierzchni preparat pielęgnacyjny należy nałożyć na powierzchnię betonu bezpośrednio po zakończeniu układania, aby zapobiec wczesnemu wysychaniu powierzchni. Sposób nakładania preparatu powinien zapewniać wytworzenie jednorodnej, pozbawionej pęcherzy cienkiej membrany na całej powierzchni nawierzchni z betonu wałowanego, wraz z powierzchnią boczną. Wymagania pogodowe w zakresie produkcji i wbudowywania betonu wałowanego, zarówno w normalnych temperaturach, jak również w niskich lub wysokich temperaturach otoczenia, są analogiczne jak w przypadku wbudowywania betonu w inne typowe konstrukcje i obiekty budowlane. Badania do wykonania przez Producenta betonu na etapie projektowania: uziarnienie kruszyw mineralnych; gęstość maksymalna wg zmodyfikowanej metody Proctora (przy optymal. wilg.); wytrzymałość na ściskanie; wytrzymałość na rozciąganie przyrozłupywaniu; odporność na zamrażanie/ rozmrażanie z udziałem soli odladzającej jeżeli jest wyspecyfikowana. Badania do wykonania przez Producenta betonu w ramach samokontroli: zbadać uziarnienie kruszywa; zbadać wilgotność piasku przy każdej dostawie i zgodnie z wymaganiami, ale min. 2 x dziennie; sprawdzić wizualnie każdą dostawę kruszywa; zmierzyć temperaturę powietrza, min. 1 x dziennie (3 x dziennie dla średniej dobowej); zmierzyć temperaturę świeżego betonu, min. 1 x dziennie i przy pobieraniu próbek; oznaczyć wytrzymałość na ściskanie 1 próbka/100 m 3, ale min. 1 próbka z dnia produkcji; oznaczyć wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu 1 próbka/1000 m 3, ale min. 1 seria (3 próbki) na dzienną działkę roboczą. Badania kontrolne powykonawcze obejmują: stopień zagęszczenia i wilgotność zgodnie z wymogami, min. co każde rozpoczęte 6000 m 2 warstwy BW; wytrzymałość na ściskanie na odwiercie co każde rozpoczęte 3000 m 2, jednak co najmniej 1 x dziennie; grubość ułożenia co najmniej 1 x dziennie: zgodność ułożenia z profilem i równość w odstępach nie większych niż 50 m. Zageszczanie mieszanki betonowej za pomocą walca stalowego. Struktura powierzchni betonu wałowanego po zagęszczeniu. 214

15 Rzokłądanie mieszanki betonowej za pomoca rozsciełacza - weryfikacja nachylenia płaszczyzny. Układanie mieszani betonowej za pomocą rozsciełacza. PRZYKŁADY REALIZACJI 1. Lesica zdjęcie odcinka drogi przed realizacją budowy. 215

16 Lokalna droga betonowa zrealizowana w technologii betonu wałowanego. Lokalizacja gmina Piekoszów, droga gminna Lasek-Lesica, długość odcinka: 160 m; szerokość drogi: 4,4 m jezdnia betonowa + 2 x 0,3 m pobocza z mieszanki mineralnej kruszywa, kategoria odcinka drogi: KR 2; Klasa betonu: C 30/37; Spoiwo: cement portlandzki wieloskładnikowy CEM II/A-M (S-LL) 52,5 N DYNA- MIK ; Temperatura zewnętrzna: +1 do + 6 C; Termin realizacji: (5 dni). Równanie powierzchni, połączenie z istniejącą drogą, stabilizacja podłoża i poboczy. Kontrola produkcji mieszanki 216

17 Dostawa i rozkładanie mieszanki betonowej Zageszczanie mieszanki betonowej 217

18 Grubość warstwy rozłożonej niezagęszczonej mieszanki Pielęgnacja nawierzchni wykonanej drogi za pomocą foli budowlanej Widok drogi po jej wykonaniu 218

19 Wygląd tekstury nawierzchni 2. Opoczno budowa nawierzchni w technologii BW plac wewnątrzzakładowy Tworzenie tekstury nawierzchni 219

20 Wygląd przekroju nawierzchni Tekstura nawierzchni Inne zastosowania betonu wałowanego [1]: nawierzchnie placów przemysłowych; nawierzchnie składów kontenerowych i magazynów; nawierzchnie obiektów portowych, lotniskowych i wojskowych; nawierzchnie parkingów; nawierzchnie dróg przemysłowych i wewnątrzzakładowych; podłogi hal fabrycznych; nawierzchnie zatok autobusowych; nawierzchnie duktów leśnych, dróg polnych oraz ścieżek rowerowych; drogi techniczne dojazdowe, objazdowe, serwisowe; nawierzchnie placów portowych i terminali przeładunkowych; nawierzchnie placów postojowych dla samolotów; nawierzchnie wojskowych długo- i średnioterminowych stref załadunku; nawierzchnie placów kompostowni; nawierzchnie ścieżek i placów w parkach; nawierzchnie pasów awaryjnych na autostradach. 220

21 Przykłady rzeczywistych zastosowań [2] Centra przeładunkowe, place kontenerowe Składy materiałów, np. tartaki 221

22 PODSUMOWANIE. WARTO ZAPAMIĘTAĆ. Korzyści płynące z zastosowania Betonu Wałowanego: ekonomia i szybkość budowy lokalne surowce, mniej cementu, więcej piasku, możliwość wykorzystania zapylonego kruszywa, brak form i szalunków, brak zbrojenia (kotew, dybli), brak fakturowania, brak lub rzadsze dylatacje; nośność i trwałość nawierzchni z betonu długi okres użytkowania bez konieczności ponoszenia kosztów napraw; jasna barwa lepsza widoczność, mniej energii na oświetlenie, niższa temperatura nawierzchni, bo większy współczynnik odbicia promieniowania słonecznego poprawia komfort cieplny w terenach silnie zurbanizowanych eliminuje lokalne strefy ciepła; mniejszy skurcz brak lub mniejsza ilość dylatacji estetyka nawierzchni; otwarta tekstura zależna od układu frakcji kruszyw i systemu wałowania zapewnia dobrą przyczepność i komfort jazdy dla prędkości poniżej 50 km/h. Po uszorstnieniu poprawa komfortu jazdy większa gładkość, wyciszenie nawierzchni, lepsze bezpieczeństwo i estetyka, ale wyższy koszt; nieodległy i mniej specjalistyczny transport, powszechnie dostępny podstawowy sprzęt zmniejszają koszty inwestycji. Beton wałowany ograniczenia w zastosowaniu Uzyskana równość podłużna i gładkość powierzchni może być niewystarczająca dla większych prędkości ruchu bez wykonania dodatkowego teksturowania tarczami diamentowymi. Ilość mieszanki, jaką można przygotować w mieszalniku i/lub transportować, z uwagi na jej suchą konsystencję, jest niższa niż w przypadku zwykłego betonu cementowego. Większy nakład energii na produkcję mieszanki skutkuje mniejszą wydajnością wytwórni. Kolejne warstwy technologiczne oraz sąsiadujące płyty należy wbudowywać w czasie nie dłuższym niż jedna godzina dla zapewnienia jakości ich wzajemnego połączenia (chyba że zaplanowano inaczej). Krawędzie są trudniejsze do zagęszczenia. Z uwagi na relatywnie niską zawartość wody w mieszance betonu wałowanego, szczególnie w warunkach wysokiej temperatury, na etapie transportu i układania należy podejmować działania w kierunku ograniczenia do minimum utraty wody wskutek parowania. Z uwagi na relatywnie suchą konsystencję mieszanka betonu wałowanego może wymagać wyższego poziomu dozowania domieszek chemicznych niż w przypadku ilości stosowanych dla zwykłego betonu cementowego. Decydując się na zastosowanie nawierzchni z betonu wałowanego, zwłaszcza w obszarze zabudowanym, należy mieć świadomość potrzeby wykonania wcześniej wszelkich przewidywanych pod nią instalacji przesyłowych. Przezornie, na etapie budowy nawierzchni, można również celowo umieścić pod nią rury lub inne elementy, żeby w przyszłości uniknąć jej burzenia chcąc rozbudować instalację. Pomimo pewnego stopnia ogólności niektórych zapisów (np. rozmieszczenia dylatacji) lub braku szczegółowych wytycznych (np. krzywej uziarnienia) OST Drogowy Beton Wałowany to wsparcie dla inwestorów i wykonawców w celu realizacji ekonomicznie opłacalnych nawierzchni betonowych o małym i dużym obciążeniu, ale małej prędkości jazdy (poniżej 50 km/h). LITERATURA: [1] GDDKiA Ogólne Specyfikacje Techniczne D xx.xx.xx Drogowy Beton Wałowany (BW), Warszawa [2] Guide for Roller-Compacted Concrete Pavements, the National Concrete Pavement Technology Center at Iowa State University s Institute for Transportation, funding from Portland Cement Association, August

23 223