SYMPOZJUM, Kielce, 12 maja 2011 r. Nawierzchnie i izolacje na obiektach inżynieryjnych betonowych i stalowych. Konsekwencje i możliwości działań XVII Międzynarodowe Targi Budownictwa Drogowego AUTOSTRADA-POLSKA SYSTEMY NAWIERZCHNI MOSTOWYCH dr inż. Piotr JASKUŁA
2 ZAKRES Dlaczego jest tak istotny i ważny? Izolacja mostowa Nawierzchnia mostowa
3 SPECYFIKA PRACY NAWIERZCHNI MOSTOWEJ Większe obciążenie termiczne Szybsze zmiany, z obu stron Większy gradient temperatury, brak bezwładności termicznej jak w korpusie drogowym Woda i środki odladzające +niska temperatura= złuszczenia nawierzchni Obciążenia pojazdami Większe naprężenia w warstwie, sztywne podłoże Większe odkształcenia rozciągające na spodzie, i jeszcze większe u góry nad podporą (nad żebrami płyty ortotropowej)
STAN NAPRĘŻEŃ
OBLICZENIA ODKSZTAŁCEŃ NAWIERZCHNI NA MOŚCIE STALOWYM 1. 2. P=57,5kN 3. 4. M - moment zginający 5.
OBLICZENIA ODKSZTAŁCEŃ NAWIERZCHNI NA MOŚCIE BETONOWYM 1. 2. 3. e 3
7 SPECYFIKA PRACY NAWIERZCHNI MOSTOWEJ Grubość nawierzchni Im sztywniejsza warstwa (niskie temperatury) i cieńsza większe ryzyko uszkodzenia Brak sczepności Efekt dynamiczny Drgania pomostu, nierówności na dylatacjach
8 SYSTEM NAWIERZCHNI MOSTOWEJ To nierozłączną całość składającą się z: izolacji przeciwwodnej płyty pomostu oraz Nawierzchni Zadania: - komfort i bezpieczeństwo użytkownika (szorstkości i równości) - ochrona obiektu inżynierskiego przed działaniem wody i środków odladzających
UKŁAD WARSTW NAWIERZCHNI
ANALIZA SZCZEPNOŚCI NA MOŚCIE STALOWYM Warstwa ścieralna: AL Warstwa ochronna: AL
RYS HISTORYCZNY - IZOLACJE Okres PRL-u: stosowano materiały arkuszowe przyklejane lepikami typu 3 x papa na lepiku W późniejszym okresie izolacje z ok. 20 mm warstwy mastyksu lata 80/ 90 przełom w technologiach izolacyjnych, stosowanie materiałów termozgrzewalnych i natryskowych
TRENDY I KIERUNKI ROZWOJU Izolacje: najchętniej stosowane są izolacje termozgrzewalne; sprawdzona technologia oraz umiarkowana cena. coraz częściej stosowane są materiały natryskowe. Jednak jest dość ograniczone. Szereg niepowodzeń w latach 90 (Płock, Wrocław, Gdańsk) oraz z wysokiej ceny.
13 IZOLACJE Powłokowo-natryskowe Asfaltowo-polimerowe Żywice syntetyczne (epoksydy, poliuretany, akryle, metylo-metakryle, kompozyty) Asfaltowe Mastyks i Asfalt lany Asfalt piaskowy Arkuszowe Termozgrzewalne i samoprzylepne Przeponowe (folie) Przegląd: 18 izolacji/16 producentów
14 IZOLACJA NATRYSKOWA (1 z 9) System izolacji płyt mostowych: stalowych lub betonowych Warstwa gruntująco-sczepna (primer) Dwuwarstwowa izolacja Dwuskładnikowa żywica metylo- metakrylowa (MMA) Warstwa sczepna
15 IZOLACJA ŻYWICZNA (NATRYSKOWA)
16 APLIKACJA 1.000-2.000 m 2 / dzień pracy jednej brygady
17 WŁAŚCIWOŚCI (1) Aplikacja - beton po 28 dniach, Dwa kolory unikanie błędów 1 mm+1 mm Bezstykowa izolacja 100% szczelny, brak sączków Po 30 min odporny na ruch, przebicie przez ziarna kruszywa (przykład: tłuczeń podtorza kolejowego)
18 WŁAŚCIWOŚCI (2) Sczepność pull-off test 2-3 MPa Zachodzi reakcja chemiczna na połączeniach Elastyczna, ale sztywniejsza od poliuretanu, pap Sczepność system izolacji a nawierzchnia pull-off test 1,6-2,2 MPa
19 ZASTOSOWANIE (1) Obiekty przez cieśninę Oresund Natryskowa (żywica) wybrana z 14 systemów Manhattan, Bosfor, Londyn, Great Belt
20 Granica Anglia-Walia, SEVERN CROSSING Wybudowany 1966 Wymiana izolacji i nawierzchni 1991
21 SEVERN CROSSING Obecnie 19 letni system nawierzchni, na stalowym moście. Planowana wymiana nawierzchni. Powtórzą izolację natryskową.
22 SEVERN CROSSING
RYS HISTORYCZNY - NAWIERZCHNIE Okres PRL-u: Nawierzchnie z betonu asfaltowego Asfalt lany wykonywany jedynie ręcznie Lata 1977-1981 budowa mostu Gen. Stefana Grota-Roweckiego, pierwszego z zastosowaniem asfaltu lanego wykonanego mechanicznie Początek lat 90 stosowanie polimeroasfaltu, rozwój nawierzchni z asfaltu twardolanego i stosowanie SMA
TRENDY I KIERUNKI ROZWOJU Nawierzchnie: Stosowanie mastyksu grysowego SMA oraz asfaltu lanego rozkładanego mechanicznie Pierwsza nawierzchnia mostowa wykonana całkowicie z asfaltu modyfikowanego powstała na moście Śląsko-Dąbrowskim w Warszawie w 1993 roku.
25 ASFALT LANY UKŁADANY MECHANICZNIE ASFALT LANY produkowany w otaczarce, układany mechanicznie i ręcznie Kocher + układarka + uszorstnienie
26 OTACZARKA Wyposażona w system podgrzewania mączki
27 KOCHER Do 26 ton mma
28 UKŁADARKA (1)
29 UKŁADARKA (2) Porusza się po szynach - równość Szerokość 3,5 14,8 m Zintegrowany system uszorstnienia wraz zwałowaniem Masa układarki 54 ton Prędkość 25 cm/min-2,5 m/min
30 USZORSTNIENIE Grys 2/5 lakierowany, a=0,5-0,7%, ilość 8-10 kg/m2 1,5-2,5 m w zależności od temp. otocz. Walce stały nacisk 0,7kg/cm2
31 Podgrzewana deska
32
33 ASFALT LANY Beton asfaltowy Asfalt lany 35/50, 50/70 20/35, 35/50 150-165 C dziś <230 C v=3-8% <1% wałowanie samozagęszczalna Gussasphalt: 7,5% asfaltu 30/40 dodatki, 20,5% wypełniacz, 27% piasek (15% naturalnego+85% łamanego), 45% grysów
34 ZASTOSOWANIE (1) Nawierzchnia Most Storebelt nad Wielkim Bełtem 25 lat bezremontowej gwarancji
35 MOST STOREBELT główny obiekt 2400 m 35 mm AL 0/12 + kruszywo 8/12 20 mm AL 0/8 4 mm mastyks izolacyjny Żywica
36 ZASTOSOWANIE (2) Nawierzchnia (18.500 m2) Zachodnia obwodnica Zurychu 9% spadki podłużne wykonanie2007 r.
37
Przegląd systemów nawierzchni mostowych wiadukt w Gdańsku Konstrukcja: W-wa ścieralna 60 mm BA W-wa ochronna izolacji BA Izolacja przeciwwodna 10 mm 3 x papa na lepiku Rok budowy 1968.
Przegląd systemów nawierzchni mostowych most Śląsko-Dąbrowski w Warszawie Konstrukcja: W-wa ścieralna 40mm SMA W-wa ochronna 40mm AC Izolacja przeciwwodna 15 mm z asfaltu piaskowego Izolacja przeciwwodna 5 mm papa termozgrzewalna Realizacja rok 1993.
Przegląd systemów nawierzchni mostowych wg duńskich zaleceń Konstrukcja: W-wa ścieralna 40 mm z BA lub SMA W-wa ochronna 50 mm z BA W-wa drenażowa 15 mm z PA Izolacja przeciwwodna 9 mm 2 x papa termozgrzewalna W-wa gruntująca żywiczna Rok publikacji 2000
Przegląd systemów nawierzchni mostowych Open Synthetic Wearing Course stosowany w Holandii Konstrukcja: W-wa ścieralna 80mm OSWC Izolacyjna przeciwwodna 3mm natryskowa W-wa gruntująco-szczepna OSWC czyli otwarta syntetyczna warstwa ścieralna. Zawartość wolnych przestrzeni wynosi 25%, Natomiast lepiszcze stanowi materiał syntetyczny poliuretan. Rozwiązanie stosowane od kilku lat.
Przegląd systemów nawierzchni mostowych most przez Wisłę, Kwidzyn DK90 Konstrukcja: W-wa ścieralna 40 mm SMA W-wa ochronna 50 mm MA Izolacja przeciwwodna 5mm papa termozgrzewalna Płyta pomostu betonowa, projekt 2010. Typowy układ warstw nawierzchni na moście betonowym.
Przegląd systemów nawierzchni mostowych most przez Wisłę w Toruniu DK1 Konstrukcja: W-wa ścieralna 40 mm MA W-wa ochronna 40 mm MA Izolacja przeciwwodna 5 mm natryskowa (MMA) Płyta pomostu stalowa. Projekt 2008. Realizacja 2011.
44 DYLATACJE, SĄCZKI
45 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!