Utak földművei Útfenntartási és útüzemeltetési szakmérnök szak 2012. I. félév 2./1. témakör Dr. Ambrus Kálmán
1.
Az utak földműveiről általában
2.
A talajok vizsgálatánál használatos fogalmak
3.
A talajok tömörségének meghatározása
4.
A földmű méretezési teherbírási modulusának meghatározása
5.
A földmű teherbírásának javítása
6.
Fagyvédelem
7.
A pályaszerkezet víztelenítése
8.
A földmunkák végrehajtása
9.
Példa követelmények előírására 2
A földművek építéséről általában Az út építési költségének 20-30 %- át a földmű építés teszi ki. A burkolat lehajlásának 80-85 %-a földműből adódik. Amennyiben a lehajlás túl nagy, akkor nagy húzófeszültség, megnyúlás keletkezik, ami rongálódáshoz vezet. Mivel a legnagyobb mennyiségben földet építünk be az útépítés során, ennek mozgatása meghatározó költség. Elsődleges cél, hogy a nyomvonal környezetében lévő talajt használjuk. Fontos nyomvonal tervezési szempont (volt?), a földmű tömegegyensúly alkalmazása, valamint a töltésépítésre alkalmatlan területek elkerülése.
A földművek építéséről általában Útépítési földművek esetén az alábbi részeket különböztetjük meg: - töltéstalp (eredeti talaj felső 50 – 100 cm-es része) - töltéstest - védőréteg (felső 50 (100) cm-es réteg) - egyéb földmű részek (padka, elválasztó sáv, hát- visszatöltés, stb.) Földművekhez felhasználható anyagok: - földanyagok, tört anyagok - geoműanyagok - származékanyagok, ipari melléktermékek, másod nyersanyagok
Talajok jellemzése A durva és vegyes szemcséjű anyagok szemeloszlását az egyenlőtlenségi mutató [ Cu = d60/d10 ] illetve a görbeségi mutató [ Cc = (d30)2 / (d60*d10) ] jellemzi.
Talajok jellemzése A durva és vegyes szemcséjű anyagok szemeloszlását folyási határ (wL) az a víztartalom, amely mellett a Cassagrandecsészébe kent mintában meghúzott barázda 25 ütés hatására 10 mm hosszban folyik össze. A sodrási határ (wp) az a víztartalom, amelyből a talajból kisodort 3 mm vastag szálak éppen töredezni kezdenek. Az index jellegű talajfizikai jellemzőket a kötött talajok besorolására, állapot-jellemzésére használjuk. Plasztikus index: Ip = wL – wp , azaz a folyási-, és sodrási határ különbsége.
Talajok jellemzése A talaj tömörsége és a száraz térfogatsúly Az útépítések földművének tömörítésekor a tömörség jellemzésére a tömörített talaj térfogatsúlyát használjuk. A földmű víztartalma igen változékony lehet, ezért az összehasonlítás érdekében mérőszámul a talaj száraz térfogatsúlyát használjuk ρo [g/cm3] jelzéssel, kiiktatva a w [%] víztartalom hatását. A száraz térfogatsúlyt közvetlenül számíthatjuk: ρ o = Go / V
ahol: Go - a zavartalan talajminta 105 oC hőmérsékleten kiszárított száraz súlya [g], V - a minta eredeti térfogata (pl. mintavételi kiszúró-henger köbtartalma) [cm3] A nedves sűrűség és w % ismeretében is számolható: ρo = ρ / (1 + w% / 100)
Talajokat osztályozása szemcseméretük alapján A talajok osztályozása szemcseméretük alapján MSZ 14032-2 szerint: durva szemcséjű (szemcsés) talajokat szemmegoszlásuk alapján, ha s0,063 agyag-iszap tartalmuk ≤40 % és Ip plasztikus indexük ≤ 40 %, finom szemcséjű (kötött) talajokat plaszticitási jellemzőjük alapján, ha s0,063 agyag-iszap tartalmuk ≥ 40 % és Ip plasztikus indexük ≥ 10 %, vegyes szemcséjű talajok esetén szemeloszlás és plaszticitási jellemzők figyelembe vételével, ha a fenti két szempont szerint nem egyértelmű a besorolás.
Szemcseméretek megnevezése Szemcsék méretének megnevezése (e-UT 06.02.11 [ÚT 2-1.222:2007] szerint) Szemcse csoport
Szemcse frakció
Nagyon durva
Kőtömb Görgeteg Macskakő
(Large Boulders) (Boulders) (Cobble stones)
LBo Bo Co
Szemcse méret [mm] > 630 200 – 630 63 – 200
Durva
Kavicsok (Gravel) Durva kavics (Coarse Gravel) Közepes kavics (Medium Gravel) Finom kavics (Fine Gravel) Homokok (Sand) Durva homok (Coarse Sand) Közepes homok (Medium Sand) Finom homok (Fine Sand)
Gr CGr MGr FGr Sa CGr MGr FGr
2 – 63 20 – 63 6,3 – 20 2 – 6,3 0,063 – 2 0,63 – 2 0,2 – 0,63 0,063 – 0,2
Finom
Iszapok Durva iszap Közepes iszap Finom iszap Agyag
Si CSi MSi FSi Cl
(Silt) (Coarse Silt) (Medium Silt) (Fine Silt) (Clay)
Jelölés
0,002 – 0,063 0,020 – 0,063 0,0063 – 0,020 0,0020 – 0,0063 ≤ 0,002
Általános összetételű talajok besorolása
Talajok szemeloszlásának jellemzése A durva és vegyes szemcséjű anyagok szemeloszlását az egyenlőtlenségi mutató Cu illetve a görbeségi mutató Cc alapvetően a tömöríthetőséget mutatják.
Szemeloszlási görbe alakja
Cu
Cc
SZ-1
Lapos
> 15
1 -3
SZ-2
Elnyúló
6 – 15
<1
SZ-3
Meredek
<6
<1
SZ-4
Hiányos
Rendszerint nagy
Akármennyi, általában < 0,5
A földműanyagok alkalmasságának megítélése e-ÚT 06.02.11 [ÚT 2-1.222] „Utak és autópályák létesítésének általános geotechnikai szabályai” útügyi műszaki előírás szerint: A talajok földműanyagként való felhasználás szempontjából az alábbiak szerint minősíthetők: M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6
kiváló földműanyag jó földműanyag megfelelő földműanyag elfogadható földműanyag kezeléssel alkalmassá tehető földműanyag földműanyagként nem hasznosítható
A földműanyagok alkalmasságának megítélése M-1
kiváló földműanyag
durva szemcséjű, s0,063 ≤ 5 % talajok, ha egyenlőtlenségi mutatójuk Cu ≥ 6, és szemmegoszlásuk folytonos. (Kavics, homokos kavics, kavicsos homok, homok.)
A földműanyagok alkalmasságának megítélése M-2
jó földműanyag
durva szemcséjű, s0,063 ≤ 5 % talajok, ha Cu ≥ 6, és ha szemmegoszlásuk hiányos, illetve ha 3 ≤ Cu < 6 és szemeloszlásuk folytonos (Kavics, homokos kavics, kavicsos homok, homok.) vegyes szemcséjű 5 ≤ s0,063 ≤ 15 % talajok, ha szemmegoszlásuk folytonos (iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok.) mállásra nem hajlamos, folytonos szemcse összetételű kőzettörmelék, ha legnagyobb szemnagyságuk nem nagyobb 200 mm-nél.
A földműanyagok alkalmasságának megítélése M-3
megfelelő földműanyag
durva szemcséjű, s0,063 ≤ 5 % talajok, ha 3 ≤ Cu < 6 és szemeloszlásuk hiányos (Kavics, homokos kavics, kavicsos homok, homok.) vegyes szemcséjű 5 ≤ s0,063 ≤ 15 % talajok, ha szemmegoszlásuk hiányos (iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok.) vegyes szemcséjű 15 ≤ s0,063 ≤ 40 % és Ip ≤ 10 talajok, ha 8 ≤ w ≤ 18 % (erősen iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok.) mállásra nem hajlamos, kissé változó szemeloszlású kőzettörmelék, ha legnagyobb szemnagyságuk nem nagyobb 200 mm-nél.
A földműanyagok alkalmasságának megítélése M-4
elfogadható földműanyag
durva szemcséjű, kissé szerves talajok, ha Cu > 3 finom szemcséjű 25 < Ip ≤ 40 % talajok, ha 12 ≤ w ≤ 24 % mállásra nem hajlamos, kissé változó szemeloszlású kőzettörmelék, ha legnagyobb szemnagyságuk nem nagyobb 320 mm-nél.
A földműanyagok alkalmasságának megítélése M-5
kezeléssel alkalmassá tehető földműanyag
durva szemcséjű talajok, ha Cu > 3 vegyes szemcséjű 15 ≤ s0,063 ≤ 40 % és Ip ≤ 10 talajok, ha w < 8 vagy w > 18 % (erősen iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok) finom szemcséjű 10 < Ip ≤ 25 % talajok, ha 7 < w < 10 % illetve 20 < w < 24 % finom szemcséjű 25 < Ip ≤ 40 % talajok, ha 8 < w < 12 % illetve 24 < w < 28 % Aprózódásra és mállásra enyhén hajlamos, és/vagy változékony szemeloszlású kőzettörmelék.
A földműanyagok alkalmasságának megítélése M-6
földműanyagként nem hasznosítható
finom szemcséjű 10 < Ip ≤ 25 % talajok, ha w ≤ 7 % illetve w ≥ 25 % finom szemcséjű 25 < Ip ≤ 40 % talajok, ha w ≤ 8 % illetve w ≥ 30 % finom szemcséjű Ip > 40 % talajok, közepesen és nagyon szerves talajok szikes talajok mállásra hajlamos, talajok vagy kőzetek olyan talaj amelyik módosított Proctor vizsgálattal meghatározott legnagyobb száraz térfogatsúlya ρmax < 1,65 g/cm3
A talajtömörség meghatározása Fontos, hogy a földmű jól legyen tömörítve. A tömörítetlen földmű mozgásai, lehajlása jelentős, ennek hatására a pályaszerkezet alaprétege hamarabb megy tönkre (repedések, deformáció, kifáradás ) A rosszul tömörített földmű utántömörödik, és ha ezt képesek is követni a pályaszerkezeti rétegek, akkor is hullámosodás és egyenetlenség alakulhat ki a burkolat felületén. A jó tömörítéssel: - nő a belső súrlódás, - megjavul a kohézió, - a nyírószilárdság nő, - az összenyomhatóság csökken, - a vízérzékenység csökken.
A talajtömörség meghatározása A tömörséget a legnagyobb száraz térfogatsúlyhoz, ρ0max - értékéhez viszonyítva számítjuk. A módosított Proctor vizsgálattal meghatározott ρ0max értékét tekintjük 100 %-os tömörségnek. A görbe maximuma meghatározza a wopt [%] optimális víztartalmat, amely mellett a legnagyobb tömörséget lehet elérni.
A talajtömörség meghatározása A görbe maximuma meghatározza tehát a wopt [%] optimális víztartalmat, amely mellett a legnagyobb tömörséget lehet elérni. Ha pl. 90 %-os tömörségi fokot írtunk elő, akkor ρo90 = 0,90 ·ρomax nagyságú száraz térfogatsúlyt kell létesíteni. Az ábrán az ennek megfelelő vízszintes vonal két helyen metszi a Proctor-görbét: a metszéspontok levetítése megmutatja azt a víztartalomintervallumot, amelyen belül a megadott, kívánt tömörséget el lehet érni.
A talajtömörség meghatározása A tömörítés eredményét három tényező befolyásolja: a víztartalom nagysága a talajfajta sűrűsége, [g/cm3] a tömörítési munka nagysága Kivitelezéskor a földtömörítés eredményességét a tömörségi fok, más néven relatív Proctor-tömörség értékével fejezzük ki, amely a száraz- és a legnagyobb száraz térfogatsúly százalékos aránya. - ha az optimális víztartalomtól a kisebb víztartalmak irányába térünk el, akkor a száraz szemcsék belső súrlódása megnő, sokkal több tömörítő munkára van szükség, - ha a nagyobb víztartalmak irányába térünk el, akkor rendszer közelít a 2 fázisú állapothoz, beépítéskor kitér („gumizik”) a tömörítő eszközök alól, ekkor ezért nem lehet megfelelő tömörséget elérni.
A talajtömörség mérése Kiszúróhengeres mintavétel:
Térfogatot adja a henger Tömegmérés ρw Szárítás w% Ezekből számolható a ρ0 száraz térfogatsúly, majd a tömörség. Szemcsés talaj esetén nagy a bizonytalanság, ezért ballonos mérés.
A talajtömörség mérése Gumiballonos mérés:
Minta kiemelése Tömegmérés ρw Szárítás w% Térfogatmérés ballonnal.
Ezekből számolható a ρ0 száraz térfogatsúly, majd a tömörség.
A talajtömörség mérése Víztartalom, tömörség izotópos eszközzel Lapszonda
térfogatsűrűséget 137-Cs gamma izotóppal, víztartalmat 241-Am-Be neutron sugárforrással lehet mérni.
Mélységi szonda
A talajtömöríthetőség szerinti besorolása T-1 Jól tömöríthető anyagok: durva szemcséjű talajok, ha Cu ≥15, illetve szemmegoszlás folytonos, ha 6 ≤Cu <15 és a vegyes szemcséjű talajok, ha s0,063 ≤ 40, és a víztartalom is kedvező. T-2 Közepesen tömöríthető anyagok: durva szemcséjű talajok, ha 6 ≤Cu <15, vegyes szemcséjű talajok, ha s0,063 ≤ 40, és a víztartalom még elfogadható, finom szemcséjű talajok, ha Ip ≤ 25 és a víztartalom kedvező. T-3 Nehezen tömöríthető anyagok: durva szemcséjű talajok, ha 3 ≤Cu <15, finom szemcséjű talajok, ha Ip ≤25 és a víztartalom még elfogadható, finom szemcséjű talajok, ha 25 < Ip ≤40 és a víztartalom kedvező. T-4 Nem tömöríthető anyagok: durva szemcséjű talajok, ha Cu < 3, és kezeléssel nem javítható, finom szemcséjű talajok, ha víztartalmuk kedvezőtlen, és kezeléssel sem javítható, a választott rétegvastagsághoz képest túlzottan nagy méretű szemcséket tartalmazó, anyagok.
A talaj teherbírási modulus meghatározása A pályaszerkezet méretezésénél a földmű várható legkedvezőtlenebb teherbírási modulusát vesszük alapul. Ez a talajfajtán kívül a talaj tömörségétől és a külső körülmények (hidrogeológiai környezet, vízelvezetés, fagyhatás, stb.) által befolyásolt víztartalomtól függ. D, E, K és R forgalmi terhelési osztályok esetén a talaj teherbírási modulusát mindig helyszíni méréssel esetleg laboratóriumi vizsgálattal kell meghatározni. A, B és C forgalmi terhelési osztályokban elég, ha a (vizsgálat nélkül) a talajra jellemző teherbírást vesszük alapul. Tájékoztató adatok a hazai talajok E2 teherbírási modulusának meghatározásához:
Tájékoztató tervezési teherbírási modulus, E2 , MN/m2
Talajcsoport
Jel
megnevezés
jellemzés
I
homokos kavics
40 < s2,0 < 70 20 < dmax < 63 mm S0,063 < 5 % 6 < Cu
homokos kavics, kavicsos homok
60 < s2,0 < 80 6,3 < dmax < 20 mm S0,063 < 5 % 6 < Cu
kavics, homok
I.-II. és IV.-VI. csoportba nem sorolható
40
35
40
30
35
II
III
NK
K
65
50
55
Víztartalom növekmény wopt –hoz képest, ∆w%
Teherbírás csökkenés mértéke E2 / w
NK
K
2
1
3
1
0
2
45
6 2
1
IV
iszapos homok
Ip < 5 % S0,02 < 10 %
V
iszapos finomhomok
80 % < s0,2 0,20 < dmax < 0,63mm 15 < s0,063 < 40 % Ip < 5 %
VI
homokos iszap
80 % < s0,2 0,20 < dmax < 0,63mm 40 < s0,063 < 70 % Ip < 5 %
25
30
VII
iszap
10 < Ip < 15 %
20
25
4
3
18
VIII
sovány agyag
15 < Ip < 20 %
25
30
5
4
15
IX
közepes agyag
20 < Ip < 30 %
6
5
12
20
25
7
6
9
X
kövér agyag
30 < Ip < 40 %
9 12 3
2 15
Jelölések: NK: Kedvezőtlen éghajlatú területeken, nedves vidéken, 600 mm feletti évi átlagos csapadékú területeken, kedvezőtlen víztelenítésű útszakaszokon (bevágásban, töltésbevágás átmenetben) a III.-X. talajok esetében a pályaszint alatti 2,0 méternél magasabb mértékadó talajvízszint esetén. K: Kedvező éghajlatú és hidrológiai adottságú területeken, száraz vidéken, 600 mm alatti évi átlagos csapadékú területeken, kedvező víztelenítésű útszakaszokon a III.-X. talajok esetében a pályaszint alatti 2,0 méternél mélyebb mértékadótalaj vízszint esetén.
Laboratóriumi CBR vizsgálat A CBR vizsgálat előkészítése A talaj optimális tömörítési víztartalmát előzőleg Proctor-vizsgálattal megállapítjuk, a víztartalmat wopt értékre, majd ennél 2–3 %, valamint 4–6 %-kal magasabb értékre állítjuk be. Így legalább 9 mintát készítünk, ezeken megmérjük a CBR értéket, mintát véve a hengerekből, utólag meghatározzuk a minták száraz térfogatsúlyát és w [%] víztartalmát. A fémsablonban lévő anyagba 50 mm átmérőjű acél-hengert nyomunk be 1,25 mm/perc előtolási sebességgel és felvesszük a „p” nyomó modulus, és „s” süllyedés görbét.
A CBR vizsgálat kiértékelése A mért görbét összehasonlítjuk a tömör zúzottkő réteg nemzetközileg elfogadott standard görbéjével. Az s1 = 2,5 mm és az s2 = 5,0 mmes süllyedés értékeknél leolvassuk az erőt, ebből számoljuk a p értékeket. Ezeket százalékosan viszonyítjuk a standard görbe p = 70 és p = 105 kN/m2 értékeihez. A két arányszám közül a kisebbet fogadjuk el a talaj CBR értékeként. A talaj statikus teherbírási modulus értéke a CBR- értékből az alábbi tapasztalati képlettel számítható: E2talaj = 10 ⋅ (CBR)2/3, [MN/m2]
A CBR vizsgálat kiértékelése A talaj értékelése a CBR szám szerint közelítőleg a következő: CBR érték:
2 5 7 15
– 4 % gyenge, rossz altalaj – 7 % közepesen gyenge altalaj – 15 % megfelelő altalaj – 30 % jó altalaj
A földmű teherbíró-képessége erősen változik a tömörségtől, (száraz térfogatsúlytól) és a w [%] víztartalomtól függően, a teljes CBR vizsgálat célja az, hogy különböző ρo és w adatok esetére is meghatározzák a CBR értékek változását. A talaj statikus teherbírási modulus értéke a CBR- értékből az alábbi tapasztalati képlettel számítható: E2talaj = 10 ⋅ (CBR)2/3, [MN/m2]
Tárcsás teherbírás vizsgálat
Tárcsás teherbírás vizsgálat Tárcsás teherbírásmérésnél egy 2r = 30 cm átmérőjű merev acéltárcsát hidraulikus emelő és erőmérő dinamométer közbeiktatásával - egy terhelő tömeg segítségével (megrakott tehergépkocsi vagy henger) két lépcsőben terheljük. 1.) A „p” terhelést 0,3 MN/m2 értékig fokozva 0,05 MN/m2 lépcsőkben adjuk rá a tárcsára. Ennek hatására létrejön egy s1 értékű süllyedés. 2.) Tehermentesítünk, majd 0,1 MN/m2 lépcsőkben újra terhelünk. Ez s2 értékű süllyedés A Boussinesq féltér alapján:
Tárcsás teherbírás vizsgálat A hazai gyakorlatban a földmű teherbírásának jellemzésére az E2 modulust használjuk. ha E2 értéke: 25-35 MN/m2 40-50 MN/m2 60-80 MN/m2
gyenge teherbírású talaj közepes teherbírású talaj jó teherbírású talaj
A földműre ráépített újabb szemcsés rétegen -például fagyvédő-rétegen kb. kétszeresen nagyobb E2 érték mérhető.
A földmű teherbírásának fogalmai
Teherbírás javítás Új pályaszerkezet méretezésénél a talaj tervezési teherbírási modulusa a földmű felszínén legalább E2m = 40 MN/m2 legyen. (Az építéskor legalább E2é = 50 MN/m2 értéket kell elérni!) Ha ez a követelmény nem teljesíthető, akkor javítóréteget kell tervezni és építeni. A javítóréteg vastagságát (HJ, [cm]) a mellékelt ábra alapján kell meghatározni, a kapott értéket 5 cm-re felfelé kerekítve kell megadni.
Többrétegű építés esetén egyenértékű modulust határozunk meg
Fagyvédelem A fagy földműbe való behatolása; • • • •
a levegő hőmérsékletétől, a talaj összetételétől, a talaj hézagtartalmától, a talaj víztartalmától
egyaránt függ.
A talajok minősítése fagyveszélyesség szempontjából a.) Szemcsés talajok: Száraz állapotban ömlesztett halmazt alkotnak, ezért szemeloszlásuk határozható meg. a talaj szemeloszlásának jellemzése A fagyveszélyessé g mértéke
megnevezése 0,02 mm-nél
0,10 mm-nél
kisebb szemcsék, m%
fagyálló fagyérzékeny
fagyveszélyes
homokos - kavics, kavicsos -homok, homok iszapos kavics
< 10 %
< 25 %
10–20 %
25-40%>
iszapos homok
10-15 %
25-40 %>
iszapos kavics
> 20%
> 40 %
iszapos homok
>15 %
> 40 %
finomhomok
<10 %
> 50%
Iszapos homokliszt
>10 %
> 50%
b.) Kötött talajok: fagyveszélyesség szempontjából a plasztikus indexük alapján kell minősíteni. a talaj Fagyveszélyesség mértéke
megnevezése
plasztikus indexe, Ip%
fagyérzékeny
sovány agyag, közepes agyag kövér agyag
15 – 20 % 20 – 30 % > 30%
fagyveszélyes
iszapos- finomhomok iszap,
5 – 10 % 10 – 15 %
Fagykár veszély: Akkor áll fenn ha; •
a földmű fagyzónába tartozó része fagyérzékeny, vagy fagyveszélyes talajból áll,
•
a fagyzónába tartozó talajba a talajvízből kapilláris úton, oldalról a padkából, vagy felülről a repedéseken keresztül víz juthat és dúsulhat fel. (Kapilláris úton akkor, ha 30 évre visszamenően a talajvíz a pályaszintet 2 méternél jobban megközelíti)
•
a hidegmennyiség elegendő (tartós hidegek) ahhoz, hogy jéglencse kialakuljon. A fagyási gócok eltávolítják egymástól a talajszemcséket, szívóhatás jön létre, a környezetben lévő víz a fagyási góc irányába mozog. A jég térfogat-növekedése megemeli a pályaszerkezetet. (Fagykár a forgalom nagyságától függetlenül is előállhat.)
Olvadási kár: A fagyperiódus(ok) után a fagyott talaj felenged. A felülről, oldalról bejutó víz hatására a földmű víz-tartalma megnövekedhet, az olvadás következtében felszabaduló víz csak lassan tud eltávozni. Az olvadási zóna alatt lévő réteg esetleg még fagyott, vízzáró jellegű. ) A megnövekedett víztartalmú földmű teherbírása lecsökken, a forgalom hatására káros mértékű deformációk keletkeznek a pályaszerkezetben.
Védekezési módok fagy-, és olvadási károk ellen
fagykár ellen; • a pályaszerkezet alá fagyvédő réteg építése • talajvízszint süllyesztés, vagy a rétegvíz esetén annak elvezetése szivárgóval, • az útpályaszerkezet szintje legalább 2 méterrel feljebb helyezkedjen el a talajvízszint fölött
Olvadási kár ellen; a.) Új utak építése esetén: • ha fagyérzékeny, vagy fagyveszélyes a talaj, akkor fagyvédő réteget kell tervezni, építeni, • vízzáró padkaburkolat tervezése – építése, • megfelelő víztelenítési rendszer tervezése, építése és folyamatos fenntartása.
b.) Régi utak esetében: • 2 m-nél kisebb bevágásokban 1:10 hajlású részű kiképzése, • hófogó erdősávok telepítése, •
a hó rendszeres eltakarítása a padkáról,
• a víztelenítési rendszer minden elemének folyamatos karbantartása, •
olvadási periódusban forgalom korlátozás,
•
a pályaszerkezet megerősítése.
Fagyvédő réteg méretezése Fagyvédő réteget akkor kell építeni, ha a földmű építéséhez fagyérzékeny, vagy fagyveszélyes talajt kényszerülünk használni. A fagyvédő réteg szükséges vastagsága függ; • a fagyhatárövezettől, és/vagy a tengerszint feletti magasságtól • a földmű talajának veszélyességi fokozatától (fagyérzékeny – fagyveszélyes) • a forgalmi terhelési osztálytól.
Éghajlati övezetek: • I. övezet: Dunántúl 300 m Bf. alatti területe • II. övezet: A Duna-Tisza közének az M3 autópályától délre, és a Tiszántúlnak a Sebes Köröstől délre terjedő területe, valamint a Dunántúl 300 m Bf. feletti területei. • III. övezet:Az Északi Középhegység és a Tiszántúlnak a Sebes Köröstől északra fekvő területe.
A fagyvédő-rétegek vastagsági irányértékei Forgalmi terhelési osztályok A és B
Éghajlati övezet
C és D
E, K, R
Talaj jellemző fagyérzékeny
fagyveszélyes
fagyérzékeny
fagyveszélyes
fagyérzékeny
fagyveszélyes
F fagyvédelmi vastagság cm (irányérték) I.
40
50
60
70
II.
45
55
65
75
III.
50
60
70
80
A fagyvédő réteg méretezése A fagyvédő réteg szükséges vastagságát (hv) a következő számítással kell meghatározni:
hv = F − ∑ (hi ⋅ f i )
ahol: hv - a védőréteg vastagsága [cm], F - az éghajlati körülményeket jellemző fagyvédelmi vastagság [cm], hi - az egyes pályaszerkezeti rétegek vastagsága [cm], fi - az egyes pályaszerkezeti rétegek fagyvédelmi jellemzője, amely figyelembe veszi a pályaszerkezeti réteg hőszigetelő képességét, hajlítószilárdsági tulajdonságát és vízzáróságát.
Komplex fagyvédelmi jellemző (f tényező) (ÚT 2-1.222 Utak geotechnikai tervezése szerint) A pályaszerkezeti réteg
f
Zútottkő, mechanikai stabilizáció
1,0
Cementtel stabilizált talaj
1,1
Aszfaltmakadám, cementel stabilizált homokos kavics
1,2
Beton burkolatalap, C-12 minőség
1,3
Beton burkolatalap, C-12 minőség felett
1,4
Hengereltaszfalt, öntöttaszfalt
1,5
Megjegyzések: • A számítással adódó fagyvédő réteg vastagságot 5 cm-re kerek értékre kell felvenni. A fagyvédő réteg legkisebb technológiai vastagsága 15 cm lehet. Ezt a legkisebb vastagságot kell tervezni akkor, ha a méretezéssel adódó vastagság 8 – 17 cm. • A javítóréteg vastagsága beszámítható a fagyvédő réteg vastagságába, ha a beépített anyag a fagyvédelemre vonatkozó előírásokat kielégíti és ugyanabból az anyagból készül, mint a fagyvédő réteg. Ez fordítva is érvényes: a fagyvédő réteg vastagsága beszámítható a javítóréteg vastagságába, ha anyaga a teherbírás javítására megfelelő.
A pályaszerkezet víztelenítése
A földmű állékonysága szempontjából a pályaszerkezet aljáról a víz kivezetése
és az út mentén összegyűjtött vizek elvezetése is nagy
jelentőséggel bír. régen: szikkasztó árkok. (Hiba: a környezetben a talaj elázik, rézsűcsúszást, magas talajvizet előidéző állapot) ma: burkolt befogadó árkok (övárok nem készülhet burkolás nélkül bevágásban, mert a környékén áztatná el a rézsűt)
50!
Töltésben lévő pályaszerkezet víztelenítés paplanszivárgóval.
min. 0,50
A pályaszerkezet víztelenítés bevágásban. (Burkolt árok)
Talpszivárgók elhelyezése
Példa követelmények előírására Példa a földmű követelményére a „Félmerev útpályaszerkezet nagymodulusú aszfalttal történő építése” tárgyú NIF Zrt MSZF szerint: •
Tükör szinten követelmény: E2 ≥ 80 MN/m2, ha szükséges, akkor ez a földű felső 15 cm-es részének cementstabilizációjával kell kialakítani,
•
ha a legfelső 15 cm-es réteg cementstabilizációs réteg, akkor az fagyvédelmet is biztosít,
•
ha a legfelső 15 cm-es réteg szemcsés anyagból épül, akkor annak a fagyvédő rétegre előírt tulajdonságokat is teljesíteni kell,
•
a felső 50 cm-es réteg töltésben és bevágásban egyaránt csak „kiváló fagyálló” anyagból épülhet,
•
a felső 50 cm alatt lévő 50 cm-es réteg töltésben „jó” minőségű anyagból épülhet, bevágásban talajjavítással, stabilizációval „jó” minőségűvé kell tenni, ha ez nem valósítható meg, akkor talajcsere szükséges.
60
Példa követelmények előírására Követelmények: Teherbírási követelmények; tükörszinten: E2 ≥ 80 MN/m2 Tükörszinttől -15 cm mélységben: E2 ≥ 60 MN/m2 Tükörszinttől -50 cm mélységben: E2 ≥ 40 MN/m2 Tükörszinttől -100 cm mélységben:E2 ≥ 30 MN/m2 (töltésben) Tömörségi követelmények; •a földmű felső 100 cm-ében lévő rétegek esetében: Trρ ≥ 97 %, •a -100 cm alatti töltéstest: Trρ ≥ 85 % legyen. 61
