Źródło: Carte TECHNOLOGIA WHITETOPPING - ZAŁOŻENIA I DOŚWIADCZENIA Z ZASTOSOWAŃ PRAKTYCZNYCH ŁUKASZ BARGENDA, ZBIGNIEW KNAPIK 25.11.2014, KRAKÓW
1 DEFINICJA I PODZIAŁ 2 ZASTOSOWANIE 3 NASZE DOŚWIADCZENIA W POLSCE PIERWSZE ZASTOSOWANIE NA DK 8 WOLIBÓRZ-POLICHNO 4 NASZE DOŚWIADCZENIA 5 NASZE DOŚWIADCZENIA 6 W POLSCE - DK 81 ŻORY W POLSCE - PROJEKT A2 NOWY TOMYŚL-ŚWIECKO PODSUMOWANIE Seite 2
1 DEFINICJA I PODZIAŁ
MULTI-WHITETOPPING Przykład konstrukcji na pasie startowym lotniska ~ 115cm! 1 Strona 4
WHITETOPPING - DEFINICJA I PODZIAŁ DEFINICJA WHITETOPPING: Whitetoping technologia polegająca na układaniu nawierzchni betonowych na istniejących nawierzchniach asfaltowych. Whitetopping TWT (cieńki): 10-20 cm UTW (ultra-cieńki): 5-10 cm Frezowanie: 2-10 cm Warstwa wyrównawcza: 2-4 cm Uszkodzona nawierzchnia asfaltowa (koleiny, spękania itd.) Źródło: PCC TWT/UTW Siegfried Riffel, Heidelberger Cement 1 Strona 5
WHITETOPPING - DEFINICJA I PODZIAŁ RODZAJE WHITETOPPING ZE WZGLĘDU NA GRUBOŚĆ WARSTWY BETONU: Bardzo cięnki (UTW - ultra-thin whitetopping) - grubość do około 10 cm; Cienki (TWT thin whitettopping) grubość od około 10 do 20 cm; Konwencjonalny grubość ponad 20 cm. Źródło: Summary of concrete overlays (Iowa State University) 1 Strona 6
WHITETOPPING - DEFINICJA I PODZIAŁ RODZAJE WHITETOPPING WG SPOSOBU POŁĄCZENIA Z PODBUDOWĄ ASFALTOWĄ: Niezwiązany ( unbonded ), brak lub częściowe połączenie z nawierzchnią asfaltową Związany ( bonded ), pełne połączenie betonu z asfaltem 1 Strona 7
HISTORIA WHITETOPPING Pierwsza nawierzchnia typu whitetopping została wykonana w Stanach Zjednoczonych na jednej z ulic miasta Terre Haute w stanie Indiana, w 1918 r. Autostradowe nawierzchnie w technologii whitetopping zaczęto wykonywać w latach 60-tych XX wieku. Źródło: https://www.gomaco.com/resources/worldstories/world27_2/whitetoppingproject.html 1 Strona 8
2 ZASTOSOWANIE
WHITETOPPING ZASTOSOWANIE Głównym celem wykonywania nawierzchni whitetopping jest przywrócenie lub zwiększenie nośności istniejącej nawierzchni bądź obu tych parametrów. Technologię tą można wykorzystać do naprawy typowych uszkodzeń nawierzchni asfaltowych np. koleiny, spękania, złuszczenia, utrata tekstury itd. Płyty whitetopingu mogą być niezbrojone, zbrojone oraz o ciągłym uzbrojeniu. Wymiar płyty niezbrojonej nie może być większy niż 21-krotność jej grubości, natomiast w płytach zbrojonych (0,1%-0,3%) szczeliny wykonuje się co 9 12 m. W płytach o zbrojeniu ciągłym nie wykonuje się szczelin. Źródło: http://http://gallery.company39.com/ 2 Strona 10
WHITETOPPING ZASTOSOWANIE Cel Konstrukcja Nazwa Naprawa nawierzchni Niezwiązany Konwencjonalny TWT Związany TWT UTW Whitetopping Ruch pojazdów* ciężki średni ciężki lekki Zastosowanie Drogi główne oraz autostrady Drogi podrzędne oraz ulice miejskie Drogi główne oraz autostrady Ulice miejskie, skrzyżowania, strefy zatrzymania, parkingi Okres 30 20 20 20 pojektowania (w latach) Grubość > 200mm 130-200mm 100-150mm 50-100mm Stan istniejących nawierzchni Koleiny < 50 mm, różne typy spękań Z ubytkami nawierzchni Koleiny < 50 mm, różne typy spękań Z ubytkami nawierzchni (*) Ruch jest ciężki kiedy średni dobowy ruch >10,000 oraz lekki kiedy SDR < 400 Koleiny > / = 50 mm, bez ubytków nawierzchni (stripping) Koleiny > / = 50 mm, bez ubytków nawierzchni (stripping) Źródło: Synthesis of current Minesota Practices of thin and ultra-thin whitetopping 2 Strona 11
HILFESTELLUNG ZUR PRÄSENTATIONSVORLAGE ARIAL BOLD, 24 PT, VERSALIEN TEXTAUSSAGE FLIESSTEXT 1. EBENE: ARIAL BOLD, 14PT, SCHWARZ, ZEILENABSTAND = 1 ZEILE, ABSTAND VOR ABSATZ = 8PT TEXTAUSSAGE FLESSTEXT 2. EBENE: ARIAL, 14PT, SCHWARZ Platzhalter für Fußzeilen, Quellenangaben etc. 1 STRABAG SE, 12.3.2014 Seite 12
WHITETOPPING - ZASTOSOWANIE KONWENCJONALNY ORAZ UTW WITETOPPING NA NAWIERZCHNI ASFALTOWEJ Z TYPOWYMI USZKODZENIAMI I ICH NAPRAWĄ Źródło: Summary of concrete overlays (Iowa State University) 2 Strona 13
WHITETOPPING - ZASTOSOWANIE ZAKRES NAPRAW NAWIERZCHNI ASFALTOWEJ PRZED UŁOŻENIEM WARSTWY BETONOWEJ Rodzaj uszkodzeń nawierzchni asfaltowych (*) Asfalt musi być frezowany kiedy projektuje się na pełną sczepność Prace naprawcze TWT UTW Opcjonalne frezowanie* wymagane Wymagane oczyszczenie frezowanie/oczyszczenie Koleiny < 50mm głębokości nie naprawia się nie naprawia się Koleiny > 50mm głębokości frezowanie lub warstwa poślizgowa nie naprawia się Wyboje wypełnienie miszanką na zimno lub gorąco i zagęszczenie Uszkodzenie podłoża wymiana podłoża wymiana podłoża spękania "aligatorowe" nie naprawia się łata na pełną głębokość spękania blokowe nie naprawia się wypełnienie spękania spęlania podłużne / poprzeczne nie naprawia się wypełnienie spękania Wykruszenie ziarn nie naprawia się nie naprawia się Bleeding nie naprawia się nie naprawia się łata Źródło: Synthesis of current Minesota Practices of thin and ultra-thin whitetopping 2 Strona14
3 NASZE DOŚWIADCZENIA W POLSCE - PIERWSZE ZASTOSOWANIE NA DK8 WOLIBÓRZ-POLICHNO
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 8 Pierwsza nawierzchnia z betonu cementowego typu whitetopping w Polsce, została wykonana na drodze krajowej nr 8 odcinek Wolibórz-Polichno w latach 2002 do 2004. Modernizacja obejmowała odcinek dwujezdniowy o długości 12 km oraz dostosowanie do parametrów drogi ekspresowej. Sfrezowano około 5 cm warstwy ścieralnej. Ułożono nawierzchnię z betonu cementowego (dyblowaną i kotwioną) klasy B40 o grubości 27 cm. Uszorstnienie nawierzchni wykonano za pomocą tkaniny jutowej ciągnionej za zestawem maszyn. W płycie betonowej nacięto szczeliny dylatacyjne. Poprzeczne wypełniono wkładkami gumowymi a podłużne masą zalewową. Wygląd obecny DK 8 Wykonano 280000 m 2 nawierzchni betonowej. 3 Strona 16
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 8 KONSTRUKCJA DROGI Beton cementowy klasy B40, grubość 27,0 cm Powierzchniowe utrwalenie Istniejące warstwy asfaltowe, od 5 do 15 cm, Chudy beton R= 6-9 Mpa, grubość 18 cm, Warstwa mrozoochronna, grubość 15 cm Podłoże gruntowe 3 Strona 17
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 8 REALIZACJA Remont skrzyżowania w ciągu drogi DK 8 Widok przed zespołem układającym beton 3 Strona 18
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 8 REALIZACJA Widok za zespołem układającym beton Wykonana nawierzchnia 3 Strona 19
4 NASZE DOŚWIADCZENIA W POLSCE - DK 81 ŻORY
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 81 STAN PRZED REMONTEM Widok koleiny DK 81 Wygląd nawierzchni asfaltowej 4 Strona 21
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 81 STAN PRZED REMONTEM Uszkodzenie nawierzchni asfaltowej Krawędź po sfrezowaniu 4 Strona 22
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 81 Następnym odcinkiem drogi o nawierzchni z betonu cementowego w technologii whitetopping był fragment drogi krajowej nr 81 przebiegającej przez Żory. Przebudowa obejmowała odcinek długości ok. 7 km dwie jezdnie po 3,5 m każda oraz 0,5 m opaska. Mocno zdegradowane odcinki drogi rekonstruowano od podłoża gruntowego. Na mniej uszkodzonych odcinkach sfrezowano warstwę z betonu asfaltowego i wykonano warstwę profilującą. Ułożono nawierzchnię z betonu cementowego (dyblowaną i kotwioną) klasy B40 o grubości 27 cm. Uszorstnienie nawierzchni wykonano za pomocą szczotki drucianej. W płycie betonowej nacięto szczeliny dylatacyjne. Poprzeczne wypełniono wkładkami gumowymi a podłużne masą zalewową. Remont nawierzchni drogi krajowej 81 Źródło: Artykuł Polski whitetoping autor mgr inż. Grzegorz Kijowski Wykonano 100000 m 2 nawierzchni betonowej. 4 Strona 23
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 81 KONSTRUKCJA DROGI Beton cementowy klasy B40, dyblowana i kotwiona grubość 27,0 cm Warstwa profilująca z betonu asfaltowego Podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego 0,25-14 cm Podbudowa pomocnicza stabilizowana mechanicznie 20 cm Warstwa drenująca - 10 cm Warstwa stabilizowana cementem - 15 cm Podłoże gruntowe Źródło: Internet artykuł Polski whitetopping autor mgr inż. Grzegorz Kijowski 4 Strona 24
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 81 Układanie nowej nawierzchni betonowej 4 Strona 25
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 81 4 Strona 26
NASZE DOŚWIADCZENIA WHITETOPPING DK 81 Wykonywanie szczelin dylatacyjnych Wygląd po zakończeniu prac 4 Strona 27
5 NASZE DOŚWIADCZENIA W POLSCE PROJEKT NA A2 NOWY TOMYŚL-ŚWIECKO
A2 SEGMENT II ODCINEK 5.1 WHITETTOPPING Droga krajowa nr 2 stan na 2009r 5 Strona 29
A2 SEGMENT II ODCINEK 5.1 WHITETTOPPING ODWIERTY km 1,955 8,750 km 8,750 20,450 MMA (20 cm) MMA (15 cm) MCE (14 cm) CTB (29 cm) CTB (22 cm) Km 1,955 8,750 Km 8,750-20450 5 Strona 30
POMIARY GPR NA DK2 Pomiary georadarem w określenia grubości warstw konstrukcyjnych 5 Strona 31
A2 SEGMENT II ODCINEK 5.1 WHITE-TOPPING NOŚNOŚĆ NAWIERZCHNI 2000 1800 Miarodajny zastępczy moduł sprężystości 1600 E, MPa 1400 1200 1000 800 600 0 A B 400 200 C 0 2,000-3,000 3,000-4,000 4,000-5,000 5,000-6,000 6,000-7,000 7,000-7,500 7,500-8,500 8,500-9,500 9,500-10,500 10,500-11,500 11,500-12,500 12,500-13,500 13,500-14,500 14,500-15,500 15,500-16,500 16,500-17,500 ~ 115cm! 17,500-18,500 km 18,500-19,500 19,500-20,500 Strona prawa Strona lewa 5 Strona 32
A2 SEGMENT II ODCINEK 5.1 WHITE-TOPPING MODUŁY WARSTW Wartości modułów warstw DK 2 Świecko - Rzepin, strona prawa 100000 10000 E, MPa 1000 100 E1 E2 E3 10 1 2,000 2,950 3,950 4,900 5,850 6,800 7,750 8,700 9,650 10,600 11,550 12,500 13,450 14,399 15,351 16,300 17,500 18,450 19,400 20,350 Punkt, km 5 Strona 33
A2 SEGMENT II ODCINEK 5.1 WHITE-TOPPING WYMIAROWANIE 5 Strona 34
WHITETOPPING A2 PROJEKT KONSTRUKCJI Z POSZERZENIEM PROJEKT KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI BETONOWEJ AUTOSTRADY PŁATNEJ A2 ODCINEK II sekcja 5.1 Świecko - Rzepin 5 Strona 35
WHITETOPPING A2 REALIZACJA Wykonanie koryta pod poszerzenie Układanie warstwy mrozoochronnej na poszerzeniu 5 Strona 36
WHITETOPPING A2 REALIZACJA Zagęszczanie warstwy mrozoochronnej na poszerzeniu Sfrezowanie starej nawierzchni asfaltowej 5 Strona 37
WHITETOPPING A2 REALIZACJA Zagęszczanie warstwy wiążącej Wykonanie warstwy poślizgowo- wyrównawczej 5 Strona 38
WHITETOPPING A2 REALIZACJA Widok nawierzchni asfaltowej przygotowanej do układania betonu nawierzchniowego Pokrywanie nawierzchni betonowej środkiem hydrofobowm 5 Strona 39
KONENCJONALNY WHITETOPPING A2(FOT. AWSA II) 5 Strona 40
Whitetopping ze zbrojeniem ciągłym A2, odcinek o długości ok 1km od granicy 5 Strona 41
WHITETOPPING A2 REALIZACJA Wykończenie nawierzchni w technologii odkrytego kruszywa 5 Strona 42
6 PODSUMOWANIE
PODSUMOWANIE ZALETY STOSOWANIA WHITETOPINGU Możliwość napraw zniszczonych nawierzchni asfaltowych Nawierzchnia charakteryzuje się długoletnim okresem użytkowania Niskie koszty utrzymania Możliwość zmniejszenia grubości konstrukcji Krótki czas wykonania remontu (od ułożenia betonu 5 dni) Lepsza widoczność w nocy nawierzchni betonowych, w szczególności w miastach Drogi betonowe są ekologiczne możliwość recyklingu Czynniki ekonomiczne (cena asfalt - cement) PROBLEMY ZE STOSOWANIEM WHITETOPINGU Wymagany beton odporny na zamrażanie i działanie środków odladzających Stosowanie przy remontach z krótkim czasem realizacji, cementów o dużej wytrzymałości wczesnej, co wiąże się z dużym skurczem betonu i możliwością pojawienia się spękań skurczowych Wymóg nacinania szczelin dylatacyjnych Okresowe uzupełnianie i wymiana uszczelnienia szczelin W okresie letnim wymóg obniżenia temperatury na układanej warstwie nawierzchni asfaltowej W przypadku utraty nośności podłoża (podbudowy) pękanie płyt 6 Strona 44
DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ lukasz.bargenda@tpaqi.com zbigniew.knapik@tpaqi.com Całość niniejszych materiałów objęta jest ochroną praw autorskich. Niedozwolone jest kopiowanie całości jak i fragmentów materiałów bez zgody wydawcy lub autora pod rygorem odpowiedzialności karnej i cywilnej. Ustawa z dnia 04.02.1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych Dz. U. 1994, Nr 24, poz. 83, z późn. zm.) Strona 45