Polskie doświadczenia w budowie betonowych nawierzchni drogowych Jan DEJA Stowarzyszenie Producentów Cementu Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków Rzeszów, 29 listopada 2017r.
1896 r. Wrocław pierwsza nawierzchnia betonowa
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
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
HISTORIA 1995 rok Udział SPC w pierwszych Targach AUTOSTRADA-POLSKA w Kielcach
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: www.drogibetonowe.pl
Konferencja: Drogi lokalne Kraków, 23-24 lutego 1999r.
Targi AUTOSTRADA-POLSKA Kielce Pokaz budowy drogi betonowej 2005
PUBLIKACJE Poradniki i broszury informacyjne
PUBLIKACJE Książka: Nawierzchnie drogowe z betonu cementowego Prof. Antoni Szydło 2004
Kwartalnik Budownictwo Technologie Architektura
Nowe dokumenty techniczne: Ogólne Specyfikacje Techniczne Katalog Typowych Konstrukcji Sztywnych
Na polskich drogach jest miejsce dla różnych technologii!
Dlaczego NAWIERZCHNIE BETONOWE?
ZALETY NAWIERZCHNI BETONOWYCH Większa trwałość (przeciętnie 2,5 3,5 razy większa niż asfaltowych) Brak zjawiska koleinowania (przy nowoczesnych rozwiązaniach gwarantowana jest 40 50 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%)
Większe bezpieczeństwo i niższe koszty oświetlenia Beton Asfalt
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
Koszty budowy
Porównanie kosztów budowy nawierzchni betonowych i asfaltowych dla kategorii ruchu KR1 to KR7 300 250 asfalt beton 200 150 100 50 0 KR1 KR2 KR3 KR4 KR5 KR6 KR7 Data: SEKOCENBUD I kw. 2017
Niższe whole life costs 38,6% 1400 1200 Całkowity koszt CZK/m 2 1000 800 600 400 200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Lata eksploatacji nawierzchni Nawierzchnia betonowa D23 Nawierzchnia asfaltowa D24 Źródło: Dyrekcja Dróg i Autostrad, Brno, Republika Czeska
MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH Większy hałas
MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH Większy hałas? Metoda eksponowania drobnego kruszywa w górnej warstwie A2
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
MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH Brak możliwości stosowania chemicznych środków utrzymania zimowego w początkowym okresie eksploatacji? A 300 1,5% L 0,250mm
Heat Islands Osnabrück, Niemcy
Nowe Ogólne Specyfikacje Techniczne
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
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
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
Nawierzchnia betonowa Wymagania dla CEMENTU
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
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
Nawierzchnie Betonowe KRUSZYWO (zmiany) Kruszywa zgodne z normą PN-EN 12620 Reaktywność alkaliczno - krzemionkowa; stopień potencjalnej reaktywności według PN-B-06714-46 0 W przypadku stwierdzenia, że badane kruszywo odpowiada 1 stopniowi potencjalnej reaktywności alkalicznej należy wykonać badanie dodatkowe zgodnie z PN-B-06714-34; 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 1097-8 PSV Deklarowana ( nie mniej niż 48) PSV 50 PSV Deklarowana ( nie mniej niż 53)
Nawierzchnie Betonowe BETON (zmiany) Właściwości projektowanego betonu nawierzchniowego Wymagania Metoda badania Gęstość, tolerancja w stosunku do betonu wg zatwierdzonej recepty ± 3,0 % PN-EN 12390-7 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 13877-2 (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 12390-3 PN-EN 12390-5 PN-EN 12390-6 PKN-CEN/TS EN 12390-9 1,5 PN-EN 480-11 0,250 0,200 Odporność na wnikanie benzyny i oleju 30 mm PN-EN 13877-2 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
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
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
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 480-11
Doświadczenia polskie 1983-1991 eksperymentalny program GDDP łącznie powstało 51 odcinków o długości 50 km
Przykłady betonowych dróg lokalnych
woj. łódzkie Skomlin - Zbęk 750 m x 4 m 1999 r.
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
woj. opolskie Ujazd Zimna Wódka 4 m x 5000 m 2005
woj. małopolskie Korzenna ~ 250 km 1997-2016 Piwniczna Grybów
woj. świętokrzyskie Gliniany - Teofilów 4.5 m x 5300 m 2006
woj. lubelskie Majdan Ostrowski gm. Wojsławice 4 m x 600 m 2003
woj. opolskie Brzezie k.opola 7 m x 1570 m 2013
Suwałki woj. podlaskie Technologia betonu wałowanego (Roller Compacted Concrete) 6 m x 900 m 2016
woj. lubuskie Nowogród Bobrzański - 2016 KR1 205m x 3,5 (3,0) m
woj. podlaskie Technologia betonu wałowanego (Roller Compacted Concrete) Suwałki 2016 1000 m x 6 m Gmina Gołdap 2017 2400 m
woj. łódzkie Trębaczew 2017 KR6 2,7 km x 7 m
Przykłady betonowych dróg miejskich
Nawierzchnia betonowa w Tarnowie-Mościcach, ul.glogowa, Na drugim planie widoczny historyczny budynek Ignacego Mościckiego, Prezydenta Polski w latach 1926-1939
Nawierzchnia betonowa Tarnów, ul.westerplatte
Przykłady betonowych dróg ekspresowych
S2 Polichno Rawa Mazowiecka
S2 Polichno Wolbórz
Przykłady betonowych autostrad
A4/A18 A2 Nowy Tomyśl - Świecko
A2 Nowy Tomyśl - Świecko
A4 Jędrzychowice-Krzyżowa A4 Wrocław-Legnica
A1 Stryków-Tuszyn
Program budowy dróg w latach 2015-2023 istniejące naw. asfaltowe projektowane naw. asfaltowe istniejące naw. betonowe projektowane naw. betonowe inne planowane drogi ekspresowe
A1 Stryków-Tuszyn dziękuję za uwagę