Sztywne nawierzchnie drogowe - wybrane aspekty techniczno-technologiczne

Transkrypt

1 II Podkarpacka Konferencja Drogowa Rzeszów, 2017 Sztywne nawierzchnie drogowe - wybrane aspekty techniczno-technologiczne dr inż. Lesław Bichajło leszbich@prz.edu.pl

2 Nawierzchnie sztywne krótka historia Budowane już w czasach Imperium Rzymskiego z użyciem cementu pucolanowego Skąd cement pucolanowy?

3 Nawierzchnie sztywne krótka historia Era nowożytna cementy portlandzkie Stosunkowo nieduża trudność wykonania nawierzchni sposobem ręcznym Rosnące rygory wytwarzania i wbudowywania mieszanki betonowej w kolejnych dziesięcioleciach naszej współczesności

4 Podstawowe odmiany Monolityczne: - klasyczne: beton niezbrojony wibrowany lub wałowany - dla dużego obciążenia ruchem: - beton zbrojony - dyblowane, kotwione Prefabrykowane: - o elementach nie współpracujących - uciąglane

5 Podstawowe odmiany Monolityczne: - o klasycznym układzie warstw Płyta betonowa (górna) Płyta betonowa (dolna) Warstwy dolne Podłoże - o odwróconym układzie warstw nawierzchni (whitetopping) Płyta betonowa (górna) Warstwy mineralno-asfaltowe Warstwy dolne Podłoże

6 Sukces nawierzchni? 1. Projektowanie - warunki gruntowo-wodne - obciążenie ruchem - wybór odpowiedniego rozwiązania z katalogu lub projekt indywidualny 2. Wykonawstwo 3. Utrzymanie

7 Obciążenie ruchem Ruch projektowy ruch perspektywiczny 30 lat Współczynnik obliczeniowego pasa ruchu f 1 Współczynnik szerokości pasa ruchu - f 2 Współczynnik wniesienia f 3

8 Obciążenie ruchem kategoria ruchu

9 Kryteria zmęczeniowe 50 kn 850 kpa E 1, v 1, h 1 E 2, v 2, h 2 E p, v p Zero-Maintenance Design Model PCA AASHTO podłoże ε p = k * (1 / N) m

10 Podłoże podłoże gruntowe nawierzchni strefa gruntu rodzimego lub nasypowego poniżej spodu konstrukcji nawierzchni, której właściwości mają wpływ na projektowanie, wykonanie i eksploatację nawierzchni; może się zmieniać na długości drogi - podłoże słabe należy wzmocnić, do zaproponowania technologii warto upoważnić wykonawcę i sprawdzić jego propozycje; Kryterium werfikującym jest uzyskanie odpowiedniego modułu E2 (dla KR3-7 min. 50 MPa, dla KR1-2 wymaganie łącznie z podbudową)

11 Podbudowa - warstwy dolne obejmują warstwę osączającą, mrozoochronną, podbudowę pomocniczą - warstwy górne obejmują warstwę ścieralną i podbudowę zasadniczą - warstwy dolne powinna być tak skonstruowane (cechy materiałowe, grubość), aby na ich powierzchni uzyskać odpowiedni moduł E 2 (80/100/120 MPa) - podbudowy zasadnicze z mieszanek niezwiązanych powinny być wykonywane z kruszywa C50/30 (KR1-KR4) lub C90/3 (KR1-KR7).

12 Wymagania pośrednie nośności

13 Warstwa odsączająca Jeżeli musi być zastosowana warstwa odsączająca, to z materiału ziarnistego (mieszanki niezwiązanej lub gruntu niewysadzinowego). W takim przypadku nie dopuszcza się stosowania ulepszonego podłoża i osobnej warstwy mrozoochronnej z mieszanek związanych spoiwem

14 Odporność na wysadziny Zabezpieczenie przed szkodami wodnymi i mrozowymi Warstwa odsączająca (grunty wątpliwe i wysadzinowe na głęb. <1,5m od spodu nawierzchni) lub mrozoochronno-odsączająca

15 Warstwy górne Warstwy dolne i górne nawierzchni

16 Dyble i kotwy W katalogu przyjęto: - dyble w rozstawie co 25 cm (średnica Ø25 mm, długość l=50cm), - kotwy w rozstawie co 100 cm (średnica Ø20 mm, długość l=80cm)

17 Zabezpieczenie przed dzikim pękaniem Szczeliny - rozstaw zależny od grubości płyty - szczeliny skurczowe podłużne przy szerokości jezdni min. 6m - pierwsze nacinanie w ciągu doby od betonowania, do ok. 1/3 gr. płyty, 3mm - kolejne (poszerzające) po uzyskaniu wytrzymałości 12 MPa, 8mm, głęb. ~30mm - szczeliny konstrukcyjne (zakończenie działki roboczej, przerwa w betonowaniu ponad 1,5 godziny uwaga na rozluźnienie betonu - właściwe wypełnienie szczelin czym? masa zalewowa, profile (tylko w poprzecznych) z nadmiarem czy niedomiarem?

18 Tekstura warstwy ścieralnej a) przeciąganie tkaniny jutowej w kierunku równoległym do osi jezdni b) przecieranie świeżo ułożonej mieszanki betonowej stalową szczotką w kierunku prostopadłym do osi jezdni c) rowkowanie poprzeczne widełkami d) opóźnienie hydratacji cementu (np. z użyciem glukozy) wraz z usunięciem nie związanej warstwy zaprawy cementowej szczotką mechaniczną lub wodą pod ciśnieniem warstwa z odkrytym kruszywem o głębokości makrotekstury do 1,5 mm. Zaleca się ją stosować dla nawierzchni przeznaczonej dla KR5 KR7. Dla nawierzchni jednowarstwowych i dwuwarstwowych z tej samej mieszanki: D 31,5 mm, dla górnej warstwy nawierzchni z odkrytym kruszywem: D 8 mm

19 Zabezpieczenie górnych warstw asfaltowych Minimalizowanie powstawania spękań odbitych - warstwa pośrednia rozpraszająca naprężenia asfaltowa klasyczna lub dedykowana geosyntetyczna

20 Właściwości betonu

21 Nowe wyzwania? - nie tylko zatoki autobusowe, stacje paliw, lotniska - recykling i zastosowanie materiałów odpadowych - oznakowanie

22 Rozwijajmy drogi betonowe, nie zabijajmy asfaltowych

23 Dziękuję za uwagę Lesław Bichajło