NAWIERZCHNIE DŁUGOWIECZNE W TECHNOLOGII BETONU CEMENTOWEGO. Prof. Antoni Szydło

Transkrypt

1 NAWIERZCHNIE DŁUGOWIECZNE W TECHNOLOGII BETONU CEMENTOWEGO Prof. Antoni Szydło

2 NAWIERZCHNIE DŁUGOWIECZNE - DEFINICJA 1. Wg obowiązujących przepisów: Nawierzchnie betonowe 30 lat; Nawierzchnie podatne 20 lat; Powyższe dane odnoszą się do całej konstrukcji 2. Beton sanacja szczelin co 6-8 lat 3. Podatne - wymiana warstwy ścieralnej co 7-10 lat

3 NAWIERZCHNIE DŁUGOWIECZNE - DEFINICJA 1. Nawierzchnie długowieczne lat cała konstrukcja 2 pokolenia w życiu człowieka 2. Beton sanacja szczelin co 6-8 lat 3. Podatna wymiana warstwy ścieralnej co 7-10 lat

4 Konstrukcja nawierzchni tradycyjnej kotwy co 100cm (f20mm, l=80cm) szczeliny poprzeczne szczelina podłużna dyble co 25cm (f25mm, l=60cm) 2,0 2,5% Beton cementowy klasy B40, 0,27 m Geowłóknina Chudy beton Rm=6-9 MPa, 0,20 m Warstwa mrozoochronna, 0,30 m Grunt stab. cementem Rm = 2,5 MPa, grubości 0,15 lub o,25m Podłoże gruntowe

5 Konstrukcja nawierzchni płyty grubej kotwy co 100cm (f20mm, l=80cm) szczeliny poprzeczne szczelina podłużna dyble co 25cm (f25mm, l=60cm) 2,0 2,5% Beton cementowy klasy B40, 0,30 m Kruszywo łamane stab. mech., 0,30 m Warstwa mrozoochronna, 0,25 m Grunt stab. cementem Rm = 2,5 MPa, grubości 0,15 lub 0,25 m Podłoże gruntowe

6 Konstrukcja nawierzchni o ciągłym zbrojeniu zbrojenie podłużne: f20 co 18 cm poprzeczne: f12 co 70 cm pęknięcie skurczowe szczelina podłużna 2,0 2,5% Beton cementowy klasy B40, 0,23 m Chudy beton Rm=6-9 MPa, 0,20 m Warstwa mrozoochronna, 0,35 m Grunt stab. cementem Rm = 2,5 MPa, grubości 0,15 lub 0,25 m Podłoże gruntowe

7 Liczba osi Nacisk osi pojedynczej [kn] Trwałość zmęczeniowa nawierzchni Sylwetki pojazdów ciężarowych Widma obciążeń osi

8 Ugięciomierz dynamiczny FWD

9 Ugięciomierz dynamiczny FWD możliwość instalacji do 15 geofonów rejestracja przemieszczeń pionowych na odcinku nawierzchni do 2.45m

10 Przykładowy wykres trwałości zmęczeniowej Sekcja 5, 2006r. Nawierzchnia tradycyjna betonowa Trwałość zmęczeniowa (osie 115 kn), pas wolny , , , , , , , , , , , , , ,600 Punkt, km N [ESAL] 130, , , , , , , , , , ,745

11 89,500 91,000 93,000 95,000 97,000 99, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,000 Współczynnik przenoszenia obciążeń, - Wykres współczynników przenoszenia obciążeń Sekcja 1, rok 2006 oraz Nawierzchnia tradycyjna Sekcja 1, pas wolny Współcznnik przenoszenia obciążeń 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 Lokalizacja, km k_min 2006 k_min 2007

12 Nawierzchnia o ciągłym zbrojeniu

13 Konstrukcja nawierzchni o ciągłym zbrojeniu zbrojenie podłużne: f20 co 18 cm poprzeczne: f12 co 70 cm pęknięcie skurczowe szczelina podłużna 2,0 2,5% Beton cementowy klasy B40, 0,23 m Chudy beton Rm=6-9 MPa, 0,20 m Warstwa mrozoochronna, 0,35 m Grunt stab. cementem Rm = 2,5 MPa, grubości 0,15 lub 0,25 m Podłoże gruntowe

14 Widok zbrojenia

15 Układanie betonu

16 Układanie betonu

17 Widok nawierzchni po robotach wykończeniowych

18 Mikrospękania nawierzchni

19 Lokalizacja zbrojenia w płycie f12 co 70cm 23cm 11cm f20 co 18cm 0.7m pręty poprzeczne f12 co 70cm 65 pręty podłużne f20 co 18cm połączenie prętów na długości 0.7m

20 Lokalizacja zbrojenia 1.10m 4.80m 4.80m m 4.80m 4.80m 0.65m 0.65m f12 co 70cm (ukośne) 23cm 8cm f20 co 18cm f12 f12 co 70cm (prostopadłe) f16 co 20cm 480cm 65cm

21 Nawierzchnie betonowe A2 ciągłe zbrojenie

22 Nawierzchnie betonowe A2 ciągle zbrojenie kozły oporowe

23 Nawierzchnie betonowe A2 E2=120MPa E2=60MPa

24 Nawierzchnia o ciągłym zbrojeniu A2

25 Nawierzchnia o ciągłym zbrojeniu A2

26 ugięcie [ mm] Ugięcia maksymalne pod obciążeniem ok. 120 kn konstrukcja tradycyjna konstrukcja zbrojona punkty pomiarowe

27 Schemat pomiaru ugięć na krawędzi 5.0m 5.0m U 2 U 1 U 0 0.1m 0.17m q=1.7mpa U 2 U 1 U 0 ~2.5m ~2.5m U 2s U 1s

28 Ugięciomierz dynamiczny FWD

29 u2/u1 Stosunek ugięć krawędzi płyt naw. tradycyjna Sr. = 0, odległości [m]

30 u2s/u1s Stosunek ugięć krawędzi przy spękaniu naw. zbrojona Sr. = 0, odległości [m]

31 7. Żywotność ok. 50 lat Cechy nawierzchni o ciągłym zbrojeniu 1. Brak szczelin poprzecznych 2. Występują mikrospękania 3. Pełna współpraca na mikrospękaniach 4. Może być nawierzchnią długowieczną 5. Trwałość zmęczeniowa tych nawierzchni to ok osi 115 kn. 6.Aktualnie w Polsce ok. 2,5 do 3 mln osi na rok na nawierzchniach betonowych

32 UKŁAD WARSTW NAWIERZCHNI DŁUGOWIECZNEJ O CIĄGŁYM ZBROJENIU 5 cm Warstwa ścieralna, SMA Płyta betonowa - zbrojona 22 cm 5 cm 18 cm Warstwa poślizgowa, beton asfaltowy Warstwa podbudowy zasadniczej z mieszanki związanej spoiwem hydraulicznym chudy beton E 2 = 120 MPa Górne warstwy nawierzchni cm Warstwa ulepszonego podłoża Dolne warstwy nawierzchni Podłoże gruntowe

33 NAWIERZCHNIE ZŁOŻONE (MIESZANE) a) mieszanka mineralno-asfaltowa warstwa betonowa ze zbrojeniem ciągłym chudy beton ulepszone podłoże

34 Podsumowanie 1. Aktualnie mamy w Polsce dwa odcinki nawierzchni betonowej o ciągłym zbrojeniu 2. Wyniki badań wykazują, że trwałość zmęczeniowa tych nawierzchni jest znacznie większa do tradycyjnych 3. Nawierzchnie betonowe o ciągłym zbrojeniu wg doświadczeń zagranicznych nie wymagają dużych nakładów na utrzymanie 4. Sanacja górnej warstwy nawierzchni za pomocą mma powinna dać dobre rozwiązania 5. Trwałość zmęczeniowa to ok osi 115 kn.

35 Dziękuję za uwagę