Polskie doświadczenia w budowie betonowych nawierzchni drogowych

Transkrypt

1 Polskie doświadczenia w budowie betonowych nawierzchni drogowych Jan DEJA Stowarzyszenie Producentów Cementu Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków Rzeszów, 29 listopada 2017r.

2 1896 r. Wrocław pierwsza nawierzchnia betonowa

3 1912 r. Kraków pierwsza nawierzchnia betonowa od 1924 r. budowa nawierzchni betonowych na ulicach Krakowa Kraków, ul.karłowicza Kraków, ul. Grottgera Nawierzchnia betonowa rok budowy 1937

4 HISTORIA Początek lat 90-tych: W oparciu o europejskie, ale również polskie doświadczenia postawiono tezę: Beton jest technicznie i ekonomicznie uzasadnioną alternatywą dla nawierzchni asfaltowych

5 HISTORIA 1995 rok Udział SPC w pierwszych Targach AUTOSTRADA-POLSKA w Kielcach

6 DROGI BETONOWE działalność informacyjna i promocyjna Konferencje i Seminaria Targi Autostrada-Polska Pokaz budowy drogi betonowej Szkolenia dla projektantów Publikacje: książki, poradniki, artykuły Filmy Strona Internetowa:

7 Konferencja: Drogi lokalne Kraków, lutego 1999r.

8 Targi AUTOSTRADA-POLSKA Kielce Pokaz budowy drogi betonowej 2005

9 PUBLIKACJE Poradniki i broszury informacyjne

10 PUBLIKACJE Książka: Nawierzchnie drogowe z betonu cementowego Prof. Antoni Szydło 2004

11 Kwartalnik Budownictwo Technologie Architektura

12 Nowe dokumenty techniczne: Ogólne Specyfikacje Techniczne Katalog Typowych Konstrukcji Sztywnych

13 Na polskich drogach jest miejsce dla różnych technologii!

14 Dlaczego NAWIERZCHNIE BETONOWE?

15 ZALETY NAWIERZCHNI BETONOWYCH Większa trwałość (przeciętnie 2,5 3,5 razy większa niż asfaltowych) Brak zjawiska koleinowania (przy nowoczesnych rozwiązaniach gwarantowana jest letnia żywotność nawet przy obciążeniach rzędu 130 kn/oś) Większe bezpieczeństwo (jasność dobra widoczność w złych warunkach atmosferycznych) Mniejsze opory toczenia mniejsze zużycie paliwa (5-10%)

16 Większe bezpieczeństwo i niższe koszty oświetlenia Beton Asfalt

17 Droga hamowania 49m Nawierzchnia betonowa sucha Nawierzchnia asfaltowa sucha 58m Nawierzchnia betonowa mokra 96m Nawierzchnia asfaltowa mokra 109m Nawierzchnia asfaltowa mokra i skoleinowana 134m Źródło: EUPAVE

18 Koszty budowy

19 Porównanie kosztów budowy nawierzchni betonowych i asfaltowych dla kategorii ruchu KR1 to KR asfalt beton KR1 KR2 KR3 KR4 KR5 KR6 KR7 Data: SEKOCENBUD I kw. 2017

20 Niższe whole life costs 38,6% Całkowity koszt CZK/m Lata eksploatacji nawierzchni Nawierzchnia betonowa D23 Nawierzchnia asfaltowa D24 Źródło: Dyrekcja Dróg i Autostrad, Brno, Republika Czeska

21 MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH Większy hałas

22 MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH Większy hałas? Metoda eksponowania drobnego kruszywa w górnej warstwie A2

23 Porównanie hałasu na nawierzchniach betonowych i asfaltowych Ciche nawierzchnie asfaltowe Typowe nawierzchnie asfaltowe A2 BC 97,7 Odkryte kruszywo nawierzchnia betonowa Źródło: A.Szydło, Konferencja Dni Betonu 2012

24 MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH Brak możliwości stosowania chemicznych środków utrzymania zimowego w początkowym okresie eksploatacji? A 300 1,5% L 0,250mm

25 Heat Islands Osnabrück, Niemcy

26 Nowe Ogólne Specyfikacje Techniczne

27 Zespoły powołane przez GDDKiA ZESPÓŁ DO SPRAW ELEMENTÓW WYPOSAŻENIA I OCHRONY ŚRODOWISKA ZESPÓŁ DO SPRAW DIAGNOSTYKI NAWIERZCHNI ZESPÓŁ DO SPRAW ROBÓT MOSTOWYCH I OBIEKTÓW INŻYNIERSKICH ZESPÓŁ DO SPRAW PODBUDÓW ZWIĄZANYCH I NIEZWIĄZANYCH ZESPÓŁ DO SPRAW BETONU I NAWIERZCHNI BETONOWYCH ZESPÓŁ DO SPRAW PODŁOŻA GRUNTOWEGO I ROBÓT ZIEMNYCH ZESPÓŁ DO SPRAW PRZEBUDÓW, RENOWACJI I REHABILITACJI DRÓG ZESPÓŁ DO SPRAW ROBÓT PRZYGOTOWAWCZYCH, GEODEZYJNYCH I ODWODNIENIOWYCH ZESPÓŁ DO SPRAW UTRZYMANIA DRÓG ZESPÓŁ DO SPRAW NAWIERZCHNI ASFALTOWYCH ZESPÓŁ DO SPRAW URZĄDZEŃ BEZPIECZEŃSTWA RUCHU

28 ZESPÓŁ DO SPRAW BETONU I NAWIERZCHNI BETONOWYCH Ministerstwo Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej, Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Stowarzyszenie Producentów Cementu, Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego, Stowarzyszenie Producentów Chemii Budowlanej, Stowarzyszenie Producentów Betonów, Polski Związek Producentów Kruszyw Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Instytut TPA

29 Celem Zespołu było opracowanie OGÓLNYCH SPECYFIKACJI TECHNICZNYCH dla: Betonu Konstrukcyjnego, Nawierzchni Betonowych, Prefabrykowanych Elementów Betonowych (krawężniki, obrzeża, kostki itp.), Betonu Wałowanego Równolegle aktualizowany był Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych

30 Nawierzchnia betonowa Wymagania dla CEMENTU

31 Nawierzchnie Betonowe CEMENT (zmiany) Rodzaje nawierzchni Rodzaj cementu Wymagania specjalne Kategorie ruchu Nawierzchnia betonowa z odkrytym kruszywem w górnej warstwie cement portlandzki CEM I: 32,5 R lub N 42,5 R lub N właściwa ilość wody 28,0% wytrzymałość po 2 dniach 29,0 MPa początek wiązania 120 minut zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,80 KR5 KR7 Cement portlandzki żużlowy CEM II/A-S zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,80 cement portlandzki żużlowy CEM II/B-S zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,90 nawierzchnia betonowa do wczesnego obciążenia ruchem cement portlandzki CEM I: 32,5 R lub N 42,5 R lub N 52,5 R lub N zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,80 KR1 KR7

32 Nawierzchnie Betonowe CEMENT cd. (zmiany) Rodzaje nawierzchni Rodzaj cementu Wymagania specjalne Kategorie ruchu właściwa ilość wody 28,0% cement portlandzki CEM I 32,5 wytrzym. po 2 dniach 29,0 MPa stopień zmielenia 3500 cm 2 /g KR1 KR7 typowa nawierzchnia betonowa: - dolne warstwy nawierzchni; - nawierzchnie dwuwarstwowe z tej samej mieszanki; -nawierzchnie jednowarstwowe początek wiązania 120 minut zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,80 Cement portlandzki CEM I 42,5 KR1 KR7 Cement portlandzki żużlowy CEM II/A-S zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,80 KR1 KR7 Cement portlandzki wapienny CEM II/A-LL KR1 KR3 Cement portlandzki popiołowy CEM II/A-V zawartość alkaliów Na 2 O eq 1,20 KR1 KR3 Cement portlandzki żużlowy CEM II/B-S zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,90 KR1 KR7 Cem. portlandzki wieloskładnikowy CEM II/A-M (S-V) zawartość alkaliów Na 2 O eq 1,20 KR1 KR3 Cem. portlandzki wieloskładnikowy CEM II/A-M (S-LL) zawartość alkaliów Na 2 O eq 0,80 KR1 KR4 Cement hutniczy CEM III/A zawartość alkaliów Na 2 O eq 1,05 KR1 KR4

33 Nawierzchnie Betonowe KRUSZYWO (zmiany) Kruszywa zgodne z normą PN-EN Reaktywność alkaliczno - krzemionkowa; stopień potencjalnej reaktywności według PN-B W przypadku stwierdzenia, że badane kruszywo odpowiada 1 stopniowi potencjalnej reaktywności alkalicznej należy wykonać badanie dodatkowe zgodnie z PN-B ; dopuszczenie do zastosowania przy spełnieniu wymagania: reaktywność alkaliczna z cementem nie wywołująca zwiększenia wymiarów liniowych większych niż 0,1 %. Przeznaczenie betonu Właściwości kruszywa Nawierzchnia jednowarstwowa (JWN) KR1 KR2 Górna warstwa nawierzchni (GWN), Naw. jednowarstw. (JWN) KR3 KR4 Górna warstwa nawierzchni z odkrytym kruszywem (GWN) KR 5 KR7 Odporność na polerowanie wg PN-EN PSV Deklarowana ( nie mniej niż 48) PSV 50 PSV Deklarowana ( nie mniej niż 53)

34 Nawierzchnie Betonowe BETON (zmiany) Właściwości projektowanego betonu nawierzchniowego Wymagania Metoda badania Gęstość, tolerancja w stosunku do betonu wg zatwierdzonej recepty ± 3,0 % PN-EN Klasa wytrzymałości na ściskanie wg PN-EN 206-1, nie niższa niż: - dla kategorii ruchu KR1 KR4 - dla kategorii ruchu KR5 KR7 Wytrzymałość betonu na zginanie w 28dniu (2) twardnienia (średnia z trzech próbek),nie niższa niż: - dla kategorii ruchu KR1 KR4 - dla kategorii ruchu KR5 KR7 Wytrzymałość betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu w 28 dniu (2) twardnienia (średnia z trzech próbek sześciennych), nie niższa niż: - dla kategorii ruchu KR1 KR4 - dla kategorii ruchu KR5 KR7 Kategoria mrozoodporności wg PN-EN (dla GWN oraz JWN), nie niższa niż: - dla betonów w klasie ekspozycji XF3 - dla betonów w klasie ekspozycji XF4 Charakterystyka porów powietrznych w betonie: - zawartość mikroporów o średnicy poniżej 0,3 mm (A 300 ), % - wskaźnik rozmieszczenia porów w betonie L, mm dla betonów w klasie ekspozycji XF3 dla betonów w klasie ekspozycji XF4 C30/37 C35/45 4,0 5,5 2,5 3,5 FT1 FT2 PN-EN PN-EN PN-EN PKN-CEN/TS EN ,5 PN-EN ,250 0,200 Odporność na wnikanie benzyny i oleju 30 mm PN-EN Zał. B Mrozoodporność F150, przy badaniu metodą bezpośrednią (dla DWN) - ubytek masy próbki, nie więcej niż, % - spadek wytrzymałości na ściskanie, nie więcej niż, % 5 20 PN-B-06250

35 Nawierzchnie Betonowe BETON (zmiany) Beton przeznaczony do wbudowania w nawierzchnię, powinien odpowiadać klasie ekspozycji: XF3 w przypadku braku stosowania chemicznych środków zimowego utrzymania dróg, XF4 w przypadku stosowania chemicznych środków zimowego utrzymania dróg

36 Nawierzchnie Betonowe BETON (zmiany) Wymagana zawartość powietrza w mieszance betonowej Etap wykonywania badań Maksymalny wymiar ziaren kruszywa Projektowanie składu mieszanki betonowej Zatwierdzanie recepty, próba technologiczna, kontrola jakości robót Tolerancja pomiarowa mm % objętości % objętości % objętości 8,0; 5,0 6,5 5,0 7,0 16,0; 22,4; 4,5 6,0 4,5 6,5 31,5; 4,0 5,5 5,0 6,5-0,5 +1,0

37 Nawierzchnie Betonowe BETON (zmiany) Wymagana zawartość powietrza w mieszance betonowej Właściwości projektowanego betonu nawierzchniowego Charakterystyka porów powietrznych w betonie: - zawartość mikroporów o średnicy poniżej 0,3 mm (A 300 ), % - wskaźnik rozmieszczenia porów w betonie L, mm dla betonów w klasie ekspozycji XF3 dla betonów w klasie ekspozycji XF4 Wymagania 1,5 0,250 0,200 Metoda badania PN-EN

38 Doświadczenia polskie eksperymentalny program GDDP łącznie powstało 51 odcinków o długości 50 km

39 Przykłady betonowych dróg lokalnych

40 woj. łódzkie Skomlin - Zbęk 750 m x 4 m 1999 r.

41 3 m x 600 m, 2000r. woj. lubelskie Ratyczów gm. Łaszczów CEM I 32,5 R ; CEM II/B-S 32,5 R ; CEM III/A 32,5 N

42 woj. opolskie Ujazd Zimna Wódka 4 m x 5000 m 2005

43 woj. małopolskie Korzenna ~ 250 km Piwniczna Grybów

44 woj. świętokrzyskie Gliniany - Teofilów 4.5 m x 5300 m 2006

45 woj. lubelskie Majdan Ostrowski gm. Wojsławice 4 m x 600 m 2003

46 woj. opolskie Brzezie k.opola 7 m x 1570 m 2013

47 Suwałki woj. podlaskie Technologia betonu wałowanego (Roller Compacted Concrete) 6 m x 900 m 2016

48 woj. lubuskie Nowogród Bobrzański KR1 205m x 3,5 (3,0) m

49 woj. podlaskie Technologia betonu wałowanego (Roller Compacted Concrete) Suwałki m x 6 m Gmina Gołdap m

50 woj. łódzkie Trębaczew 2017 KR6 2,7 km x 7 m

51 Przykłady betonowych dróg miejskich

52 Nawierzchnia betonowa w Tarnowie-Mościcach, ul.glogowa, Na drugim planie widoczny historyczny budynek Ignacego Mościckiego, Prezydenta Polski w latach

53 Nawierzchnia betonowa Tarnów, ul.westerplatte

54 Przykłady betonowych dróg ekspresowych

55 S2 Polichno Rawa Mazowiecka

56 S2 Polichno Wolbórz

57 Przykłady betonowych autostrad

58 A4/A18 A2 Nowy Tomyśl - Świecko

59 A2 Nowy Tomyśl - Świecko

60 A4 Jędrzychowice-Krzyżowa A4 Wrocław-Legnica

61 A1 Stryków-Tuszyn

62 Program budowy dróg w latach istniejące naw. asfaltowe projektowane naw. asfaltowe istniejące naw. betonowe projektowane naw. betonowe inne planowane drogi ekspresowe

63 A1 Stryków-Tuszyn dziękuję za uwagę