Kryteria oceny funkcjonalnej nawierzchni betonowej z uwzględnieniem trwałości materiałów i szczelin dylatacyjnych

Podobne dokumenty
Ocena zawartości mikroporów w mieszance betonowej na budowie odcinka drogi S8

II POKARPACKA KONFERENCJA DROGOWA BETONOWE

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I ARCHITEKTURY

Założenia systemu klasyfikacji i oceny zgodności krajowych kruszyw z punktu widzenia reaktywności alkalicznej

Etap II. Analiza wybranych właściwości mieszanki betonowej i betonu 1/15

Sztywne nawierzchnie drogowe - wybrane aspekty techniczno-technologiczne

CEMENT W INŻYNIERII KOMUNIKACYJNEJ W ŚWIETLE WYMAGAŃ OST GDDKiA

Cement i beton według Ogólnych Specyfikacji Technicznych (OST) dla nawierzchni betonowych

DOŚWIADCZENIA W STOSOWANIU CEMENTU PORTLANDZKIEGO ŻUŻLOWEGO CEMII/B-S 42,5N W BUDOWIE NAWIERZCHNI BETONOWYCH

Trwałe nawierzchnie z betonu RCC

Mieszanki CBGM wg WT5 na drogach krajowych

Nowe Ogólne Specyfikacje Techniczne (OST) dla betonu i nawierzchni betonowych

Diagnostyka nawierzchni z betonu cementowego. Prof. Antoni Szydło, Politechnika Wrocławska

Właściwości kruszywa wapiennego jako surowca do produkcji betonów dla infrastruktury drogowej

Stan zaawansowania budowy drogi S61 w woj. warmińsko-mazurskim Suwałki, 11 kwietnia 2019 r.

CELOWE I PRZYPADKOWE NAPOWIETRZENIE BETONU Skutki w nawierzchniach betonowych i posadzkach przemysłowych

Krajowe wymagania techniczne dotyczące kruszyw do betonu nawierzchniowego

Badania i analizy kosztów budowy i utrzymania nawierzchni betonowych i asfaltowych. Prof. Antoni Szydło

POPIÓŁ LOTNY SKŁADNIKIEM BETONU MASYWNEGO NA FUNDAMENTY NOWYCH BLOKÓW ENERGETYCZNYCH

Polskie doświadczenia w budowie betonowych nawierzchni drogowych

Nawierzchnie betonowe Uzasadnione ekonomicznie rozwiązanie na drogach

Innowacyjne metody naprawy nawierzchni w technologii betonu szybkosprawnego oraz elementów prefabrykowanych.

SKŁADNIKI BETONU W ŚWIETLE WYMAGAŃ OGÓLNYCH. Cement portlandzki CEM I całkowita zawartość alkaliów Na 2

CZYM TAK NAPRAWDĘ JEST BETON MROZOODPORNY?

Nowe Ogólne Specyfikacje Techniczne dla nawierzchni betonowych

WPROWADZENIE DO PROJEKTU ASR-RID REAKTYWNOŚĆ ALKALICZNA KRAJOWYCH KRUSZYW

Krajowe wymagania techniczne dotyczące betonu do nawierzchni drogowych i obiektów inżynierskich

Paweł Madej, kierownik Centrum Badania Betonów Lafarge wyjaśnia, co powoduje "niekontrolowane" pękanie posadzek?

SKURCZ BETONU. str. 1

Katalog typowych konstrukcji nawierzchni sztywnych

BETON W INŻYNIERII KOMUNIKACYJNEJ str. 1 e4

Utrzymanie i Naprawa nawierzchni Betonowych. Nowoczesne technologie wyrównywania i teksturowania nawierzchni betonowych.

Specjalista od trwałych betonów. Nowy produkt w ofercie CEMEX Polska cement specjalny HSR KONSTRUKTOR (CEM I 42,5 N HSR/NA CHEŁM )

III PODKARPACKA KONFERENCJA DROGOWA. Patroni Medialni

Nowe technologie w nawierzchniach betonowych beton wałowany

DOŚWIADCZENIA W REALIZACJI NAWIERZCHNI BETONOWYCH TOMASZ RUDNICKI

Doświadczenia Wydziału Technologii GDDKiA Oddział w Lublinie podczas monitorowania jakości na drogach o nawierzchni z betonu cementowego Lublin, 29

CHODNIKI Z PŁYT CHODNIKOWYCH BETONOWYCH

Mieszanki CBGM na inwestycjach drogowych. mgr inż. Artur Paszkowski Kierownik Działu Doradztwa Technicznego i Rozwoju GRUPA OŻARÓW S.A.

Fundamenty domu: jak wykonać beton mrozoodporny?

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D PODBUDOWA Z CHUDEGO BETONU

NAWIERZCHNIA Z PŁYT AŻUROWYCH EKO

Rodzaj i jakość spoiw a trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji

BADANIA POLIGONOWE BETONÓW WYKONANYCH Z CEMENTÓW NAPOWIETRZAJĄCYCH. 1. Wprowadzenie

Maksymalna różnica pomiędzy wymiarami dwóch przekątnych płyty drogowej nie powinna przekraczać następujących wartości: Tablica 1 Odchyłki przekątnych

Beton Wałowany. Olsztyn, czerwiec 2017 r. dr hab. inż. Piotr Woyciechowski, prof.

DIAGNOSTYKA MIKROSTRUKTURY PORÓW W BETONIE WBUDOWANYM W KONSTRUKCJE I NAWIERZCHNIE

D Podbudowa z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie

Optymalny jakościowo i ekonomicznie dobór materiałów budowlanych Łukasz Marcinkiewicz Tomasz Rudnicki

D KRAWĘŻNIKI BETONOWE

Szczególne warunki pracy nawierzchni mostowych

Czynniki decydujące o właściwościach wytrzymałościowych betonu do nawierzchni

Drogi betonowe doświadczenia z budowy i eksploatacji cz. I

Nawierzchnie betonowe na obiektach mostowych

MATERIAŁY MIEJSCOWE I TECHNOLOGIE PROEKOLOGICZNE W BUDOWIE DRÓG

PODBUDOWA Z BETONU CEMENTOWEGO

Beton w nawierzchniach drogowych. dr hab. inż. Marek J. Ciak, prof. UWM Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Europejskie wymagania na beton napowietrzony w klasie środowiska XF

NAWIERZCHNIE DŁUGOWIECZNE W TECHNOLOGII BETONU CEMENTOWEGO. Prof. Antoni Szydło

dr inż. Adam POŚWIATA dr inż. Mariusz WESOŁOWSKI BETONOWE NAWIERZCHNIE LOTNISKOWE

Przedmiot Specyfikacji Technicznej Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych

D NAWIERZCHNIA Z KOSTKI BRUKOWEJ BETONOWEJ

Popiół lotny jako dodatek typu II w składzie betonu str. 1 A8. Rys. 1. Stosowanie koncepcji współczynnika k wg PN-EN 206 0,4

D Umocnienie skarp i dna rowu SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH D Umocnienie skarp i dna rowu

WPŁYW DOMIESZEK NAPOWIETRZAJĄCYCH NA WYBRANE PARAMETRY MIESZANKI BETONOWEJ I BETONU

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT D NAWIERZCHNIA Z BETONOWEJ KOSTKI BRUKOWEJ

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA PODŁOŻA POD POSADZKI

Instytut Badawczy Materiałów Budowlanych Sp. z o.o. Optymalny dobór wyrobów budowlanych do inwestycji

D PODBUDOWA Z CHUDEGO BETONU

Nowe możliwości zastosowania kruszyw węglanowych w drogowych nawierzchniach z betonu cementowego oraz w betonach konstrukcyjnych

Dr hab. inż. Mirosław Graczyk, prof. IBDiM

Mieszanki mineralno-asfaltowe wg norm serii PN-EN x a Wymagania Techniczne WT-2

TEMATY DYPLOMÓW 2018/19 STUDIA STACJONARNE INŻYNIERSKIE I STOPNIA

Nawierzchnie betonowe problem teksturowania ich powierzchni

Podbudowy z gruntów i kruszyw stabilizowanych spoiwami w budownictwie drogowym. dr inż. Cezary Kraszewski Zakład Geotechniki i Fundamentowania

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH U POSADZKI BETONOWE

Problematyka projektowania nawierzchni asfaltowych na przykładzie budowy drogi ekspresowej S-6 Goleniów-Koszalin

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH D Podbudowa z chudego betonu

D /b

Beton w drogownictwie

Wstęp. Drogi Krajowe- S17. Drogi w miastach. Inne zastosowanie. Budujemy lepszą przyszłość dla Polski

Beton cementowy o podwyższonej trwałości na oddziaływanie obniżonych temperatur

D CHODNIK Z BRUKOWEJ KOSTKI BETONOWEJ

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWY Z PIASKU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

Betony - podstawowe cechy.

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D CHODNIK Z PŁYT BETONOWYCH CHODNIKOWYCH

Specyfikacja Techniczna Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych

Polskie doświadczenia w budowie betonowych nawierzchni drogowych

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWA Z CHUDEGO BETONU

Beton stosowany w budowie nawierzchni drogowych

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji prefabrykatów inżynieryjno-technicznych infrastruktury drogowej

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA B OBRZEŻA CHODNIKOWE

Strefy klimatyczne w Polsce z uwzględnieniem klasyfikacji funkcjonalnej asfaltów

D NAWIERZCHNIA Z KOSTKI BRUKOWEJ BETONOWEJ

Katedra Dróg i Lotnisk NOWY KATALOG TYPOWYCH KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI SZTYWNYCH. Prof.dr hab. inż. Antoni SZYDŁO

Doświadczenia samorządowe w budowie i utrzymaniu nawierzchni betonowych Gmina Ujazd

Chodniki z płyt betonowych D

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D CHODNIK Z PŁYT BETONOWYCH

Transkrypt:

Kryteria oceny funkcjonalnej nawierzchni betonowej z uwzględnieniem trwałości materiałów i szczelin dylatacyjnych prof. dr hab. inż. Michał A. Glinicki Międzynarodowa konferencja i wystawa - Suwałki, 10-12 kwietnia 2019 r.

Motywacja i cel prezentacji Projektowana trwałość nawierzchni betonowych: na drogach KR5-KR7: 30 lat na autostradach w USA: od 30 do 50 lat Cel prezentacji: Przegląd kryteriów oceny użyteczności nawierzchni z uwzględnieniem trwałości betonu i funkcjonalności szczelin dylatacyjnych Wskazanie możliwości optymalizacji projektowania i zapewnienia jakości na etapie budowy 2

Wymagania funkcjonalne dla nawierzchni betonowych wg PN-EN 13877-2:2013 Cecha Wytrzymałość betonu w nawierzchni Grubość nawierzchni Przykładowe wymaganie na drodze klasy S CC40 tolerancja T5 Gęstość betonu w nawierzchni 95% Odporność betonu na zamrażanie i rozmrażanie Związanie pomiędzy dwiema warstwami betonu Położenie dybli i kotew Odporność na wnikanie benzyny i oleju Masa złuszczeń S 56 <0,50 kg/m 2 i S 56 /S 28 <2 Charakterystyka porów: zawartość mikroporów A 300 1,5% wskaźnik rozmieszczenia തL 0,20 mm mokre na mokre według dokumentacji projektowej (tylko jeżeli wymagana) 3

Ograniczenia recepturowe i technologiczne Wymagania funkcjonalne dotyczą ułożonej nawierzchni Stosuje się razem z wymaganiami recepturowymi na skład betonu, na właściwości materiałów oraz z przepisami technologicznymi Wymagania dotyczące składu betonu wynikają z określenia klasy ekspozycji, kategorii środowiska i przewidywanej długotrwałej użyteczności eksploatacyjnej Warstwa betonu Klasa ekspozycji wg PN-EN 206, PN-B-06265 Kategoria środowiska wg CEN/TR 16349 górna lub nawierzchnia jednowarstwowa XF4, XM2 E3 dolna XF4 E3 4

Trwałość w klasie ekspozycji XF4 Wcześniej: - Mrozoodporność F150 - Odporność na zamrażanie i rozmrażanie z udziałem soli odladzającej Od wprowadzenia Katalogu typowych konstrukcji nawierzchni sztywnych, 2014 (A.Szydło z zespołem) - wymagania właściwej charakterystyki porów powietrznych w betonie: - zawartość mikroporów A 300 - wskaźnik rozmieszczenia porów Rozkład porów powietrznych DK8 Wolbórz-Polichno 2004 Diagnostyka A4-2004 badania w IPPT PAN 5

Trwałość i napowietrzenie w klasie XF4 Właściwe napowietrzenie betonu i odpowiednio mały współczynnik w/c pozwalają na przewidywanie długoletniej odporności betonu na oddziaływanie mrozu i środków odladzających (na podstawie odwiertów). Wiarygodność pomiaru charakterystyki porów wg PN-EN 480-11: - doświadczenie w przygotowaniu zgładów mikroskopowych - doświadczenie w interpretacji wyników Zgodnie z ASTM C457 (2016): powierzchnia właściwa porów (a) mieści się w granicach od 25 do 45 mm -1 Powierzchnia właściwa porów a sięgająca 60-100 mm -1 świadczy o niewłaściwym przygotowaniu zgładu lub błędach pomiaru 6

Modyfikacja procedury normowej PN-EN 480-11 GDDKiA OST D - 05.03.04 Nawierzchnia z betonu cementowego, Załącznik 3: Instrukcja wyznaczania charakterystyki porów powietrznych w odwiertach betonowych z nawierzchni dwuwarstwowej z eksponowanym kruszywem opracowana w IPPT PAN 7

Efektywność napowietrzenia w klasie ekspozycji XF4 Pory o małych średnicach zostają szybko wypełnione produktami hydratacji i przestają spełniać funkcję bufora przed nadmiernym ciśnieniem hydraulicznym Zgodnie z ASTM C457 (2016): nawet gdy wskaźnik rozmieszczenia porów jest właściwy, całkowita zawartość powietrza powinna być dostatecznie duża A 3,5% 8

Odporność na złuszczenia powierzchniowe Wpływ pielęgnacji i rodzaju cementu na odporność na powierzchniowe złuszczenie betonu w warstwie z eksponowanym kruszywem - CEM I 42,5 N - CEM III/A 42,5 N receptura betonu napowietrzonego badania IPPT PAN 9

Aktualne wyzwania techniki Autostrady z nawierzchnią betonową w Polsce od początku XXI wieku Ocena stanu technicznego na półmetku (po 15 latach eksploatacji) Optymalizacja materiałowa: - cementy niskoklinkierowe - nowe kruszywa o właściwie rozpoznanych właściwościach Optymalizacja procesów technologicznych i kontroli in-situ: - sterowanie procesami układania, zagęszczania - automatyzacja procesów podlegających ocenie subiektywnej - bieżąca kontrola właściwości mieszanki, równości, makrotekstury 10

Przykłady nawierzchni z betonu Nawierzchnia niedyblowana na drodze lokalnej k/białegostoku po ponad 30 letniej eksploatacji Nawierzchnia dyblowana na drodze ekspresowej KR6 po 15 letniej eksploatacji 11

Szczeliny w nawierzchniach dyblowanych 12

Uszkodzenia szczelin dylatacyjnych Uszkodzenia nawierzchni betonowych w stanie Indiana, USA (strefa klimatu kontynentalnego mroźne zimy, dość gorące lata) Możliwe przyczyny: błędy selekcji składników (uszkodzenia mrozowe, reakcja alkalia-kruszywo), nieskuteczność napowietrzenia, nadmiar wody niedostatki wykonawcze (pielęgnacji lub zagęszczania, czas nacinania, blokada szczelin, błędy wypełnienia) błędy projektowe (pominięte deformacje płyt, rozstaw szczelin, odwodnienie) agresywność środków odladzających (NaCl, CaCl 2, także MgCl 2 ) Źródło: J. Olek et al., ACI Spring Convention, Kansas City, MO, April 13, 2015 13

Drenaż w obszarze uszkodzonych szczelin brak uszkodzeń umiarkowane uszkodzenia duże uszkodzenia Źródło: Whiting, Panchmatia, Olek, Concrete pavement joint deterioration (FHWA/IN/JTRP-2016/02) Purdue University, 2016 14

Diagnostyka betonu w okolicy szczelin i w środku płyt Źródło: J.Weiss, Transportation Research Board 96th Annual Meeting, Washington 2017 W okolicy szczelin: Wypełnienie pustek powietrznych produktami przedłużonej hydratacji cementu i reakcji z jonami Cl - redukcja efektywności systemu porów powietrznych Większa szybkość absorpcji wody wysoki stopień nasycenia wodą Poza szczelinami: Nieznaczne wypełnienie pustek powietrznych Lepszy drenaż wody pod płytą 15

Wpływ ułożenia dybli na funkcjonalność szczelin Rodzaj odchyłki położenia dybla od położenia projektowanego Odspojenie betonu Spękania betonu Redukcja współpracy płyt odchyłka w płaszczyźnie poziomej tak tak tak odchyłka w płaszczyźnie pionowej tak tak tak przesunięcie poprzeczne dybla tak przesunięcie podłużne dybla tak przesunięcie pionowe środka dybla (względem środka płyty) tak tak Dane oparte na doświadczeniach Amerykańskiego Stowarzyszenia Wykonawców Nawierzchni Betonowych (ACPA), 2018 rok 16

Wpływ błędnego ułożenia dybli na uszkodzenia nawierzchni w okolicy szczelin Wskaźnik blokady szczeliny JS: n JS = 1 + i=1 w i n liczba dybli w pojedynczej szczelinie, w i współczynnik wagowy dotyczący dybla i wg tabeli Odchyłka całkowita pojedynczego Wspłczynnik wagowy dybla ODC 15 mm 0 15 mm < ODC 20 mm 2 20 mm < ODC 25 mm 4 25 mm < ODC 38 mm 5 38 mm < ODC 10 Źródło: Voigt, J. and E. Ferrebee. FHWA-HIF-16-021, 2016 JS 5 bardzo małe ryzyko blokady ruchu szczeliny JS > 15 duże ryzyko blokady ruchu szczeliny 17

Kontrola ułożenia dybli Ocena faktycznego ułożenia dybli w warstwie nawierzchni możliwa dopiero od niedawna, dzięki pojawieniu się odpowiednich urządzeń skanujących i wdrożeniu ich do diagnostyki nawierzchni MIT Scan2-BT - urządzenie działające na zasadzie indukcji magnetycznej Pomiary - zgodnie z ASTM E3013 Graniczne odchyłki i przesunięcia dybli w szczelinie: - Wytyczne amerykańskie ACPA - Wytyczne niemieckie Wpływ błędów ułożenia dybli na ich efektywność w szczelinie określenie równoważnej średnicy dybla 18

Amerykańskie specyfikacje funkcjonalne Performance Engineered Concrete Pavement Mixtures - AASHTO PP 84-17 ( Superpave dla nawierzchni betonowych) Wprowadza się wymagania m.in.: Charakterystyka porów w mieszance betonowej (metoda sekwencyjno-ciśnieniowa: liczba SAM) Zawartość wody w mieszance na budowie (oznaczana w mikrofalówce) Skurcz przy wysychaniu Rezystywność betonu jako wskaźnik szczelności Pomiary kalorymetryczne do określenia kinetyki narastania wytrzymałości wczesnej Jednorodność mieszanki betonowej 19

Uwagi końcowe Szczeliny w nawierzchniach - miejsca podatne na uszkodzenia Zainicjowane uszkodzenia betonu w okolicach szczelin mogą się szybko rozwijać z powodu podwyższonego stopnia nasycenia wodą, oddziaływania mrozu i soli odladzających, deformacji płyt. Kryteria optymalizacji składu betonu i technologii wbudowania: Stabilność właściwości kruszywa Stabilność napowietrzenia betonu i współczynnika w/c oraz stałość urabialności Skuteczność pielęgnacji (zwłaszcza przy zastosowaniu CEM II) Kontrolowane położenie dybli i kotew Kontrolowana równość podłużna 20

Dziękuję za uwagę Opracowano w ramach projektu REAKTYWNOŚĆ ALKALICZNA KRAJOWYCH KRUSZYW Akronim Projektu: OT1-1C/ICMB-IPPT Numer umowy: DZP/RID-I-37/6/NCBR/2016 21