BMEEOUVAI05 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére. Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése

K Ö Z L E K E D É S I

EURÓPAI UNIÓ STRUKTURÁLIS ALAPOK

L É T E S Í T M É N Y E K P Á L Y A S Z E R K E Z E T E I BMEEOUVAI05 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére

„Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése” HEFOP/2004/3.3.1/0001.01

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM ÉPÍTŐMÉRNÖKI KAR

Út és Vasútépítési Tanszék

Közlekedési létesítmények pályaszerkezetei – Útpályaszerkezetek Vizsgakérdések 2007/2008 (BMEEOUV-IK02) 1. a) Az aszfaltanyagok fő fajtái és jellemzésük (felosztás és jellemzés). b) Az útpályaszerkezetek felületi, geometriai és teherbírási tulajdonságainak mérése. 2. a) Útpályaszerkezeti alapfogalmak, a hajlékony, félig merev és merev útpályaszerkezetek jellemzése, előnyeik, hátrányaik. b) Kötőanyag nélküli útalapok tulajdonságai és építésük. 3. a) A bitumenek gyártási módjai, fajtái és választéka. b) Az olvadási és fagykárok jellemzése és a talaj szerepe. 4. a) A bitumenek fő fizikai és kémiai vizsgálati módszerei. b) Utántömörödő aszfaltburkolatok alaptulajdonságai és fő fajtái. 5. a) Az útpályaszerkezet forgalom alatti elhasználódási folyamatának, élettartamának értelmezése. b) A bitumenek viszkozitásának fogalmai, gyakorlati jelentősége és mérése, valamint függése a hőmérséklettől. 6. a) Az utak földműveivel szemben támasztott alapkövetelmények. b) Permetezéses és szórásos technológiájú felületi bevonatok típusai, kivitelezési technológiái. 7. a) Felületi bevonatok szerepe és fajtái. Keveréses-hidegeljárásos (Slurry Seal típusú) bevonatok építéstechnológiája. b) Az útpályaszerkezetek földműveinek építése. 8. a) Az útpályaszerkezetek alaprétegeinek fajtái, jellemzői. b) A bitumenemulzió fajtái, gyártásuk és felhasználási módjuk. 9. a) A pályaszerkezetek felépítési rendje, az egyes rétegek funkcionális szerepe. b) A szabványos útépítési zúzottkövek és zúzalékok fajtái, tulajdonságaik, minősítésük és alkalmazási körük. 10. a) Új útpályaszerkezet méretezésének hazai gyakorlata. (Katalógus) b) A talajstabilizációs eljárások fajtái és megválasztásuk a talajminőségtől függően. 11. a) Betonburkolatok jellemzése, tervezési előírásai, építése, hézag képzése. b) A földmű teherbíró képességének jellemzői és vizsgálati módszerei. 12. a) A meglévő pályaszerkezetek megerősítésének alapelvei, lehetőségei. b) A hidraulikus kötésű alaprétegek tulajdonságai, gyártási-építési eljárásai. dr. Pallós Imre c. egyetemi docens

1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. Kmf. 26. Tel.: 463-1151 Tel./ Fax.: 463-3799

Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre:

ÚTPÁLYASZERKEZETEK Tartalomjegyzék

1. Az útépítés fejlődéstörténetének áttekintése 2. Az útpályaszerkezetek típusai, klimatikus és forgalmi igénybevételek, leromlási jelenségek 3. Helyszíni útpályaszerkezeti mérések 4. Méretezés 5. Az útpályaszerkezetek földművei 6. Alaprétegek 7. Az aszfaltok alapanyagai 8. Útépítési aszfaltok 9. Betonburkolatok 10. Kőburkolatok 11. Felületi bevonatok

1. Az útépítés fejlődéstörténetének áttekintése 1.1. Világtörténeti vázlat a XIX. század elejéig Az ókori-, középkori és újkori civilizációk kereteiben kialakult különféle birodalmak, későbbi nagyhatalmak létének és terjeszkedésének érrendszereként működtek az utak, az úthálózatok. Kheopsz kőlapokkal burkolt, 1005 m hosszú, 18 m széles utat építtetett ahhoz, hogy piramisának nehéz elemeit azon szállítani lehessen. Hérodotosz ezt legalább akkora teljesítménynek értékelte, mint magának az i.e. 2600 körül épített Kheopsz-piramis építését. Peruban a Machu Pichut ma is az inkák által épített úton lehet elérni, kővel kirakott gyalogutak maradtak fenn, amelyeken az Andok magas hegycsúcsai megközelíthetők. Kínában ie. 3.-ik évezredben építették a császári úthálózatot. Selyem út az ie. 3.-ik évezredtől több vonalon épült, Mezopotámiát az Indus és Gangesz völgyével kötötte össze, a középkor végéig biztosította a Földközi tenger - a Vörös tenger - Perzsa-öböl térségének kapcsolatát az indiai szubkontinenssel és a Kína birodalommal. Ebbe a szállítási láncba a Perzsa királyi út kapcsolta be az Égei tengert, a Fekete tenger déli részét, a Tigris völgyét és a Perzsa-öblöt. Az európai kultúra bölcsőjében Mezopotániában a babiloni és asszír birodalmak i.e. 600 körül már jól kiépített hadiút-hálózat található. A birodalmak nagy városaiban a szentélyekhez vezető utakat kőlapokkal burkolták, azok hézagait természetes aszfalttal öntötték ki. Kr.e 700-ból származik az első úttörvényről szóló asszír-feliratos kőtábla. A görög városállamok főútjait is kőburkolatokkal látták el. A rómaiak tartós és teljesítő képes utak építésre törekedtek, az egykori birodalom területén több helyen még ma is eredeti kiépítésben találhatók kisebb szakaszok.

Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

1

1.1. kép. Római út maradványai Szombathelyen A rómaiak már átgondoltan és körültekintően dolgoztak, különösen akkor, amikor az állam által fenntartott nyilvános közutakat (via publica) építették. Felismerték a megfelelő víztelenítés fontosságát, az út alapozásának szükségességét, mesterei voltak a bevágások kialakításának és a töltések építésének. Az építés mellett folyamatos útfenntartást is folytattak. A szenátus i.e. 312 –ben döntést hozott a fent már említett Via Appia építéséről és a sugaras úthálózat szerkezet kialakításáról. Ennek egy ma is látható részletét mutatja be a 1.2. kép.


2

1.2. kép. A 2300 éves Via Appia Antica Rómában A római birodalomban jellemzően tetőszelvényes kialakítású útpályát építettek, nagy hangsúlyt fektetve a pálya víztelenítésére. Ezt példázza az un. krétai kőút kialakítása, ahol a tetőszelvényes kialakítású útpálya két oldalán lévő vízelvezető árkokat kővel burkolták. (1.3. ábra)


3

1.3. ábra. Egykori krétai út A nagyobb fontosságú római utak szélessége elérte a 10 métert, a forgalom két sávban haladt rajtuk. A növényzet eltávolítását követően először a kétoldali vízelvezető árkokat alakították ki, a talajt kézzel vontatott nehéz hengerekkel tömörítették. A tömörített talajra több rétegben lapos köveket, majd tört köveket raktak, amely köveket póznára függesztett súlyok ejtésével ágyazták be. (A tört kőanyagot úgy állították elő, hogy a nagyobb köveket boglyákban tűzzel átforrósították, majd hideg vízzel locsolva repesztették.) A rakott kőalapra szegély-kövek közé meszes kötőanyagú betont vittek fel, ebbe ágyazták a burkoló köveket, burkoló kőlapokat. (1.4. ábra)


4

1.4. ábra. A római birodalom főútvonalain épített pályaszerkezet felépítése


5

A római úthálózaton olyan kocsikkal és társszekerekkel folyt a szállítás, a szállítások napi teljesítmény 24 - 120 km volt. A futárok váltott lovakkal 24 óra alatt 240 kilométert tettek meg úgy, hogy az út menti állomásokon ettek és cseréltek lovakat. A római birodalom mintegy hat évszázados tündöklése alatt a terjeszkedő birodalom összesen mintegy 80.000 km hosszúságú úthálózatot épített, amely Rómát Európa szinte valamennyi térségével a Közel Kelettel és a birodalom legtávolabbi afrikai tartományaival is összekötötte. (1.5. ábra)

1.5. ábra. A római birodalom által épített úthálózat


6

A római birodalom bukása után nem volt útépítés. Az újabb útépítési igényt később az iparosodás váltotta ki, A XVII.-ik században alakul ki Európában a francia és az angol útépítési gyakorlat. Franciaországban a központosított királyság törekedett egy egységes országos úthálózat kialakítására, fejlesztésére és fenntartására. Ezért 1699-ben kinevezik az országos hatáskörű első királyi útfelügyelőt, 1747-ben megkezdi működését az „Écol des Ingenieur des Ponts et Chaussées, azaz a Híd- és Útépítő mérnökképző főiskola. Pierre Trésaguet francia mérnök 1764-ben bevezeti az un. rakott-kő alapú korszerű útpályaszerkezetét. Trésaguet útjai 5,5 méter szélesek, 35 - 40 cm vastagok, tehát lényegesen kisebb anyagigényűek, mint a római utak. A földműre első menetben csúcsaival felfelé álló rakott terméskő alapot helyeztek el, amely hézagai közé kiékelő zúzalékkal döngöltek be. Erre a felületre kb. 10-15 cm vastagságú zúzottkő réteget terítettek, amelyre 5-10 cm vastag kisebb szemnagyságú (dió nagyságú) zúzalékot vittek fel.

1.6. ábra. Rakott terméskő alapú zúzottkő út Angliában a Parlament 1663-ban hozta meg az első turnepike – törvényt, amelynek alapelve sorompósvámos utak létesítése volt. Az építéshez hitelt vettek fel, a törlesztés és a fenntartást a vámokból fedezték. John Metcalf a francia Tresaguet technológiáját alkalmazva mintegy 300 km-nyi út építését irányította Angliában. 1820-ban Thomas Telford tökéletesítette a rakott terméskő alapréteg készítésének technológiáját méret

szerint válogatva a rakott köveket és pontosabb kiékelési technológiát alkalmazva nagyobb teherbírású alapot épített. Telford előírása szerint az útpálya szintjét a mértékadó talajvíz szintjéhez képest legalább 0.9 méterre ki kellett emelni. A skót születésű John Loudon Mac Adam bristoli kerületi útfelügyelő 1822-ben bevezetett újításának lényege az volt, hogy a nem túl termelékenyen építhető rakott terméskőalap helyett mintegy 25 cm össz-vastagságú, több rétegben felvitt zúzottkőpálya építését vezette be. ·

A földműre elsőként 55/80 vagy 55/100 mm-es méretű durva zúzottkövet vittek fel 15-20 cm-es laza terítési vastagságban, erre már kisebb szemcseméretű zúzottkövet terítettek 6-8


7

cm-es vastagságban, amelynek a felületére általában még kisebb méretű un. hengerlési zúzalékot is szórtak, illetve hengereltek be kiékelésként. (1.7. ábra)

1.7. ábra. Többrétegű (szórt zúzalék alapú) zúzottkő-út Mac Adam tervei alapján


8

Mac Adam neve olyannyira ismertté vált, hogy a zúzottkő burkolatokat az egész világ makadám burkolatnak nevezi. Mivel a hengerléses kiékeléshez vizet is permeteztek a kötőanyag nélküli makadámokat vizesmakadámnak hívják nevezi, sőt a későbbiekben -a hígított bitumennel kötött változataik- gyűjtőnéven aszfalt-makadám elnevezést kaptak. 1.2. Az útpályaszerkezetek fejlődése a XIX.-ik században A kötőanyag nélkül készített makadámok fenntartásánál a felületen lévő kisebb szemcsék állandó pótlása jelentette a fő gondot, hogy még lovas-kocsis forgalom esetén is porosak zajosak voltak, ezért; A nagyobb települések, városok főútján (útjain) a makadám burkolatra kőburkolatokat fektettek, jellemzően a 8 cm élhosszúságú un. kiskocka követ, illetve a 18 cm élhosszúságú nagykocka követ. A külső szakaszokon olyan anyagokkal próbálkoztak, amelyek egyrészt port lekötötték, másrészt kötő hatásukkal stabilizálták a felületen lévő kisebb kőszemcséket. Erre kezdetben kizárólag a kátrány olajat permeteztek ki, de 1829-ben Lyonban, 1832-ben Londonban kátránnyal kevert záró-réteget is építettek már a makadám burkolatra. 1824-ben feltalált portlandcementet először 1865-ben egy skóciai út burkolásánál használták. 1837-ben felfedezték, hogy a forró állapotúra hevített természetes aszfalt (Naturasphalt) porítható, majd abból vízzáró aszfaltburkolat építhető. A század második felében Európa több állama a közép-amerikai Trinidad sziget aszfalttavából importált kötőanyagot használta. Közben az Európai kontinensen is kezdték keresni és feltárni a természetes aszfalt lelőhelyeket. 1.3. A magyar aszfalttechnológia kialakulásának kezdeti eseményei Európában két jelentősebb természetes aszfalt előfordulást találtak, 1849-ben a svájci Val de Traves-i, majd 1864-ben az erdélyi Felső-Dernai és Tatarosi „aszfalt-hegyeket”. Derna-Tataroson a természetes aszfaltot tárnákban bányászták. Az egykori leírások szerint 90100 méter mélységig öt réteg-előfordulás volt. A bányászott „földszurok” 80 %-a finomszemcsés ásványi anyag volt, a bitumenes kötőanyag így jellemzően 20% körüli volt. Feldolgozás: egy 25 méter hosszú kazán alján egy végtelenített csiga mozgott, ami előre vitte az előzetesen aprított és szétválasztásra váró anyagot. A kazánt vízzel töltötték fel, amelyet gőzhevítéssel állandóan forrásban tartottak. A forró víz a bitument leválasztottal, a nehezebb sűrűségű ásványi anyagot a csiga kihordta, a kazán felső részén elhelyezkedő bitumenes vizet túlfolyón víztelenítő üstökbe vezették. A víz nagy részétől leválasztott bitumenes alapanyagot un. vacuumos kazánokba vitték. 1864-ben Nagyváradon jegyezték be a „Magyar Asphalt Vállalat” elnevezésű cégetA Magyar Asphalt Rt. a budapesti Kristóf téren öntöttaszfalt burkolatot épít 1874-ben.


9

1.4. Az útépítés fejlődése a motorozáció kialakulásának kezdeti időszakában. Az Amerikai Egyesült Államokban 1877 óta használtak elterjedten aszfaltokat. az 1800-as évek végére San Francisco, New York és Chicago fontosabb útvonalait aszfalttal burkolták. Más amerikai nagyvárosokban az elmúlt század utolsó két évtizedében pedig cementbeton burkolatokat építettek. A századfordulót megelőző közvetlen időszak nagy újdonsága közé tartozott a kőolaj ipari méretű feldolgozása, továbbá a benzinüzemű gépkocsik megjelenése és fantasztikus ütemű terjedése. A gépkocsik igényelték a mind több hajtóanyagot, a mind több hajtóanyag előállításával viszont egyre nagyobb mennyiségben képződött az a desztillációs maradék, amely ma is a bitumengyártás alapanyaga. Ez a kölcsönhatás eredményezte azt, hogy a bitumen egyre inkább az útépítés meghatározó kötőanyagává vált. A nagyobb sebességű gépkocsik gumiabroncsainak szívó hatását, a kötőanyag nélküli klasszikus makadám-burkolatok már nehezen viselték, új bitumenes technológiák terjedtek, kezdetét vette az aszfalt-makadámok építése, a különféle aszfalt-masztixos technológiákból kialakultak az öntött-aszfaltok, a döngölt-aszfaltokból pedig a hengerelt-aszfaltok. Hengerelt aszfalt építését magyar és német szakirodalmi közlések szerint Vidéky László magyar mérnök már 1873- ban szorgalmazta.

1.5. Az útpályaszerkezetek fejlődése Magyarországon 1850-től A szabadságharc bukását követően - a centralista hatalom 1850-ben a főbb útvonalakat állami kezelésbe vette, ezzel kezdetét vette az utak rendszeres karbantartása. A kiegyezés utáni felelős magyar minisztérium megalakulásával a Közmunka- és Közlekedésügyi Minisztérium hatáskörébe került az útügyi igazgatás, amely 1877- ben szervezte meg az Államépítészeti Hivatalt. A közutakról és vámokról szóló 1890 évi I. törvénycikk hazánk útjait hat csoportban sorolta, megkülönböztetve az állami, a törvényhatósági, a községi, a vasúti hozzájáró utakat, a közdűlő és magán utakat. Amíg az 1850-1890 közötti 40 év alatt 26.000 km – főleg törvényhatósági (megyei, városi) út épül, addig az 1890 utáni másfél évtized alatt 15.000 km új utat építettek, az évi teljesítmény tehát megnőtt. 1914-ben a (nagy)magyarországi úthálózat teljes hossza 74.477 km volt, ebből 12.185 km volt állami kezelésben. A községek egyharmadának ugyan nem volt burkolt útja, de a nagyobb városok fontosabb útjai burkoltak voltak. Király Kálmán 1918 évi könyve alapján az 1.1. táblázat az 1914-évi állapot szerint mutatja be a különféle útburkolati anyagokkal burkolt felületek mennyiségét négy európai főváros eseteire.(Ez a kimutatás a vizes-makadámot burkolatnak tekintette városi úthálózaton is.)


10

Burkolt útfelületek Európa négy fővárosában 1914-ben.

1.1. táblázat

Burkolat felület, m2-ben

Burkolat-típus Párizs

Berlin

Bécs

Budapest

Kockakő

5 257 000

3 655 000

4 162 000

2 243 000

Aszfalt

1 314 000

2 954 000

171 000

534 000

Fakocka

2 027 000

135 000

133 000

105 000

-

377 000

Keramitkő

-

-

Makadám

397 000

-

Összesen:

8 991 000

6 744 000

3 242 000

1 868 000

7 714 000

5 127 000

Érdekesség, hogy Párizs igen kis mennyiségben, Berlin egyáltalán nem épített városi burkolatként vizes makadámot. láthatjuk továbbá azt is, hogy a keramit burkolat építése budapesti specialitás volt. Az első világháborút követő években Magyarországon elsősorban csak útfenntartási munkák folytak, felületi bevonatokat készítettek, emellett az olcsóbb és a kisebb bitumenmennyiségek felhasználását igénylő higított bitumenes (itatott-, kötőzúzalékos-, és kevert) aszfaltmakadámok építése került előtérbe. A derna-tatarosi bánya kimaradásával az öntöttaszfalt és a hengerelt aszfalt építések háttérbe szorultak, trinidadi, albán seleznizzai (szelezsnyicai) továbbá román nyersolajak feldolgozásából származó, és később barabásszegi bitumeneket is használtak. Az 1930-as évektől népszövetségi kölcsönökből azonban jelentős útépítések indultak be. Megkezdődött a hazai főútvonalak nagyszabású korszerűsítése cementbeton burkolatok építésével, amit sok szakmai vita és több kísérleti építés előzött meg. Feltehető, hogy a cementbeton burkolat alkalmazásában a hazai cementgyárak ösztönzése mellett a német példa is szerepet játszott, ott katonapolitikai, harcászat-műveleti szempontok alapján is előtérbe került a betonburkolatok építése. Mindenesetre a hazai főútvonalakon 1942-ig kb. 1100 km összhosszban épült jellemzően 15 cm vastagságú betonburkolat. A II. világháború után a 30.000 km országos úthálózat; 14%- a aszfalt vagy betonburkolat, 70%- a zúzott makadám, 16%- a földút volt. A világháború igen nagy kárt tett a közúti-, és vasúti hídállományban, ezek helyreállítása mellett útépítésre nem volt anyagi erő, a fenntartási munkák is igen mérsékelt szinten folytak. Ennek ellenére az ötvenes évek elején még egy rövid virágkora volt a magyar útépítésnek, ekkor a főútvonalak országhatárokhoz közeli részein még további 400 km betonút épült. Az ötvenes évek végére magyar úthálózat állapota már jelentősen elmaradt az átlagos európai színvonaltól is. Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

11

Nagylengyel környékén az ötvenes évek elején nagy mennyiségű kőolajat találnak, ennek az un. „sűrű” – kőolajnak azonban csak mintegy 40%- át lehet fehérárúként (hajtóanyagnak) feldolgozni, 60%- a bitumengyártási desztillációs maradék Megkezdi termelését a Zalai Kőolaj Finomító, amely nagy mennyiségben építőipari, brikett-ipari és kiváló minőségű útépítési bitumeneket gyárt. Bár a szükséges mértékben még mindig nem volt elegendő anyagi erő új utakat építeni, ismét beindul a hazai öntöttaszfalt és hengereltaszfalt gyártás-építés, emellett előtérbe kerülnek a higított bitumenes technológiák, főleg az itatott-aszfaltmakadámok építése. Eközben a Zalai Finomító olyan mennyiségben állít elő bitument, hogy számos országba képes exportálni útépítési bitument is. 1960 körül felgyorsul a motorizáció, 1962-ben megindul az első magyar autópálya - a Budapestet a Balatonnal összekötő M7 autópálya - építése, amelyet még betonburkolatú pályaként terveztek. Jelentős fejlődést, minőségi javulást kezd azonban felmutatni a hazai aszfalttechnológia, alapozva a bitumen ellátási helyzetre is. Sorra létesülnek a keverőtelepek, az országban egyenletes területi eloszlásban. Ezt a 1.9. ábra mutatja be.

1.9. ábra. Aszfaltkeverő telepek Magyarországon 1980-ban A magyar útépítő ipar nagyiparrá vált, az 1970 – 1985 közötti években évi 6 – 7 millió tonna aszfaltot állítottak elő és építettek be. Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

12

Az 1930-as években épített betonburkolatok elhasználódtak, aszfaltburkolattal lettek átépítve, a 30.000 állami kezelésű utak nagy részét korszerűsítették, megerősítették. (1.10. ábra) A 6000 km-nyi összhosszúságú főúthálózatra megfelelő teljesítményű aszfalt-pályaszerkezet épült.

10. ábra. Az állami kezelésű úthálózat burkolat-fajtáinak alakulása 1945 – 1987 között


13

1974-ben megindul az M1, 1978-ban az M3 és 1979-ben az M5 autópályák építése. Ezen –az évenként nem túl nagy hosszakban épített- autópályák minőségi színvonala semmiben nem maradt el az európai mércétől, szolgáltatási színvonaltól. Az útüzemeltetés, az útfenntartás, az útügyi igazgatás tárgykörébe tartozó tevékenységek is dinamikusan fejlődtek. Közben a hazai kőolaj-készletek már nem tudták fedezni a hajtóanyag (benzin, gázolaj) és a különféle finomított olajárú és kenőanyag szükségleteket, az ország kőolaj importra szorul. Százhalombattán üzembe helyezik az ország legnagyobb kapacitású finomítóját, amely finomító úgyszintén gyárt útépítési bitumeneket. Magyarország ekkor a Szovjetunióból szerzi kőolaj szükségletének döntő hányadát. Az első, de főleg az 1982 évi második olajválság hatását Magyarország sem kerülhette el. A bitumen ára néhány év alatt megötszöröződött, vissza kellett fogni a beruházásokat. Így 1985től az ország évi aszfalttermelése 1,5 - 2,2 millió tonnára esik vissza. Nem javult a helyzet jelentősebben a rendszerváltás után sem, bár a gyorsforgalmi úthálózat továbbépítése kisebb-nagyobb ütemben folytatódott. 1990-től hosszú időn át csak évi 2 - 3 millió tonna aszfaltot gyárt és épít be a hazai útépítés. Az utóbbi néhány évben (a gyorsforgalmi úthálózat intenzívebb fejlesztésének vonzataként ismét növekedni kezdett az aszfaltgyártás volumene, 2006.-ban 6 millió tonna aszfalt gyártásával.


14

2. Az útpályaszerkezetek típusai, klimatikus és forgalmi igénybevételek, leromlási jelenségek 2.1. Az útpályaszerkezet és felépítése Cél: a forgalom számára alkalmas és biztonságos burkolatfelület létesítése úgy, hogy a jármű terhelések okozta feszültségek, alakváltozások az útpálya-szerkezet egyes rétegein fokozatosan lecsökkenjenek, így a földműre már csak tartósan elviselhető kis igénybevételek jussanak. Az útpályaszerkezet fő elemei: ·

Földmű (szükség szerint fagyvédő és/vagy javító rétegekkel)

·

Burkolat alapok (alaprétegek)

·

Burkolat, burkolati rétegek (aszfaltrétegek, vagy betonburkolat)

2.2. Útpályaszerkezet típusok Merev pályaszerkezet: Kötőanyag nélküli alaprétegre, inkább hidraulikus kötésű alaprétegre épített cementbeton burkolat (2.1. ábra.) Előnyök: · keréknyomvályú képződés nem lép · nagy (30 éves) élettartam Hátrányok: · Hézagolt (nem folytonos) szerkezet · Kevésbé kellemes utazásérzet · Téli fenntartása költség és munkaigényes · Nehezebben felújítható

24 - 28 cm

20 - 25 cm

2.1. ábra. Merev pályaszerkezet


1

Félig merev pályaszerkezetek: Hidraulikus kötésű alaprétegekre (stabilizációs rétegekre, sovány beton alapokra) épített aszfalt pályaszerkezet. (2.2. ábra) Előnyök: · kellemes utazásérzet · jó fenntarthatóság, javíthatóság · több talajcsoport jól stabilizálható, ezért gazdaságos építési lehetőség Hátrányok: Ø túl vékony aszfalt pályaszerkezet a hidraulikus alaprétegre nem építhető Ø reflexiós repedések alakulhatnak ki az aszfalt pályaszerkezetben

2.2. ábra. Félig merev pályaszerkezet

Hajlékony pályaszerkezetek: ZA-jelű, FZKA jelű kötőanyag nélküli alaprétegekre, aszfalt alsó alaprétegekre, régi aszfaltmakadám burkolatokra épített aszfalt pályaszerkezet. (2.3. ábra) Előnyök: · kellemes utazásérzet · reflexiós repedések nem alakulnak ki · lépcsőzetes kiépítési mód lehetősége · jól fenntartható, jól felújítható Hátrányok: · Nagyobb maradó alakváltozási (nyomvályú képződési) hajlam, · Az ország területének csak kisebb részén építhető gazdaságosan


2

2.3. ábra. Hajlékony pályaszerkezet 2.3 Az útpályaszerkezeteket érő klimatikus és forgalmi hatások 2.3.1 A földművek állékonyságának biztosítása Az útpályaszerkezet élettartama döntő mértékben függ a földmű minőségétől, állékonyságától. A földmű terheléssel szembeni ellenálló-képességét alapvetően meghatározza: ·

a földmű tömörsége

·

a talaj összetétele és víztartalma által megszabott teherbíró-képessége

A fagy földműbe való behatolása; · · · ·

A levegő hőmérsékletétől, A talaj összetételétől, A talaj hézagtartalmától, A talaj víztartalmától

egyaránt függ. 2.3.2 A talajok minősítése fagyveszélyesség szempontjából a.)

Szemcsés talajok: A szemcsés talaj száraz állapotban ömlesztett halmazt alkot, amelynek szemeloszlása határozható meg a 2.1. táblázat szerint. (Szemcsés halmazból a plasztikus index nem határozható meg.)


3

2.1. táblázat a talaj A fagyveszélyesség mértéke fagyálló fagyérzékeny

fagyveszélyes

b.)

Megnevezése

Szemeloszlásának jellemzése 0,02 mm-nél 0,10 mm-nél kisebb szemcsék, m%

Homokos - kavics, kavicsos homok, Homok iszapos kavics, iszapos homok iszapos kavics, iszapos homok, Homokliszt, Iszapos homokliszt

< 10 %

< 25 %

10–20 % 10-15 % > 20% >15 % <10 % >10 %

25-40%> 25-40 %> > 40 % > 40 % > 50% > 50%

Kötött talajok minősítése fagyveszélyesség szempontjából. A kötött talajokat plasztikus index alapján kell minősíteni a 2.2. táblázat szerint. 2. táblázat a talaj

fagyveszélyességének mértéke fagyérzékeny fagyveszélyes

megnevezése Sovány agyag, közepes agyag kövér agyag homokliszt, iszapos- homokliszt, iszap,

Plasztikus indexe, Ip % 15 – 20 % 20 – 30 % > 30% <5% 5 – 10 % 10 – 15 %

·

ha a kötött talaj plasztikus indexe Ip = 1- 15 % , akkor fagyveszélyes,

·

ha a kötött talaj plasztikus indexe Ip > 15 % , akkor fagyérzékeny

2.3.3 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.) 2.3.4 Olvadási kár


4

A fagyperiódu(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.


5

2.3.5. Védekezési módok fagy- és olvadások károk ellen 2.3.5.1 Védekezés 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

2.3.5.2 Védekezés 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,

2.4 Az aszfalt pályaszerkezetek egyes rétegeinek szerepe és forgalmi igénybevételei. Funkció szerint megkülönböztetünk: - kopóréteget - kötőréteget - aszfalt alapréteget Kopóréteg: Az időjárási hatásokat és a forgalomból származó hatásokat a kopóréteg viseli közvetlenül. Megkülönböztetett fontosságú réteg.


6

Követelmények; Ø Nedves időben is megfelelő csúszás ellenállása legyen A kopóréteg felületén alkalmazott zúzalék polírozódási ellenállása fontos követelmény. Ø Legalább 10 nyári időszak elteltével se alakuljon ki a felületén a megengedettnél nagyobb kerék-nyomvályú mélység. Ø Jó hidegviselési tulajdonságú legyen, öregedése ne legyen túlzott mértékű, habarcskiverődés, felületi ritkulás, termikus repedezettség ne alakuljon ki. Ø Felületi egyenletessége megfelelő legyen, ez egyben a járművek menetzajának csökkentése irányába ható követelmény is. Ø A járművek utáni vízfelverődés ne legyen nagy. Ø A fényszórók visszatükröződő hatása csapadékos, nedves időben elfogadható szintű legyen. Ø Tisztíthatósága, téli üzemeltetése jól biztosítható, könnyen teljesíthető legyen. Kötőréteg: A kötőréteghez (a felső alap-, teherelosztó réteghez) az időjárási hatások csak csökkent mértékben jutnak el, - a kopóréteg megfelelősége esetén - a forgalomból származó erőhatások is mérséklődnek. A nyári meleg periódusban azonban a kötőréteg hőmérséklete csak néhány 0C fokkal alacsonyabb, mint a kopórétegé. Olyan útszakaszokon, ahol nagy a nehéz gépjármű forgalom hányada, emellett a forgalom lefolyása lassú, fékezési és gyorsítási hatások vannak, a kötőrétegben jelentősebb csúsztató feszültségek keletkeznek. Ilyen forgalmi lefolyású útszakaszokon tehát a kötőréteg nyíróhatásokkal szembeni ellenállásának megfelelőnek kell lennie. Mindez a 2.4. és 2.5 ábrák összevetésével jól érzékelhető.


7

2.4. ábra. A pályaszerkezet igénybevételei személygépkocsik kerekei alatt. Normálfeszültségek (Litzka – Blab,TU Wien))


8

2.5. ábra. Aszfalt pályaszerkezet igénybevételei tehergépkocsik kerekei alatt.(Nyírófeszültségek. (Litzka – Blab Tu Wien)


9

Aszfalt alapréteg: A még megfelelő plasztikus alakváltozási ellenállás és téli hidegviselkedési tulajdonságok biztosítása mellet, az ismétlődő hajlító-húzó feszültségekkel szembeni ellenálló képességük legyen jó. (Ez csak úgy biztosítható, ha az aszfalt alaprétegek gyártásához is megfelelő minőségű ásványi alapanyagokat, megfelelő minőségű kötőanyagot kell használni. Az aszfalt alapréteg nem tekinthető „másodlagos”, a kopó- és kötőrétegnél jóval kisebb fontosságú rétegnek.) 2.6. Az aszfaltburkolatok leromlási, tönkremeneteli jelenségei Leromlási, tönkremeneteli jelenségek? ·

jelentős mennyiségű fáradási repedés alakul ki (alulméretezett szerkezet jelentős forgalommal, a földmű elvizesedik, abban jelentős teherbírási problémák állnak elő,

·

a felületi tulajdonságok jelentősen romlanak ( aszfaltburkolatokon nagy számban keletkeznek hossz-, és keresztirányú repedések, betonburkolatoknál repedések keletkeznek a táblavégek szintjei között nagyobb eltérések alakulnak ki

·

keréknyomvályú képződés kialakulása korai időszakban és/vagy kivételesen nagy és tartós nyári melegek esetén,

·

technológia hibákra visszavezethető korai tönkremeneteli jelenségek (pl. tömörítetlenség, a felület elsíkosodása, stb.)

·

extrém hatások (földrengés, árvíz, stb.)

A viszkoelasztikus aszfaltok esetében a két fő tönkremeneteli jelenség jellemzően a keréknyomvályú képződés és a repedések kialakulása, terjedése. 2.6.1 Az aszfaltok nyomvályú képződését befolyásoló tényezőkről. Az aszfalt viszkoelasztikus anyag, ezért valamilyen mértékű maradó alakváltozást (nyomvályúsodást) mindig szenved a kerékterhelések hatására. Ha 18 mm-nél nagyobb mélységű nyomvályúk alakulnak ki, illetve ha –az esésviszonyoktól is függően- a keréknyomvályúban több milliméteres vízmegállás alakul ki, akkor a keréknyomvályút meg kell szüntetni. Ha a kopóréteg aszfaltja hajlamos keréknyom vályúsodásra, annak megszüntetése egyszerűbb feladat, ha a kopóréteg alatti aszfaltrétegek (kötőréteg, aszfalt alapréteg) plasztikus alakváltozási ellenállása nem megfelelő, akkor a javítás összetettebb és költségesebb megoldás. A nagy és rendkívül nagy, agresszív hatású forgalmak esetén az aszfalt pályaszerkezeten kialakulnak keréknyomvályúk. Nem mindegy azonban, hogy a nyomvályú-képződés időbeni kialakulása a tervezési élettartam alatt milyen ütemű, és milyen nagyságú. Ha a maradó plasztikus alakváltozás a kopó- és kötőréteg esetében, vagy egyes esetekben az aszfalt alaprétegek esetében viszonylag korai időpontban alakul ki, akkor azt az aszfaltkeverék nem megfelelően megtervezett anyagi tulajdonságai okozza. Az aszfaltok nyomvályú-képződési hajlama ellenében tudatos anyagtervezéssel hatékonyan lehet védekezni.


10

Az aszfaltok nyomvályúsodásában szerepet játszó főbb tényezők: a.) a nehéz járművek terheléséből adódó hatások: · a nehéz járművek száma, a nehéz járművek konstrukciós kialakításából és hasznos terhelhetőségükből adódó un. "agresszivitási" hatások, · a megengedett tengelyterhelések nagysága. b) Az útszakasz adottságaiból, a forgalom lefolyási jellegéből adódó hatások: · átkelési szakaszok, körforgalmi csomópontok, jelzőlámpás csomópontok, hosszú emelkedők esetében lassú forgalom, fékező indító hatások. · az útpálya keresztmetszeti és geometria kialakításából adódó hatások, például keskeny forgalmi sávok esetében azonos nyomon,. "csatornázottan " közlekedő járművek. (Ezt kedvezőtlen hatást szimulálja a 2.6. ábra) Kis sugarú ívek, ahol a nyíró igénybevételek nagyobbak, · az útszakasz forgalmi kapacitása, amely a járművek (átlagos) sebességére kihatással, · igen nagy forgalmú szakaszok esetében a külön sávok (kamion-, buszsávok) sávok tervezésének, építésének elmaradása, aminek többféle kihatása is lehet (ez egyelőre még nem hazai problematika).

2.6. ábra. A deformáció alakulása a sávszélesség függvényében osztrák vizsgálatok alapján (Litzka – Blab TU Wien)


11

c) Klimatikus hatások: · szélsőségesen nagy nyári hőmérsékletek, · a nyári meleg időszakok időtartama, · a napsütéses évenkénti összes időtartam, a napsütés intenzitása. Megjegyzés: a téli hőmérsékleteknek is fontos - és nem elkülönítetten kezelhető! - szerepe van. d) Az aszfaltkeverékek jellemzői: · az aszfaltkeverék ásványi vázának granulometriai jellemzői (Dmax , szemszerkezeti minőség, szemeloszlás) · az ásványi váz minősége (belső súrlódás) · a bitumen minősége (keménysége) · a bitumentartalom mennyisége (szabadhézag, kitöltöttség) 2.6.2. Repedések kialakulása 2.6.2.1 Alulról induló repedések A repedésképződés többféle ok folytán alakul ki. Az aszfaltburkolat élettartama során különböző repedésképek alakulnak ki, keresztrepedések, elágazásos repedések, hálós repedések. (2.7. ábra.) A nagy megnyílású keresztrepedések általában félig merev pályaszerkezet esetében jelennek meg, a hidraulikus alaprétegek termikus mozgásából alakulnak ki. A repedések kialakulását tekintve egyik jellemző tönkremeneteli forma az, amikor az aszfalt kopóréteg hosszcsatlakoztatási vonala megnyílik, a megnyílás mentén kagylós repedések alakulnak ki.

2.7 ábra. Különféle repedések Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

12

2.6.2.2 A felülről induló repedés-képződés mechanizmusa, a repedések terjedése: A szabad elmozdulásában gátolt aszfaltban a téli lehűlések hatására termikus feszültségek ébrednek és halmozódnak fel. Ennek nagysága függ a tömörített réteg aszfaltjának húzószilárdságától, az aszfalt merevségi modulusától, lineáris hőtágulási együtthatójának értékétől és a bitumen minősége által befolyásolt relaxációs képességétől. Az aszfalt akkor reped meg, ha a termikusan keletkező és felhalmozódó húzófeszültség ugyanolyan értékűvé válik, mint az aszfalt húzószilárdsága. ·

Kiindulási állapot

A kopórétegben egy-egy keresztmetszetben homogén és inhomogén szövetszerkezetű aszfalt egyaránt előfordulhat. (A burkolat széleit kevésbé jól tömörítik, a hossz-csatlakoztatási vonalat nem készítik el szakszerűen, az aszfalt a széleken szétosztályozódott, elvékonyodott, stb. A hibás helyeken az aszfalt dh húzószilárdsága kisebb


13

·

A mikrorepedések kialakulása, fejlődése a téli lehűlések során

Az alakváltozásában gátolt (leragasztott, együtt-dolgozó) aszfaltrétegben a lehűlés során dT termikus feszültség ébred és halmozódik fel. Ha a lehűlések következtében dT ³ dh feltétel előáll, akkor megjelennek az első mikrorepedések.

·

A mikrorepedések továbbfejlődése

Az első mikrorepedések megnyílnak, a csúcsfeszültség mentén gyorsan továbbfejlődnek


14

·

A repedések réteghatárig való lehatolása.

A repedés lehatol, eléri a kopóréteg alsó síkját

·

A repedések továbbfejlődése a határfelületen

A két aszfaltréteg közötti összekötöttség nem 100 %- os a rétegek határfelületén, ezért a repedés a határ-felület mentén is létrejön.


15

·

Összetöredezett, kátyús felületek kialakulása

A repedéseken lehúzódó és ott összegyülemlő víz rontja a két réteg összekötöttségét, amit gyorsít a forgalom ”pumping”- hatása és a fagyási- olvadási ciklusok hatásai. A repedések mentén a kopóréteg összetöredezik, kátyúk képződnek.

·

Tipikus tönkremeneteli hiba

A rosszul kivitelezett hosszcsatlakoztatás megnyílik, az aszfalt kopóréteg a megnyílás mentén „kagylósan” összetöredezik.

Minden nem szakszerűen kivitelezett csatlakoztatásnál (aknafedél, közműcsere utáni visszaburkolásnál hasonló mechanizmus alapján alakulnak ki kátyúk. Ezek a kopóréteg mélységéig terjedő un. „sekély” kátyúk. Mindezt az 2.8. ábraként bemutatott fényképfelvétel is bemutatja.


16

2.8. ábra.


17

3: Útpályaszerkezetek állapotvizsgálata, mérései Az előadás áttekintést ad az útpályaszerkezetek építés közben végzett méréseiről, a kész pályaszerkezet megfelelőségével kapcsolatos méréseiről valamint a meglévő utak állapotfelvételével kapcsolatos méréseiről. Az egyes pályaszerkezeti rétegeken elvégzendő fontosabb vizsgálatok a következők: Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø

Földmű: Szemcsés alapréteg: Kötőanyagos alapréteg: Burkolati réteg: Kötőréteg: Kopóréteg: Kész pálya: Meglévő pályaszerkezet:

víztartalom, tömörség, teherbírás víztartalom, tömörség, teherbírás rétegvastagság, teherbírás, keverék jellemzők rétegvastagság, keverék jellemzők rétegvastagság, keverék jellemzők rétegvastagság, felületi jellemzők, keverék jellemzők rétegvastagság, felületi jellemzők, keverék jellemzők rétegvastagság, felületi jellemzők, keverék jellemzők

A fenti vizsgálatok egy részét az egyes rétegek előadásainál tárgyaljuk. Az előadás során azokat a vizsgálatokat mutatjuk be,amelyik nem egyértelműen köthető valamely réteghez, illetve a meglévő pályaszerkezetek állapotfelvételével kapcsolatos méréseket. Földművön elvégzendő vizsgálatok Víztartalom és tömörség A földművek építésénél két legfontosabb vizsgálat a réteg víztartalmának és tömörségének meghatározása. A víztartalom mérés hagyományos eljárása a kiszúróhengerrel végzett mintavétel,amikor a réz hengert benyomják a vizsgált rétegbe,majd ásóval alányúlva kiemelik ,a henger alján és tetején egyenesre vágják a mintát, zárt csomagolásban szállítják a laboratóriumba, ahol tömegállandóságig szárítva határozzák meg a víztartalmát. Tömörségmérésnél az alaplemezt a talajra rögzítjük, annak nyílásán keresztül kiemeljük a talajmintát,azt edénybe helyezzük, laboratóriumban mérjük a tömegét. A minta kiemelése után felhelyezzük a gumimembrános mérőhenger, segítségével határozzuk meg a kiemelt talaj térfogatát. A tömegből és térfogatból számíthatóa sűrűség. A laboratóriumban meghatározott maximális sűrűségből számíthatjuk a tömörséget.

3.1.ábra: Víztartalom mérés, kiszúróhenger 3.2.ábra: Tömörségmérés, térfogatkitöltéssel Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

1

3.3.ábra: Tömörség- víztartalom mérés lapszondával

3.4.ábra: Tömörség- víztartalom mérés mélységi szondával Amint a fentiekből sejthető, a hagyományos eljárás rendkívül időigényes, hiszen a laboratóriumba szállítás a szárítás hosszadalmas, ezért szükség volt ennél gyorsabb eljárásokra is A hagyományos eljárás mellett izotópos eszközökkel is mérhető a sűrűség és a víztartalom. A két sugárforrás használatával lehet megállapítani a vizsgált anyag sűrűségét és víztartalmát. A térfogatsűrűséget 137-Cs gamma izotóppal, a víztartalmat 241-Am-Be neutron sugárforrással lehet mérni. A sugárforrásból kilépő radioaktív sugárzás az anyagban annak minőségétől függően elnyelődik, szóródik, a detektorra jutó sugárzás elektromos jellé alakítva arányos az anyag minőségével. Természetesen előzőleg különböző sűrűségű és hidrogén tartalmú etalonok segítségével kalibrálni kell a készüléket. A legtöbb készülék belső elektronikája képes eltárolni a mérési eredményeket, illetve ha a laboratóriumban meghatározott maximális testsűrűség értékét (r0max) előzetesen bevitték, akkor a mért sűrűség és ennek hányadosaként kiszámolja és megjeleníti a tömörség adatot is. Földmű teherbírás mérés: CBR vizsgálat A földmű teherbírásának meghatározására többféle eljárást használhatunk. A CBR (California Bearing Ratio) mérésen alapuló eljárás volt az első empírikus tervezési eljárás. Kifejlesztése 1928-29 között történt, hosszú, korábbi burkolat állapotváltozás megfigyelések alapján. Az eljárás igen egyszerű, a pályaszerkezet rétegeinek szükséges vastagságát a CBR érték alapján lehetet egy táblázatból meghatározni.


2

A CBR mérést helyszíni és laboratóriumi körülmények között is el lehet végezni. A laboratóriumi mérést a Proctor eljárással készített próbatesten hajtjuk végre. A vizsgált talajt 50 mm átmérőjű hengerrel, adott sebességű tehernövekedéssel terhelünk. A penetrációs vizsgálat során felvesszük az erő függvényében a talaj benyomódását, majd a 2,5 illetve az 5,0 mm benyomódáshoz tartozó terhelő-erő értéket viszonyítjuk a 100%-os teherbírásúnak tekintett tömör zúzottkö rétegen kapott értékhez (lásd 7.ábra). A két hányados közül a kisebbet fogadjuk el, mint a mérés eredményét. Minden esetben legalább három mérést kell végezni, amennyiben a három mért érték terjedelme az átlag 50 %-át nem éri el, akkor azok átlagát fogadjuk el, mint a vizsgált talajt jellemző értéket. A terhelés során a henger köré terhelő gyűrűket kell helyezni, hogy talajtörés ne következzen be. Az eredetileg öt napig vízzel elárasztott talajon végezték a mérést,annak érdekében, hogy a legrosszabb talajállapotot vegyék figyelembe. A jelenlegi hazai gyakorlat szerint csak laboratóriumban végezzük ezt a mérést, a vizsgált minta víztartalma wopt+5 % !

3.5.ábra: Helyszíni CBR mérés elrendezése

3.6.ábra: Laboratóriumi CBR vizsgálat

3.7.ábra: CBR mérés terhelési diagramja és számítása


3.1.kép: Helyszíni CBR mérés

3

Földmű teherbírás mérés: tárcsás teherbírás mérés A helyszíni vizsgálatok esetén a tárcsás teherbírás mérést alkalmazzuk. Egy a talajra helyezett 30 cm átmérőjű tárcsát lépcsőzetesen –első terhelésnél 0,05 Mpa lépcsökben,második terhelésnél pedig 0,1 Mpa lépcsőkben – terhelünk. Minden terhelési lépcsőnél ki kell várni a konszolidációt. A terhelésről a 8. ábra szerinti diagram készül. Ennek terhelési vonalaira kiegyenlítő egyeneseket illeszthetünk, amiből merevség jellegű eredmény számítható. Az első terhelési vonal alapján az E1 a második vonalalapján pedig az E2 modulus számítható.

3.8.ábra: Tárcsás teherbírás mérés terhelési diagramja és számítása

Ahol: p r s Tt

megoszló terhelés (0,3 Mpa) terhelőtárcsa sugara süllyedés tömörödési tényező

3.2.kép: Tárcsás mérés szélesítés esetén

3.3.kép: Tárcsás mérés talajon


4

A talaj teherbírását a második terhelésből számított E2 [MN/m2]értékkel jellemezzük. A második és első terhelésből számított E értékek hányadosát tömörségi tényezőnek nevezzük (Tt = E2 / E1). Minél kisebb ez a szám, annál tömörebb az anyag, ennek javasolt maximális értéke 2-2,5. Alkalmazása a durva szemcsés anyagoknál célszerű, mert ezek tömörségét más módszerekkel nehezebb meghatározni. A tárcsás teherbírásmérésből, az y=1,25 mm-es süllyedést előidéző erő (p [N/mm2]) alapján meg lehet határozni a C= p/y*0,4 [N/mm3] ágyazási együtthatót. (A 0,4 =300/750 érték a Æ 300 mm-es tárcsával kapott értéket a Æ 750 mm-es tárcsa értékére számítja át, mivel az ágyazási együtthatót ekkora tárcsával kellene mérni!) A statikus terhelés mellett, kialakult a dinamikus mérési eljárás is, amit a mérés- és számítástechnika fejlődése tett lehetővé. A rögzített magasságról a tárcsára ejtett tömeg alatt a tárcsa besüllyed, ezt gyorsulásmérő rögzíti, ennek jelét kétszer integrálva kapjuk meg a süllyedést, a tömegerőből és a süllyedésből a mikroszámítógép meghatározza a dinamikus teherbírási modulust. Az eredeti könnyű ejtősúlyos berendezés 300 mm átmérőjű tárcsával dolgozik. Magyar szabadalom alapján elkészült egy 150 mm átmérővel rendelkező berendezés,aminek eredménye közelebb van a statikus modulushoz, illetve 3 sorozat ejtést alkalmazva a T t értékét is meg lehet határozni.

3.9.ábra: Könnyűejtősúlyos berendezés szerkezeti vázlata

3.4.kép: Helyszíni mérés


5

Burkolat teherbírás mérés, Benkelman A pályaszerkezeti rétegek esetén más mérési módszert alkalmazunk, ilyen „Benkelman tartós” behajlásmérés. A módszer lényege, hogy egy kétkarú mérleg elvén működő mérőkart (Benkelman tartó) helyezünk be egy 100 kN tengelyterhelésű gépkocsi hátsó, ikerabroncsos kerekei közé. Leolvassuk a mérőórát, majd a gépkocsi 3 – 5 m-t előre gurul, ismét leolvassuk a mérőórát. A módszer ugyan a burkolat rugalmas visszaalakulását méri,azonban a magyar szabvány szerint ezt nevezzük behajlásnak. A mérést 5 – 50 m-enként megismételjük, ezeket átlagoljuk, szórását meghatározzuk, ezekből számítható a mértékadó behajlás.

3.10.ábra: Benkelman behajlásmérő berendezés és mérési elve A mérés igen fontos feltétele, hogy a mérés bázisvonala a várható behajlási teknő vonalán kívül legyen., ezért van az első alátámasztási pont 1,5 m-re a keréktől.


6

3.5.kép: Benkelman behajlásmérő berendezés Burkolat teherbírás mérés, Lacroix mérőkocsi Gyorsabb,termelékenyebb mérést tesz lehetővé Lacroix mérőkocsi. A gépkocsi alján van a mérőszerkezet,amit egy láncos szerkezet a kocsi mozgásának kétszeres sebességével mozgat,lehelyezi - ez a null állapot - a terhelt kerék a mérőpont fülé gurul - ez a második mérés a két méréskülönbsége a behajlás. A gépkocsi kb. 4 km/ó sebességgel halad, kb. 4 m-enként kapunk egy mérési pontot. A mérés a kis sebességre való tekintettel szintén statikus mérésnek tekinthető.

3.6.kép: Lacroix behajlásmérő


7

3.11.ábra: Behajlási vonal A berendezés alkalmas a behajlási vonalfelvételére, aminek alapján –kerék alatti behajlás görbülete – további információt kapunk a burkolatról. Amint a 12. ábrán látható, a merevburkolat kisebb és elnyújtott behajlási vonalat eredményez, szemben a hajlékony burkolatok rövidebb behajlási vonalával.

3.12.ábra: Hajlékony és merev burkolat behajlási vonala Burkolat teherbírás mérés, Lézer mérőkocsi Még fejlesztési illetve kísérleti stádiumban van a kb. 60 km/ó mérési sebességgel dolgozó lézeres behajlásmérő. A terhelt mérőkocsi első tengelye mögött, a lehetséges behajlási vonaltól távol, megméri a burkolat keresztmetszeti vonalát, a továbbhaladás után, ugyanezen a helyen méri a hátsó, terhelt kerék hatására behajolt burkolat keresztmetszeti vonalát. A két mérés különbségét képezve kapható meg a behajlás.

3.13.ábra: Lézer mérőkocsi Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

8

Burkolat teherbírás mérés, ejtősúlyos berendezés A lézeres mérőkocsi már lényegében dinamikus mérési elven dolgozik, szemben a Lacroix és Benkelman méréssel. Azonban igazán dinamikus mérésnek az ejtősúlyos berendezéseket tekintjük. Ezek mérési elve a következő: Ø Egy rugalmas tárcsát lehelyez a burkolatra Ø Szintén a burkolatra helyezi a mérőérzékelőket, több érzékelőt 1,5 -3 m távolságig Ø Adott tömeget, előírt magasságból ráejt a tárcsára. Ø A burkolat behajlási vonalát az érzékelők rögzítik. Ø A behajlási vonalalapján a burkolat rétegeinek jellemzői számíthatók

3.14.ábra: Ejtősúlyos berendezés működési vázlata A képeken bemutatjuk a holland berendezést,amin a szerkezet kialakítása látható,illetve a hazai használatban alkalmazott KUAB berendezést.


9

3.7.kép: KUAB ejtősúlyos berendezés

3.8.kép: Holland ejtősúlyos berendezés, jól láthatók a lehelyezett mérőfejek

Burkolat hosszirányú egyenetlenség A felületi egyenetlenséget különböző módszerekkel lehet mérni. Az abszolút egyenetlenség csak geodéziai módszerekkel lehetne meghatározni. A mérések ezért minden esetben valamilyen közelítő jellemzőt határoznak meg. Az első mérési módszer, az ún. 4 m-es léc alatt mérhető hullámmagasság meghatározása volt. Legfőbb problémája a mérési eredmények dokumentált megjelenítésének hiánya volt. Ezért alakultak ki a működésközben rajzoló berendezések. Ezeknek legfőbb gondja a mérőbázis megadása.


10

Hosszirányú egyenetlenség mérése ÚT-02 berendezéssel Hazánkban az ÚT-02 jelű mozgóbázisú egyenetlenségmérőt használjuk. A 4 m-es merev rácsszerkezet két végén egy-egy kerék helyezkedik el. A középső kerék függőlegesen szabadon elmozdulhat bázishoz képest, emelkedését illetve süllyedését egy kiíró szerkezet kirajzolja, elektronikája pedig osztályközökbe sorolja. A mérési eredményt 100 m-enként kell kiolvasni

3.9.kép: ÚT-02 egyenetlenség mérő berendezés

3.10.kép: Amerikai egyenetlenség mérő berendezés Burkolat hosszirányú egyenetlenség mérése, Bump integratorral Termelékenyebb mérést tesz lehetővé, az előírt lengési tulajdonsággal rendelkező, vontatható Bump integrátor utánfutó. A berendezést 36 km/ó állandósebességgel kell vontatni, az érzékelője Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

11

rögzíti és összegzi a mérőkerék elmozdulását a kerethez képest. Az összegzést 100 m-es szakaszokra végzik el.

3.11.kép: Bump integrátor berendezés és mérési elve

Felület érdesség, súrlódási tényező Szintén több módszer alakult ki, ezek között van egyszerű, kézi mérés (SRT) illetve nagy sebességű mérőberendezés(CS 130) illetve folyamatosan mérőeszköz (SCIM). Felület érdesség, súrlódási tényező mérése SRT ingás berendezéssel Az angol útügyi laboratórium által kifejlesztett SRT inga működési elve az, hogy azonos körülmények között az energia veszteség a felület súrlódásától függ. Az ingakaron egy előírt keménységű gumilemez van, amit rugó szorít a felülethez. A mérés előtt, a forgáspont magasságának változtatásával be kell állítani a súrlódási hosszat. (127 mm) A felületet vízzel kell meglocsolni, három nem mért lendítés után 5 lendítéssel kell az SRT értéket meghatározni. Az SRT érték az inga kar súrlódás utáni fellendülése, ami a baloldali skáláról olvasható le. .

3.12.kép: SRT inga Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

12

Az SRT értékönmagában használható minősítésre, de az érték 60 km/ó súrlódási együtthatóra is átszámítható. Az SRT érték mellett általában a makro érdességet jellemző homokmélység mérést is meghatározzuk. A mérés lényege, hogy adott térfogatú homokot – az MSZ EN szabvány szerint üveggyöngyöt – egyenletesen, körkörösen kell elteríteni, majd a kapott közel kör alakú folt átmérőjét három irány átlagából kell meghatározni. A térfogatból és a kör területéből számítható az elterített anyag átlagos vastagsága.

3.13.kép: Homokmélység mérés CS-130 vontatott berendezés A KTI által kifejlesztett mérőszerelvény alkalmas a csúszásellenállás és az egyenletesség vizsgálatára. (Ez utóbbi esetben a BUMP integrátorral megegyező elven mér.) A vontatott utánfutó kereke elé változtatható mennyiségű vizet permeteznek és a kerekét befékezik. A vonórúdon elhelyezett érzékelők rögzítik a befékezett kerék miatti vonóerő változást, ebből lehet visszaszámolni a csúszósurlódás értékét.

3.14.kép: A KTI által kifejlesztett CS-130 berendezés


13

Felület súrlódási tényező, Scrim mérőkocsi

3.15.kép: SCRIM mérőkocsi Kifejezetten a burkolat súrlódási együtthatójának mérésére fejlesztették ki. A kocsi oldalán a haladási irányhoz képest ferdén álló, előírt minőségű gumival ellátott kerék gördülési ellenállása alapján határozza meg a súrlódási együtthatót. A kerék alá változtatható vastagságú vízfilmet locsolnak, így különböző sebesség és vízfilm vastagság esetén is mérhető a felület súrlódási együtthatója. Svéd fejlesztésű RST mérőkocsi A burkolat keresztmetszeti és hosszirányú jellemzőit lehet meghatározni az RST mérőkocsival. A kocsi laser érzékelőkkel méri a keresztszelvényt (keréknyomvályú mélységét), a hosszirányú egyenetlenséget (hullámosságot) jellemző IRI mérőszámot és a burkolat felületi textúráját. A vonalvezetési jellemzőket is meghatározza, a keresztesés, hosszesés, vízszintes ívsugár. A mérési adatokat 20 m-es alaphosszanként átlagolja és tárolja le.

3.16.kép: RST mérőberendezés


14

Az RST kocsi évente méri az országos úthálózat egy-egy részének állapotát, az állapotváltozás alapján lehet a PMS rendszerben a beavatkozásokat tervezni. Roadmaster mérés A burkolat repedezettségét,vízelvezetési jellemzőit, kátyúk számát a „Roadmaster” berendezéssel, lehet rögzíteni. A megfigyelést végző személy kis sebességgel haladó gépkocsiban ülve szubjektív megfigyeléssel nyomógombok kezelésével rögzíti a burkolat állapotát. A mérőberendezés a gombbal meghatározott jellemzőt a mért szelvénnyel együtt tárolja.

3.17.kép: Roadmaster mérőberendezés tasztatúra

A Roadmaster berendezéssel rögzíthető hjbafajták


15

Szerkezet felépítés, vastagság: radar mérés A pályaszerkezet rétegvastagságát csak roncsolásos méréssel – fúrt magminta – lehet meghatározni. Néhány éve kialakult a radarmérési módszer. Ennek lényege, hogy a megfelelő hullámhosszúságú jel az anyag sűrűségével arányosan halad,visszaverődése pedig kirajzolja a réteghatárokat. Természetesen a mérést fúrt magminták vastagságának mérésével kell kalibrálni.

3.17.kép: Burkolatradar berendezés és mérési diagramja


16

4. Útpályaszerkezetek méretezése, új és erősített burkolat. Méretezési előírások Az előadás során pályaszerkezet méretezés általános áttekintése, a méretezéshez szükséges információk meghatározása mellett, az útépítés területén szokásos pályaszerkezet típusok (hajlékony, félmerev, merev és betonkő) méretezésével foglalkozunk.

4.1. Méretezéssel kapcsolatos fogalmak Mint az egyéb mérnöki szerkezetek, úgy az útpályaszerkezet méretezése esetén is alapvetően az alábbi három csoportba tartozó információra van szükség: Ø Működési környezet, klimatikus hatások Ø Igénybevétel, terhelés Ø Alkalmazott anyagok tulajdonságai A talajra, földműre épített pályaszerkezetet az időjárási hatások mellett, a járműforgalom ismétlődő terhelése veszi igénybe, bár forgalom nélkül, csak időjárási hatás következtében is tönkremenne a burkolat, célunk mégis a forgalom, ezen belül is a nehézgépjármű forgalom igénybevételére történő méretezés, azaz a ún. teherbírási méretezés. A teherbírási méretezéshez az alábbi információkra van szükség: - forgalom nagysága és eloszlása a méretezési időszak (elvárt élettartam) alatt - terhelés (nehézgépjármű forgalom) o tengely / kerék statikus súlya (egységtengely) o sebesség o a dinamikai többlet o az abroncsnyomás o forgalom nagysága és eloszlása - pályaszerkezeti rétegek o típusa o vastagsága (legtöbbször ezt szeretnénk a méretezés eredményeként megkapni) o mechanikai jellemzői, megengedett igénybevétel (Általában fáradási vizsgálatból az E, m, e, s ) - altalaj, földmű o típusa o mértékadó teherbírása o tönkremeneteli jellemzője - környezeti feltételek o csapadékvíz elvezetés o mértékadó talajvízszint o különleges környezeti hatások A méretezési eljárások alkalmazása során a fenti információkat több – kevesebb egyszerűsítéssel lehet figyelembe venni. Környezeti feltételek közül a csapadékvíz elvezetést az úttervezése során kell megoldani, a talajvízszint magasságának ismeretében a földműben megfelelő védőréteget kell alkalmazni. A különleges környezeti hatásokat, az átlagostól jelentő-


1

sen eltérő hőmérsékletet a pályaszerkezet vagy a szerkezeti réteg típusának megválasztásával tudjuk figyelembe venni. Altalaj, földmű legtöbb esetben adott, mert az út bevágásban halad, illetve a töltéseket a szállítási költségek csökkentése érdekében a bevágás anyagából építjük. A fölművekkel kapcsolatos előadás ismerteti a felhasználható talajfajtákat. A méretezés szempontjából a földmű felső rétegének teherbírása lényeges. A minimálisan szükséges teherbírásra előírt érték van. Ez a teherbírási érték lényegében a talaj nyomási igénybevétellel szembeni ellenálló képességét jellemzi, amit az E 2 teherbírási modulussal adunk meg. Pályaszerkezeti rétegek két nagy csoportra bonthatók. A kötőanyag nélküli illetve kötőanyagos rétegekre. Ezek még azonos anyagfajta illetve típus esetén is igen eltérő tulajdonsággal rendelkezhetnek (pl. kötőanyag nélküli mechanikai stabilizáció, illetve folytonos szemeloszlású zúzottkő alapréteg) Ráadásul az egyes rétegek lehetséges vastagságát azok építésére vonatkozó technológiai előírások rögzítik. (Pl.: mechanikai -, cementes stabilizáció) Így a méretezés általában valamilyen rétegrend megválasztása mellett, annak egyik rétegcsoportjának vastagság meghatározására korlátozódik. Terhelés az úton haladó járművek által okozott igénybevétel. Ennek számításakor kell a legtöbb átlagolást, elhanyagolást alkalmaznunk. Az úton eltérő típusú járművek haladnak és terhelésük is jelentősen eltérhet. (Még az azonos típusú gépkocsi is lehet üres vagy rakott, a rakott szállíthat szigetelő lapokat, fát, vagy vasanyagot.) Ezért kialakult gyakorlat, hogy minden ország rögzíti a méretezési egységtengely-súlyt. A különböző gépjárművek által okozott terhelést erre az egységtengely értékre számítják át (az átszámítás elvét a későbbiekben ismertetjük). Forgalom figyelembe vétele az útkategóriának megfelelő tervezési időszak alatt lefutó forgalomnagyság meghatározását jelenti. Még néhány alapfogalommal kell még megismerkedni. Tervezési élettartam: Az útpályaszerkezet tervezett működőképességi ideje, az a tervezett időtartam, amelyen belül a pályaszerkezet a tervezett forgalmat megfelelő szolgáltatási szint biztosítása mellett képes elviselni. A forgalomba adás időpontjától számított "t" év eltelte után lehet szükség az útpályaszerkezet újbóli megerősítésére. Ezen időtartam letelte után ugyanis a pályaszerkezet gyors leromlása, korlátozott használhatósága várható. Megengedett tengelyterhelés: Az útpályaszerkezetek túlterhelésének és élettartammegrövidülésének korlátozása érdekében megszabott legnagyobb tengelyterhelés. Ezen terhelésnél kisebb tengelysúlyú járművek korlátozás nélkül közlekedhetnek az úthálózaton. A megengedett tengelyterhelésnél nagyobb tengelysúlyú járművek mozgását általában minden ország korlátozza, illetve túlsúlydíj megfizetése mellett engedélyezi. Jelenleg Magyarországon, az Európai Unióval harmonizáltan, egyestengely esetén 115 kN. Ez nem függ össze a méretezési egységtengely értékével. Egységtengely: A méretezés végrehajtására alkalmasan megválasztott tömegű nehéz tengely, hazánkban, több európai országhoz hasonlóan, ez 100 kN. A forgalomban résztvevő eltérő terhelésű tengelyek áthaladási számait a méretezéshez a tervezési élettartam alatt a 100 kN terhelésű egységtengelyek áthaladási számára kell átszámítani.


2

Egységtengely átszámítási szorzó: A szerkezetek esetén általában a fáradási tönkremenetelt vesszük a méretezés során figyelembe. Az anyagok fáradását log-log léptékű koordinátarendszerben tudjuk egyenessel jellemezni. Ez azt is jelenti, hogy a terhelés növekedésének aránya valamilyen hatványnak megfelelő mértékében csökkenti az élettartamot. (pl.: aszfaltok esetén ez 4-6-ik, betonok esetén 12-ik hatvány) Az arányszámot a tengely tényleges súlya és az egységtengely súly hányadosát a megfelelő hatványra emelve határozzuk meg. (T/Et)x Az úton ráadásul nem egyedi tengelyek, hanem járművek, jármű szerelvények haladnak. Az egységtengely átszámítási szorzó, a szerkezetnek megfelelő hatványkitevő figyelembe vételével adja meg, hogy egy több tengelyes, különböző tengelyterhelésű jármű összességében mennyi 100 kN-os tengelynek megfelelő igénybevételt okoz. Így egy járműkategóriára kerül meghatározásra egy – egy átszámítási szorzó. Méretezési járműkategóriák: Amint az egységtengely átszámítási szorzónál leírtuk, az igénybevétel nagysága és hatása a megfelelő hatvány szerint változik. A 100 kN nagyságú egységtengelyt alapul véve, 15 kN nagyságú tengelyterhelésből (100/15)4 - (100/15)6 » 1975 – 87791 darab haladhat át, hogy éppen egy 100 kN-os tengelynek megfelelő hatást érjen el. A számokból látható, hogy egy ilyen jármű figyelembevétele, vagy elhagyása 5 tízezred és 1 százezred közötti eltérést okoz. Ebből következik, hogy a kis tengelysúlyú járművek hatását elhanyagolhatjuk. Ezért a méretezés során csak a 70 kN-nál nagyobb össztömegű járművek mennyiségét vesszük figyelembe. Egységtengely-áthaladási szám: A pályán az egyik irányban haladó, különböző tengelysúlyú nehéz járművekből álló forgalom fárasztó hatásával azonos hatású darabszám, amelynél a 100 kN (F100) súlyú egységtengelyek áthaladásai ugyanakkora fárasztó hatást jelentenek a pályaszerkezetre, mint a valóságos forgalomban szereplő összes jármű hatása. Lényegében a járműkategóriánként meghatározott forgalom darabszáma az egységtengely átszámítási értékkel megszorozva. Tervezési forgalom (TF): Az az egységtengely áthaladási szám, amely a méretezendő új vagy megerősítendő úton a "t" év tervezési élettartam alatt az egyik irányban áthalad. Meghatározása a várható forgalom előrebecslésével történik. Forgalmi terhelési osztály: A tervezési forgalom értékek hét meghatározott osztályköze az érvényes méretezési utasítás, illetve szabvány szerint A, B, C, D, E, K és R betűkkel jelölve. A különböző pályaszerkezetek méretezését az alábbi Útügyi Műszaki Előírások szabályozzák: ÚT 2-1.202 Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezése és megerősítése ÚT 2-3.211 Betonburkolatú és kompozitburkolatú útpályaszerkezetek méretezése ÚT 2-3.205 Kő- és műkő burkolatok építése ÚT 2-1.503 Kisforgalmú utak pályaszerkezetének méretezése


3

4.2. Méretezési rendszerek Az útpályaszerkezet méretezésére alapvetően három megközelítés alkalmazható: Ø Empirikus: a tapasztalati úton szerzett ismeretek, o római utak esetén fontos tapasztalat volt, hogy a fagyhatár alá kell az alapréteget építeni, o McAdam felismerte, hogy elsősorban a vizet kell távol tartani, illetve kialakította a megfelelő rétegrendet Ø Szemi empirikus: megépített utak folyamatos megfigyelése és mérések o amerikában az 1900-as évek elején CBR rendszer kialakítása a talajteherbírás mérése és a forgalom alatti tönkremenetel megfigyelése alapján történt, o AASHO kísérlet, majd egyenértékvastagságon alapuló méretezési rendszer, 1968-ban nagyszámú pályaszerkezeti változatot építettek, amin műforgalom járt. Ø Mechanikai: A pályaszerkezeti rétegek mechanikai tulajdonságai alapján o Boussnesque (1885, homogén féltér), o Westegard (1923, merev burkolat); o Burmister (1943, kétrétegű homogén tér), o Számítógépes (BISTRO,BISAR, DAMA, ALISE, NOAH, stb.) Általában azonban a könnyebb használhatóság érdekében kialakultak a típus pályaszerkezetek, amit azután katalógusba foglaltak pl. aszfalt és félmerev pályaszerkezetek méretezésére jelenleg katalógus rendszer van érvényben, a katalógusban szereplő szerkezetek vastagságainak meghatározása viszont mechanikai számítás alapján történt.

4.3. Méretezés folyamata A pályaszerkezet méretezés során a tervezőnek az alábbi lépéseket kell végrehajtania: Ø el kell dönteni a pályaszerkezet típusát, Ø meg kell határozni a méretezési, tervezési forgalmat, Ø meg kell állapítani vagy a geotechnikai szakvélemény alapján kell meghatározni a földmű tervezési teherbírását, Ø ki kell választani a megfelelő alaprétegű típus-pályaszerkezetet, Ø a szerkezetet ellenőrizni kell fagykár szempontjából.

4.3.1. Pályaszerkezet típus megválasztása A hajlékony, félmerev, merev vagy betonkő burkolat típus közötti választást a · várható igénybevétel, forgalom, · környezeti feltételek, · gazdaságossági megfontolások, · a pályaszerkezet ütemezett kiépítési igénye, · a beruházó, üzemeltető követelménye, igénye alapján lehet megtenni.

4.3.2. A tervezési forgalom meghatározásának lépései 4.3.2.1. Tervezési élettartam Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

4

Az ajánlott „t” tervezési élettartamot a méretezési előírások rögzítik, azt az alábbi 1. táblázatban mutatjuk be. 4.1. táblázat Kisforgalmú utak

Útkategória

Hajlékony és félmerev

Beton és kompozit

Kő- és műkő

Autópályák, városi főutak Országos főutak Országos és városi mellékutak

20

40

-

-

15

30

-

-

10

(30)*

10

10

* Elméleti érték, jelenleg mellékutakra nem ad javaslatot az előírás

4.3.2.2. Átlagos napi forgalom meghatározása: Az országos közúthálózat forgalmát folyamatosan figyelemmel kísérik, a hálózat elemeinek, szakaszainak forgalmi adatait minden évben közzéteszik. Az 1. ábra ennek részletét mutatja be. (A közút és számláló állomás adatai után kihagytuk azokat a járműkategóriákat, amelyek a pályaszerkezet teherbírási méretezéséhez nem szükségesek.) A táblázat utolsó hat oszlopa tartalmazza a méretezéshez szükséges járműkategóriák Átlagos Napi Forgalmát (ÁNFi). Ez a forgalom „jármű darab/nap” dimenzióban szerepel a táblázatban. Autóbusz

A számlálóállomás Közút száma

Útkategória

Megye

Pest 10 Elsőrendű főút

szelvénye [km]

10+ 705 16+ 000 20+ 150 23+ 700 31+ 936 megyei átlagérték Komárom-Esztergom31+ 936 34+ 050 37+ 850 38+ 700 42+ 700 47+ 000 55+ 000 58+ 200 61+ 000 67+ 000 75+ 500 megyei átlagérték

útvonal átlagérték

érvényességi szakaszának határszelvényei hossza [km] [km] [km]

10+ 682 14+ 529 18+ 694 21+ 202 25+ 929

14+ 529 18+ 694 21+ 202 25+ 929 31+ 936

31+ 936 32+ 599 35+ 352 38+ 514 39+ 282 44+ 822 51+ 525 57+ 845 59+ 000 61+ 750 71+ 568

32+ 599 35+ 352 38+ 514 39+ 282 44+ 822 51+ 525 57+ 845 59+ 000 61+ 750 71+ 568 75+ 512

3,847 4,165 2,508 4,727 6,007 21,254 0,663 2,753 3,162 0,768 5,540 6,703 6,320 1,155 2,750 9,818 3,944 43,576 64,830

forgalmi sávok száma

2x1 2x1 2x1 2+1¨ 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1 2x1

Tehergépkocsi pót- nyer- speciegyes csuklós nehéz kocsis ges ális [j/nap] [j/nap] [j/nap] [j/nap] [j/nap] [j/nap] (3) (4) (6) (7) (8) (9)

236 212 176 139 207 194 207 130 203 188 103 105 147 172 97 61 57 110 137

165 1297 148 672 89 571 108 415 83 451 117 654 83 451 86 271 81 321 52 579 42 112 39 245 47 319 55 396 45 113 34 170 1 52 44 216 68 360

352 315 221 293 208 275 208 213 161 220 131 194 196 204 185 158 157 174 207

294 301 229 309 267 283 267 218 187 287 220 243 245 266 178 210 187 220 241

11 2 15 3 16 9 16 5 3 4 3 6 2 4 14 8 1 5 7

4.1. ábra: A 2005. évi Országos Közúti Forgalomszámlálás adatainak részlete (teherbírási méretezéshez szükséges adatok bemutatása Amennyiben a méretezendő útszakasz több számlálóállomás érvényességi szakaszára esik, akkor az ÁNF értékeket a szakaszhossz arányában kell átlagolni. Erre mutat példát a 2. ábra. Tervezési szakasz: Komárom – Esztergom Megye, 10. sz. főút 33+000 – 37+000 kmsz


5

Autóbusz

A s z á ml á l ó á l l o má s szelvénye [km]

érvényességi szakaszának forgalmi határszelvényei hossza sávok száma [km] [km] [km]

Tehergépjárművek

egyes csuklós nehéz

nyerge s

speciális

[j/nap]

[j/nap]

[j/nap]

[j/nap]

[j/nap]

[j/nap]

rész hossz

(3)

(4)

(6)

(7)

(8)

(9)

[km]

34+050

32+599

35+352

2,753

2x1

130

86

271

213

218

5

37+850

35+352

38+514

3,162

2x1

203

81

321

161

187

3

160

84

292

192

205

4

súlyozott átlag :

Tervezési szakaszt érintő

pótkocsis

2,352 1,648

hossz arány

59% 41%

4.2. ábra: A nehézjármű forgalom tervezési szakasznak megfelelő súlyozása Természetesen a súlyozás helyett, főleg hosszabb útszakaszok esetén - lehetőség van a tervezési szakaszon belüli eltérő forgalmú szakaszok egyedi figyelembe vételére, így a azokat forgalmuknak megfelelően egyedileg lehet méretezni. Erre általában akkor van szükség, ha a szakasz, méretezési forgalma alapján, más forgalmi terhelési osztályba kerül. A táblázatban szereplő méretezéshez használandó ún. összevont járműkategóriák mellett a főhálózat speciális számlálóállomásainak részletesebb mérési adatai alapján lehetőség van részletes járműkategóriák, esetleg konkrét tengelysúly eloszlás alapján is a méretezési forgalmat számítani. Ezt az ÚT 2-1.202 előírás tartalmazza, itt nem térünk ki rá. Mivel a forgalomszámlálás a már meglévő hálózat forgalmát határozza meg, ezért az abból számított tervezési forgalom alapvetően az úthálózat elemeinek burkolaterősítéséhez használható fel. Mit lehet tenni új utak, új nyomvonalon vezetett utak esetén? · Ilyenkor meg kell határozni a meglévő hálózatról átterhelődő forgalom nagyságát. Ezt vagy egyszerűen megbecsült aránnyal pl.: átkelési szakaszt kiváltó települést elkerülő utak esetén, vagy pedig ún. analitikus forgalom-előrebecslő, ráterhelő programmal tehetjük meg. · Nagy területegységeket – régió, országrészek, stb. – összekötő új hálózati elemek esetén analitikus forgalom-előrebecslő, ráterhelő programot használunk. · Különböző nagylétesítmények bevezető útjai esetén, az üzemeltető tudja megadni a napi szállítási mennyiségeket és a szállítójárművek típusát, ami alapján a forgalmi méretezés elvégezhető. 4.3.2.3. A jövőbeni forgalom számítása, előrebecslés: Amennyiben az útszakaszra nem áll rendelkezésre az analitikus forgalom-előrebecslő, ráterhelő programmal meghatározott forgalom, akkor az ÚT 2-1.118 előírás alapján lehet a forgalom-előrebecslést elvégezni. A forgalom nagysága, eloszlása folyamatosan változik. A közúti forgalomszámlálás adatai illetve analitikus előrebecslés alapján határozták meg az országos úthálózatra vonatkozóan, megyénként és útkategóriánkét a jövőbeni várható forgalomnagyság meghatározásához használható függvényparamétereket. Azokat az előírás melléklete, a 3. ábra táblázatához hasonló formában tartalmazza.


6

3.a Komárom - Esztergom megye / I.rendű főutak Paraméterek

Járművek Személygépkocsi (OSZGK, SZGK, KTGK)

Autóbusz (OBUSZ, BUSZE, BUSZCS)

Tehergépkocsi (OTGK, KNTGK, NTGK,

a

b

c

-0,00000170

-0,000056

0,0331

0,00002051

-0,000712

0,0182

0,00001760

-0,000180

0,0375

-0,00000387

0,000135

0,0007

0,00001551

-0,000146

0,0339

POTKTGK, NYSZER, SPEC)

Motorkerékpár (MKP)

Nehézjárm ű (ONGJ)

4.3. ábra: A forgalom-előrebecslés függvényparamétereinek táblázata (ÚT 2-1.118 alapján) A forgalom-előrebecslést mindig valamilyen alapév forgalmi adatai alapján, az alapévtől kezdődően lehet elvégezni. Az ÚT 2-1.118:2005 Útügyi Műszaki Előírás szerint számítható hoszszú távú szorzó függvényének általános alakja

f = a × x3 + b × x2 + c × x + d ahol: x a, b, c d f

az előrebecslés éve – 2000 (A 2005. évi utasítás alapéve 2000.) a táblázat megfelelő járműkategória szerinti paraméterei mindig 1,0 a járműkategória 2000+x. -évre vonatkozó fejlődési szorzója

Az előrebecsléshez mindig a rendelkezésre álló utolsó forgalomszámlálás adatait kell felhasználni. Az adatokat előbb az alapévre kell visszaszámolni, majd a visszaszámított adatok alapján kell a tervezési időszak középső évére számítani a fejlődési szorzókat. Azért a középső évre, mert a teljes tervezési időszak alatt lefutó forgalmat a középső év, mint átlagos forgalomnagyság és a tervezési élettartam szorzataként állítjuk elő. Az élettartam tényleges középső évének meghatározásához szükség van a forgalomba helyezés évének ismeretére is. Példaként vizsgáljuk a már bemutatott 10. sz. főút megadott szakaszát, 15 éves tervezési élettartammal és 2007. évi forgalomba helyezéssel. Az ÚT 2-1.118 előírás szerint, a pályaszerkezet méretezéshez az összevont nehézgépjármű kategória paramétereit kell használni, így a méretezéshez egy forgalomfejlődési szorzó keletkezik mindegyik járműkategóriában. Forgalomszámlálás éve: Forgalomba helyezés: Tervezési élettartam: Méretezés középső éve:

2005. 2008. 15 év 2016. (15 év esetén 8. )

Előbb a 2000. évre visszaszámolás: (x = 2005 – 2000 = 5)

f 2005 / 2000 = 0,00001551 × 53 - 0,000146 × 5 2 + 0,0339 × 5 + 1 = 1,17 A 2016. évre vonatkozó érték: (x = 2016 – 2000 = 16)


7

f 2016 / 2000 = 0,00001551 ×16 3 - 0,000146 ×16 2 + 0,0339 ×16 + 1 = 1,57 Ezek után a 2005. évi forgalomszámlálás adataihoz

f 20016 / 2005 =

f 2016 / 2000 1,57 = = 1,34 f 2005 / 2000 1,17

fn = 1,34 nehézgépjármű fejlődési szorzót

kell használni! 4.3.2.4. Egységtengely szorzók: Az ÚT 2-1.202 „Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezése és megerősítése” előírás tartalmazza az összevont (F1.1. táblázat)és részletes járműkategóriák (F1.1. ábra) egységtengely átszámítási szorzóit (ei). Ezeket a 4. ábra mutatja be. Az ÚT 2-3.211 „Betonburkolatú és kompozitburkolatú útpályaszerkezetek méretezése” előírás ugyanezeket a járműátszámítási szorzókat használja az egységtengelyre való átszámításhoz, azonban az aszfalt és beton fáradási egyenesének különbözősége miatt – az aszfalt fáradási élettartam egyeneséből számítható kitevő kb. 5, ezzel szemben a beton esetén a kitevő 12 – az ei értékeket módosítva kell alkalmazni.

ebet _ i = ei2 , 4 Ezzel a módosított átszámítási tényezővel kell a betonburkolatok esetén számolni. Lényegében ezzel a módosítással az egynél kisebb egységtengely szorzóval rendelkező járművek „rongáló hatása” csökken, az összes többié pedig nő! ( 0,62,4 = 0,29 illetve 1,32,4 = 1,88 )

4.4. ábra: Az egységtengely járműátszámítási szorzói az összevont és részletes járműkategóriák esetén (ÚT 2-1.202:2003 alapján) Amennyiben a részletes tengelysúly adatok ismertek (tengelysúly mérőállomás adatai alapján), akkor lehetőség van azok egységtengelyre való átszámítására, amit a hányadosok hatDr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

8

ványainak összegzésével kapunk meg (eT). Ebben az esetben az egyes tengelysúly kategóriákhoz egyéb korrekciós tényezőt – abroncs típus illetve guminyomás – is alkalmazunk.

æ T eT = å çç AFi × BN i × i Te è

5

ö ÷÷ = ø

T ö æ å çè AFi × BN i × 100i ÷ø

5

ahol: AFi az i-edik tengelysúly kategória abroncstípus korrekciós tényezője BNi az i-edik tengelysúly kategória guminyomás korrekciós tényezője Természetesen betonburkolat esetén az 5 értékű kitevő 12-re változik. 3.2.5. Az útpálya keresztmetszetével kapcsolatos tényezők: A forgalmi adatok mellett az útpálya keresztmetszetével kapcsolatos - burkolatszélesség, sávok száma – tényezőket is figyelembe kell vennünk. „r” irányszorzó segítségével tudjuk a kétirányú forgalmat együtt tartalmazó ÁNF keresztmetszeti forgalomból a méretezéshez figyelembe veendő forgalmat meghatározni. r = 1,0 - amennyiben a burkolat szélessége £5 m, mert ebben az esetben két irányú forgalom azonos nyomon halad r = 0,5 - két vagy több forgalmi sávos utakon, illetve az olyan egy sávos úton, ahol a burkolatszélesség ≥5 m-nél és a nehézgépjármű forgalom irányonkénti megoszlása 50-50 %. r = 0,5 – 1,0 - abban az esetben, ha a nehézjármű forgalom irányonkénti megoszlása 50-50 %-tól eltér. Értéke a nagyobb nehézgépjármű forgalom arányának megfelelő. „s” sávszorzó, az egyik irányban rendelkezésre álló sávok számát veszi figyelembe. Aszimmetrikus keresztmetszet esetén a kisebb sávszámot kell figyelembe venni. s = 1,0 - egy forgalmi sávos úton, illetve irányonként egy vagy két forgalmi sáv esetén s = 0,9 - egy irányban három vagy több forgalmi sáv esetén 4.3.2.6. Biztonsági tényező: A járművek tengelysúlyait statikus állapotban mérjük, a dinamikus mérésű WIM állomások eredményei is a statikus értékre vannak korrigálva. A burkolaton haladó járművek mozgás közben, a rugózott kocsiszekrény lengése miatt a statikus terhelésnél nagyobb igénybevételt okoznak. Az 1,25 értékű biztonsági tényező segítségével elsősorban ezt a „dinamikai többletet” vesszük figyelembe. 4.3.2.7. Tervezési forgalom számítása: Az előzőekben bemutatott részleteket egységbe foglalva tudjuk meghatározni a TF tervezési forgalmat: TF = 1, 25 × 365 × t × r × s × å f i × ÁNFi × ei

4.3.3. A forgalmi terhelési osztályok megállapítása Új pályaszerkezet tervezése esetén a 2.2.7. pont szerint kiszámított forgalom alapján határozzuk meg a forgalmi terhelési osztályt. A terhelési osztályok határértékeit és megnevezéDr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

9

seit a 2a. táblázat mutatja be, ezeket az osztályokat alkalmazzuk az ÚT 2-1.202, ÚT 2-3.211 és az ÚT 2-3.205 előírások szerinti új burkolat méretezések során. Az 2a. táblázatban szereplő „A” osztály alsó határánál – 30 000 Et – kisebb forgalom esetén az ÚT 2-1.503 „Kisforgalmú utak pályaszerkezetének méretezése” előírást kell alkalmazni. Abban két forgalmi terhelési osztályt különböztetünk meg, a 2b. táblázat szerinti határokkal.

4.2a. táblázat

Jel A B C D E K R

Forgalmi terhelési osztály Nagyon könnyű Könnyű Közepes Nehéz Nagyon nehéz Különösen nehéz Rendkívül nehéz

Tervezési forgalom, TF (F100, 106 db) 0,03 0,1 0,1 0,3 0,3 1,0 1 3 3 - 10 10 - 30 30 -

4.2b. táblázat

Jel A1 A2

Tervezési forgalom, TF (F100, 103 db) - 20 20 - 30

4.3.3. A földmű teherbírásának meghatározása 4.3.3.1. Talaj méretezési teherbírása: A méretezést a mértékadó terhelésekre és a legkedvezőtlenebb estekre végezzük. Ennek megfelelően a talaj teherbírási modulusát is az élettartam alatt előforduló legkedvezőtlenebb állapotnak megfelelően kell meghatározni. Az új pályaszerkezetek katalógusában szereplő szerkezeteket E2 = 40 MN/m2 talajteherbírás figyelembevételével számolták. Tehát ezt az értéket a legkedvezőtlenebb, átnedvesedett állapotú földműnek (általában a tavaszi átázott állapot) is biztosítania kell. A feltételezés szerint ez abban az esetben lehetséges, ha az építéskor - elvileg optimális állapotban - a földmű teherbírása legalább E2 = 50 MN/m2! 4.3.3.2. Talaj teherbírási modulus meghatározása: A talaj mértékadó teherbírási modulusát alapvetően a tervezési terület geotechnikai vizsgálata, feltárása alapján kell meghatározni, lehetőleg helyszíni illetve laboratóriumi vizsgálatokkal. Mivel ez nem minden esetben biztosítható, ezért az ÚT 2-1.202 előírás alapján az A, B és C forgalmi terhelési osztály esetén, a tervezés során laboratóriumi vizsgálat hiányában megengedett az előírás 2. táblázatában talajosztályonként megadott teherbírás figyelembe vétele. Ezt a táblázatot az 5. ábra mutatja be. A D, E, K és R forgalmi terhelési osztályok esetén laboratóriumi vizsgálatot kell végezni. A feltételezett legkedvezőtlenebb állapotot a (wopt + Dw) víztartalommal kell „előállítani”. A Dw többlet víztartalom nagyságát is az 5. ábra táblázata tartalmazza. A mértékadó teherbírási modulust ezzel a többlet víztartalommal előállított laboratóriumi mintán kell mérni, kivéve azt az esetet, ha más módon rendelkezésre áll a legkedvezőtlenebb tömörség és víztartalom érték.


10

A talaj teherbírási modulusát az MSZ 2509-3 szabvány szerint közvetlenül, vagy az MSZ 2509-2 szerint CBR vizsgálattal lehet meghatározni. Amennyiben CBR vizsgálat történik, akkor a kapott értéket az E 2talaj = 10 × CBR 2 / 3 [MN/m2]

tapasztalati képlet segítségével lehet a talaj méretezési teherbírási modulusát számítani.

.

4.5. ábra: Az ÚT 2-1.202 előírás 2. táblázata a tájékoztató teherbírási modulusok értékeivel Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

11

4.3.3.3. Teherbírás javítása: Amennyiben az úttükör felületén építéskor az E2 = 50 MN/m2 talajteherbírás nem biztosítható, akkor javítóréteg építését kell előirányozni! A talaj mért teherbírási modulusa függvényében a javítóréteg vastagsága a 6.ábra alapján határozható meg.

4.6. ábra: Az ÚT 2-1.202 előírás ábrája, a javítóréteg vastagságának meghatározásához 4.3.3.4. Fagyvédő réteg alkalmazása: A kiválasztott pályaszerkezetet fagyvédelem szempontjából is ellenőrizni kell. Ezt az ÚT 2-1.222 előírás alapján lehet elvégezni. Amennyiben az ellenőrzés alapján fagyvédő réteg építésére szükség van, akkor azt meg kell tervezni. Amennyiben a javítóréteg anyaga eleget tesz a fagyvédő rétegre vonatkozó előírásoknak, úgy annak vastagsága beszámítható a fagyvédő réteg vastagságába. Ez a kapcsolat fordítva is igaz, amennyiben fagyvédő rétegre van szükség, és annak anyaga olyan, hogy a beépített tömörített felületén biztosítható az elvárt teherbírás, akkor az egyúttal a javítóréteg funkcióját is ellátja. Fontos, hogy a javító/fagyvédő réteg felülete a finom földmű-tükör, ennek megfelelően, annak oldalesése a burkolat felszín oldalesésével megegyező legyen. Amennyiben a földmű felületének oldalesése eltérő, akkor a legvékonyabb helyen kell meglennie a méretezett vastagságnak. A változóvastagságú réteget is egyenletes tömörségűre kell készíteni.


12

4.3.4. A megfelelő alaprétegű típus-pályaszerkezet kiválasztása A fentiekben bemutattuk a tervezési forgalom, illetve forgalmi terhelési osztály meghatározását. A pályaszerkezet típusát már szintén ki kellett választani. Ezek ismeretében a következő lépés az alapréteg típusának megválasztása. A méretezési katalógus azonos forgalmi terhelési osztályba tartozó típus pályaszerkezetei az eltérő alaprétegek mellett is egyenértékűek, így a tervező a méretezési eljárás során viszonylag szabadon választhatja ki a pályaszerkezeti típusok közül a tervezési forgalomnak megfelelő teherbíró képességű szerkezetet, amelyik az adott helyen műszaki és gazdaságossági szempontból a legelőnyösebb. A méretezési forgalomnak megfelelően kiválasztott pályaszerkezet, megfelelő kivitelezés esetén, a tervezési élettartam alatt a forgalmat úgy képes elviselni, hogy csak a normál fenntartási feladatokat kell elvégezni. A típus pályaszerkezet alaprétege több szempont · klimatikus és hidrogeológiai adottságok, · helyi anyagok alkalmazása, · építési forgalom figyelembevétele, · környezetvédelmi szempontok, · fenntartási munkák ütemezése alapján választható ki. A különböző szerkezet típusok egy – egy katalógus lapját a 7a – 7c. ábra mutatja be. Természetesen vannak olyan szerkezetváltozatok, amelyek csak meghatározott forgalmi terhelési osztályig alkalmazható, mert a felett már olyan rétegrend alakulna ki, amelyet gazdaságosan nem lehetne megépíteni. (pl. 40 – 50 cm vastag melegaszfalt rétegek)

4.7a. ábra: Aszfalt típus-pályaszerkezet hidraulikus kötőanyagú alapréteggel az ÚT 2-1.202:2005 katalógus lapja


13

4.7b. ábra: Beton típus-pályaszerkezet cement kötőanyagú alapréteggel az ÚT 2-3.211:2006 katalógus lapja

4.7c. ábra: Kompozit típus-pályaszerkezet cement kötőanyagú alapréteggel az ÚT 2-3.211:2006 katalógus lapja


14

4.7d. ábra: Típus-pályaszerkezet hidraulikus kötőanyagú alapréteggel az ÚT 2-1.503:2006 katalógus lapja

4.4. Meglévő pályaszerkezet erősítése A 3.4. pontban már megfogalmaztuk, hogy a méretezési forgalomnak megfelelően kiválasztott pályaszerkezet, megfelelő kivitelezés esetén, a tervezési élettartam alatt a forgalmat elviseli és ez idő alatt csak a normál fenntartási feladatokat kell elvégezni. Természetesen a tervezési élettartamon belül is bekövetkezhet fokozott tönkremenetel, mint ahogyan az is előfordul, hogy a tervezési élettartamot lényegesen meghaladó ideig is megfelelő állapotban üzemeltethető a burkolat. Azonban előbb vagy utóbb teljesítőképessége kimerül, így felújításra, erősítésre van szükség. Hasonló eset az, amikor tudatosan az ütemezett kiépítést veszik alapul, ebben az esetben az előre tervezett időpontban szükséges a burkolat erősítése. A különböző pályaszerkezet típusok eltérő módon kezelhetők az erősítés szempontjából Ø A merev – beton pályaszerkezet – erősítése beton szerkezettel korlátozottan lehetséges, aszfalttal való erősítés megvalósítható. Ø A betonkő elemes burkolatok inkább csak szanálhatók, új szerkezetet kell építeni. Ø Természetes kőből készült burkolatok aszfaltréteggel erősíthetők. Ø Félmerev burkolatok erősítése aszfaltréteggel történhet. Ø Hajlékony burkolatok szintén aszfaltréteg építésével erősíthetők. Az erősítés tervezése során az alábbi lépéseket kell végrehajtani: Ø meg kell határozni az erősítendő pályaszerkezet típusát, Ø elvégzendő a pályaszerkezet állapotértékelése Ø meg kell határozni a méretezési, tervezési forgalmat, Ø számítani kell a szükséges erősítőréteg vastagságot

4.4.1. Pályaszerkezet típus meghatározása Az erősítés tervezése során meg kell határozni az erősítendő út pályaszerkezet típusát, mert az meghatározza az erősítés megvalósítását. A következő típusokat különböztetjük meg: Különösen hajlékony (aszfaltmakadám) pályaszerkezet. Alaprétege zúzottkő, mechanikai stabilizáció vagy más kötőanyag nélküli szemcsés anyag, burkolata hígított bitumenes aszfaltmakadám réteg és/vagy legfeljebb 70 mm-es vastagságú aszfaltbeton réteg. Hajlékony pályaszerkezet Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

15

Alaprétege zúzottkő, mechanikai stabilizáció, más, kötőanyag nélküli szemcsés anyag, aszfaltmakadám, vagy szétrepedezett cementstabilizáció, esetleg összetört betonburkolat. A meglévő aszfaltburkolat vastagsága 70 mm-nél vastagabb hengerelt- vagy öntöttaszfalt, esetleg régi kő, műkő. Félig merev pályaszerkezet Alaprétege hidraulikus kötőanyagú alapréteg (stabilizáció vagy soványbeton), vagy 2-5 m2-es nagyságú darabokban lévő régi betonburkolat, burkolata bármilyen aszfalt vagy kő, műkő. Az ilyen pályaszerkezet megerősítésének méretezése csak olyan esetben végezhető el a behajlási kritérium alapján, ha a megengedett behajlás értéke a méretezési diagram ordinátatengelyén szereplő értéktartományba esik. Merev pályaszerkezet Nem darabokra összetört régi betonburkolat. Az ilyen pályaszerkezet megerősítésének méretezése speciális feladat, ezért ezt itt nem tárgyaljuk.

4.4.2. Pálya állapotértékelése Az erősítendő útburkolatot geodéziailag fel kell mérni, valamint figyelembe kell venni több más paramétert is, amelyek a teherbírást és a beavatkozás technológiai megoldásának kiválasztását befolyásolják. 4.4.2.1. Hiba felvétel: El kell végezni a pálya felületi hibáinak megfelelő részletességű dokumentált vizuális és/vagy műszeres felvételét. A hibafelvétel eredményeit a felület előkészítésének tervezése során figyelembe kell venni. A felületi hibákat az előfordulás helye szerint fel kell jegyezni. Jellegzetes hibák lehetnek, például: · alakváltozás (gyűrődések: széleken/fékezési helyeken, süllyedések, keréknyomvályú, torz egyenetlenség), · repedések (kereszt- vagy hosszrepedés, átlós repedés, mozaikos repedés, burkolatszélrepedés, törés, összedolgozási hiba, szabálytalan repedés, csúszási repedés, közműárok feletti repedés), · bomlás (kipergés, hámlás, kátyú, kopás, leválás), · hosszirányú egyenetlenség, · izzadás (bitumenfelesleg), · bitumenszegény ("száraz") felület, elöregedett aszfalt, · nyitott felület (pl. fészkes foltok), · hólyag. Nem elegendő azonban az állapot, illetve a hibák „gépies” rögzítése. Az eredmények alapján a lehető legpontosabban kell meghatározni az úthibák okait, az ebből levont következtetéseket figyelembe kell venni a pálya megerősítésének tervezése során. 4.4.2.2. Vízelvezetési rendszer értékelése: El kell végezni a padkák, szegélyek, vízelvezető árkok, folyókák, surrantók, csatornák, átereszek, más műtárgyak állapotának felvételét, az állapotértékelés alapján a felszíni vízelvezetési rendszerben szükséges módosítását tervezni kell. Meg kell vizsgálni a pályaszerkezet alatti víztelenítés (hossz-, keresztszivárgás, padka alatti vízkivezetés, földmű oldalesés, eredő esés) állapotát is. A vízelvezetési rendellenességek okait fel kell tárni. Meg kell határozni a talajvíz/rétegvíz szintjét és meg kell vizsgálni a vízbefogadó működését, és belvíz előfordulási lehetőségét. Ameny-


16

nyiben az állapotfelvétel során a vízelvezetés/víztelenítés hiányossága, rendellenessége kerül megállapításra, első ütemben ennek kijavítása javasolt, és az ezt követő teherbírásmérés alapján kell a pályaszerkezet megerősítését megtervezni. 4.4.2.3. Pályaszerkezet felépítésének meghatározása: A pályaszerkezet rétegfelépítését fúrás, kivágás, illetve feltárás alapján, vagy pedig roncsolás mentes (pl. georadaros) méréssel kell határozni. A fúrással vagy kivágással vett mintákból a rétegek vastagsága és típusa, valamint együttdolgozásuk mértéke állapítható meg. Azon rétegek feltárása, amelyekből magmintát nem lehet venni, a padka felől kutatóárokkal történhet (pl. hidraulikus kötőanyagú stabilizáció, kötőanyag nélküli szemcsés rétegek). A felépítés meghatározása során információt kell kapnunk Ø az eredeti pályaszerkezet rétegfelépítéséről és a rétegek anyagminőségéről, Ø rétegek oldaleséséről, profilhelyességről; Ø a meglevő szélesítésről; Ø lehetőleg a kötőanyag nélküli szemcsés alapréteg (védő réteg) összetételéről, fagyveszélyes voltáról; Ø a földmű felső rétegének anyagááról, Ø a padka anyagról. 4.4.2.4. Pályaszerkezeti réteg(ek) vizsgálata: A réteg(ek) anyagának egyes összetevőit alkalmasság szempontjából (ásványi váz, kötőanyag), szükség esetén értékelni kell. Ha az F igénybevételi kategóriába tartozó, felújítandó, illetve megerősítendő pályán a keréknyomvályú mélysége a 15 mm-t eléri vagy meghaladja, akkor a meglévő aszfaltréteg(ek) plasztikus deformációs hajlamát meg kell vizsgálni és, szükség esetén dönteni kell a hibás réteg(ek) eltávolításáról. Meg lehet határozni a réteg merevségi modulusát, szilárdságát. Meg kell vizsgálni, hogy a meglévő kötőanyag nélküli szemcsés alaprétegek fagyveszélyességi szempontból megfelelők-e, kielégítik-e az ÚT 2-1.222 útügyi műszaki előírás ide vonatkozó követelményeit mind vastagsági, mind anyagminőségi szempontból. Szükség esetén a fagy- és olvadási károk megelőzésére megfelelő beavatkozásokat (pl. vízelvezetési rendszer javítása, szivárgók építése stb.) kell tervezni és kivitelezni. 4.4.2.5. Földmű vizsgálata: A földmű felső részének talajfajtáját, főként vízelvezetési rendellenességek, süllyedések esetén, részletesen fel kell tárni, vizsgálni és értékelni. 4.4.2.6. Teherbírásmérés: Az ÚT 2-1.202 előírásban az MSZ 2509-4 szerinti kézi billenőkaros behajlásmérő készülékkel vagy a Lacroix-féle teherbírásmérő berendezéssel mért behajlások szerepelnek, és szükséges aszfalt erősítő réteg-vastagság méretezési diagramja csak ezekre érvényes. A Lacroix-féle teherbírásmérő berendezéssel mért behajlások értékei a billenőkaros behajlásmérő készülékre való átszámítás után használhatók. A Lacroix-féle teherbírásmérő berendezés nagyobb teljesítménye és a mért behajlások nagyobb sűrűsége miatt megbízhatóbban lehet a homogén behajlású szakaszokat elkülöníteni. Az ejtősúlyos teherbírásmérő berendezéssel mért dinamikus behajlások átszámítási szorzói ezen műszaki előírásban előírt erősítésméretezési módszerhez nem használhatók, kivéve, ha a megerősítendő szakaszra érvényes dokumentált mérésekkel igazolt átszámítási szorzóval a tervező rendelkezik. Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

17

A behajlásméréseket lehetőleg az elnedvesedés miatti legkedvezőtlenebb tavaszi időszakban, a megerősítést megelőző év tavaszán, március-május hónapokban kell végrehajtani. Az egyéb időpontokban végrehajtott behajlásmérések eredményeit erre a legkedvezőtlenebb időszakra kell átszámítani. Amennyiben a megerősítés előtt a meg lévő pályaszerkezetből réteget/rétegeket távolítanak el, vagy ha az útpályaszerkezet több rétegének vagy egészének felbontásával majd helyszíni átkeverésével felújított rétegeket készítenek, akkor a fogadó felületen a réteg/rétegek eltávolítása után a meg változott teherbírást ellenőrizni, majd a méretezést, szükség esetén, ennek figyelembevételével módosítani kell. Teherbírási elégtelenség esetén az eltávolított aszfaltréteg(ek) pótlása ugyanolyan vastagságú aszfaltrétegekkel nem minősül megerősítésnek, a méretezés eredményéül kapott aszfalt erősítőréteg-vastagságot kell előirányozni. A behajlási adatok alapján az MSZ 2509-4 szerint homogén szakaszokat kell képezni és a homogén szakaszok mértékadó behajlását (sm, mm) kell meghatározni. A mértékadó behajlás (sm, mm) a mért behajlások alapján, az egységtengely terhelésre, +20 oCos aszfaltburkolat-hőmérsékletre átszámított behajlás, amely egy homogén útszakaszon a behajlások alapsokaságát egy értékkel, adott megbízhatósági szinten jellemzi. (MSZ 2509-4).

4.4.3. Méretezési, tervezési forgalom meghatározása Az erősítés számításhoz szükséges forgalmat a 2.2. pontban leírtakkal megegyezően határozzuk meg. Eltérés általában annyi, hogy elsőrendű utak és autópályák esetén is általában maximum 10, esetleg 15 év tervezési élettartamot veszünk figyelelmbe.

4.4.4. Erősítőréteg vastagságának meghatározása 4.4.1. Megengedett behajlás (seng, mm) meghatározása Az útpályaszerkezetek analitikus vizsgálatai azt mutatták, hogy az élettartam kezdetén az egység tengely-terhelés (100 kN) alatt mérhető behajlásérték, a pályaszerkezet fajtájától függően egyértelműen meghatározza a pályaszerkezet tönkremeneteléig lefutó forgalomnagyságot. Ezt az értéket nevezzük megengedett behajlásnak (seng, mm). A megerősített pályán a forgalomba adás előtt legfeljebb ekkora behajlás keletkezhet annak érdekében, hogy a következő leromlási ciklusidő legalább a választott tervezési élettartamnak feleljen meg. A 8. ábra három pályaszerkezet-fajtára (különösen hajlékony alapú, hajlékony alapú, félig merev alapú) fáradási görbéket mutat be. A megengedett behajlás értékét az adott pályaszerkezetfajtához ezen görbék vagy a hozzájuk tartozó képletek alapján határozzuk meg a tervezési forgalom függvényében.


18

4.8. ábra: Az ÚT 2-1.202 előírás ábrája, az seng értékének meghatározásához A különösen hajlékony (aszfaltmakadám) pályaszerkezet esetén a tervezési forgalom legnagyobb értéke csak a TF = 400 ezer (F100) értékig terjed. Ezen egységtengely-átmeneti számon felül már az aszfaltmakadám alap esetén is a hajlékony pályaszerkezetnek megfelelő (középső) görbét kell alapul venni. A megengedett behajlás meghatározását az alaprétegnek megfelelő vonalról a tervezési forgalomnak megfelelő érték leolvasásával vagy az ábrán szereplő görbék egyenlete alapján számítással végezhetjük. Az ábrán bemutatott összefüggés egyenlete:

s eng = a - ( N )

-1 / b

ahol: seng N = F100 a és b

- megengedett behajlás, mm; - 100 kN-os egységtengelyek áthaladási száma; - pályaszerkezet típusától függő állandók: · különösen hajlékony a = 25,0 b = 4,00 · hajlékony a = 14,5 b = 4,55 · félig merev a = 9,0 b = 5,00

(A fenti egyenlet helyett használhatjuk a 8. ábrán feltüntetett logaritmikus egyenleteket is.) 4.4.4.2. Az aszfalt erősítőréteg szükséges vastagságának meghatározása behajlás alapján A szükséges aszfalt erősítőréteg mm-ben kifejezett Dh vastagságát a 9. ábrán bemutatott görbék alapján az seng és sm értékek alapján, homogén szakaszonként kell meghatározni. Az így kapott Dh értékét 5 mm-re felfelé kell kerekíteni.


19

4.9. ábra: Az ÚT 2-1.202 előírás ábrája, a szükséges erősítő aszfaltréteg vastagságának meghatározásához 4.4.4.3. Az aszfalt erősítőréteg szükséges vastagságának meghatározása hatékony aszfaltvastagság alapján: Főként autópályák, gyorsforgalmi utak D, az E, a K és az R forgalmi terhelési osztályba tartozó elhasználódott félmerev pályaszerkezeteinél és nagy forgalmú városi utak beton alaprétegű szerkezeteinél fordul elő, hogy a mértékadó behajlás igen kicsi, a burkolat azonban az élettartam végén már fáradási repedéseket mutat. Ekkor a 7.3.2.2. pontnak megfelelően inkább követhető a behajlás mérés helyett az a módszer, hogy a meglévő régi pályaszerkezetet feltárva, azt a hasonló felépítésű és a megfelelő TF tervezési forgalomhoz tartozó új típuspályaszerkezettel hasonlíthatjuk össze. A meglévő pályaszerkezet rétegfelépítése alapján kell meghatározni, hogy az mely típuspályaszerkezetnek felel meg, a típus-pályaszerkezetek egyes változatai közül meg lévő pályaszerkezet rétegfelépítéséhez legközelebb állót kell kiválasztani. A meglévő pályaszerkezet alaprétegének vastagsága eltérhet az új pályaszerkezet alaprétegének vastagságától. Ha a rendelkezésre álló alapréteg-vastagság nagyobb, mint a típus-pályaszerkezetben adott alaprétegvastagság, akkor azt tartalékvastagságként kell értelmezni. Ellenkező esetben a hiányzó alapréteg-vastagságot aszfalttal pótoljuk, az alapréteg anyagától függő mértékben. A meglévő pályaszerkezet aszfaltrétegeinek elhasználódását, elfáradását, azok állapotától függő, csökkentő tényezőkkel kell figyelembe venni, a csökkentő tényezővel kell a hatékony aszfaltvastagságot számolni. Az aszfalt erősítőréteg szükséges vastagsága nem más, mint az új építésre érvényes típuspályaszerkezetben szereplő aszfaltvastagság, és a meglévő pályaszerkezetben rendelkezésre álló hatékony aszfaltvastagság különbsége. Amennyiben a meglevő pályaszerkezetet nem lehet egyértelműen megfeleltetni egyik típusváltozatnak sem (pl. vegyes rétegfelépítés), akkor az összehasonlító módszer nem alkalmazható. Ebben az esetben a megerősítés méretezést mégis a behajlás mérés, illetve dinamikus teherbírás mérés alapján lehet elvégezni.


20

6. Útpályaszerkezetek alaprétegei Alaprétegek típusai és azok tervezése ÚT 2 – 3.206, ÚT 2 – 3.207 alapján Az alapréteg funkciója a teherelosztó hatás, olyan mértékben, hogy a földműben maradó alakváltozás ne legyen Követelmények : Ø megfelelő teherbírást biztosítson Ø utántömörödés ne jöjjön létre, tehát higított bitumenes réteget nem építhetünk Ø megfelelő geometriával épüljön, az oldalesése egyezzen meg a burkolat oldalesésével, az alapréteg vastagsága a teljes keresztmetszetben legyen állandó Ø nem lehet víz- és fagyérzékeny Ø az építési igénybevételeket károsodás nélkül viselje, számítani kell arra, hogy a következő réteget ezen a burkolaton építik, illetve a további rétegek építéséhez szükséges szállítások is itt történnek Ø aszfaltburkolatban ne idézzen elő reflexiós repedést, a hidraulikus rétegeket ezért hézagolni kell Ø betonburkolat esetén "pumping" hatással szemben ellenálló legyen, ennek megfelelően csak kötőanyagos réteget alkalmazhatunk, vagy a kötőanyag nélküli alaprétegre egy vékony kötőanyagos réteget kell építeni Ø tartós és a gazdaságos legyen Ø vastagsága miatt lehetőleg olcsó, helyi anyagokat kell felhasználni, nem szabad megfeledkezni arról, hogy a teljes pályaszerkezet vastagságnak a felét vagy akár többet is kitesz

6.1.ábra: Különböző talajcsoportok optimális stabilizáció típusa Az 1.ábrán a különböző típusú talajstabilizációk optimális szemeloszlás tartományait mutatja be. Az ábrán szerepel ugyan a bitumenes stabilizáció is, azonban ezt nem alkalmaztuk az elmúlt időszakban, a habosított bitumen alkalmazásával ez a helyzet változhat.


1

Földmű előkészítése, kialakítása A kötőanyaggal nem stabilizált talaj oldalesése legalább 4% legyen. Ha a talajt kötőanyaggal szilárdították, akkor a stabilizált talaj legkisebb oldalesése 2,5% lehet. A talaj nagyobb oldalesése és az alsó alapréteg kisebb oldalesése közötti eltérést lehetőleg a védőréteg (vagy a külön tervezett szűrőréteg) vastagságának változtatásával kell kiegyenlíteni. Az alapréteg alatt és az alapréteg szélétől mindkét oldalon 20-20 centiméterrel túlnyúlóan a védőréteg felső szintjének oldalesése lehetőleg a burkolat oldalesésével legyen azonos. A földmű tömörsége a tervezettnek megfelelő legyen. A földmű koronaszintjén közvetlenül az eltakarás előtt mért teherbíró képesség feleljen meg az ÚT 2-1.202 útügyi műszaki előírás alapján a méretezésnél meghatározottnak, illetve a tervezettnek. A kötőanyag nélküli alaprétegbe jutó csapadékvizek kivezetését a földmű felső részébe épített szemcsés talajjal, vagy ha szükséges, külön vízvezető szűrőréteg tervezésével és építésével kell biztosítani. A szűrőréteg feladata a pályaszerkezetbe szivárgó vizek és páramozgásból lecsapódó vagy oldalról a szűrőrétegbe beszivárgó vizek elvezetése a szivárgókba vagy az oldalárokba. A szűrőréteg a talaj kapilláris vízemelkedését is megszakítja. Szerkezeti kialakítás Az alapréteg szélesebb legyen a burkolatnál. Betonburkolatú pályaszerkezetnél a burkolat alatti alapréteg mindkét oldalon legalább 25 centiméterrel legyen szélesebb a burkolat szélességénél, és az alapréteg mellett a beépítő gép járótalpának egyenletes, teherbíró járófelületet kell biztosítani, ezért az alapréteg mellett mindkét oldalon, megfelelő szemcsés anyagból (pl. a védőréteg anyagából) legalább 25 cm széles feltöltést kell tervezni, kialakítani. Aszfaltburkolatú pályaszerkezet esetében a kötőanyag nélküli alapréteg a legalsó aszfaltrétegnél mindkét oldalon legalább 20-20 centiméterrel, a hidraulikus kötőanyagú alapréteg legalább 10-10 centiméterrel legyen szélesebb. A kötőanyag nélküli alapréteg szélét, és amennyiben a sávhoz további sáv nem csatlakozik, akkor a hidraulikus kötőanyagú alapréteg szélét is, 1:1 rézsűs oldalfelülettel kell kialakítani. Ha a hidraulikus kötőanyagú sávhoz újabb hidraulikus kötőanyagú sáv csatlakozik, akkor a csatlakozás függőleges legyen. KÖTŐANYAG NÉLKÜLI ALAPRÉTEGEK Kötőanyag nélküli alaprétegek típusai, jelölésük: · folytonos szemeloszlású zúzottkő alap FZKA 0/25, FZKA 0/35, FZKA 0/55 · szakaszos szemeloszlású makadám rendszerű zúzottkő alap MZA-8, MZA-10, MZA-12 · mechanikai stabilizáció M20, M50 Alapanyagok ·

Kőzetek: · útépítési zúzott kőanyag · természetes aprózódású kőzet


2

·

·

·

Kavics, homokos kavics: · folyamkavics, homokos kavics · bányakavics, homokos kavics · zúzott kavics Ipari melléktermék: · kohókő · kohósalak · acélmüvi salak Bontott anyag: · bontott beton · bontott aszfalt.

Az alapanyagok alkalmasságát az 1. táblázatban megadott tulajdonságokra előírt követelmények alapján lehet meghatározni. 6.1. táblázat - Alapanyagok alkalmazhatóságának vizsgálatai Tulajdonságok

Kőzet

Összetétel, ásványi összetétel Szemalak Aprózódás Időállóság Környezetszennyezés Finom rész-tartalom Szervesanyag-tartalom Szemeloszlás Tömöríthetőség Legnagyobb szemnagyság, Dmax Fagyállóság** Megjegyzés: + * **

+ + + + + + + + +

Kavics, homokos kavics + + + + -

Ipari melléktermék + + + + + + + + + +

Bontott anyag + + + + + + + *

a tulajdonság vizsgálata szükséges csak az épületbontási anyagok esetében szükséges vizsgálni a tulajdonság vizsgálata nem szükséges csak kétes esetekben

Folytonos szemeloszlású zúzottkő alap A folytonos szemeloszlású zúzottkő alapréteg mindegyikforgalmi terhelési osztályban (A – R) tervezhető. A folytonos szemeloszlású zúzottkő alapréteg anyagának szemnagyságát vagy anyagkeverékének összetételét úgy kell megtervezni, hogy a három előírt szemeloszlási tartomány közül az egyik szemeloszlási tartomány határgörbéi közé essen.. A folytonos szemeloszlású zúzottkő alapréteget a kezdőbetűkkel és az előírt szemeloszlási tartomány legkisebb és legnagyobb szemnagyságával jelöljük: FZKA 0/25, FZKA 0/35, FZKA 0/55. Az alapréteghez alkalmazott anyag kőzetfizikai tulajdonsága legalább a DD kőzetfizikai csoportra előírt követelményeknek. A folytonos szemeloszlású zúzottkő alapréteg keverékében az ipari melléktermékek közül csak kohókő, a bontott anyagok közül csak bontott beton és bontott aszfalt használható. A


3

Átesett %

bontott anyag (bontott beton vagy aszfalt) részaránya az A-C forgalmi terhelési osztályban legfeljebb 50 m%, a D-R forgalmi terhelési osztályban legfeljebb 30 m% lehet. Az anyag vagy anyagkeverék szervesanyag-tartalma legfeljebb 5 m% lehet. Az anyag vagy anyagkeverék legnagyobb laboratóriumi térfogatsűrűségét és a legkedvezőbb tömörítési víz tartalmát meg kell határozni. A laboratóriumi legnagyobb száraz térfogatsűrűséget (rdmax) és legkedvezőbb tömörítési víztartalmat (wopt) a módosított Proctorvizsgálattal kell meghatározni. 100 90 75

80 70 50

35

40

22

30

0

45

FZKA 0/25

29

45

15

20 10

75

55

60

9

5

2

30

8 13

0,063

1

20 2

4

8

16

31,5

Átesett %

6.2.ábra: FZKA 0/25 szemeloszlási határgörbéi 100

100

90

92

80 52

60

FZKA 0/35

32

40 30

0

60

41

50

10

85

65

70

20

100

85

40

19 27

8 8 11

1 0,063

17

1 2

4

8

16

31,5

48,0

6.3.ábra: FZKA 0/35 szemeloszlási határgörbéi

Szakaszos szemeloszlású, makadám rendszerű zúzottkő alap Előállítására felhasználható alapanyagok: · útépítési zúzott kőanyag · kohókő


4

Makadám rendszerű zúzottkő alapréteg csak az A - C forgalmi terhelési osztályokban tervezhető. A makadám rendszerű zúzottkő burkolatalap három egymásra helyezett anyagrétegből állítható elő. A 8, 10 vagy 12 cm tömör vastagságú réteghez szükséges 35/55 szemnagyságú zúzottkő elterítése, nedvesítése és behengerlése után 2 cm vastagságban 5/12 szemnagyságú zúzalékot kell az előző rétegre teríteni és behengerelni, majd 2 cm vastagságú homokkal a hézagokat kitölteni. Az így elkészült szerkezet a forgalom hatására utólag kis mértékben tömörödik. Az anyagok kőzetfizikai tulajdonsága legalább a CC kőzetfizikai csoportra, a szemalak pedig az NZ termékekre előírt követelményeknek feleljen meg. A felhasznált anyagok ásványi összetételében káros, duzzadásra vagy elbomlásra hajlamos ásványi anyagok nem fordulhatnak elő. Az ipari melléktermékek sem tartalmazhatnak duzzadásra vagy elbomlásra hajlamos anyagokat. Az alkalmazásra kerülő anyag szabad szemmel látható szerves vagy szervetlen szennyeződést, kézzel szétmorzsolható szemcséket, 2 tömegszázaléknál több agyagrögöt, 5 tömegszázalékot meghaladó agyaggal vagy iszappal bevont szemeket nem tartalmazhat. Bontott anyag és kohókő alkalmazása esetében, a szállítónak igazolnia kell, hogy az anyag a környezetet nem szennyezi. Mechanikai stabilizáció Előállítására felhasználható a felsorolt összes alapanyag. Az M50 jelű mechanikai stabilizáció a burkolat alaprétegeként az A - C forgalmi terhelési osztályba tartozó útszakaszon építhető akkor, ha a mechanikai stabilizációnak legalább 40 tömegszázaléka zúzottkő. A nagyobb forgalmi terhelésű utakon az M50 stabilizáció csak alsó alaprétegként tervezhető. Az M20 mechanikai stabilizáció nagyon könnyű (A) forgalmi terhelésű, főleg a személygépkocsik által használt közutakon burkolatalapként, illetve alsó alap- vagy védőrétegként alkalmazható. Használható továbbá kerékpárutak, járdák alaprétegéhez. Az anyag vagy anyagkeverék szervesanyag-tartalma 5 tömegszázaléknál több nem lehet. Az ipari melléktermékek és bontott építési anyagok alkalmazása esetén a szállítónak igazolnia kell, hogy az anyag a környezetet nem szennyezi. A mechanikai stabilizációk szemeloszlási határait a 3. táblázat tartalmazza. 6.3. táblázat: Mechanikai stabilizáció szemeloszlásának határai Szitaméret, mm 63 32 16 8 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

M20, átesett m% 100 77 - 100 60 - 90 46 - 71 35 - 60 27 - 50 21 - 40 16 - 32 11 - 26 8 - 20*

M50, átesett m% 100 63 - 100 45 - 77 33 - 60 22 - 46 15 - 35 9 - 27 6 - 21 3 - 16 2 - 11 0 - 8*

Megjegyzés: *Ha a mechanikai stabilizáció anyagkeveréke 40 tömegszázaléknál kevesebb zúzott anyagot tartalmaz. akkor a 0,063 mm szitaméretnél az átesett szemcsék mennyiségének felső határértéke M20 esetében legfeljebb 18 m%, M50 jelű mechanikai stabilizációnál legfeljebb 7 m%


5

Átesett %

100

90

90 71

80 70 50

60

10

60

32

40 20

77

40

50 30

60

M20

46

26 20

35 27

8

21 16

0 0,063

1

2

4

8

16

31,5

Átesett %

6.4.ábra: M20 stabilizáció szemeloszlási határgörbéi 100

100

100

90

77

80 60

70 60 50

46

63

35

40

M50 45

27

30 20

100

16

33

8

10 0 0

0,063

8 9

15

1 2

22

4

8

16

31,5

48,0

6.5.ábra: M50 stabilizáció szemeloszlási határgörbéi HIDRAULIKUS KÖTÖANYAGÚ ALAPRÉTEGEK A hidraulikus kötőanyagú alaprétegeket az alkalmazott kötőanyagok fajtái, a kötőanyaggal szilárdított anyagok (talaj, illetve adalékanyag) legnagyobb szemnagysága és az összekeverés helye, valamint az összekevert anyag szilárdsága alapján különbőztetjük meg. Alapanyag jelölése: T - a 4 milliméternél kisebb legnagyobb szemnagyságú szemcsés anyagok, illetve talajok és kötött talajok jele K – a 4 milliméternél nagyobb legnagyobb szemnagyságú szemcsés anyagok, illetve talajok jele: K A keverék előállítási helyének jelölése alsóindexben történik: t - telepen kevert hidraulikus kötőanyagú keverék jele h - beépítés helyszínén kevert hidraulikus kötőanyagú keverék jele


6

A kötőanyag típusa és a keverékek jelölése. Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø

Cement Cement klinker Kohósalak Puccolán Savas pernye Bázikus pernye Égetett pala, jelölése: Aktív mész

C, CEM K S P V W T L

CTh – 2 KTh - 2

CKt-4

VKt - 4 LTh – 2

A keverék jel utáni 2 illetve 4 az elvárt nyomószilárdságot jelöli Mpa-ban. Hidraulikus stabilizáció összetételének tervezése Kötőanyag: A védőréteghez és burkolatalaphoz 12,5; 22,5 és 32,5 szilárdsági osztályú hidraulikus kötőanyag használható. Ásványi anyag: · talajok, 4 milliméternél kisebb legnagyobb szemnagyságú anyagok: · homok, · homoklisztes homok, · iszapos homok, · agyagos homok, · adalékanyagok, 4 mm és 48 mm közötti legnagyobb szemnagyságú anyagok: · kavicsos homok, · homokos kavics, · kavics, · tört kavics, · természetes aprózódású egyéb kőzetek: pl. murvák, · mesterségesen aprított kőzetek: zúzalékok, zúzottkövek, · egyéb adalékanyagok: · ipari melléktermékek: pl. kohósalakok, · bontott aszfalt és beton anyagok; újbáli felhasználásra előkészítve. Az adalékanyag kőzetfizikai tulajdonsága meg kell feleljen D kőzetfizikai csoportra előírt követelményeknek A 4. táblázat tartalmazza a szemeloszlás görbék határértékeit. Az A terület jelöli ki a 2 és 16 mm legnagyobb szemnagyságú, csak védőrétegként alkalmazható keverék szemeloszlási tartományát, finomsági mérőszáma mA = 2,18 és mAB = 4,90 közötti kell legyen. A B terület pedig a 16 mm-től 48 mm-ig terjedő legnagyobb szemnagyságú anyagok szemeloszlási tartománya, melybe tartozó szemeloszlások finomsági mérőszáma mAB = 4,90 és mB = 8,04 közötti legyen. Az összetétel tervezésénél a kötőanyag nélküli anyag vagy anyagkeverék szemeloszlása lehet folyamatosan emelkedő vagy lépcsős. A burkológörbékkel határolt területből a szemeloszlás kiléphet, de a finomsági mérőszáma a burkológörbék által megadott finomsági mérőszámok


7

közötti kell legyen és a 0,063 milliméternél kisebb szemnagyságú anyagrész kiegészítő anyag nélküli mennyisége 20 tömegszázaléknál több nem lehet. 6.4. táblázat - Hidraulikus kötőanyaggal stabilizálható szemcsés anyagok szemeloszlási burkológörbéinek értékei Szitaméret, mm A terület felső A-B területek B terület alsó görbéjének közötti görbéjének középgörbének áthullott tömegszázaléka 63 100 100 100 32 100 100 70 16 100 100 50 8 100 82 32 4 100 65 20 2 100 50 11 1 90 40 7 0,5 77 31 4 0,25 60 22 2 0,125 40 15 0 0,063 15 5 0 Finomsági 2,18 4,90 8,04 mérőszám

A finomsági mérőszám meghatározása: Víz: A hidraulikus kötőanyagú keverék előállításához használt víz elégítse ki a MÉASZ ME 04-19 műszaki előírás követelményeit. A hidraulikus kötőanyagú réteg utókezeléséhez alkalmazott víz minősége az első két napban azonos legyen a keveréshez használt víz minőségével, a harmadik naptól kezdve az utókezelésre használt víz akkor felel meg, ha nem tartalmaz: · szennyvizet · 0,3 százaléknál több kénsav-anhidridet (SO3 gyök) és · agresszív szénsavat. Keverékek: A követelményeknek megfelelő tulajdonságú keverék összetételét alkalmassági vizsgálattal kell megállapítani. A keverék optimális összetételét az ásványi anyag,víz,és kötőanyag különböző öszetételű keverékeiből készített proctor próbatestekkel határozzuk meg. Az elkészült próbatesteket a kötőanyag kötésidejétől függően 28 vagy 63 napos korban vizsgáljuk.


8

6.6.ábra: Cementstabilizációs keverék proctor vizsgálatai

6.7.ábra: Cementstabilizációs keverék proctor vizsgálatainak eredményei Az összetétel tervezésénél az alábbi hatásokat érdemes figyelembe venni.


9

Ø 6.8.ábra: Hidraulikus keverék szilárdságának és a víztartalom összefüggése

Ø 6.9.ábra: Hidraulikus keverék szilárdságának és a tömörség összefüggése

A helyszíni stabilizáció esetén a cement mennyiséget a felületre terítik ki. A szükséges mennyiség az alábbi nomogram segítségével határozható meg.


10

6.10.ábra: Cementadagolás helyszíni stabilizációhoz A helyszíni stabilizációs gépláncot a 11. ábra mutatja be.

6.11.ábra: Helyszíni stabilizáció géplánca Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

11

Repedésáttükröződés A stabilizációelvárt tulajdonságai között már említettük a repedés áttükröződés elkerülését. Sajnos a hidraulikus alaprétegek esetén külön kell gondoskodni ennek elkerüléséről.

6.1-2 kép: Stabilizáció miatti reflexiós repedés

6.12.ábra: Helyszíni stabilizáció géplánca


12

A reflexiós repedések kialakulását korlátozni a következőkkel lehet: · a repedések megnyílásának csökkentésével · az alapréteg és a felette épülő réteg eltérő mozgásainak egymástól való függetlenítésével · a két réteg eltérő mozgása következtében kialakuló feszültség leépítésére alkalmas anyagú rétegnek az építésével, és · az alaprétegre épülő aszfalt tulajdonságainak és vastagságának megfelelő változtatásával. A repedések megnyílásának csökkentési lehetősége: · az alapréteg hézagolásával a repedések helyét megfelelő sűrűségben előre kijelölik. Hézagolásnál az alapréteget egymástól 2,5-3,0 méterenként készített kereszthézagokkal közvetlenül a réteg megépítését követően kell úgy elválasztani, hogy a hézagrés oldalfelületeit, az összekötést megakadályozó anyaggal, pl. bitumenemulzióval bevonva a hézagrés a még friss alapréteg ismételt tömörítésével összezárható legyen. A friss rétegben a hézagrést a réteg kétharmadáig leérően kell kialakítani. A hézagrés kialakítható a megépített réteg 24 órán belüli vágásával is.

6.3 kép: Stabilizációs réteg vágása Meszes stabilizáció Elsősorban agyagtalajok stabilizálására alkalmas, elsősorban úgy, hogy a rétegben lévő vizet”elszívja”,ezzel szárítja a réteget.


13

6.13 ábra: Mész hatása az agyagtalajra

6.14 ábra: Mészadagolás meghatározása


14

7.1. Útépítési ásványi anyagok Az aszfaltkeverékek tulajdonságát jelentős mértékben határozza meg a bitumen, azonban az összetételben igen jelentős mennyiségben van jelen az ásványa anyag. Aszfaltbeton összetételi arányai: 100

B

sB

MB

Levegő Bitumen

Vb

h

Vlev b

hk

sK MK K

Kőváz

Vk k

(Ásványi adalék)

0

[m%] Tömeg arány

Térfogat arány

Tömeg arány: 4– 6% Bitumen 94 – 96 % Ásványi anyag Térfogat arány: 3– 6% Levegő 10 – 15 % Bitumen 79 – 87 % Ásványi anyag

[v%] vagy [térf%]

7.1.1. ábra: Összetételi arányok Az útépítésben a természetes ásványi anyagok mellett újrahasznosított anyagokat is használunk, ez az előadás azonban csak a természetes anyagokkal foglalkozik. Az általánosan használt anyagok Vulkanikus: bazalt, andezit Üledékes: dolomit, kemény mészkő Természetes homok és kavics A hazai nagyobb bányákat a 2.ábra mutatja be.

7.1.2.ábra: A jelentősebb hazai bányák


1

Az ásványi anyagok megnevezései Útépítési zúzottkő: mélységi, kiömlési vagy vegyi üledékes kőzetből töréssel és osztályozással előállított, meghatározott kőzetfizikai, szemszerkezeti és tisztasági jellemzőkkel rendelkező termék. Jele: KZ, NZ, Z Útépítési zúzottkavics: kavicsból természetesen aprózódott, üledékes kőzetből töréssel és osztályozással előállított, meghatározott kőzetfizikai, szemszerkezeti és tisztasági jellemzőkkel rendelkező 4 mm szemnagyság feletti termék. Jele: ZK Homok: 4 mm-nél kisebb természetes vagy tört anyag Töltőanyag: 0,063 mm-nél kisebbre őrölt szemcsetartomány, elsősorban mészkőből őrölve. Termékosztály: a szemszerkezetet (szemnagyság, szemalak) és tisztaságot meghatározó előírások csoportja. Jele a betűjelből és a névleges szemnagyság-határok számjegyeiből áll. NZ 11/22 Az MSZ EN sorozat külön kezeli az aszfaltok (13043), kötőanyag nélküli alaprétegek (13242, 13285) és a pályabetonok (12620) ásványi anyagait. Ezért elkészült az ÚT 2-3.601:2006 „Útépítési zúzottkövek és kavicsok” előírás, ami nemzeti kiegészítésként használható. A korábbi ÚT 2-3.601 előíráshoz képest ez az előírás bevezet olyan minősítési osztályokat amik az EN-ben nem szerepelnek, viszont a hazai gyakorlatban szükségesek. [LA35 (ÚT) ] Tovább osztotta a kőzetfizikai csoportokat (Kf-C1, Kf-C2), ennek elsődleges oka szintén az, hogy a korábbi hazai kőzetfizikai besorolások más határértékekkel dolgoztak. Megtartotta a csiszolódási osztályt. Együtt kezeli – EN-ből következően – a zúzottkővel a zúzottkavicsot. Kőzetfizikai osztályba sorolás vizsgálatai Aprózódás vizsgálat Los Angeles dobbal Referencia minta 10 – 14 mm közötti szemcsetartomány, összesen 15 kg mintaanyagot kell előírt mintaosztással csökkenteni a vizsgálathoz szükséges 5 kg mintára. A minta további elvárása, hogy a 11,2 szitán essen át 30-40% vagy a 12,5 szitán essen át 60-70%, amennyiben ez az alapmintára nem teljesül,akkor azt szét kell szitálni és a fentinek megfelelő keveréket kell létrehozni. A vizsgált mintát a Los Angeles dobba kell helyezni, az előírt számú és tömegű acélgolyókkal együtt, ezután el kell indítani a dob forgását. (10 – 14 mm-es alaphalmaz esetén 5000 ± 2 g tömegű minta mellé 11 db 400-445 g acélgolyót kell behelyezni.) A dob 31 - 33 min-1 sebességgel forog, 500 fordulat után az a bemért anyagot kivesszük, azt 1,6 mm-es szitán vizes mosással átszitáljuk, a szitán fennmaradó mennyiséget kiszárítás után megmérjük. (m). Az LA érték számítása a következő:

LA =

5000 - m 50

a kapott értékkel osztályba soroljuk és adjuk meg LA értéket pl.: az LA20 jelölés15 – 20% közötti aprózódást jelent.


2

7.1.3.ábra: Los Angeles dob méretei

7.1.1.kép: Los Angeles dob és a behelyezett minta illetve golyók A 10 – 14 mm közötti frakció mellett a módosított MSZ EN 1097-1:1996/A1 szabvány megengedi alternatív frakciók alkalmazását is: Ø 4,0 – 8 mm szemcsetartomány esetén 8 db acélgolyó Ø 6,2 – 10 mm szemcsetartomány esetén 9 db acélgolyó Ø 8,0 – 11,2 mm szemcsetartomány esetén 10 db acélgolyó Ø 11,2 – 16 mm szemcsetartomány esetén 12 db acélgolyó Amennyiben alternatív frakciót alkalmazunk a vizsgálathoz, akkor azt is fel kell tüntetni az LA kategória jelölésében. d1 - d 2 aLA 20

ahol „a” az alternatív vizsgálatot, a d1 és d2 a szemcsetartomány határokat az LA20 pedig a besorolási osztályt jelenti.

Deval féle kopószilárdság vizsgálata Referencia minta szintén a 10 – 14 mm közötti szemcsetartomány, összesen 2 kg mintaanyagot kell előírt mintaosztással csökkenteni a vizsgálathoz szükséges 0,5 kg mintára. A minta további elvárása, hogy a 11,2 szitán essen át 30-40% vagy a 12,5 szitán essen át 6070%, amennyiben ez az alapmintára nem teljesül,akkor azt szét kell szitálni és a fentinek megfelelő keveréket kell létrehozni. A vizsgált mintát a Deval dobba kell helyezni, az előírt számú és tömegű acélgolyóval együtt, ezután el kell indítani a dob forgását. (10 – 14 mm-es alaphalmaz esetén 500 ± 2 g tömegű minta mellé 5000 ± 5 g acélgolyó és 2,5 l víz adagolása szükséges.)


3

A dob 100 ± 5 min-1 sebességgel forog, 12000 ± 5 fordulat után 1,6 mm-es szitán vizes mosással kell a mintát átszitálni, a fennmaradt mennyiséget kiszárítani (m).

7.1.4.ábra: A Micro Deval vizsgálat dobmérete

7.1.2.kép: Egy vizsgálóberendezés

Referencia minta szintén a 10 – 14 mm közötti szemcsetartomány. Ebből kell az előírt mennyiséget a deval dobba bemérni és előírt mennyiségű acélgolyót, valamint 2,5 l vizet kell hozzá adni. Forgás közben így a szemcsék egymáshoz és a golyókhoz súrlódnak,kopnak. Az előírt fordulatszám után az anyagot kivesszük és szintén az 1,6 mm-es szitán szitáljuk át. A számítás is hasonló a Los Angeles számításhoz. 500 - m M DE = 5 az MDE20 jelölés 15 – 20% közötti aprózódást jelent. A 10 – 14 mm közötti frakció mellett a módosított MSZ EN 1097-1:1996/A1 szabvány megengedi alternatív frakciók alkalmazását is: Ø 4,0 – 6,3 mm szemcsetartomány esetén 2000 ± 5 g acélgolyó Ø 6,3 – 10 mm szemcsetartomány esetén 4000 ± 5 g acélgolyó Ø 8,0 – 11,2 mm szemcsetartomány esetén 4400 ± 5 g acélgolyó Ø 11,2 – 16 mm szemcsetartomány esetén 5400 ± 5 g acélgolyó Amennyiben alternatív frakciót alkalmazunk a vizsgálathoz, akkor azt is fel kell tüntetni az MDE kategória jelölésében. d1 - d 2 aMD 20

ahol „a” az alternatív vizsgálatot, a d1 és d2 a szemcsetartomány határokat az MD20 pedig a besorolási osztályt jelenti.

Időállóság vizsgálata, szulfátos próba (MSZ EN 1367-2) A vizsgálat lényege, hogy a telített sóoldat bejut a kőzet repedéseibe, majd mikor kiszárad repeszti, aprózza azt. Telített MgSO4 szulfátoldatot használunk (1500 g / 1 liter vízben) A referencia minta szintén a 10 – 14 mm közötti szemcsetartomány, ebből kell 2 * 500 g ásványi anyagot használni, ez az M1 tömeg. A folyamat a következő: Ø 17±0,5 ó keresztül telítjük a mintát Ø 2±0,25 ó lecsepegtetés következik


4

Ø 24±1 ó alatt 110±5 ºC-on szárítjuk az anyagot,ezután Ø 5±0,25 ó hűtés után tisztavízzel történő mosáskövetkezik Ennek megfelelően egy ciklus 48 ó, ezt 5-ször kell végrehajtani. Az 5 ismétlés után az alsó szemcseméretnek megfelelő (d=10 mm) szitán átszitáljuk, fennmaradt mennyiséget mérjük, ez lesz az M2 tömeg. Ezután számítható az időállósági jellemző. MS =

M1 - M 2 ´ 100 M1

az MS18 15 – 18% közötti tömegcsökkenést jelent.

A 10 – 14 mm közötti frakció mellett a módosított MSZ EN 1097-1:1996/A1 szabvány megengedi alternatív frakciók alkalmazását is: Ø 4,0 – 6,3 mm szemcsetartomány Ø 6,3 – 10 mm szemcsetartomány Ø 8,0 – 11,2 mm szemcsetartomány Ø 11,2 – 16 mm szemcsetartomány Amennyiben alternatív frakciót alkalmazunk a vizsgálathoz, akkor azt is fel kell tüntetni a kategória jelölésében. d1 - d 2 aMg 15

ahol „a” az alternatív vizsgálatot, a d1 és d2 a szemcsetartomány határokat az Mg15 pedig a besorolási osztályt jelenti.

Időállóság vizsgálata, fagyasztás (MSZ EN 1367-1) Korábban a szulfátos vizsgálat helyett a vízzel való telítés és fagyasztás volt az időállósági vizsgálat eljárása. Lényege, hogy a kristályosodott víz térfogata nagyobb, ezért aprózza, töri a szemcsét, ha belsejébe jut.

Hömérséklet [oC]

MSZ EN 1367-1 szerinti fagyasztás Egy ciklus idő - hőmérséklet diagramja Összesen 10 ciklus

25 20

d [mm] Vizsgált tömeg 4 - 8 3 * 1000 g (500 g) 8 - 16 3 * 2000 g (1000 g)

15 10 5

Idő

0 -5

0

5

10

15 [ó]

Egy ciklus folyamata: • Fagyasztás • Felolvasztás (20 oC) • 10 ó tárolás (20±3 oC) 10 ciklus után szitálás és mérés F=

M1 - M 2 ´ 100 M1

-10 -15 -20

max átlag min

-25

M1 : eredeti tömeg M2 : névleges szitán fennmaradt tömeg (névleges szita: dmin/2)

7.1.5.ábra: Fagyasztási ciklust idő diagramja


5

Kőzetfizikai besorolás A fent ismertetett három vizsgálat alapján lehet meghatározni a kőzetfizikai besorolást. Mindegyik vizsgálat alapján kapunk egy kategóriát, az elfogadott kategória a három besorolás szerinti legkisebb osztály.

A fenti 1.táblázat tartalmazza a besorolási osztályokat a referencia, illetve az alternatív minta vizsgálata alapján. A táblázat egyúttal azt is bemutatja, hogy az útügyi előírás szerint milyen új kőzetfizikai osztályokat alakítottunk ki a hazai besoroláshoz. A Kf-0 kategória a hazai kőanyagokkal nem érhető el. Az „A” és „B” besorolás megegyezik az EN előírás szerintivel, az EN szerinti „C” és „D” osztályt két részre osztottuk.

7.1.6.ábra: Kőzetfizikai csoportba sorolás Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

6

Ásványi anyag polírozódás vizsgálata A felületi bevonatok anyagait, illetve az érdesített homokaszfalt érdesítő zúzalékát polírozódási szempontból is vizsgálni kell. A vizsgálat lényege, hogy a vizsgált szemcsehalmazt intenzív koptatásnak, csiszolásnak tesszük ki, majd mérjük a megmaradt súrlódási együtthatójukat. A lemosott, válogatott szemcséket műgyantával speciális acél ívszegmensbe ragasztjuk, ezeket a szegmenseket a koptatógép „útkerekére” rögzítjük, majd két különböző gumikerékkel és csiszolópor (korund) adagolásával elvégezzük a csiszolást. A vizsgálat után a szegmenseket lemossuk, szárítjuk, majd SRT ingával mérjük a súrlódási együtthatóját. Az SRT érték alapján lehet P1 és P2 csiszolási osztályba sorolni a mintát.

7.1.7.ábra: Polírozódás vizsgálat vázlata

7.1.3.kép: Vizsgáló berendezés

7.1.4.kép: SRT inga a mintabefogóval


7

Szemszerkezeti csoportok A kőzetfizikai besorolás mellett a zúzottköveket termékosztályba, szemszerkezeti csoportba soroljuk a szemcsehalmaz szitálási eredménye és szemcsealak szerint.

Szemszerkezeti csoportok jelölése KZ 16/22 (GC90/10, f1, Sl20 (ÚT) ) D szitán 90%, d szitán 10% esik át

Lemezes szemek mennyisége < 20% (Útügyi előírás!)

0,063 szitán < 1%

NZ 11/22 (GC90/15, f2, Sl50 (ÚT) ) Z 4/22 (GC85/20, f4, Sl70 (ÚT) ) ZK90/1 11/22 (GC90/15, f2, Sl25 (ÚT), C90/1 ) tört / teljesen gömbölyű szemek (ez lehet „megadott”)

d≥4mm esetén teljesen és részben tört, ha felület >50%-a tört d≥4mm esetén teljesen gömbölyű, ha felület <10%-a tört 7.1.8.ábra: Szemszerkezeti csoportok jelölése A szitálást szabványos szitasorral kell elvégezni, a korábbi MSZ szitasor helyett az MSZ EN szerinti szitasort használjuk: MSZ 0,09; 0,2; 0,63; 2; 5; 8; 12,5; (16); 20; 25; 35; (55) mm EN 0,063; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 5,6, 8; 11,2, 16; 22,4, 31,5 (48) 63 mm A termékosztályba soroláshoz az alsó és felső névleges szitaméretet használjuk. alsó névleges szita (jele: d) az, amin csak 10 % (15% / 20%) esik át felső névleges szita (jele: D) az amin csak 10 % (15% / 20%) marad fent A % érték nagysága az osztálytól függ, ezt a 11. ábra mutatja be. Szűk frakcióról beszélünk,ha egymás melletti két szita adja az alsó és felső névleges méretet. Nyújtott frakció az amikor az alsó és felső névleges méret között egy vagy több köztes szita van. A szitálási eredményt a GC értékkel adjuk meg, pl.: GC90/15, ami azt jelenti, hogy a felső névleges szitán 90%, az alsón pedig 15% esett át. Tisztasági követelmény és finomsági osztály Az útépítési zúzottkövek, zúzottkavicsok szerves vagy egyéb szennyeződést nem tartalmazhatnak. Ha a termék 2 m%-nál több agyagrögöt vagy kézzel szétmorzsolható szemeket, illetve m%-nál több agyag-iszappal bevont szemet tartalmaz, akkor a finom részeket áztatással kell lemosni és eloszlatni, majd vizes szitavizsgálatot kell végezni a 0,063 alatti szemcsemennyiség meghatározására. A 0,063szitán átesett mennyiség alapján lehet a finomsági osztályt jelölni, az f1 jelölés azt jelenti, hogy a 0,063 szitán £ 1% esik át.


8

A d>0 halmazok esetén nem kell a finomsági osztály vizsgálatot elvégezni, ha az 1 mm-es szitán átesett mennyiség kisebb, mint a 0,063-ra előírt! Szemalak vizsgálat (teljes ) A 4 mm-nél nagyobb szemcsék esetén elvégezhető a szemalak vizsgálat. A teljes szemalak vizsgálat mindhárom méret meghatározását és azok alapján történő besorolást jelenti. A halmazból 100 – 150 szemcsét kell megvizsgálni. A szemcsét befoglaló téglalap méreteinek arányai. h – s – v. Ezek alapján az alábbi besorolás lehetséges Zömök: h/s < 1,5 és v/s > 0,5 Lemezes: h/s < 1,5 és v/s < 0,5 Hosszúkás: h/s > 1,5 és v/s > 0,5 Lem. / hossz.: h/s < 1,5 és v/s > 0,5 7.1,9.ábra: Három főméret meghatározása Az MSZ EN 933-4 szerinti szemalaktényező meghatározás Szintén a 4 mm-nél nagyobb szemcsehalmaz 100-150 szemcséjét kell vizsgálni a szemalaktolómérővel. D ≤ 2 d esetén, a d / D frakció alapján D ≥ 2 d esetén, szitálással több Di ≤ 2 di di / Di frakció alapján számolható

7.1.10.ábra: Szemalak-tolómérő A lemezes szemek mennyisége alapján lehet az SI osztályt meghatározni, az Sl20 azt jelenti, hogy 20%-nál kevesebb a lemezes szemek aránya. A szemeloszlás pontossága, a tisztasági osztály és a lemezes szemek aránya alapján KZ, NZ és Z jelű kategóriába sorolható az anyag. Az előző felsorolás egyúttal a minőségi kategória is a KZ a legjobb, Z a leggyengébb. A 2.táblázat a KZ termékek adatait mutatja be. A 11.ábrán viszont a KZ, NZ és Z osztályok összehasonlítása szerepel, nagyjából azonos névleges határok közé eső szemcsehalmazok esetén.


9

7.1.2.táblázat

7.1.11.ábra: A KZ, NZ és Z szemszerkezeti jellemzők összehasonlítása


10

Homokok vizsgálata A 4 mm-nél kisebb szemcseosztály esetén a homokegyenérték vizsgálat végezhető el. A finomszemcsék esetén a szitálást nedvesen kell elvégezni, a még finomabb szemcsehalmazt hidrometrálással vizsgálhatjuk. A homokok esetén a szemalak vizsgálat helyett a zúzottság mértékét határozzuk meg, tölcséres kifolyási idő mérésével. A finomszemcsék agyagiszap tartalmát metilénkék módszerrel vizsgálhatjuk. Töltőanyagok vizsgálata A d £ 0,063 mm szemcsehalmazt nevezzük töltőanyagnak, ennek szemeloszlása vizes vagy vákuum szitálással határozható meg.

A töltőanyag követelményei : - csomómentes szerves anyag nélküli, - izzítási vesztesége 600oC-on max 8% - stabilizáló hatása ne legyen túlzott. - hézagtartalma (Ridgen szerint) 25-40% max Stabilizáló hatás vizsgálata A stabilizáló hatást lágyuláspont méréssel vizsgáljuk. B 50/70 bitumennel 1:1 ; 1:1,5 ; 1:2 ; 1:2,5 arányú bitumen : töltőanyag keveréket készítünk. Az első ellenőrzés, hogy az 1:2,5 keveréknek 140-150 oC-on még önthetőnek kell lennie. A különböző arányú keverékek lágyuláspontját mérjük, azt a tiszta bitumen lágyuláspontjához viszonyítjuk. A tiszta bitumenhez képest előírt határon belül kell lennie az emelkedési aránynak. Az arány függvényében lehet gyenge illetve erős az anyag Hézagtartalom meghatározása Ridgen féle készülékkel 10±1 g kiszárított töltőanyagot a készülékbe töltünk, majd 100 ütéssel tömörítünk. A tömörítés a dugattyú előírt magasságból való leejtésével, tehát konstans tömörítő munkával történik. Mérjük a tömörített térfogatot, abból pedig számíthatjuk a sűrűséget, a hézagtartalom számításához meg kell határozni az anyag hézagmentes sűrűségét is. HR=100*(1-st/s0),

7.1.12.ábra: A Ridgen-féle készülék


11

7. Az aszfaltok alapanyagai Az aszfaltkeverékek gyártásához, a felületi bevonatok, hidegeljárásos vékonyaszfaltok készítéséhez az ezen fejezet szerinti bitumenes alapú kötőanyagokat és kőanyagokat (mint alkotó anyagokat) lehet felhasználni. Megemlítjük, hogy a 7.1. fejezetben ismertetett kőanyagok az un. stabilizációs alaprétegek készítéséhez, továbbá a cementbeton útburkolatok keverékeinek gyártásához is alkalmazhatók. A cementstabilizációs alaprétegek és a cementbeton keverékek gyártáshoz használatos cementeket itt azonban nem ismertetjük, mert az építőmérnöki képzésben az építőanyagokkal foglalkozó más tárgyak a cementeket részletesen tárgyalják. 7.1. Kőanyagok (Külön előadási anyagban) 7.2. Bitumenek Az aszfaltok kötőanyaga a kőolajgyártás melléktermékeként gyártott bitumenek. Még kb. 5080 évig van megfelelő kőolajkészlet. A kőolaj feldolgozásából keletkezik a goudron. Az útépítési bitumen termékeket ma már goudron fúvatásával, majd a fúvatott termék goudronnal való keverésével állítják elő a különféle útépítési bitumenfajtákat. Az útépítési (normál előállítású) bitumenek mellett ugyancsak útépítési céllal használunk fel más bitumenes alapú termékeket is, így a higított bitumeneket és a bitumenemulziókat. 7.2.1. Útépítési bitumenek A bitumen viszkoelasztikus tulajdonságú, szénhidrogénekből felépülő nagymolekulájú szerves anyag. Alifás és aromás szénhidrogénekből áll, emellett oxigén, kén és nitrogén fordul elő. Bonyolult rendszerű kolloid anyag. A bitument alkotó különféle szénhidrogén vegyületfajtákból felépülő molekularendszerek három nagy csoportját különböztetjük meg: (7.2.1. ábra )


1

7.2.1. ábra. A bitumen három jellegzetes vegyületcsoportból áll: aszfaltének, gyanták, olajos részek · · ·

aszfaltének 5000-12000 móltömegű vegyi csoport , C:H arány = 1:4 gyanták: (aszfalt-gyanték, olaj-gyanták) aszfalténben peptizálodott 1000-5000 móltömegű vegyület csoport. olajos rész: a gyantákban oldódott 500 - 1000 móltömegű vegyület csoportok, C:Harány =1:4

7.2.1.1 A bitumen gyártása A kőolaj feldolgozó ipar ma már szintre mindenütt mélyről (3000-4000 méter mélységből) felhozott olajakat dolgoz fel. Ezeknek az olajaknak 90%-a feldolgozható hajtóanyaggá, 10% a bitumen alap.(A korábbi, a földfelszínhez jóval közelebbről felhozott olajakban sok volt a nagy-molekula, ezek sűrű olajakból ~40% -a fehéráru, 60% -a bitumen volt kinyerhető. Ezekből a korábbi un. „sűrű” ásványolajokból vákuum-desztillációval is képesek voltak előállítani a különféle bitumeneket.)


2

Ma a többlépcsős desztillációval dolgozzák fel a nyersolajat, a vákuumdesztillációs eljárások un. fenéktermékeként előálló goudron fúvatásával, illetve goudron és fúvatott bitumenek keverésével állítják elő a különféle viszkozitás (penetráció) tartományokba tartozó útépítési bitumen termékeket. (Lásd. 7.2.2. ábrát)

7.2.2. ábra . A bitumengyártás elvi folyamatábrája. A goudron környezeti hőmérsékleten már nagyon sűrű, nagy viszkozitású termék, lágyuláspontja 32 - 35 oC. Ez az anyag tehát a bitumengyártás alapanyaga. A goudront (esetleg kise mennyiségi arányban un . maradványolaj-extraktok bekeverésével) fúvatják (oxidálják) ellenáramú sűrített levegővel, ennek során polimerizációval, addícióval és kondenzációval nagymolekulájú anyag keletkezik a C:H arány növekedésével.(7.2.3. ábra) A fúvatott bitumen lágyuláspontja : 75-85 oC (A túlzott fúvatás káros anyagminőséget okozhat.)

7.2.3. ábra. A fúvatott bitumen gyártásának sémája.


3

A fúvatott bitumenhez különféle arányokban goudront kevernek, ilyen keveréses technológiával gyártják a különféle viszkozitású (penetrációjú) útépítési bitumeneket. 7.2.1.2 A bitumenek viszkozitása és a hőmérséklet A bitumen viszkozitása, fizikai tulajdonságai a hőmérséklet függvényében folytonosan változik, reverzibilis jelleggel. Nyáron nem lehet túl viszkózus, télen nem lehet túl rideg A bitumen: - alacsony hőmérsékleten : elasztikus - közepes hőmérsékleten: elasztikus plasztikus - magas hőmérsékleten: viszkózus newtoni folyadék. A bitumennek 140-180 oC között kicsi a viszkozitása. Ha a hőmérséklet csökken, akkor a viszkozitás radikálisan nő Ezt érzékelteti a 7.2.4. ábra.

7.2.4. ábra. A bitumen abszolút viszkozitásának alakulása a hőmérséklet függvényében. A magasabb hőmérsékleti tartományban a τ csúsztatófeszültség és a D sebesség-gradiens között kvázi-lineáris kapcsolat áll fenn, ezért


4

τ = η×D , ebből η = τ/D , ahol η a dinamikai viszkozitás (Pa s) A gyártási és az építési technológia végrehajtásához ismerni kell, hogy; - az alkalmazni kívánt bitumenfajta milyen hőmérsékleti sávban: · szivattyúzható · permetezhető - valamely bitumen fajtával gyártott aszfaltkeverék milyen hőmérsékleti sávban: · keverhető · teríthető (beépíthető) · tömöríthető Ehhez használják a Walther féle összefüggés alapján a kinematikus viszkozitás hőmérséklet egyeneseket (n-T) egyeneseket. A kinematikus viszkozitás-mérés un. kapillár viszkoziméterekkel egyszerűbben végrehajtható vizsgálat, mint a különféle a dinamikus viszkozimetriás mérések (rotációs, csúszólapos stb. mérési módszerek) továbbá a kinematikus viszkozitás az anyagsűrűséget is magába foglalójellemző. A kapillárviszkozimétert a 7.2.5. ábra mutatja be. Valamely bitumentermék esetén különböző hőmérsékleteken (legalább három hőmérsékleten) mérjük a viszkozitást, majd a Walther szerinti log log (n)=a + m * log (273 + T oC) felvesszük a viszkozitás- hőmérséklet egyenest.

7.2.5. ábra. Kapillárviszkoziméter. Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

5

Az egyes aszfaltgyártási- és beépítési műveletekhez tartozó viszkozitás értékek: - a bitumen permetezési viszkozitása: - a bitumen keverési viszkozitása: - durvább szemeloszlású ásványi adalékanyag esetén: - finomabb szemeloszlású ásványi adalékanyag esetén: - szivattyúzási viszkozitás:

50 - 100 mm2/sec 150 - 300 mm2/sec 100 - 200 mm2/sec 2000 - 3000 mm2/sec

Az aszfaltok beépítése terítése: Az alkalmazott bitumen 1000 mm2/sec viszkozitásához tartozó hőmérséklet feletti hőmérsékletitartományban. (90 oC alatt a hengereltaszfalt már nem tömöríthető, mert ezen hőmérsékleten a bitumenek viszkozitása már nagyon nagy) A különböző technológiai műveletekhez tartozó ekviviszkóus hőmérsékletek (hőmérsékleti tartományok alakulását mutatja be a 7.2.6. ábra különféle penetrációjú (keménységű) bitumenek eseteire.

7.2.6. ábra. A szivattyúzáshoz, a keveréshez és permetezéshez tartozó hőmérsékletek (hőmérsékleti tartományok) különböző bitumenek eseteire.


6

7.2.1.3 A bitumenek hőmérsékletérzékenysége, a penetrációs index fogalma. Azok a bitumenek a jó minőségű bitumenek, amelyek tulajdonságaikat a hőmérséklet függvényében kevésbé változtatják, azaz amelyek Walther egyenesének meredeksége kisebb. Ezt a tulajdonságot egyetlen számmal, az un. „penetrációs index” -értékével is ki lehet fejezni. Számítása az alábbi képlettel történik: PI = (20 – 500´B) (50´B + 1) ahol: B= a log P – T koordináta rendszerben a penetrációs egyenes meredeksége. A 7.2.7. ábra mutatja be az egyenes meredekségének kétféle meghatározási módját. Látható, hogy B értéke számítással és méréssel is meghatározható az alábbiak szerint. A bal oldali képletben a 800 érték egy tapasztalati érték , azt jelzi, hogy ha nem (25 0C –on, hanem a bitumen lágyuláspontjának a hőmérsékletén mérnénk a bitumen penetrációját eredményként 800 körüli penetrációs-egység értéket határoznánk meg.) A jobb oldali képlet akkor használható, ha két különböző hőmérsékleten is mérjük a penetrációt.

7.2.7. ábra. A penetrációs egyenes meredekségének meghatározási módjai. A képlet megalkotásakor legjobb bitumen, a mexikói bitumen penetrációs indexe PI=0 volt Az eredeti értelmezés szerint a PI értéke +2 és -2 között megfelelő, ezek a jó, "sol" típusú bitumenek, megfelelő kolloid szerkezettel, az aszfaltének a gyantákban és olajos részben kollodiálisan egyenletesen eloszolva vannak. A sol típusú bitumenek szerkezeti sémáját mutatja be a 7.2.8. ábra.


7

7.2.8. ábra. Sol típusú bitumen Ha a bitumen penetrációs indexe nagyobb mint 2, akkor a kolloidális szerkezete nem jó. Az ilyen „gél” típusú bitumen nagyon rideg, télen repedés-érzékeny. A gél típusú bitumenek szerkezeti sémáját mutatja be a 7.2.9. ábra.

7.2.9. ábra. Gél típusú bitumen 7.2.1.4 Termék-azonosító vizsgálatok A termékspecifikációkban, a szabványokban, útügyi műszaki előírásokban a termék-fokozatok (a termékfajták) besorolása nem abszolút-, vagy relatív viszkozitás mérésekre, hanem könnyen végrehajtható vizsgálatokra, az un. relatív-viszkozitás mérésére alapulnak. -

Ezen jellemzők, illetve vizsgálatok az alábbiak: penetráció lágyuláspont Fraass töréspont duktilitás (elsősorban a bitumen kohéziós tulajdonságát jellemzi)


8

A különböző viszkozitású bitumenfajtákat a termékszabványok a névleges penetrációs értékük alapján osztályozzák. A penetráció fogalmát, illetve a vizsgálat lényegét a 7.2.10. ábra mutatja be.

7.2.10. ábra. A penetráció mérésének elve Az un „gyűrűs-golyós” lágyuláspont vizsgálat alapja, hogy a bitumen a hőmérséklet növelésével lágyul. Egy főzőpohárba adott átmérőjű gyűrűbe bitument öntünk, majd erre egy szabványos golyót helyezünk. A főzőpoharat feltöltjük vízzel, és elkezdjük melegíteni. Amikor a bitumen meglágyul és a golyó tömege alatt is egy meghatározott szintig megnyúlik, leolvassuk a központosan elhelyezett hőmérőről a hőmérsékletet. Ez a lágyuláspont értéke. A vizsgálatot a 7.2.11. ábra mutatja be. Osztályozásuk: - kis viszkozitású, „lágy” bitumen: 40-50 oC - közepes viszkozitású, „közép-kemény” bitumen: 50-60 oC - nagy viszkozitású, „kemény” bitumen: 60-70 oC


9

7.2.11. ábra. A lágyuláspont meghatározása. A Fraass -féle töréspont vizsgálat a bitumenek téli repedésérzékenységére utaló vizsgálat. Lényege hogy egy vékony acéllemezt vékonyan bevonunk bitumennel, majd az acéllemezt csökkenő hőmérséklet mellet vizsgáljuk. Az a hőmérsékletet amikor repedés keletkezik a bitumen-filmen a töréspont hőmérséklete. A vizsgálat elvét a 7.2.12. ábra mutatja be.


10

7.2.12. ábra. A Fraass féle töréspont vizsgálat elve A dultilitás (nyújtási) vizsgálat akkor jellemzi viszkozitást jobban, ha a vizsgálatot nem csupán egyetlen (az általában szokásos 25 0Ca hőmérsékleten) hanem több vizsgálati hőmérsékleten is elvégezzük. A vizsgálat egyébként kohéziós tulajdonságának jellemzésére is szolgál, de ekkor az alakváltozási tulajdonságot erőméréssel kombináltan helyes előírni. Az 5.13. ábra szerint meghatározott, piskóta formájú próbatestet kell a duktilitás mérőbe beletenni, majd adott hőmérsékleten nyújtjuk. A nyúlás adja a duktilitás értékét. (pl.: a lágy bitumen duktilitása 25 o C-on nagyobb mint 1,00 méter) Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

11

7.2.13. ábra. Duktilitás vizsgálat 7.2.1.5 Terméktípusok, termék-előírások A meleg és forró eljárásos aszfalttechnológiákhoz, azaz a hengerelt aszfaltok és öntöttaszfaltok) gyártásához (normál) útépítési bitumeneket és polimerrel módosított útépítési bitumeneket. Útépítési bitumenek: A meleg- forró eljárásos (hengerelt aszfaltok, öntöttaszfaltok) technológiákhoz használjuk. Az útépítésben a legnagyobb volument a hengerelt aszfaltok gyártása jelenti. A hengerelt aszfaltok gyártásához használatos MSZ EN termékszabvány szerinti bitumen termékeket („fokozatokat”) mutatja be a 7.2.1. táblázat.


12

A hengerelt aszfaltok gyártásához használható útépítési bitumenek. MSZ EN 12591 7.2.1. táblázat Fokozatok B 35/50

B 50/70

B70/100

vizsgálati módszer, MSZ EN

Penetráció, 25 0C-on, 0,1 mm

35-50

50-70

70-100

1426

Lágyuláspont, 0C

50-58

46-54

43-51

1427

Jellemzők / egység

Keményedéssel szembeni ellenálló képesség, RTFOT módszerrel, utána

12607-1

- tömegváltozás, legfeljebb, tömeg%

0,5

-penetráció, az eredeti penetráció százalékában, %, legfeljebb

53

50

46

-lágyuláspont, 0C, legalább

52

48

45

1427

- lágyuláspont növekedés, 0C, legfeljebb

8

9

9

1427

240

230

230

22592

0

Lobbanáspont, C ,legalább Oldhatóság, legalább, m/m %

99

Kinematikai viszk. 135 0C -on, legalább, mm2/s

12592

370

295

230

12595

-5

-8

-10

12593

Fraass töréspont, 0C, legfeljebb

További fokozatok: B 20/30 (öntöttaszfaltok, masztixok gyártásához) B 100/150 és B 160/220 (bitumenemulziók gyártásához) Polimerrel modifikált útépítési bitumenek: A monoolefinek, illetve a diolefinek polimerizálásával igen hosszú (elágazó, illetve rácsos szerkezetű) polimerek keletkeznek, amelyek kolloidálisan eloszlathatók a bitumenek olajos-malténes vegyületcsoportjaiban. A polimerekkel (az un. koopolimerekkel, terpolimerekkel) modifikált bitumenek jelentősen javítják a normál előállítási bitumenek tulajdonságait. A modern –un. harmadik generációs- polimereket viszonylag kis mennyiségben adagolják a bitumenekhez, a legelterjedtebben használtakat a 7.2.3. táblázat mutatja be. Az útépítési célú polimerrel módosított bitumenek gyártásához legelterjedtebben használt polimerek adagolási mennyiségei. 7.2.3. táblázat a polimer Megnevezése

Jele

adagolási mennyisége, m%

etilén-vinilacetát kopolimer

EVA

3–7

sztirol-butadién-latex kopolimer

SBR

etilén-propilén-dién terpolimer


EPDM

13

Sztirol-butadién –sztirol kopolimer, lineáris, radiális

SBS

A polimerek javítják a bitumenek; · plasztikus alakváltozási ellenállását, · általában javítják alacsony (téli) hőmérsékleteken való viselkedésüket, · növelik az un. plasztikus hőtávolságukat (a lágyuláspont és a Fraass töréspont közötti különbséget) · jó adhéziós és kohéziós tulajdonságot nyújtanak. A modifikált bitumenes technológiákat előnyösen lehet alkalmazni; · nagy, rendkívül nagy forgalmi terhelésű útszakaszokra épített aszfaltok gyártásához, · hídszigetelési-, hídburkolati rendszerek kialakításhoz, · porózus aszfaltok gyártásához · feszültségeloszlató hatású membránok, közbenső rétegek építéséhez, · a Slurry Seal vékony rétegek emulziójának gyártásához, · speciális (permetezéses-szórásos technológiájú) felületi bevonatok készítéséhez, · hézagkiöntő anyagok gyártásához, · rugalmas burkolat-dilatációk készítéséhez. A 7.2.4. táblázatban az MSZ EN 14023 keretelőírás alapján készült útügyi műszaki előírás alapján mutatjuk be az útépítési célú polimerrel modifikált bitumenek hazai követelményeit. A modifikált bitumenek esetében a kohéziós- és rugalmas tulajdonságokra vonatkozóan is találunk követelményeket. E vizsgálatokat mutatjuk be a 7.2.14. és .7.2.15. ábrákon. A 7.2.16. ábra a polimerrel modifikált bitumenek tárolási stabilitására utaló vizsgálatot mutat be. Polimerrel modifikált útépítési bitumenek követelményei az ÚT 2-3.502 szerint 7.2.4. táblázat Jellemzők / egység

Penetráció 25°C, 0,1 mm Lágyuláspont, °C

Vizsgálati módszer

az egyes termékfajták követelményei, PmB 10/40-60

10/40-65

25/55-60

25/55-65

45/80-60

10-40

10-40

25-55

25-55

45-80

1426

60

65

60

65

60

1427

-

-

1

3

2

13589

2

2

-

-

-

13703

MSZ EN

Kohéziós energia °C-on, J/cm2 10°C-on, J/cm

2

RTFOT vizsgálat

12607-1

Tömegváltozás, tömeg %

0,3

0,3

0,5

0,5

0,5

Maradó penetráció az eredeti % - ában, 25°C-on

50

50

50

50

50

1426

Lágyuláspont növekedés, °C

8

8

8

8

10

1427

Fraass töréspont, °C

-7

-10

-10

-12

-18

12593

Rugalmas visszaalakulás,

50

60

50

80

80

13398


14

25°C-on, % Tárolási stabilitás; Lágyuláspont különbség, °C Lobbanáspont, °C

13399; 5

5

5

5

5

1426

250

250

250

250

250

2592

További fokozatok: PmB 75/130-45 és PmB 120/200-45 (bitumenemulziók gyártásához)

7.2.14. táblázat. Erőméréses duktilitás vizsgálat a kohéziós tulajdonság jellemzéséhez


15

7.2.15. ábra. A rugalmas visszaalakulási képesség mérése


16

7.2.16. ábra. A tárolási stabilitás mérés (a szétosztályozódási hajlam) meghatározásának elve A normál előállítású és a polimerrel módosított bitumenek specifikációnak bemutatásakor itt csak röviden említjük az SHRP amerikai útügyi kutatási program (Strategy Highway Research Program) keretében kidolgozott, reológiai alapon nyugvó termékelőírást. A követelményrendszer a viszkoelasztikus bitumen; · · ·

magasabb hőmérsékleten meghatározott plasztikus alakváltozási ellenállás, a közepes hőmérsékletű fáradási ellenállás, a hideg hőmérsékleten való alakváltozási-képességének

meghatározásán, illetőleg követelményein alapul, figyelemmel a földrajzi térség által determinált nyári és téli hőmérsékletekre. Az SHRP – specifikáció alapműszere egy dinamikus nyíróreométer, amelyet a 7.2.17. ábra mutat be. Az ezen mérőberendezéssel meghatározható G* komplex modulus és a δ fázisszög értékei alapján a nyári hőmérsékletnek megfelelő vizsgálati hőmérsékleten (a bitumen különféle előkezeléseit köbvetően a G*/sinδ hányados az alakváltozási ellenállás, az átlagos évi hőmérsékletnek megfelelő vizsgálati hőmérsékletet pedig a G*×sinδ szorzat pedig a fáradási tulajdonság jellemzésére szolgál. A bitumen alacsony hőmérsékleten való viselkedését (alakváltozási képességét) pedig statikus üzemű hajlító reométerrel határozzák meg, a 7.2.18. ábra szerint.


17

7.2.17. ábra. Dinamikus nyíróvizsgálat ( SHRP Dynamic Shear Rheometer)


18

7.2.18. ábra. Hajlító kúszásvizsgálat alacsony hőmérséklete. (SHRP Bending Beam Rheometer) 7.2.2. Higított bitumenek A félmeleg eljárásokhoz (aszfaltmakadámok, un. „lágy aszfaltok) készítéséhez, felületi bevonatok készítéséhez higított bitumeneket használunk. A bitumen számos szerves oldószerben (benzol, klórozott szénhidrogének, xilol, toluol, stb.) köztük benzinben, petróleumban is továbbá jól oldódik. Ezt kihasználva oldószer adagolással a bitumennel való műveleti hőmérsékletek (permetezés, keverés, stb.) jelentősen csökkenthetők, így jelentős energia-megtakarítás érhető el. Ezért már a XX: század első felétől kezdődően világszerte elterjedtek az un. higított bitumenes technológiák. Mintegy 5-20 tömeg % petróleum-szerű oldószer hozzáadásával, elkeverésével célszerűen még a kőolaj finomítóban, a bitumengyárban állítják elő a „hígított” bitumeneket. Egy adott –lágyabb, 80-130 penetrációjúbitumenhez különböző mennyiségű oldószert adagolva különböző viszkozitású higított bitumenek állíthatók elő. Ezen termékekkel un,. félmeleg, 80-120 0C hőmérsékleti tartományban állíthatók elő aszfaltok; bevonatok, aszfaltmakadámok, lágy aszfaltok, kevert záró rétegek, felületi bevonatok. (Igen fontos annak ismerete, hogy idővel az oldószer környezetterhelő módon kipárolog a légtérbe.) Mivel félmeleg technológiáról van szó, azaz ezen hőmérsékleti tartományba a kőanyagok felületén lévő víz nem, vagy csak részben távozik, a higított bitumenekhez apoláros karakterű tapadásjavító anyagokat (különféle zsírsav aminokat is bekevernek 0,3-0,5 tömeg % mennyiségben. Ezek a tapadásjavítók elektrokémiai kötéssel segítik a bitumen kőzethez való tapadását.


19

A higított bitumenek legfontosabb tulajdonságai: -

viszkozitás lobbanáspont tapadóképesség oldószer mennyisége, és minősége alapbitumen minősége

Magyarországon kétféle viszkozitású higított bitumenfajta van forgalomban; · ·

Nagyobb oldószer tartalmánál fogva egy kisebb viszkozitású,HB-20/40 típus. Ennek kifolyási idővel jellemzett viszkozitása 20-40 másodperc. Kisebb oldószer tartalmú, ezért sűrűbb, nagyobb viszkozitású, 150-300 másodperc kifolyási idejű HB-150/300 típus.

A 7.2.19. ábra szerinti kátrány-viszkoziméterben 30 oC -os hőmérsékleten temperáljuk a hígított bitument, majd a tartály 10 mm átmérőjű nyílásán át kifolyó 50 ml higított bitumen kifolyási idejét mérjük. Az eredményt másodpercben kell megadni. A ma hazánkban forgalmazott termékek minőségi követelményeit a 7.2.5 táblázatban mutatjuk be.


20

7.2.19. ábra. Kártrányviszkoziméter Higított bitumenek követelményei táblázat. Jellemzők külső tulajdonság viszkozitás 30 0C–on, 10 mm-es nyíláson, mp Marcusson lobbanáspont, 0C, legalább víztartalom, tömeg %, legfeljebb tapadásérték bazalton és kvarcon lepárlási próba, átdesztillálás, v % 225 0c-ig 260 0c-ig 315 0c-ig 360 0c-ig a lepárlási maradék; penetrációja 25 0C –on, 0,1 mm Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

7.2.5. Követelmények HB 20/40 HB 150/300 homogén legyen 20 - 40 150 – 300 70 0,1 jó minősítésű legyen 0-4 4 - 10 7 - 15 12 - 20

0-3 1-7 4 - 10 7 - 13 70-250 21

duktilitása 25 0C –on, cm, legalább 100 A 7.2.6. táblázat a higított bitumenek szivattyúzási-, permetezési-, és keverési hőmérsékleteit mutatja be. Higított bitumenek szivattyúzási-, permetezési-, és keverési hőmérsékletei 7.2.6.táblázat műveleti hőmérsékletek, 0C műveletek HB 20/40 HB 150/300 szivattyúzás 40 - 70 60 – 90 permetezés 70 – 100, de lobbanáspont alatt keverés 80 - 100 90-120 7.2.3. Bitumenemulziók A hidegeljárásos technológiákhoz (bevonatok technológák) bitumenemulziókat használunk.

készítéséhez,

ragasztáshoz,

speciális

A bitumenemulzió: · ·

60-65 tömeg % mennyiségű, 1-5 mikron nagyságú cseppekre oszlatott (diszpergált) bitumenből 40-35 tömeg % vízből áll

Szobahőmérsékleten folyékony, kis viszkozitású diszperz rendszer (az egymással elegyedni nem képes anyagok, a bitumen és a víz diszperziója). A diszpergált anyag a bitumen, a diszperziós közeg a víz. Ahhoz, hogy a rendszer stabil legyen, szükség van egy emulgeáló szerre is. Az emulgeáló szerszénhidrogén láncból felépülő szerves vegyület, amelynek hidrofób (vízben nem oldódó) része a bitumenben oldódik, a hidrofil (vízben oldódó) része a vízben van. Az emulgeáló szer (amely az útépítésben használatos kationaktív bitumenemulziók esetében zsírsav amidok, iminek és imidek, illetve ezen vegyületek kombinációi) minden részecskének pozitív töltést az 7.2.20. ábra )


22

7.2.20. ábra. A kationaktív bitumenemulzió felületi töltése, a diszperziós közeg kémhatása A diszperziós közeg savas kémhatású, 2-5 pH közötti tartományban. Az azonos felületi töltésű cseppecskék között elektrosztatikus egyensúlyi állapot alakul ki, mert minden egyes cseppecskét molekuláris vonzási és taszítási zóna vesz körül. Az emulzió megtörik, ha a bitumenemulzió például ásványi anyaggal érintkezik (A zúzaléknak kvázi negatív töltése van, így elektrokémiai kötést teremtenek). A törési idő lehet gyors, közepes, lassú. Ezt az emulgeáló szer mennyiségével, a pH értékkel, stb. befolyásolni lehet. A bitumenemulziókat nem a kőolaj-feldolgozó bitumenüzemeiben gyártják, inkább az útépítési szakterület saját maga számára készíti azokat. Magyarországon jó területi elosztásban 9 emulziógyár üzemel. (pl.: Budapest, Gyöngyös, Székesfehérvár, Kiskunhalas, stb.) A 7.2.21. ábra szerinti kolloid malomban nagy sebességgel forog egy tárcsa, az álló és forgó tárcsák közötti résnyílás kicsi, a diszpergáló hatás nagy, így kis méretű (átmérőjű) bitumencseppeket lehet a bitument „aprítani”. A malom hőmérsékletét úgy kell beállítani, hogy a bitumenes és vizes fázis együttes hőmérséklete 200-220 oC legyen (víz 80 oC, bitumen 120-140 oC).


23

7.2.21. ábra. Emulgeáló (kolloid) malom Az emulziógyártó üzem elrendezését mutatja be a 7.2.22. ábra.

7.2.22. ábra. Az emulziógyártás folyamatábrája A folyamatábrából jól látható, hogy előzetesen a vizes fázisban oldják fel az emulgeáló szert, eközben beállítják (sósav adagolással) a PH értéket, illetve más vegyszert is un. „puffer”anyagot kevernek a vizes fázisba. (A vizes fázis előkészítésére általában két vagy több egységet is telepítenek, így folytonos, félfolytonos üzemmódban üzemelhet az emulziógyár Ez azt jelenti, hogy minden gépből kettő, vagy páros számú van. Magyarországon 10 tonna/óra a kolloidmalom teljesítményű gyárak üzemelnek. Az útépítés, útfenntartás igen sokrétűen alkalmazza a bitumenemulziókat. A különféle technológiákhoz más-más típusú, eltérő törési idejű emulziókat kell használni. A törési idő lehet gyors, közepes, lassú. A törési időt az emulgeálószer mennyiségével, pH értékével, stb. lehet befolyásolni.


24

Magyarországon alkalmazott termékfajták csoportosítása: ·

Törési idők alapján : - gyorsan törő, jelük: GY - közepesen törő, jelük: K - lassan törő, jelük: L

·

Az emulziós technológiák szerint: -

·

R FB KFB EA

Bitumentartalom alapján: -

·

Ragasztáshoz: permetezéshez, felületi bevonatokhoz: keveréses, terítéses felületi bevonatok: aszfaltkeverékek:

40% bitumentartalom:40 60% bitumentartalom:60 65% bitumentartalom:65 70% bitumentartalom:70

A bitumenemulziók fajtái a gyártáshoz felhasznált útépítési bitumen szerint: -

80-as penetrációjú 200-as penetrációjú elasztomerrel modifikált útépítési bitumen plasztomerrel modifikált útépítési bitumen

: B80-as : B 200-as : PmB-A : PmB-B

Példa: egy gyorsan-törő, ragasztáshoz használható, 60 %-os bitumentartalmú, B 80 jelű útépítési bitumenből gyártott bitumenemulzió termék-jelére: Gy-R 60 (B-80) Ragasztási célra használható, gyorsantörő típusok követelményeit mutatja be példaként a 7.2.7. táblázat.


25

Gyorsan-törő, ragasztási célú bitumenemulziók táblázat

7.2.7.

A táblázatban felsorolt jellemzők közül a kátrány-viszkoziméterrel történő mérés elvéről már esett szó, a szitamaradék vizsgálat a diszpergálás egyenletességét hivatott vizsgálni, a tárolhatósági vizsgálat pedig azt, hogy hajlamos e a termék arra, hogy koaguláljon, és ezzel nem kívánatos tárolási nehézségek álljanak elő. A törésidő esetében nem haladhatja meg 15 percet. Itt meg kell jegyezni, hogy valójában a törés abban a pillanatban megkezdődik, amikor az emulziót kipermeteztük, valójában 15 percen belül, már a teljes kötés (a teljes tapadás) áll már elő. A bitumenemulzió bitumentartalmát a. 7.2.23. ábra szerinti un. Dean-Starke készülékkel kell meghatározni. A készülék lombikból, az un. Dean-Starke feltétből és a feltét fölött lévő visszacsepegő hűtőből áll. A mérés elve röviden: A vizsgálandó emulziót bemérjük a lombikba, rátöltünk (vízzel telített) xylolt. Forraláskor a xylolból és az emulzió vizéből áll gőzelegy távozik a lombikból, de hűtőn lecsapódik. A lecsapódott folyadék egyrészt a speciális kialakítású feltét. Alsó 0,1 cm3 beosztású részébe kerül, illetve visszafolyik a lombikba. A feltét alsó részében a víz és a xylol jelentősen eltérő sűrűsége miatt szétválik, alul helyezkedik el a víz. A mikor a lombikból minden víz (azaz az emulzióban lévő összes víz) átkerül a feltétbe, ott a két folyadék határozott elkülönülése érzékelhetővé válik. A víz mennyiségét pontosan le kell olvasni, a 0,1 cm3 pontossággal leolvasott mennyiség egyben az emulzióban lévő víz mennyisége grammban. Ezzel a bemért mennység viszonyításával számítható az emulzió víztartalma tömeg %-ban, ha ezt az értéket 100 tömeg %-ból levonjuk megkapjuk az emulzió bitumentartalmát tömeg %-ban.


26

7.2.23. ábra. Az emulzió víztartamának (bitumentartalmának meghatározására szolgáló Dean-Starke féle készülék.


27

8. Útépítési aszfaltok Aszfaltok a bitumen és kőanyagok meghatározott arányú, megfelelő technológiával készített keverékei. Mivel a bitumenes kötőanyag viszkoelasztikus karakterű anyag, az aszfaltok is viszkoelasztikus anyagként viselkednek, a nyári hőmérsékleteken a viszkózus tulajdonságuk, kerülnek előtérbe. Télen merevebbé válnak, ilyen hőmérsékleteken az elasztikus tulajdonságok dominánsak, de ekkor is jelen van a viszkózus komponens, ezért képesek relaxációra. A gyakorlatban ez oly módon mutatkozik meg, hogy az aszfalt pályaszerkezeteket nem kell hézagolni, azokkal folytatólagos pályaszerkezet építhető. Magyarországon -25 oC - +60 oC az aszfaltok hőmérsékleti használati intervalluma 8.1. Az aszfaltok fajtái - Keveréses eljárással készülő anyagok - Permetezéses, szórásos eljárással készülő anyagok (ezek vékony bevonatok) Az előállítási technológia hőmérséklettől függően: - hideg eljárásos technológiák - félmeleg eljárásos technológiák - meleg eljárásos technológiák - forró (keveréses-főzéses) technológiák A keveréses technológiával előállított aszfalt esetében megkülönböztetünk: a.) háromfázisú rendszert, amely részei: - ásványi anyag, - bitumen, - ásványi szemcsék közötti levegő, szabad hézagtartalom. a.) kétfázisú rendszert, ezekben nincs levegő, nincs szabad hézagtartalmuk, pl.: öntött aszfaltok, masztixok 8.2. Az aszfaltok felosztása gyártási-, építési eljárások szerint Hideg eljárások: · ·

Permetezéses-szórásos felületi bevonatok bitumenemulzió kötőanyaggal Kevert felületi bevonatok (Slurry Seal típusú önterülő, magyar megnevezés szerint KFB jelű, keveréses-terítéses technológiával előállított bevonatok) 1,0 cm körüli vastagsággal. Kötőanyaguk modifikált bitumenemulzió)

Félmeleg eljárások: · ·

Permetezése-szórásos felületi bevonatok higított bitumen kötőanyaggal Aszfaltmakadámok higított bitumennel, ezek egy ideig burkolatként funkcionálnak, később alapréteggé válnak. (Megjegyzés: építésük kezd háttérbe szorulni, az EU-tagállamokban a hígított bitumenes technológiákat betiltották.) · Lágy aszfaltok (un. „Soft”-aszfaltok) kis forgalmú utakra, lágy bitumenekkel gyártva


1

·

Emulziós aszfaltkeverékek (nem bevonatok!) Lassan törő bitumenemulzióval gyártott fenntartási, kátyúzási keverékek, a melegeljárásos hengerelt aszfaltoknál jóval kisebb használati értéket képviselnek,

Meleg eljárások: · · ·

háromfázisos aszfaltok (160-190 oC-on állítjuk elő) ezek az un. hengerelt aszfaltok. Forró , keveréses-főzéses eljárások: öntöttaszfaltok és masztixok, két fázisúak, 180240 oC-on gyártják Különleges felületi bevonatok (SAM, SAMI )

8.3 A hengerelt aszfaltok tömeg- és térfogatviszonyai. A legnagyobb mennyiségekben előállított, nagy használati értéket képviselő hengerelt aszfaltok a; Ø tömegarányok szempontjából kétfázisos, Ø a térfogatarányok tekintetében pedig háromfázisos rendszernek minősülnek. (8.1. ábra)

8.1 ábra hengerelt aszfaltok tömeg- és térfogatviszonyai Az aszfalt tömege:

M a = M k + M b + M lev

(M lev = 0)

Ma = Mk + Mb a tömegegységnyi aszfalt tehát K + B tömegekből tevődik össze, azaz: 100 tömeg% aszfalt = K (M%) + B (M%)


2

Az aszfalt térfogata:

Va = Vk + Vb + Vlev

térfogategységnyi aszfalt: k + b + levegő

(levegő = h szabad hézagtartalom)

100 térf% aszfalt = k (tf%) + b (tf%) + h (tf%) Kérdés tehát, hogy mennyi az ásványi anyag által elfoglalt térfogat, a k (tf%) illetve mennyi a bitumen által elfoglalt térfogat, a b (tf%)

Vk Va Ma Va = sa

k ( tf % ) = 100 ×

Mk ; sk Mk s M ×s k ( tf % ) = 100 × k ® 100 × k a Ma M a × sk sa Vk =

® K (m% ) × ® sa ×

K sk

b (tf % ) = s a ×

B sb

sa sk

100 = k + b + h ® h = 100 -(k + b)

æ K Bö h = 100 - ç sa + sa ÷ sb ø è sk æ K Bö h = 100 - sa ç + ÷ ha h = 0 ® akkor sa = sao è sk sb ø

sao =

100 K B + sk sb


3

A testsűrűség és a hézagmentes testsűrűség hányadosa nem más mint az anyag "tömöttsége", "tömörsége". Tehát;

sa ® tömöttség, tömörség sao 1-

sa = pórusosság, pórustartalom sao æ è

h = 100 × ç 1 -

sa ö ÷ térfogat f%-ban sao ø

100 = k + b + h (térfogat f%) 100 - k = b + h (térfogat f%) hk (tf%)= befogadó hézagtartalom (100 - k; vagy b + h) Bitumenkitöltöttség:

tb =

b b = hk b + h

8. 4 Az aszfaltkeverékek szemeloszlása Az aszfalttechnológia a régebbi időkben jellemzően folytonos szemeloszlású (a „beton-elv” szerinti) keverékeket tervezett, gyártott. Ha a szemcseméreteket (szita- rostaméreteket négyzetgyökös léptékben vesszük fel, akkor a „legtömörebb” a „legtömöttebb” szemeloszlást a Fuller egyenes szolgáltatja. (2. ábra.) A Fuller egyenes hatványkitevője ezen ábrázolási módban tehát q = 0,5.


4

8.2. ábra. A Fuller- egyenes A folytonos szemeloszlás aszfaltbetonok alsó- és felső szemeloszlási határgörbéi q= 0,55 illetve q = 0,38 körüli hatvány kitevőkkel közel állnak a Fuller egyeneshez, azzal, hogy a 0,09 – 2,0 mm közötti un. homoktartományban inkább felfelé térnek el. (8.3. ábra.) Ha „q” hatványkitevő értéke egyre kisebbé válik, akkor a finomszemcsék aránya nő az aszfaltkeverékekben a 2,00 mm feletti kőanyagtartalom rovására. Az ilyen típusú aszfaltok a homokban gazdag un. „homokhasas” aszfaltkeverékek. Ha „q” kitevő értéke növekszik, akkor egyre zúzalékvázasabb szemeloszlás áll elő, a zúzalékszemcsék közötti nagyobb hézagokat finom szemcsével jobban, vagy kevésbe lehet kitölteni.

8.3. ábra.


5

A 8.4. ábrán látható, hogy ha jentősebben eltérünk a Fuller-egyenestől, úgy félfolytonos és kihagyásos szemeloszlások alakulnak ki, és jelentősebben megnövekszik az ásványi keverék hk befogadó hézagtartalmának értéke. Ezen – ma már gyakorta alkalmazott megoldásokkalspeciális, nagy élettartamú kopóréteg típusokat terveznek, gyártanak és építenek. (ÉHA – 20 jelű érdesített homokaszfalt kopórétegek, illetve ZMA (nemzetközi jelöléssel SMA) típusú zúzalékvázas masztixaszfalt kopórétegek. Erőteljesen zúzalékvázas, finom ásványi anyaggal nem kitöltött aszfalttípus a drénaszfalt, igen nagy befogadó, illetve szabad-hézagtartalommal.

8.4. ábra 8.5 Az aszfaltok tervezésére vonatkozó hazai műszaki előírások (ÚT 2-3.301 – sorozat) A meleg eljárással, keverőgéppel gyártott útépítési aszfaltok egyik (legfontosabb) csoportjának - az aszfaltbeton keverékek – tervezési követelményeit mutatjuk be az MSZ EN 131081:2006 előírásai alapján. A magyar útügyi műszaki előírást az EN 13108-1:2006 európai szabvány-sorozat aszfaltbetonokra vonatkozó nemzeti mellékletének kell tekinteni. A szabvány-sorozat további elemei: MSZ EN 13108-2 Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 2. rész: Aszfaltbeton nagyon vékony rétegekhez. MSZ EN 13108-3 Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 3. rész: Lágyaszfalt MSZ EN 13108-4 Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 4. rész: Érdesített homokaszfalt MSZ EN 13108-5 Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 5. rész: Zúzalékvázas masztix-aszfalt MSZ EN 13108-6 Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 6. rész: Öntöttaszfalt MSZ EN 13108-7 Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 7. rész: Porózus aszfalt MSZ EN 13108-8 Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 8. rész: Visszanyert aszfalt Az aszfaltkeverék tervezésének gyakorlati végrehajtása, a tervezett összetétel meghatározása az MSZ EN 13108-20 „Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 20 rész: Típusvizsgálat” tárgyú szabvány előírása alapján történik.


6

A megfelelőség (a gyártás megfelelőségének) tanúsítása az MSZ EN 13108-21 „Aszfaltkeverékek. Anyagelőírások. 21. rész: Üzemi gyártásellenőrzés” követelményei szerint, a keverékgyártó minőségbiztosítási rendszerében foglaltaknak megfelelően történik. A magyar műszaki előírás figyelembe veszi, hogy Magyarországon a terep, a forgalmi és klimatikus körülmények együttes figyelembevételével vagy „N” normál igénybevételi, vagy „F” fokozott igénybevételi útszakaszok szerinti aszfaltkeverékek tervezhetők, illetve építhetők, ezt a tervezési követelmények figyelembe veszik. Az ennek megfelelően gyártott aszfaltkeverékek alkalmazási területe az országos közutak, valamint a helyi közutak és a közforgalom elől el nem zárt magánutak aszfalt kopó-, kötő-, alap és kiegyenlítő rétegeként építhető út- pályaszerkezeti rétegek az ÚT 2-3.302 „Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek” tárgyú Útügyi Műszaki Előírás szerint. Az Útügyi Műszaki Előírás az MSZ EN 13108-1 szerinti un. fundamentális tervezési előírások (fundamental specification) szerinti követelményeket követi. 8.5.1 Szakkifejezések, fogalmak, jelölések

Útügyi Műszaki Előírásaink az alábbi szakkifejezéseket, fogalmakat és jelöléseket alkalmazzák: kopóréteg (surface course) a pályaszerkezetnek a forgalommal közvetlen kapcsolatban lévő legfelső aszfalt rétege. kötőréteg (binder course) a pályaszerkezetnek a kopóréteg és az alap közötti része alapréteg(base course) a pályaszerkezet fő szerkezeti eleme. Az alap egy vagy több rétegben fektethető, melyeket mint „felső” alapréteg, „alsó” alapréteg stb. elnevezésekkel jelölünk. kiegyenlítő réteg (regulating course) változó vastagságú aszfaltréteg, melyet egy meglévő rétegre helyeznek egy további állandó vastagságú réteg számára a szükséges profil létrehozására. alapanyagok az aszfalt keveréktípusok gyártásához felhasznált kötőanyagok, különféle kőanyag-halmazok és adalékszerek gyűjtőfogalma. kötőanyag Az útépítési bitumenek és útépítési alkalmazású polimerrel modifikált bitumenek, kemény bitumen gyűjtőfogalma. Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

7

kőanyag-halmazok a különféle természetes eredetű és természetes állapotban felhasznált ásványi eredetű anyagok, azok törésével, zúzásával és osztályozásával előállított anyagok, termékek. A kőanyaghalmaz méret szerint töltőanyag, homok vagy kőanyag lehet, amelyből az aszfaltkeverék kőanyag-keverékét lehet tervezni. töltőanyag az aszfaltkeverék kőanyag-keverékének 0,063 mm alatti frakciója, amelyet nagyrészt az ÚT 2-3.602 szerinti idegen kőliszt, és a gyártás során a keverőgép által elszívott –legfeljebb csak a képződés arányában visszaadagolható porleválasztókban kinyert és legfeljebb a képződés arányában visszaadagolható saját-töltőanyag (exhaustor-por) alkotja. homok (finomszemcsés kőanyag )természetes és/vagy zúzott homok; az aszfaltkeverék kőanyag-keverékének 0,063-2,00 mm közötti frakciója. kőanyag (durvaszemcsés kőanyag) az aszfaltkeverék kőanyag keverékének 2,00 mm feletti része. Visszanyert aszfal az aszfalt pályaszerkezeti rétegekből különböző módszerekkel -például marással, marással és átrostálással, továbbá bontott aszfaltok esetében művi aprítással és rostálással- visszanyert, olyan szemcseméretű anyag, amely az új aszfaltkeverék gyártásához a jelen előírás szerinti mennyiségekben visszaadagolható. adalékszer (additive) alapanyag, mely a keverékhez kis mennyiségben adható hozzá, pl. szerves vagy szervetlen szálak, vagy polimerek a mechanikai tulajdonságok, a bedolgozhatóság vagy a keverék színének a befolyásolására. teljesítményalapú követelmény(performance-based requirement) A teljesítményt előrebecslő alapvető műszaki tulajdonságra vonatkozó követelmény (pl.: merevség, fáradási tulajdonságok), amely az elsődleges teljesítmény-előrebecslés összefüggéseiben szerepel. teljesítményelvű követelmény(performance-related requirement) Olyan jellemzőre vonatkozó követelmény (pl. keréknyom-képződési jellemzők), amely valamely, a teljesítményt előrebecslő alapvető műszaki tulajdonsággal korrelációban áll. tapasztalati előírás (empirical specification) Az összetételre és az alapanyagokra vonatkozó követelmények valamint a teljesítményelvű követelmények kombinációja. alapvető előírás (fundamental specification) Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

8

A teljesítményalapú követelménynek valamint az összetételre és az alapanyagokra vonatkozó korlátozott követelményeknek a tapasztalati előírásokhoz képest nagyobb szabadságfokú kombinációja. 8.5.2 Az alapanyagokkal szemben támasztott követelmények 8.5.2.1 Kötőanyagok Kötőanyagként általában az MSZ EN 12591 szerinti útépítési bitumenek, az útépítési alkalmazású polimerrel modifikált bitumenek, esetleg az MSZ EN 13924 szerinti B 10/20 fokozatú kemény bitumennel használhatók fel. Valamely aszfaltkeverék típus a vonatkozó követelmény táblázataiban megadottak szerint a felhasználható bitumen fokozatát az aszfaltkeverék megrendelője határozza meg. Ennek hiányában a kötőanyag típusát a Vállalkozó választja meg. Az aszfaltkeverék bitumenjének modifikálása céljából az aszfalt gyártásánál is felhasználhatók modifikálószerek. A gyártó a termék megfelelőségi tanúsítványán az aszfaltkeverék típusjelének megadása mellett köteles megadni a bitumen fokozatának jelét is. (Példák: AC-22 kötő B 50/70, AC 11 kopó (F) PmB 25/55-60 8.5.2.2. Töltőanyagok Töltőanyagként mészkőliszt és a keverőgép által elszívott - legfeljebb csak a képződés arányában visszaadagolt – saját-töltőanyag (exhausztor-por) használható fel. A mészkőliszt feleljen meg az ÚT 2-3.602 Útügyi Műszaki Előírásban megadott követelményeknek. A mészkőliszt szemmegoszlásának határfeltételeit mutatja be a 8.1. táblázat. Mészkőliszt szemmegoszlása

8.1. táblázat

Szitaméret, mm

Áthullott anyag tömegszázaléka

2,00

100

0,125

85-100

0,063

70-100

A vizsgálatot leíró szabvány

MSZ EN 933-1

8.5.2.3 Homokok Homokként (finomszemcsés kőanyagként) természetes és zúzott homokok használhatók. Természetes homokok: A természetes homokok nem tartalmazhatnak szemmel látható szerves szennyezést, agyag-, iszaprögöket és hidrometrálással meghatározható, 0,02 mm-nél kisebb szemcsehányaduk leg-


9

feljebb 5 m % lehet. F és NM jelű keveréktípusok esetében természetes homok használata nem megengedett. Zúzott homokok: Zúzott homokként az ÚT 2-3.601 Útügyi Műszaki Előírás szerinti tisztasági követelményeket kielégítő; · NZ 0/2 termék, GF85, GTC20, f10 szemszerkezetű, · NZ 0/4 termék, GF85, GTC20, f6 szemszerkezetű, · Z 0/4 termék, GF85, GTC NR, f10 szemszerkezetű, · ZK 0/4 termék, GF85, GTC20, f6 szemszerkezetű zúzottkő, zúzottkavics termékek használhatók fel, de az F-jelű kopóréteg keveréktípusok esetében csak NZ 0/2 és NZ 0/4 termékek használata megengedett. A zúzott homokok 2,0 mm-es rostán fennmaradó része az aszfalt kőanyag keverékében zúzott kőanyagnak minősül. 8.5.2.4 Kőanyagok Kőanyagként (durvaszemcsés kőanyagként) természetes településű homokos kavicsok, kavicsok és murvák, továbbá zúzott kőtermékek használhatók fel. Természetes eredetű és állapotú anyagok: A homokos kavicsok nem tartalmazhatnak szemmel látható szerves szennyezést, agyag-, iszaprögöket és 5 m% - nál több, hidrometrálással meghatározható, 0,02 mm-nél kisebb szemcsét. A kavicsok és a murvák nem tartalmazhatnak szemmel látható szerves szennyezést, agyag-, iszaprögöket és 3 m % - nál hidrometrálással meghatározható, 0,02 mm-nél kisebb szemcsét. Zúzott kőtermékek: Az N és F igénybevételi kategóriákba tartozó utakra építendő kopó- a kötő és alaprétegek aszfaltkeverékeinek gyártásához a felhasználható zúzottkő és zúzottkavics termékek az ÚT 23.601 szerinti kőzetfizikai tulajdonságok tekintetében elégítsék ki a 8.2. táblázatban foglalt követelményeket.


10

Kőzetfizikai követelmények AC réteg megnevezése

8.2. táblázat igénybevételi kategória

F

N

Kőzetfizikai követelmények, legalább kopó

LA25 , MDE15, MS18

LA20 , MDE15 , MS15

kötő

LA30,, MDE20 , MS25

LA25 , MDE15 , MS18

alap

LA40 , MDE25 , MS25

LA25 , MDE20 , MS21

Az N és F igénybevételi kategóriákba tartozó utakra építendő kopó- a kötő és alaprétegek aszfaltkeverékeinek gyártásához a 8.3. táblázatban felsorolt, ÚT 2-3.601 szerinti zúzottkő, zúzottkavics termékek használhatók fel. Ezen termékek szemszerkezeti követelményeit az ÚT 2-3.601 Útügyi Műszaki Előírás részletezi. Felhasználható termékek AC réteg megnevezés

8.3. táblázat igénybevételi kategória N

F Termékek (frakciók)

NZ 4/11

kopó

KZ 2/4, KZ 4/8, KZ 8/11, KZ 11/16

ZK 4/8, ZK 4/11, ZK 8/111) Kivételes esetekben: KZ 2/4, KZ 4/8, KZ 8/11, KZ 11/16 NZ 4/11, NZ 11/22 Z 0/11, Z 0/22

kötő

KZ 2/4, KZ 4/8, KZ 8/11, KZ 11/16, KZ 16/22 NZ 4/11, NZ 11/22

ZK 4/8, ZK 4/11, ZK 8/11, ZK 8/16, ZK 11/22 1) Kivételes esetekben: KZ 2/4, KZ 4/8, KZ 8/11, KZ 11/16 NZ 4/11, NZ 11/22, NZ 22/32

KZ 2/4, KZ 4/8, KZ 8/11, KZ 11/16, KZ 16/22, KZ 22/32

Z 0/11, Z 0/22, Z 0/32

alap

NZ 4/11, NZ 11/22, NZ 22/32 ZK 4/8, ZK 4/11, ZK 8/11, ZK 8/16, ZK 11/22 1) Kivételes esetekben: KZ 2/4, KZ 4/8, KZ 8/11, KZ 11/16, KZ 16/22, KZ 22/32

Z 0/11, Z 0/22, Z 0/32 ZK 4/8, ZK 4/11, ZK 8/11, ZK 8/16, ZK 11/22 1)

1)

A ZK termékek az ÚT 2-3.601/2.Útügyi Műszaki Előírás szerinti legalább C 90/1 minőségűek legyenek

Az F igénybevételi kategóriába tartozó utak kopórétegeinek gyártásához használt KZ termékek esetében a polírozódási ellenállás követelménye: PSV50


11

8.5.4.5 Egyéb alapanyagok · Osztályozott kohósalak-zúzalék legfeljebb 20 tömeg %-ban homokként és/vagy kőanyagként használható alaprétegek, továbbá N igénybevételi kategóriájú utak kötőrétegeinek aszfaltkeverékeihez, ha; - kielégíti a 8.2. táblázat szerinti kőzetfizikai feltételeket, és - gyártója bizonylattal igazolja, hogy kohósalakon kívül más kohászati salakot nem tartalmaz. ·

Az aszfalt pályaszerkezeti rétegekből különböző módszerekkel -például marással, marással és átrostálással, továbbá bontott aszfaltok esetében művi aprítással és rostálással- visszanyert aszfalt az új aszfaltkeverék gyártásához az alábbi mennyiségekben adagolható vissza;

·

legfeljebb 10 m % mennyiségig az ezen előírás szerinti valamennyi keveréktípus gyártásához, a 10 m % adagolási mennyiséget meghaladóan legfeljebb 20 m % mennyiségig az ezen előírás szerint az N igénybevételi kategóriába építhető keveréktípusok gyártásához, 20 m %-ot meghaladó adagolási mennyiségben kizárólag az ezen előírás szerint az N igénybevételi kategóriába építhető alapréteg típusok gyártásához.

· ·

A visszanyert aszfalt D legnagyobb szemnagysága igazodjon a gyártandó aszfaltkeverék típusának legnagyobb szemnagyságához és feleljen meg az MSZ EN 13108-8 előírásnak. Ha a visszanyert aszfalt mennyisége kopó- és kötőréteg típus esetében a 10 m % - ot meghaladja, akkor a visszanyert aszfaltot is tartalmazó aszfaltkeverék kötőanyagának lágyuláspontját a keveréktervben külön is meg kell adni. Ehhez meg kell határozni a visszanyert aszfaltból kivont kötőanyag TLp1 lágyuláspontját és a keverék gyártásához használt (új) hozzáadott kötőanyag TLp2 lágyuláspontját. A visszanyert aszfaltot is tartalmazó keverék kötőanyagának TLp lágyuláspontja az alábbi képlettel számítható: TLp = a TLp1 + bTLp2

(a + b = 1)

ahol; a = a visszanyert aszfaltból kinyert kötőanyag teljes kötőanyag mennyiségre vonatkoztatott tömeghányada, b = az új kötőanyag teljes kötőanyag mennyiségre vonatkoztatott tömeghányada. 8.5.4.6 Adalékszerek Adalékszerek (tapadásjavító anyag, plasztifikálószer, stb.) a vonatkozó ÉME szerint használhatók az aszfaltkeverékek gyártásához. Az aszfaltkeverék bitumenjének modifikálása céljából felhasználhatók olyan modifikálószerek is, amelyek az aszfalt tulajdonságait kedvezően változtatják meg. Ilyen célból csak olyan modifikálószerek használhatók fel, amelyek érvényes Építőipari Műszaki Engedéllyel rendelkeznek, és amely modifikáló szereket az aszfaltkeverő telepen keverik be az útépítési bitumenbe, vagy közvetlenül a keverőegységbe adagolják.


12

8.5.3 Az aszfalt keveréktípusok tervezési követelményei A tervezési követelményeket egy példával, az MSZ EN 13108-1 szerint az aszfaltbetonokra elírt követelmények közreadásával mutatjuk be. Más aszfaltfajtákra is (SMA, PA, BBTM, stb.) hasonlóak a szabályzási elemek. Az aszfaltbeton keveréktípusok a következők: Kopórétegek: AC 4 kopó, AC 8 kopó, AC 11 kopó, AC 11 kopó (F), AC 16 kopó (F) Kötőrétegek: AC 11 kötő, AC 16 kötő (NM), AC 22 kötő, AC 22 kötő (F) AC 22 kötő (NM) Alaprétegek: AC 16 alap, AC 22 alap, AC 32 alap, AC 32 alap (F) A tervezés gyakorlati kivitelezését az MSZ EN 13108-20 számú típus vizsgálati szabvány alapján kell végrehajtani. Ez a szabvány az eddigi alkalmassági vizsgálatot típus vizsgálatnak nevezi. A keveréket jelen műszaki előírás tervezési követelményei alapján kell megtervezni. A szabványok nem adják meg a receptura készítés folyamatát, a gyártóra van bízva, hogy milyen módon jut el az összetételig. Ugyanakkor a keverék tervezés a gyártó felelőssége és az általa alkalmazott tervezési eljárás laboratóriumi vizsgálatokon és a gyártó saját tapasztalatain kell, hogy alapuljon. Ajánlott az eddigi gyakorlat során alkalmazott alkalmassági vizsgálati eljárás használata. A típusvizsgálattal kiválasztott összetétel keverőtelepi gyártást követő érvényesítése (validálása) után előírt összetételt a keverék gyártó (MSZ EN 13108-21 Üzemi gyártásellenőrzés szerinti) minőségbiztosítási rendszere alapján kell biztosítani. 8.5.3.1. Általános követelmények Kötőanyag tartalom és szemmegoszlás: A kötőanyag-tartalmat a teljes keverékre vonatkoztatott tömeg %-ban kell kifejezni. A szemeloszlást a teljes kőanyaghalmaz tömegének százalékában kell kifejezni. A szitákon átesett anyagmennyiségeket – a 0,063 mm nyílású szitán átesett kivételével – 1 tömeg százalékra kerekítve, a kötőanyagtartalmat , a 0,063 mm nyílású szitán átesett anyagmennyiség tömegszázalékát, az esetleges adalékszer-tartalmakat 0,1 tömeg %-ra kerekítve kell megadni. Keverék-hőmérséklet: Az alkalmazható keverékhőmérsékleteket a 8.4. táblázat tartalmazza.


13

A keverék-hőmérséklet határértékei zat Kötőanyag típusa

8.4. táblá-

megengedett leg-nagyobb kötőanyag hőmérséklet, o C

az aszfaltkeverék gyártási hőmérséklet-tartománya oC

legkisebb szállítási hőmérséklet, oC

B 70/100

175

140-180

140

B 50/70

180

140-180

140

B 35/50

190

150-190

150

B 10/20

205

170-205

170

Polimerrel modifikált bitumenek

A kötőanyag gyártójának előírása szerint

Modifikálószer használata esetén

ÉME szerint

Nincs követelmény: A követelmény-táblázatokban a NR jelzés jelentése: nincs követelmény (no requirement) 8.5.3.2 . Előírt követelmények A követelmények EN előírásoknak megfelelő szabályozási módját egy példán keresztül – az aszfaltbeton kötőrétegekre magyarországi alkalmazásként (nemzeti mellékletként) előírtak alapján - mutatjuk be a 8.5. táblázatban.


14

Kötőréteg aszfaltbetonok tervezési követelményei Jellemzők Szemeloszlás áthullott, m%

8.5. táblázat

Típusok AC 22 kötő

AC 22 kötő(F)

100 90-100

100 90-100

AC 22 kötő(NM) ** 100 90-100

25-43 4-9

20-40 4-8

20-35 4-8

22-31 3-8

5

5

5

5

5

60

100

60

100

100

AC 11 kötő*

31,5 mm 22,4 mm 16,0 mm 11,2 mm 2,0 mm 0,063 mm

100 90-100 30-50 3-8

AC 16 kötő (NM) 100 90-100

Vizsgálati módszerek

MSZ EN 933-1 MSZ EN 12697-2

A kőanyag-keverékben: - idegen kőliszt 1) mennyisége, legalább m% homoktartományban a zúzott homok aránya legalább, m% - a 2,0 mm feletti részt Felhasználható: - útépítési bitumenek - kemény bitumen - polimerrel módosított bitumenek

csak zúzott termékek képezhetik 50/70 35/50 45/80-60 25/55-60 25/55-65

-

50/70 35/50 -

35/50 -

25/55-65 10/40-65

45/80-60 25/55-60 25/55-65

45/80-60 25/55-60 25/55-65

10/20 2)

25/55-65 10/40-65

Hézagtartalom, V% maximum vmax minimum Vmin Vízérzékenység alább, ITSR%

leg-

Maradó alakváltozás, legfeljebb, PRDAIR,% Merevség S, MPa maximum smax minimum Smin Fáradás (ε6), legalább Mikrostrain,

MSZ EN 13108-20 C.1.2 szerint 2×50 ütés MSZ EN 12697-30 MSZ EN 12697-6 MSZ EN 12697-5 B módszer vízzel MSZ EN 12697-8

6,0 3,0

5,5 3,0

7,0 3,0

6,0 3,0

5,0 3,0

70

80

70

70 80 3)

70 80 3)

MSZ EN 12697-12

NR

3,0

NR

5,0 3,0 3)

2,0

MSZ EN 12697-22 kiskerekű, B módszer levegőn, 60°C

NR NR

21000 11000

NR NR

NR NR

21000 11000

NR

115

NR

NR

115

MSZ EN 12697-26 12697-24 A vagy D melléklet

* A és B forgalmi terhelési osztályba tartozó utak, kis forgalmú városi és kommunális utak kopórétegeként is építhető típus. Ebben az esetben a 2,0 mm feletti részben a zúzott termékek aránya legalább 60 tömeg % legyen. ** E, K és R forgalmi terhelési osztályba tartozó utak kötőrétegeként és alaprétegeként egyaránt építhető típus. 1) Mészkőből vagy dolomitból származó kőanyag 0,063 mm-en áteső hányada idegen kőlisztként vehető figyelembe. 2) csak akkor használható fel, ha az aszfaltkeveréket alaprétegeként, és kizárólag hajlékony pályaszerkezetbe építik be. 3) Polimerrel modifikált bitumen alkalmazása esetén.


15

8.6. Típusvizsgálat (alkalmassági vizsgálat) és keveréktervre A nemzetközi és a hazai gyakorlatban is a különféle szabványok, a műszaki előírások, műszaki szállítási feltételek mindenegyes aszfalttípus tervezésére az alábbi szabályozási elemeket alkalmazzák: Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø

szemeloszlási határfeltételek az idegen minimális mennyisége a homoktartomány minősége a zúzaléktartomány minősége felhasználható bitumenminőség tervezési hézagtartalom a vízérzékenységre (a kötőanyag tapadására) utaló jellemző valamilyen szilárdsági/alakváltozási jellemző a plasztikus alakváltozási hajlam jellemzésére.

Megjegyzés: A hazai gyakorlatban eddig használt alkalmassági vizsgálatot 2008. január 1. – től felváltja majd az MSZ EN 13108-20 szerinti un. „Típusvizsgálat”. A két eljárás elve lényegében azonos. 8.6.1. Laboratóriumi alkalmassági vizsgálat

Az aszfaltkeverék kőanyag-keverékének összetételét úgy kell megtervezni, hogy az a vonatkozó összetételi, szemmegoszlási követelményeknek, továbbá a hézagtartalomra, -ha a típusra előírt- vízérzékenységi-, keréknyom-képződési ellenállás, a merevségi és a fáradási követelményeknek megfeleljen. Az alkalmassági vizsgálatok készítése az alábbi műveletekből áll; · · · · · · · · ·

az ásványi alapanyagok kiválasztása, a kiválasztott ásványi alapanyagok szemeloszlásának meghatározása, az aszfaltkeverék ásványi keverékének megtervezése a kiválasztott ásványi alapanyagok szemeloszlása alapján számítással, aszfalt próbakeverékek készítése laboratóriumban a tervezett ásványi keverékkel, 3-5-féle, egymástól 0,3-0,5 m%-kal különböző kötőanyag-tartalommal, a Megrendelő által előírt, vagy a Vállalkozó által választott kötőanyagtípussal, a próbakeverékek hézagmentes testsűrűségének meghatározása, Marshall-próbatestek készítése a próbakeverékekből, a Marshall-próbatestek testsűrűségének meghatározása. A (szabad) hézagtartalom számítása Vízérzékenységi vizsgálat, ha előírt keréknyom-képződési ellenállási, az un. nagymodulusú aszfaltok esetében a merevségi és a fáradási tulajdonságok meghatározása.

8.6.2. Keverékterv Az alkalmassági vizsgálatokról vizsgálati jelentést kell készíteni, amelynek a következő adatokat kell tartalmaznia; Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

16

· · · · · · ·

az alapanyagok származási helyét és fajtáját, a próbakeveréshez felhasznált ásványi alapanyagok szemeloszlását, az aszfalt-granulátum bitumentartalmát, kötőanyagának lágyuláspontját és ásványi anyagának szemeloszlását, a próbakeveréshez felhasznált kötőanyag követelmények szerinti vizsgálatait, az ásványi keverék összetételének számításos tervezését, a próbakeverékek bitumentartalmát, hézagmentes testsűrűségét, Marshalltestsűrűségét, (szabad) hézagtartalmát ha előírt, akkor vízérzékenységi-, keréknyom-képződési ellenállási, a merevségi és a fáradási vizsgálatokat.

A gyártandó aszfaltkeverék kötőanyag-tartalmát az alkalmassági vizsgálat alapján, a keveréktípusra vonatkozó szabad hézagtartalom kell megválasztani. A megválasztott kötőanyagtartalomhoz tartozó vízérzékenységi-és (ha előírt) a keréknyom-képződési – merevségi modulus és fáradási nyúlás követelménynek is teljesülnie kell. - az egymással ellentétes funkcionális igények közül az(oka)t elégítse ki, amely(ek)et az ajánlati kiírás kiemelt követelmény(ek)ként ír elő. - Ha az alkalmassági vizsgálat kötőanyag-tartományán belül olyan kötőanyag-tartalmat célszerű választani amellyel próbakeverék nem készült, akkor a választott kötőanyagtartalomhoz tartozó hézagmentes testsűrűséget, Marshall-testsűrűséget és szabad hézagtartalmat (vagy vízfelvételt), továbbá a Marshall-stabilitást (ha van ilyen követelmény) az alkalmassági vizsgálat grafikonjaiból kell meghatározni. A kiválasztott aszfaltkeverékről keveréktervet kell készíteni. A keveréktervnek a következő adatokat kell tartalmaznia: · · · · ·

a B (m%) kötőanyag-tartalmat, a kőanyag-keverék T (m%) töltőanyag-tartalmát, a kőanyag-keverék H (m%) homoktartalmát, a kőanyag-keverék 2 mm feletti K (m%) kőanyag-tartalmát az MH (tf%) Marshall (szabad) hézagtartalmat.

Ezek az adatok a keverékterv elfogadása után a gyártás előírt értékei. A keveréktervhez tartozó dokumentumok: · · · ·

alkalmassági vizsgálati jelentés, alapanyagokra vonatkozó műbizonylatok, beleértve ebbe az ásványi alapanyagokra vonatkozó kőzetfizikai jellemzők évenkénti vizsgálati eredményeit is, alapanyagokkal elvégzett vizsgálatok jegyzőkönyvei, esetleges egyéb követelményeket igazoló vizsgálatok jegyzőkönyvei.

A keverékterv megrendelői tudomásul vétele (elfogadása) a Vállalkozó szavatossági felelősségét nem csökkenti. A keverékterv lényegében az aszfalt gyártásának alapdokumentuma.


17

8.6.3 Példa alkalmassági vizsgálatra, keveréktervre A következőkben egy konkrét példát mutatunk be az alkalmassági vizsgálat és keverékterv készítésére.

Laboratóriumi alkalmassági vizsgálati jegyzőkönyv 1. Alapanyag vizsgálatok A jegyzőkönyv 4 oldalból áll, ez az 3. oldal. Megrendelő:

SWIETELSKY Építő Kft. Azonosító a Megrendelőnél :

Érkezés dátuma :

Minta megnevezése :

2004.10.04.

Munka száma :

3051/04

mK-20/F NM Mintavétel helye, leírása :

Azonosító kód :

4. sz. főút Vecsést és Üllőt elkerülő út

4A1

Ásványi alapanyagok vizsgálatai Szemeloszlás; áteső rész, tömeg %

Szita-rostaméret 0,09 0,20 0,63 2,00 5,00 8,00 12,50 16,00 20,00 25,00 35,00

mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm

Hézagmentes test3 sűrűség (Sko ; g/cm )

mészkőliszt Tatabánya

UNZ 0/2 Gánt

UNZ 0/5 Gánt

UKZ 5/12 Gánt

UKZ 12/20 Gánt

86 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

11 18 34 94 100 100 100 100 100 100 100

10 18 31 60 100 100 100 100 100 100 100

0 0 0 0 7 56 100 100 100 100 100

0 0 0 0 0 0 5 37 94 100 100

2,740

2,848

2,833

2,883

2,865

Kötőanyag vizsgálatai A bitumen termékjele: o

Penetráció (25 C-on, 0,1 mm): o

PmB-A-15/30 25 81,4

Lágyuláspont ( C) 3

Sűrűség (Sb ; g/cm )

1,011

Budapest, 2004.10.28.


18

Laboratóriumi alkalmassági vizsgálati jegyzőkönyv 2. Ásványi összetétel, szemeloszlás A jegyzőkönyv 4 oldalból áll, ez az 4. oldal. Megrendelő:


Érkezés dátuma :


Munka száma :

3051/04


2004.10.04.

Azonosító kód :


4A1

Budapest, 2004.10.28.


19

Laboratóriumi alkalmassági vizsgálati jegyzőkönyv A jegyzőkönyv 4 oldalból áll, ez az 1. oldal.

Melléklet: 16 db

Megrendelő:


Érkezés dátuma :


2004.10.04.

Munka száma :

3051/04


Azonosító kód :

4A1


Kötőanyag tartalom, tömeg % Jellemzők 3

Hézagmentes testsűrűség (számított) s ao [g/cm ] Marshall testsűrűség Szabad hézagtartalom

3

saM [g/cm ] MH [tf%]

4,2m% PmB-A 15/30

4,5m% PmB-A 15/30

4,8m% PmB-A 15/30

2,652

2,638

2,620

2,528

2,524

2,521

4,7

4,3

3,8

Budapest, 2004.10.28.


20

Laboratóriumi alkalmassági vizsgálati jegyzőkönyv A jegyzőkönyv 4 oldalból áll, ez az 2. oldal. Megrendelő:


Érkezés dátuma :


Munka száma :

2004.10.04. 3051/04


Azonosító kód :

4A1


Hézagmentes testsűrűség (számított)

sao [g/cm3]

2,700

2,652

2,650

2,638 2,620

2,600 2,550 2,500 4,2m% PmB-A 15/30

4,5m% PmB-A 15/30

4,8m% PmB-A 15/30

Marshall testsűrűség

Szabad hézagtartalom

MH [tf%]

2,600 2,550

4,7

5,0

2,650

3

saM [g/cm ]

2,700

2,528

2,524

4,2m% PmB-A 15/30

4,5m% PmB-A 15/30

4,3 3,8

3,0

2,521

2,500

1,0 4,8m% PmB-A 15/30

4,2m% PmB-A 15/30

4,5m% PmB-A 15/30

4,8m% PmB-A 15/30

Budapest, 2004.10.28.


21

KEVERÉKTERV Melléklet:1 db alkalmassági vizsgálat

A jegyzőkönyv 1 oldalból áll, ez az 1. oldal. Megrendelő:


Érkezés dátuma :


2004.10.04.

Munka száma :

3051/04


Azonosító kód :


4A1

Felhasznált alapanyagok

Ásványi anyagok

Kötőanyag Adalékszerek

Aszfaltkeverék paraméterei

Kiegészítő vizsgálatok

Megnevezés (szabványos)

Származási hely

Összetétel (m%)

MKL UNZ 0/2 UNZ 0/5 UKZ 5/12 UKZ 12/20

Tatabánya Gánt Gánt Gánt Gánt

5 18 11 28 38

Megnevezés

PmB-A-15/30 Megnevezés

Bitumentartalom 0,09 mm alatti töltőanyagtartalom 0,09-2,0 mm közötti homoktartalom 2,0 mm feletti kőanyagtartalom Szabad hézagtartalom Keréknyomképződési vizsgálat Hasító vizsgálat -20oC Vízérzékenységi vizsgálat

Adagolás aránya m%

4,4% Adagolás aránya m%

B (m%) T (m%) H (m%) K (m%) MH (térf%) e (%)

sHh [N/mm2]

ITSR (%)

4,4 7,4 21,1 71,5 4,5 1,05 4,12 96,0

Budapest, 2004.10.28.


22

8.7. Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek építésének követelményei 8.7.1 Az aszfaltrétegek tervezésének előírásai Az utak forgalmi terhelési osztályai (A, B, C, D, E ,K és R forgalmi terhelési osztály) és a forgalom lefolyásának jellege, aszfalt pályaszerkezetre gyakorolt rongáló hatása alapján N (normál) és F (fokozott) igénybevételi kategóriákat kell megkülönböztetni a 8.6. táblázat szerint. 8.6. táblázat forgalmi terhelési osztály 1)

járulékos igénybevétel Jele

a forgalmi, a terep és a klimatikus körülmények együttes figyelembevételével

I

Hűvös, árnyékos, hegyvidéki útszakaszok, magas épületek közötti utak.

II

Jó benapozású sík- és dombvidéki útszakaszok és ezek településen átvezető szakaszai, belterületi gyűjtő utak.

III

Csatornázottan közlekedő forgalommal járt utak, kapaszkodó sávok, szintbeli csomópontok jármű-osztályozói, körforgalmú főúti csomópontok, belterületi főutak, autóbusz- és trolibusz-sávok. Jelentős nehéz forgalmat viselő gyorsforgalmi utak

A

B

C

D

E

K

N

F

N

N

R

F

F

1) Megjegyzés: Forgalmi terhelési osztályok az ÚT 2-1 202 szerint

· Aszfalt keveréktípusok a jelen előírás szerinti betű jelölésekkel ellátott, különféle szemeloszlási határfeltételeket kielégítő, különféle összetételű és tulajdonságú aszfaltkeverékek. - az aszfaltbetonok általános típusjele: AC. Az AC betűjel utáni szám az aszfaltkeverék Dnévleges legnagyobb szemnagyságát jelzi. Ezt követi a pályaszerkezeti rétegre történő utalás „kopó” „kötő” vagy „alap” jelzettel, végül a fokozott igénybevételű útszakaszra tervezhető aszfalttípusok zárójelben lévő „F”, illetve az ugyancsak fokozott igénybevételi kategóriájú szakaszra tervezhető un. „nagy modulusú aszfalttípusok” pedig zárójelben lévő „NM” jelzetet kapnak. (Ha nincs „F”, vagy „NM” jelzet, akkor az aszfalttípus „N” igénybevételi kategóriákba tartotó útszakaszra építhető.) Példák a keveréktípusok jelölésére: AC 16 alap, AC 32 alap (F), AC 22 kötő (NM), AC 11 kopó - a kopórétegként építhető nagyon vékony rétegekhez használható aszfaltbetonok általános típusjele: BBTM. A típusjel utáni szám az aszfaltkeverék D névleges legnagyobb szemnagyságát jelöli. Példa a keveréktípus jelölésére: BBTM 5 A BBTM aszfaltkeverékekből készített rétegek hosszú távon csökkentik a gördülési zajt, tehát mind külsőségi, mind városi útszakaszokon zajcsökkentő burkolatként használhatók F igénybevételi kategóriában . Ezen kívül magas értékű, tartós csúszásellenállást és a burkolaton keletkező vízköd és vízfilm csökkentését lehet ezekből az aszfaltkeverékekből készült burkolatokkal elérni. Az aszfaltkeverékek tulajdonságait az MSZ EN 13108-2 szabvány és annak nemzeti melléklete az ÚT 2-3.301-2 Útügyi Műszaki Előírás adja meg.


23

- a kopórétegként építhető zúzalékvázas masztixaszfaltok általános típusjele: SMA. Az aszfaltkeverék D névleges legnagyobb szemnagyságát jelző szám. A fokozott igénybevételű aszfalttípusok végül zárójelben lévő „F” jelet kapnak. Példák a keveréktípusok jelölésére: SMA 4, SMA 8 (F) SMA 11 (F) - a kopórétegként, járdaburkolatként, kerékpárutak burkolataként építhető öntöttaszfaltok általános típusjele: MA. Az aszfaltkeverék D max névleges legnagyobb szemnagyságát jelző szám és a fokozott igénybevételi kategóriájú útszakaszra is építhető öntöttaszfalt típus esetében a zárójelben lévő „F” jelzet. Példa a keveréktípusok jelölésére: MA 11, MA 11 (F) Az út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek tervezésére a mindenkor érvényes szabályzat ad előírásokat (jelenleg az ÚT 1-1.202:2005 “Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek és megerősítésük méretezése” című Útügyi Műszaki Előírás). ·

Útpályaszerkezeti aszfaltrétegként tervezhető aszfalttípusok az igénybevételi kategóriák szerint:

Az igénybevételi kategória figyelembevételével a 8.7. táblázatban megadott aszfaltkeveréktípusok tervezhetők az útpályaszerkezetbe. 8.7. táblázat útpályaszerkezeti réteg

Kopóréteg

Utak, útszakaszok igénybevételi kategóriái szerinti az egyes aszfalt-pályaszerkezeti rétegekként tervezhető-építhető aszfalttípusok N

F

AC 4 kopó 1), AC 8 kopó, AC 11 kopó

AC11 kopó (F), AC 16 kopó (F)

SMA 8, SMA 11, SMA 4 2)

SMA 8 (F), SMA 11 (F)

MA 8, MA 11, MA 4 1)

MA 11 (F) 4)

AC 16 alap3)

BBTM 5 5), BBTM 8 5), BBTM 11 5)

BBTM 5 5), BBTM 8 5), BBTM 11 5) AC 22 kötő (F) Kötőréteg

AC 11 kötő 6), AC 22 kötő AC 16 alap, AC 22 alap, AC 32 alap

AC 16 kötő (NM), AC 22 kötő (NM)

7)

AC 16 kopó AB (F) 8) AC 32 alap (F)

aszfalt alapréteg

AC 16 alap, AC 22 alap, AC 32 alap

AC 22 kötő (NM) 9)

kiegyenlítő réteg

AC 8 kopó, AC 11 kopó, AC 11 kötő

nem építhető

Megjegyzések: 1)

Csak kerékpár- és gyalogútra tervezhető aszfalttípusok


24

2)

Új pályaszerkezet építésekor nem, csak burkolat-felújítás esetén, valamint kerékpár- és gyalogútra tervezhető aszfalttípus 3)

A és B forgalmi terhelési osztályokba tartozó utak, kis forgalmú városi utak és kommunális utak kopórétegeként is tervezhető típus 4)

K és R forgalmi terhelési osztályok esetén nem tervezhető aszfalttípus

5)

Zajcsökkentő burkolat külsőségi és városi útszakaszokra. Útfelújításoknál kizárólag megfelelő teherbírású, profilhelyes meglévő rétegre építhető. 6)

A és B forgalmi terhelési osztályokba tartozó utak, kis forgalmú városi utak és kommunális utak kopórétegeként is tervezhető típus 7)

E, K és R forgalmi terhelési osztályú utak esetén kötőrétegként és alaprétegként egyaránt tervezhető aszfalttípus. 8)

Új pályaszerkezet építésekor nem, csak burkolat-felújítás esetén tervezhető aszfalttípus

9)

Ha az aszfaltkeverék típusokat polimerrel modifikált bitumennel gyártják, úgy félig merev és hajlékony típusú útpályaszerkezet alaprétegeként egyaránt tervezhető. Ha B 10/20 fokozatú kemény útépítési bitumennel gyártják, akkor csak hajlékony pályaszerkezetbe tervezhető aszfalttípus.

·

Vastagsági határértékek:

Az egyes pályaszerkezeti rétegek tervezhető és beépíthető legkisebb, továbbá az egy rétegben beépíthető legnagyobb vastagságát a 8.8. táblázat tartalmazza. Egyrétegű felújításnál a beépített réteg vastagsága egyes helyeken elérheti a legnagyobb beépítési vastagság oszlopában zárójelben feltüntetett értéket.


25

8.8. táblázat Az aszfalt típusa

Tervezhető legkisebb vastagság (mm)

egy rétegben építhető legnagyobb vastagság (mm)

AC 16 alap

45

80

AC 22 alap

70

100

AC 32 alap

90

120

AC 32 alap (F)

90

120

AC 11 kötő

35

50

AC 11 kötő, kiegyenlítő rétegként építve

25

60

AC 16 kötő (NM)

50

70

AC 22 kötő

60

100

AC 22 kötő (F)

70

100

AC 22 kötő (NM)

70

100

AC 4 kopó csak kerékpár- és gyalogútra

15

30

AC 8 kopó

25

40 (45)

AC 8 kopó, kiegyenlítő rétegként építve

15

40

AC 11 kopó

35

50 (55)

AC 11 kopó, kiegyenlítő rétegként építve

20

60

AC 11 kopó (F)

35

60 (65)

AC 16 kopó (F)

50

60 (75)

BBTM 5

20

25

BBTM 8

25

30

BBTM 11

30

35

SMA 4 ,csak felújítási munkákhoz, kerékpár vagy gyalogútra

15

35

SMA 8

25

35

SMA 8 (F)

25

35

SMA 11

35

50 (60)

SMA 11 (F)

35

50 (60)

MA 4, csak kerékpár- és gyalogútra

20

30

MA 8

25

35

MA 11

35

45

MA 11 (F)

35

45

·

Aszfaltrétegek építésének feltételei korszerűsítendő, megerősítendő útpályán:

Ha korszerűsítendő, és/vagy megerősítendő pályán olyan egyenetlenségek találhatók, melyek egyszerű felület-előkészítéssel, kátyúzással, helyi marással, illetve a 8.8. táblázatban megadott vastagsági határértékek között terített aszfaltrétegekkel nem szüntethetők meg, akkor nagyobb felületek marásával, vagy külön kiegyenlítő réteg alkalmazásával, illetve ezen módszerek kombinációjával kell az egyenletes fogadó felületet előállítani. A meglévő pályaszer-


26

kezet és a fogadó felület szakszerű előkészítésére teendő intézkedéseket az ajánlati kiírásban elő kell írni. Ha a rehabilitálandó, illetve megerősítendő pályán a keréknyomvályú mélysége a 15 mm-t eléri vagy meghaladja, akkor a meglévő aszfalt rétegek plasztikus deformációs hajlamát az ajánlati kiírás elkészítése előtt meg kell határozni keréknyom-képződési vizsgálattal. Amenynyiben valamelyik aszfaltréteg vizsgálati eredménye kedvezőtlenebb mint a 8.9. táblázatban megadott küszöbérték, akkor a beavatkozást ezen réteg(ek) eltávolításával, az erősítő rétegek vastagításával, vagy bármilyen egyéb módon úgy kell megtervezni és az ajánlati kiírás műszaki előírásaiban rögzíteni, hogy a szóban forgó tulajdonság szempontjából elégtelen minőségű réteg(ek) a megerősített pályaszerkezetben korai plasztikus deformáció kialakulását a továbbiakban ne eredményezzen(ek). 8.9. táblázat Az út-pályaszerkezeti aszfaltréteg

Küszöbérték keréknyom-képződési vizsgálattal, e % (1

Kopóréteg és kötőréteg illetve felülről második aszfaltréteg

³20 ³25

Harmadik aszfaltréteg (aszfalt alapréteg) 1)

0

Az MSZ EN 12697-22 ”B” eljárás szerinti vizsgálattal, légfürdőben, 60 C vizsgálati hőmérsékleten

8.7.2 Aszfaltrétegek építési feltételei 8.7.2.1 Általános előírások Az út-pályaszerkezeti aszfaltrétegeket a Megrendelő által jóváhagyott kiviteli tervben, vagy ennek hiányában az ajánlati kiírásban előírt szélességgel, vastagsággal és keresztirányú eséssel kell megépíteni. A Vállalkozónak legkésőbb három munkanappal az építés megkezdése előtt a beépítés-technológiai utasítást be kell mutatnia a Megrendelőnek. Ha a Megrendelő a Vállalkozó beépítés-technológiai utasításával nem ért egyet, akkor az utasítás kifogásolt részeit pontosan fel kell sorolnia a kívánt módosítások megjelölésével. A beépítés-technológiai utasítással kapcsolatos megrendelői észrevételeket, módosítási igényeket a Vállalkozó köteles végrehajtani, feltéve hogy azok a szerződéses feltételekkel, illetve a Vállalkozó műszaki meggyőződésével nem ellenkeznek. A beépítés-technológiai utasításnak a következő technológiai műveletekkel kapcsolatos adatokat kell tartalmaznia: · az aszfaltréteg beépítésének előfeltételei: - a felület-előkészítési munkák körülményei, - az esetleges marás körülményei (marógép típusa, marási szélesség, marási mélység, a mart aszfalt elszállítása), - a fogadó felület tisztításának módja, - ragasztóanyag kipermetezése (a ragasztóanyag típusjele, mennyisége, hőmérséklete, a szórógép típusa.) · az aszfaltkeverék szállítása: - a szállító járművek típusa, súlya, az egy járművel (az egyes járművekkel) kiszállítandó aszfaltkeverék tömege, a tapadásgátlás módja, az aszfaltkeverék takarása, - az aszfaltkeverék hőmérsékletének ellenőrzése a helyszínen, a mérés módjának megadásával, - a szállító járművek mozgása a munkaterületen, a finiserbe való ürítés módja. · az aszfalt terítése: Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

27

- a finiser(ek) típusa - az építési sávok sorrendisége, terítési sávszélességek, indulási- visszazárási helyek, haladási irány(ok), - finiser beállítások az aszfaltkeverék terítése előtt, - a finiser haladása, megállása, vezérlése, az előtömörítő egységek beállítása, - hossz- és keresztirányú csatlakoztatások képzése. Az egymás feletti aszfaltrétegekben a hosszcsatlakoztatási vonalak helyzetének kialakítása - az esetlegesen előforduló kézi bedolgozás körülményei · az aszfaltréteg tömörítése: - a hengerek száma, típusa, tömege, sorrendje, - a hengerek mozgása (sebességek, hengerlési hosszak, a hengerpalástok kenése, irányváltások, a hengerek járatszámai, vibrációs beállítások), · munkavédelem, · környezetvédelem. 8.7.2.2 A fogadó útpályaszerkezettel szembeni követelmények Aszfaltréteg csak teherbíró, profilhelyes, kellő víztelenítéssel rendelkező, egyenletes felületi megjelenésű, száraz, szennyezéstől, hótól, jégtől mentes pályaszerkezeti rétegre építhető. Felújítandó pálya esetén a Vállalkozónak az építés megkezdése előtt a szerződésben előírt profilozási és felület-előkészítési munkák elvégzése mellett meg kell szüntetni a fogadóréteg kátyúit, foltszerű helyi hibáit és el kell távolítani a felületén található bitumenes foltokat. Ha az ajánlati kiírás erre vonatkozóan külön nem rendelkezik, a fogadóréteg repedéseit olyan módon kell kezelni, hogy ezek miatt a kész aszfaltrétegen, ha az egy rétegben épült, akkor két éven belül, ha két rétegben épült, akkor három éven belül fenntartási igény nem lép fel. A fogadó felületről minden szennyezést el kell távolítani. Hengerelt aszfaltréteg építése esetén a fogadó felületre a két réteg közötti tapadás biztosítása érdekében 0,3-0,6 kg/m2 mennyiségben bitumenemulziót kell egyenletes vastagságban kipermetezni az aszfaltkeverék terítésének megkezdése előtt legalább fél órával. A kipermetezett ragasztó rétegre a munkanap végéig aszfaltréteget kell építeni, ha azon éjszaka és/vagy munkaszüneti napokon forgalom van. Nem szükséges bitumenemulziós permetezés, ha az aszfaltréteget legalább 120 0C hőmérsékletű fogadó rétegre építik. 8.7..2.3 Az aszfaltrétegek építési előírásai Aszfaltrétegek csak akkor építhetők, ha a levegő hőmérséklete a száraz fogadó felületen a 8.10. táblázatban előírt értéket eléri. 9.5 táblázat Aszfaltkeverék-típus

Megengedett legkisebb léghőmérséklet, °C

BBTM és SMA típusú aszfaltok AC típusú aszfaltbetonok; - 40 mm-nél vékonyabb rétegben építve - 40 mm-es vagy vastagabb rétegben építve MA típusú öntöttaszfaltok

+5 +5 +0 -5

A hengerelt aszfaltkeverékek hőmérséklete a beépítés helyén, a szállítójárműben - a finiser befogadó tartályában való ürítés előtt - mérve a 8.11. táblázatban megadott tartományba essék.


28

8.11. táblázat Az aszfaltkeverék kötőanyagának típusa

Beépítési hőmérséklet-tartomány (0C)

B 70/100 , B 50/70 B 35/50 B 10/20 Modifikált útépítési bitumenek Modifikálószer használata esetén

140 – 180 150 – 190 170 – 205 A kötőanyag gyártójának előírása szerint ÉME szerint

Az elterített aszfaltrétegek azon széleit, amelyek mellé már nem épül újabb aszfaltsáv, illetve nem csatlakoznak szegélyhez, hengerelt aszfaltkeverékek esetében 1:1,.....1:2 rézsűvel kell tömörítés közben kiképezni. Egyirányú esésben épített útpályán az útpályaszerkezet aszfaltrétegeinek széleit a magasabban fekvő oldalon meleg bitumenes kenéssel, bitumenemulziós kenéssel vagy más vízszigetelő anyag felhordásával kell a víz behatolása ellen megvédeni. Öntött-aszfaltnál a széleket függőleges oldalfallal kell kialakítani. Az útpálya keresztesés szerint alacsonyabban fekvő süllyesztett szegélyei, továbbá a kiemelt, vagy süllyesztett szegélyek mentén elhelyezett víztelenítő műtárgyak szélei mellett a kopóréteg aszfaltkeverékét úgy kell elteríteni, hogy tömörítés után a felülete a szegély, ill. a műtárgy szintjénél 5...10 mm-rel magasabban legyen. Ha a víztelenítő műtárgy külső széle nem csatlakozik közvetlenül a szegélyhez, akkor a műtárgy és a szegély közötti részen a kopóréteg felületét elleneséssel kell kialakítani. Kopórétegeknél az egymás melletti beépítési sávokat úgy kell összedolgozni, hogy a hosszcsatlakozásnál egyrétegű építésnél, egy éven, kétrétegű építésnél pedig három éven belül fenntartási igény ne lépjen fel. Ennek érdekében, ha a beépítési sáv nem meleg aszfaltszélhez csatlakozik, más előírás hiányában a hideg sávszélet közel függőlegesre kell vágni és hengerelt aszfalt építése esetén megfelelő kötőanyaggal bevonni, illetve bepermetezni a csatlakozó sáv terítésének megkezdése előtt. A munkanap végén és minden olyan munkamegszakításnál, amelynél a finiser félreáll, a tömör réteget azon a helyen, ahol a vastagsága még a teljes keresztmetszeten megfelelő, a terítés irányára merőlegesen, közel függőlegesen át kell vágni és a vágási hely előtti felesleges aszfaltot el kell távolítani. A beépítés újrakezdésekor keresztcsatlakozást kell képezni. A hossz- és keresztcsatlakozásoknál a réteg felülete ugyanolyan zárt szerkezetű legyen, mint a sáv közepén. Többrétegű pályaszerkezet építésénél a beépítési sávok szélességét úgy kell megválasztani, hogy az egymás feletti rétegek hosszcsatlakozásai vízszintes értelemben legalább 0,1 m távolságra legyenek egymástól. A kész aszfaltréteget akkor szabad átadni a forgalomnak, ha hőmérséklete a felületén 40°Cnál nem nagyobb. 8.7.2.4 Ellenőrzés beépítés közben A Vállalkozónak szúrópróbaszerűen meg kell mérni a beépítendő aszfaltkeverék hőmérsékletét a szállítójárműben. Ha ez az érték hengerelt aszfaltkeverékeknél a 6. táblázatban megadott határértékeken kívül esik, az aszfaltkeveréket nem szabad beépíteni. Az aszfaltréteg beépítése közben a levegő hőmérsékletét szúrópróbaszerűen kell mérni, ha annak értéke a megengedett legkisebb érték közelében van.


29

Munkakezdéskor és minden finiser félreállás utáni újrakezdéskor 5-10 m hosszú sáv elterítése után szintezéssel kell ellenőrizni a finiser-pallón, vagy a még be nem tömörített réteg felületén a keresztirányú esést és szükség esetén korrigálni kell a gépbeállítást. A keresztcsatlakozásoknál tömörítés közben 4 m-es léccel kell ellenőrizni a felület egyenletességét és az esetleges egyenetlenséget megfelelő beavatkozással meg kell szüntetni. Az aszfaltkeverék terítése közben, szükséges időközönként speciális kialakítású mérővesszővel, vagy más alkalmas eszközzel ellenőrizni kell a terítési vastagságot és szükség esetén korrigálni kell a gépbeállítást. 8.7.3 Aszfaltrétegek mintavételi és vizsgálati módszerei 8.7.3.1 Mintavétel aszfaltrétegből ·

A hengerelt aszfaltrétegekből legalább 150 mm átmérőjű mintát kell venni az MSZ EN 12697-27. szerint. Egy mintavételi hellyel 6000 m2 aszfalt réteg minősíthető keverék összetétel, vastagság és burkolati hézagtartalom szempontjából. A mintavétel során törekedni kell arra, hogy az irányonként és forgalmi sávonként felváltva történjen.

·

Az aszfaltkeverék összetétel megfelelőség igazolása általánosan a fúrtminták vizsgálatából végezhető el. A beépítést megelőzően a megrendelővel történt egyeztetés alapján a keverék összetétel vizsgálatához a mintavétel történhet beépítés közben, is a finisher által elterített, még meleg állapotban kivett mintából is. Ebben az esetben a mintavétel körülményeiről pontos leírást és nyilvántartást kell vezetni, amit a megrendelő képviselőjével igazoltatni kell.

·

Az öntöttaszfalt rétegek vastagságának meghatározásához 100-150 mm átmérőjű mintát kell venni. Egy mintavételi hellyel legfeljebb 1000 m2 felület minősíthető.

8.7.3.2 Aszfaltrétegek vizsgálatai ·

A rétegek vastagságát az MSZ EN 12697-36 szabvány 4.1 fejezete szerinti méréssel kell meghatározni.

·

A hengerelt aszfaltrétegek hézagtartalmának meghatározásához a 2.3.1.1 szerint vett fúrt minta testsűrűségét az MSZ EN 12697 – 6 szabvány 9.3 „B” módszer szerint kell vizsgálni. Kivételt képez a BBTM kopóréteg, ahol a fúrt minta testsűrűségét az MSZ EN 12697 – 6 szabvány 10.4. „D” módszer szerint kell mérni. Ezután az MSZ EN 12697-5 vizes A módszer szerint vagy a fúrt mintából,vagy a réteg beépítésekor, a rétegből vett ömlesztett mintából meg kell határozni a hézagmentes testsűrűséget. A burkolat szabad hézagtartalmát az előzőek szerint meghatározott testsűrűségből és hézagmentes testsűrűségből az MSZ EN 12697-8 4. fejezete szerint kell számítani.

·

A hengerelt aszfaltkeverék összetételét az MSZ EN 13108-20 szabvány szerinti típusvizsgálat alapján készített és a Megrendelő által elfogadott keveréktervben előírt értékhez viszonyítva a következő paraméterek alapján kell vizsgálni.


30

Ø oldható kötőanyagtartalom (tömeg%) Ø 0,063 mm – es szitán átesett (tömeg %) Ø 2,0 mm – es szitán átesett (tömeg %) Ø D szitán átesett (tömeg%) 8.7.3.2 Mérések megépített kopórétegen. ·

A kopóréteg felületi egyenletességének meghatározásához;

Ø UT-02 készülékkel forgalmi sávonként, annak külső szélétől 0,6-1,2 m távolságban kell mérni. Belterületi szakaszon az ÚT 2-2.113 sz. Útügyi Műszaki Előírás vonatkozó fejezete szerint kell a mérést végezni, Ø A kopóréteg felületi egyenletességének meghatározása a prEN 13036-5 szabvány szerinti IRI (nemzetközi egyenetlenségi index) értékek mérésével is történhet. Az IRI értékre vonatkozóan a mérést 100 m-es szakaszokra átlagolva kell kiértékelni A kiértékelésből ki kell hagyni az olyan 20 m-es szakaszokat, amelyek az alábbi elemek valamelyikét tartalmazzák: -

híd- útburkolatok csatlakozás zónáját,

-

egyéb műtárgyak környezetét,

-

ferde gerincű átvezetést,

-

vasúti átjárót

Ø Kézzel terített, legfeljebb 1000 m2 felületű MA-8, MA-11 és MA 11 (F) rétegeken a felület egyenletességét 3 m-es léccel forgalmi sávonként, annak külső szélétől 0,8 méter távolságban kell mérni az MSZ EN 13036-7 szabvány szerint. ·

A makroérdesség meghatározásához az AC-11 kopó, az AC-11 kopó (F), az AB-16 kopó (F), a BBTM 5, a BBTM 8, a BBTM 11, az SMA 8, az SMA-8 (F), az SMA 11 és az SMA 11 (F), kopórétegek felületén a makroérdességet minden forgalmi sávban, a külső és belső keréknyomban, 500 méterenként kell mérni. A makroérdességet az MSZ EN 13036-1 szabvány szerint kell vizsgálni. A makroérdesség értékét 0,01 mm pontossággal kell megadni.

·

A 30 mm vagy annál vékonyabb kopórétegek tapadásának meghatározásához legfeljebb 6000 m2 -ként 150 mm átmérőjű mintát kell venni.

8.7.3.3 Geometriai mérések ·

A megépített aszfalt útpályaszerkezet kopórétegének keresztirányú esését a kopórétegen terv szerinti keresztszelvényekben a terv szerinti pályaszint vonalában, valamint a forgalmi sáv (több azonos esésben lévő forgalmi sáv esetén a jobb szélső forgalmi sáv) külső szélének vonalában végzett szintezésekkel kell meghatározni. A keresztirányú


31

esést 2 mm pontosságú mérések alapján számítással kell meghatározni, és 0,1 % - os pontossággal megadni. * ·

A pályaszintet 2 mm-es pontossággal kell mérni és 10 mm-re kerekítve megadni.*

·

A kopóréteg tengelyének és szélének kitűzési terv szerinti helyzetét 10 mm-es pontossággal kell meghatározni. *

8.7.4. Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek megfelelőségének igazolása A megépült aszfaltréteg, ill. több aszfaltrétegből álló pályaszerkezet akkor felel meg a jelen előírás szerint kötött szerződés követelményeinek, ha a fentiek szerinti általános, vastagsági, hézagtartalmi, összetételi, továbbá kopórétegek esetében; - a felületi egyenletességi követelményeket, - a felületi érdességi - a 30 mm, vagy annál vékonyabb tervezési vastagságú kopóréteg esetében szerinti tapadási, követelményeket, illetve a megépült aszfalt útpályaszerkezet a vonatkozó geometriai követelményeket kielégíti. A Vállalkozónak a Megrendelő által a szerződésben előírt paraméterek megfelelőségét az alábbiak szerint kell igazolni; ·

a vastagság és a burkolati hézagtartalom valamint a keverék összetételének megfelelőségét,

·

a kopóréteg felületi egyenletességének megfelelőségét ÚT-02 készülékkel, vagy IRI mérésével, illetve a kézzel terített öntött-aszfalt esetén 3 m-es léccel végzett mérési eredményekkel,

·

a kopórétegek makroérdességét,

·

a 30 mm, vagy annál vékonyabb tervezési vastagságú kopóréteg tapadását,

·

a megépült aszfalt útpályaszerkezet geometriai megfelelőségét.

A fent előírt valamennyi vizsgálati és mérési eredményt, továbbá a beépített réteg(ek) megfelelőségének igazolását dokumentálni kell. 8.7.4.1 Általános követelmények · *

a réteg felülete egységes szerkezetű legyen,

Lásd a Mérnökgeodéziai Szabályzat (24/1974/MÉM E. 50.) MÉM számú utasítást


32

·

a réteg felületéről a víznek a tervezett esés irányába maradéktalanul el kell folyni,

·

a terítési sávok összedolgozásánál, valamint azok egyéb felületekhez való csatlakozásánál hézag vagy repedés nem lehet,

·

a réteg hatékonyan tapadjon az alatta lévő aszfaltréteghez,

·

a kopóréteg terítési sávjainak hosszirányú összedolgozásánál 3 mm-nél nagyobb szintkülönbség nem lehet,

·

kiszórt zúzalékkal érdesített kopóréteg felületén érdesítetlen foltok, sávok, vagy zúzalékfészkek nem lehetnek.

Az aszfaltréteg megfelelőségét a Megrendelő műszaki ellenőrzései és az átadás-átvételi eljáráson végrehajtott szemrevételezés alapján dönti el. 8.7.4.2 Vastagsági követelmény A tervezett vastagságok megengedett eltérései: ·

Három, vagy több réteg építése esetén mind az egyes rétegek, mind az épített aszfaltrétegek összvastagsága legfeljebb 10%-kal,

·

két réteg építése esetén mind az egyes rétegek, mind az épített két réteg összvastagsága legfeljebb 12%-kal,

·

egy réteg építése esetén a réteg vastagsága legfeljebb 15 %-kal

lehetnek kisebbek a tervezett vastagságnál. A kiegyenlítő réteget a vastagsági követelmény szempontjából pályaszerkezeti rétegként kell figyelembe venni. Más előírás hiányában vastagsága akkor megfelelő, ha bármelyik ponton eléri a 8.8. táblázatban kiegyenlítő rétegre előírt legkisebb vastagságot. Ha a pályaszerkezet összvastagsága kielégíti a fenti követelményeket, a tervezettnél vastagabb réteg(ek) többletvastagsága az alatta fekvő, tervezettnél vékonyabb réteg(ek) vastagságához hozzászámítható, ha az ajánlati kiírás másként nem rendelkezik. Kopóréteg vastagság-hiánya alsóbb rétegek többlet vastagságával nem pótolható. 8.7.4.3 Burkolati hézagtartalom követelmény A beépített hengerelt aszfalt alap-, kötő- és kopóréteg V burkolati hézagtartalmának értéke a réteg aszfalt anyagára vonatkozó tervezési előírás Vmin értéke és az MSZ EN 13108 – 20 szabvány szerinti típusvizsgálat során meghatározott Vterv +3 tf% között legyen. A BBTM típusú rétegek esetén, ha a típusvizsgálatban megadott Vterv £ 10 tf % a burkolati hézagtartalom Vterv ± 3 tf % között legyen, ha a típusvizsgálatban megadott Vterv > 10 tf % a burkolati hézagtartalom Vterv + 3 / -.5 tf % között legyen.


33

8.7.4.4 Keverék összetételére vonatkozó követelmény A beépített hengerelt és öntöttaszfalt aszfaltkeverék összetétele; ·

Finom szemcsés keverék esetén (meghatározás az MSZ EN 13108 – 21 A 2.2 fejezete szerint) az előírt értékhez képest a következő tartományban legyen: Ø oldható kötőanyagtartalom ± 0,50 tömeg % Ø 0,063 mm – es szitán átesett ± 2,0 tömeg % Ø 2,0 mm – es szitán átesett ± 6,0 tömeg % Ø D szitán átesett + 5,0 / -8,0 tömeg %

·

Durva szemcsés keverék esetén (meghatározás az MSZ EN 13108 – 21 A 2.3 fejezete szerint) az előírt értékhez képest a következő tartományban legyen: Ø oldható kötőanyagtartalom ± 0,60 tömeg % Ø 0,063 mm – es szitán átesett ± 3,0 tömeg % Ø 2,0 mm – es szitán átesett ± 7,0 tömeg % Ø D szitán átesett + 5,0 / -9,0 tömeg %

·

Öntöttaszfalt keverék esetén (meghatározás az MSZ EN 13108 – 21 A 2.4 fejezete szerint az előírt értékhez képest a következő tartományban legyen: Ø oldható kötőanyagtartalom ± 0,50 tömeg % Ø 0,063 mm – es szitán átesett ± 4,0 tömeg % Ø 2,0 mm – es szitán átesett ± 8,0 tömeg % Ø D szitán átesett + 5.0 / -8.0 tömeg %

8.7.4.5 Felületi egyenletességi követelmények Hengerelt aszfalt kopórétegek esetében: ·

ÚT-02 berendezéssel mért felületi egyenletességi követelményeket a 8.12 táblázat tartalmazza. 8.12. táblázat Útkategória Jellemzők

összegzett elmozdulás, cm/100 m grafikus megengedett legnagyobb elmozdulásosztályköz, mm A megengedett legnagyobb osztályközbe eső mérések száma a mért nyomon, megkezdett km-ként, db

új építésű külterületi autópályák, kül- és belterületi gyorsforgalmi utak, kül- és belterületi elsőrendű utak, külterületi másodrendű utak

Belterületi másodrendű utak, kül- és belterületi összekötő utak, bekötő utak, állomási hozzájáró utak, egyéb közutak

legfeljebb 12,0

legfeljebb 14,0

12-15

16 – 20

legfeljebb 2

Legfeljebb 3


34

·

az IRI egyenetlenségi index mérésével előírt egyenletességi követelményeket a 8.13. táblázat tartalmazza. 8.13 táblázat IRI (mm/m) 100 m-es kiértékelési szakasz Útkategória A mért értékek 90 %

A mért értékek 100 %-a

Új építésű külterületi autópályák

£ 1,2

£1,5

Kül- és belterületi gyorsforgalmi utak, kül- és belterületi elsőrendű utak

£ 1,5

£ 2,2

Öntöttaszfalt kopórétegek esetében: ·

Ha az MA 8, az MA 11 vagy az MA 11 (F) típusú kopórétegen a felületi egyenletesség meghatározása ÚT-02 berendezéssel történik, akkor a 8.14. táblázat szerinti követelményeket kell kielégíteni. 8.14. táblázat Összegzett elmozdulás, grafikus, cm/100 m

legfeljebb 25,0

A 16-20 mm-es osztályközökbe eső mérések száma, a mért nyomon, megkezdett km-ként, db/km

legfeljebb 5

·

Ha az MA 8, az MA 11 vagy az MA 11 (F) típusú öntöttaszfalt, érdesített öntöttaszfalt kopórétegen a felületi egyenletesség meghatározása IRI mérés alapján történik, akkor a 8.15. táblázat szerinti követelményeket kell kielégíteni. 8.15. táblázat IRI (mm/m) 100 m-es kiértékelési szakasz

·

A mért értékek 90 %

A mért értékek 100 %-a

£ 2,2

£ 2,8

Ha az MA 8, az MA 11 vagy az MA 11 (F) típusú öntöttaszfalt, érdesített öntöttaszfalt kopórétegen a felületi egyenletesség meghatározása - szerződéses megállapodás alapján - mérőléccel történik, akkor a 3 m hosszú léc alatt mért felületi egyenletességi követelmény a következő:

Megengedett legnagyobb hullám: - főúthálózaton legfeljebb 8 mm - mellékúthálózaton legfeljebb 10 mm Kerékpárutak, gyalogjárdák esetében: Kerékpárutak, gyalogjárdák felületi egyenletességi követelménye: 3 m hosszú léc alatt 6 mmnél nagyobb hullám nem lehet.


35

8.7.4.6 Makroérdesség A hengerelt aszfalt kopóréteg makroérdességét jellemző értékek a 8.16. táblázatban előírt követelményeket elégítsék ki. 8.16. táblázat Kopóréteg típusa

Makroérdesség (mm)

AC 16 kopó (F), BBTM 11

³ 0,50 mm

AC 11 kopó (F), ), BBTM 8, BBTM 5, SMA 11(F), SMA 11, SMA-8 (F)

³ 0,40 mm

8.4.7.4 A 30 mm, vagy annál vékonyabb tervezési vastagságú kopóréteg tapadási szilárdsága A tapadási szilárdság értéke minimálisan 0,50 N/mm2 érték legyen. 8.4.7.5 Geometriai követelmények ·

Új utak építése és nyomvonal-korszerűsítés esetén a kopóréteg tengelye és szélei vízszintes értelemben legfeljebb ±50 mm-rel térhetnek el a kiviteli tervben előírt értékektől.

· A megépült aszfalt útpályaszerkezet keresztirányú esése az ajánlati kiírásban, ill. a kiviteli tervben előírt értéktől az alábbiak szerinti térhet el: autópályákon és főutakon: - három és négy forgalmi sáv azonos irányú esésben: legfeljebb ±0,15 %-kal - két forgalmi sáv azonos irányú esésben: legfeljebb ±0,25 %-kal (a 0,5%-nál kisebb hosszesésű szakaszokon, ha a tervezett keresztirányú esés kisebb mint 1,5 %, akkor legfeljebb ±0,20 %-kal térhet el). - tetőszelvényes egy-egy forgalmi sáv esetén: legfeljebb ±0,40 %-kal. összekötő és mellékutakon: - tetőszelvényes egy-egy forgalmi sáv esetén: legfeljebb ±0,50 %-kal - két forgalmi sáv azonos irányú esésben: legfeljebb ±0,40 %-kal. (A 0,5 %-nál kisebb hosszesésű szakaszokon, ha a tervezett keresztirányú esés kisebb mint 1,5 %, akkor legfeljebb ±0,25 %- kal térhet el.) · Az útpályaszint a tervezett értéktől legfeljebb ±20 mm-rel térhet el. · Hidak, felüljárók alatt a kopóréteg szintje a tervezettnél magasabban nem lehet.


36

9. Útépítési betonburkolatok Történeti áttekintés Már a rómaiak is ismerték és az útépítésben kötőrétegként alkalmazták is a hidraulikus habarccsal megerősített réteget. A portlandcement 19. századi felfedezése után az első betonburkolatok döngölt kivitelben, cementmakadám burkolat néven, a városokban a 19-20. század fordulóján jelentek meg. (Grenobleban 1887 körül építettek betonburkolatot.) Eleinte elsősorban más burkolatok szilárd alapjaként alkalmazták, csak a később kezdték önálló burkolatként, fedőréteg nélkül alkalmazni. A betonburkolatok építésében nagyobb méretű fejlődés Amerikában kezdődött, 1909-1923 között kb. 23000 km betonutat építettek, igen jó tapasztalatot szerezve. Európában a korábbi tapasztalatok után a ’20-as években kezdtek intenzívebben foglalkozni a betonutak építésével. Az 1923. évi Sevillában tartott IV. nemzetközi útügyi kongresszus határozata szerint a betonburkolat akkor jó és tartós, ha „…szilárd, kellően víztelenített altalajon, jó anyagokból, megfelelő keverési arány szerint, gondosan készült. Ez esetben a gumiabroncsú súlyos járművek erős forgalmát is jól bírja.” Magyarországon 1911-ben Iglón építették az eső betonburkolatot, ezt 20 éven keresztül használták. A következő sikeresnek tekinthető építés 1919-20 körül a MÁV igazgatóság alkalmazottainak telepén, Rákospalotán, építettek 2,6 m széles, gyalogos és kocsiközlekedésre is szolgáló utakat. Érdekessége ennek, hogy akkor több helyen alkalmazott módon, két rétegben készült a burkolat. (Az alsó rétegben 1:8, a felsőben viszont 1:4 volt a cement:ásványi anyag arány.) Ez még 1926-ban kifogástalan állapotban volt. 1927. év őszén azonban készült egy sokkal sikeresebb betonút, ekkor épült meg a Budapest – Bécs állami közút Tát – Nyergesújfalu közötti szakasza. Ezt az útszakaszt az 1.ábrán látható amerikai rendszerű betonfiniserrel építették. A beépítőgép lehúzó pallóval elterítette majd egy függőlegesen mozgó második pallóval tömörítette a betont, ezt követően szíjszalaggal simította el.

9.1.ábra: Amerikai rendszerű betonfiniser és az általánosan használt keresztmetszet Ahogyan az ábrán látható a makadám alapra épített burkolat domború, középen 15 cm vastag, a szélső 60 cm-en viszont a vastagság 25 cm-re növekszik. Ez a burkolat még kereszthézagok Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

1

nélkül készült. Minőségét semmi nem jelzi jobban, minthogy a Királyi Magyar Automobil Club éveken keresztül gyorsasági versenyeket rendezett ezen szakaszon. Hazánkban 1926-1933 között általában zúzottkő-makadám alaprétegre 5,5-6,0 m szélességben, a fent bemutatott – ún. Bath profil szerint - szélein vastagodó keresztmetszettel, általában 10-20 m-enként kialakított kereszthézagokkal épült a betonburkolat. 1933 végére mintegy 150 km betonburkolat készült. Feltétlenül meg kell említeni Hász Sándort aki sok technológiai újítással, és dr.Jáky Józsefet, aki viszont talajmechanikai kutatásaival és méretezési eljárás kidolgozásával járult hozzá a sikeres építésekhez. Dr.Jáky József számításai alapján kezdték az azonos keresztmetszetű, talajra vagy vékony homokágyazatra helyezett 13 cm vastagságú betonburkolatokat építeni. A módosításnak költség és anyagszükséglet csökkentés volt az előnye, további előnyként tartották számon, hogy a hőmérséklet hatására keletkező járulékos igénybevételek is kisebbek.. Különösen fontos volt a makadám alapréteg elhagyása a kőben szegény alföldön. Ezeket a vékonyabb burkolatokat az ekkor megengedett, maximális 3 t (30 kN) tengelyterhelésnek és 10 t (100 kN) össz-terhelésnek megfelelően méretezték. (A méretezés és technológia megfelelőségének igazi bizonyítéka az volt, hogy ezek a burkolatok jelentős károsodás nélkül vészelték át a II. világháborút.) A betontechnológia lényegesen nem változott, a homok, homokos-kavics mellett bazalt és andezit zúzalékot használtak, a szemeloszlást a Fuller-görbe szerint tervezték. 1935től kezdve kötelezően kellett hosszhézagot is alkalmazni. 1934-1944 közötti időszakban kb. 1088 km betonburkolatú útpálya épült. Ebben az időben a betonburkolat népszerűségét növelte az a tény, hogy a 13 cm vastag betonburkolat költsége 5 cm vastag aszfaltburkolat költségével egyezett meg, a kiskő burkolatnál pedig lényegesen olcsóbb volt. A háborút követő újjáépítés során, 1950 – 1954 között 320 km beton, 148 km aszfalt, 377 km makadám108 km felületi bevonat és 10 km kő burkolat készült. (Bár ezek szélessége 5,5 – 6 m volt, azért érdemes elgondolkodni az útépítő ipar teljesítményén!) 1954-től az ország gazdasági helyzete miatt a nagyobb állami beruházásokat, így az útépítéseket is csökkentették. 1954-1958 között betonburkolatú utak nem épültek. Az 1958. után újra megkezdett útépítéseknél az országos főutak egy része készült betonból. 1962-ben pedig, a feladathoz képest hiányos gépesítéssel és gépi berendezésekkel kezdődött meg az M7 autópálya betonburkolatának építése. Ez a hiányos gépesítés meg is bosszulta magát, mert az Érd – Martonvásár közötti szakaszt, annak tönkremenetele miatt 1978-ban aszfalttal burkolták át. Ez az esemény, valamint a betonburkolat aszfalthoz képesti magasabb építési költsége eredményezte azt a döntést, hogy a további autópálya építések aszfaltburkolattal történnek. Ennek következtében több évtizeden keresztül betonburkolat alig készült az országos úthálózaton, egy nagy beruházás – Ferihegy 2 – építése történt betonnal. Később 1999-ben Lenti – Letenye között készült három kb. 500-500 m hosszú kísérleti szakasz. Sajnos itt a folytonos vasalású burkolat hamar tönkrement, ez ismét visszafogta az ilyen építéseket. Később 2004-ben a 44-es számú úton épült egy hézagaiban vasalt betonburkolat, illetve egy kompozit burkolat, aminek teherhordó rétege egy folytonosan vasalt betonburkolat. Az M0 autópálya elképesztően nagy és csatornázott teherforgalma, a kifejezetten nagy plasztikus deformáció-ellenállóképességű aszfaltburkolatokat is néhány év alatt nyomvályússá alakította. Ennek következtében született az a döntés, hogy az M0 folytatását csak betonburkolattal lehet megvalósítani, így már az M5 – 4-es út közötti szakasz betonburkolattal épült.


2

Betonburkolatok előnyei és hátrányai Minden burkolatfajtának van előnye és hátránya, a következőkben a betonburkolatok ezen tulajdonságait ismertetjük. Előnyök: Ø Élettartamuk kb. 30 év Ø Kezdeti fenntartási költségeik alacsonyabbak Ø Szilárdságuk miatt a terhelést jobban szétosztják, kisebb igénybevétel keletkezik az alsóbb rétegekben Ø Nem érzékeny a nyári melegre, ezért nyomképződés veszély nincs, valamint hosszirányú hullámosodás sem alakul ki a fékezések hatására. Ø Ellenáll az olajnak és benzinnek, így a burkolatra kerülő üzemanyag nem rongálja Ø A burkolat világos színe előnyt jelent a haszálóknak. Hátrányok Ø Hézagaik az utazáskényelmet rontják Ø Részben a hézagok miatt magasabb a zajhatásuk is. Ø A téli sózásnak csak a megfelelő légpórus eloszlással készült burkolat áll ellent Ø Hézagai rendszeres karbantartást igényelnek, mert az azon bejutó víz rontja a teherbírást Ø Javításuk nehezebb, adott esetben hosszabb forgalomterelést elzárást kíván. Ø Érdességének lecsökkenése esetén, annak „helyreállítása” nehézkes és költséges. Ennek megfelelően, bár kijelenthető, hogy a beton útburkolat bárhol alkalmazható, annak gazdaságossága elsősorban a nagy teherforgalmat lebonyolító utak és az igen lassú forgalommal rendelkező utak – határátkelők esetén jelentkezik. Betonburkolatok típusai Alapvetően három típust különböztetünk meg: Ø Hézagvasalás nélküliburkolat, ennél költségcsökkentő tényező a vasak elhagyása, ugyanakkor a nagyobb igénybevétel miatt 3-5 cm-rel vastagabb burkolatot kell építeni, valamint hátrányként jelentkezik a nagyobb táblavetemedés is. Ø Hézagaiban vasalt burkolat, ennél a burkolatnál hézagvasalás biztosítja a táblavégek együttdolgozását, ezért kisebb igénybevétel jelentkezik. Ø Folytonosan vasalt burkolat esetén teljes hosszban és keresztmetszetben van vasalás, ezért hézagkialakítás nem szükséges. A vasalás úgy van méretezve, hogy a repedések távolsága 1 – 1,5 m legyen és azok megnyílása ne legyen több 0,2 mm-nél. Ø Kompozit burkolat, ami lényegében egy hézagaiban illetve folytonosan vasalt betonburkolat és a ráépített vékony aszfaltburkolat építésével jön létre. A betonburkolat hézagrendszerét a 2. ábra mutatja be. Ma már a hossz- és kereszthézagokat alapvetően vakhézagként alakítják ki, önállóan dilatációs hézagot nem építünk, a napi építési szakaszok elválasztásánál készül munkahézag. A téli zsugorodási és nyári hőtágulási feszültségek alapján kialakult, egy általánosan elfogadott, optimális táblaméret, ez pedig a 4*5 m.


3

9.2.ábra: Betonburkolat hézagrendszere A hosszhézagok minden esetben párhuzamosak az úttengellyel, a kereszthézagok pedig általában merőlegesek rá. Az igénybevétel csökkentése érdekében kialakult az 1/6 hajlású kereszthézagok rendszere is. Ez azzal az előnnyel jár, hogy a járművek kerekei nem egyszerre, hanem időben eltolva terhelik a táblákat.

9.3.ábra: Ferde kereszthézag kialakítás A kereszthézagok és azok vasalásának különböző megoldását mutatja be a 4.ábra. Kereszthézag általában vakhézagként, befűrészeléssel kerül kialakításra. A fűrészelés mellett egyéb keresztmetszetet gyengítő elem is alkalmazható. Lényege az irányított repedés kialakítás és a dilatációs mozgás biztosítása. A hézagvasak ezért a mozgást biztosító hüvellyel vagy tapadásgátló anyaggal vannak bevonva. A kereszthézag vasait, középső negyedükben korróziógátló anyaggal is be kell vonni, hogy a hézagon bejutó víz ne tehessen kárt benne. Vasak távolsága 25 – 50 cm. Az 5.ábra az M0 autópálya kereszthézagvasalásának vaskiosztását mutatja. 9.4.ábra: Kereszthézagok kialakítása


4

9.5.ábra: M0 autópálya hézagvas kiosztása

9.1.kép: Kereszthézag vasalás periodikus vassal Az 1.képen a 44. számú út építésénél alkalmazott megoldáslátható. Mivel a periodikus vas tapadásgátlóval ellátva sem tudja biztosítania táblarészek elmozdulását, ezért egy külön védőhüvelyt kapott a vas. Hosszhézag kialakítás Hossz-hézag is általában vakhézagként, vagy szoros-hézagként befűrészeléssel kerül kialakításra. Egyéb keresztmetszetet gyengítő elem is alkalmazható. Lényege az irányított repedés kialakítás. A hézagvasak ezért a táblák elcsúszását megakadályozandó, csak rozsdásodást gátló anyaggal vannak bevonva. Tehát mindkét oldalon bekötnek a táblába. Csúszózsalus építés esetén fúrással és ragasztással is elhelyezhetők. Vasak távolsága 60 – 80 cm. A 2.kép formasínes építés esetén mutatja a hosszhézag vasak elhelyezését.

9.5.ábra: Hosszhézagok kialakítása


5

9.2.kép: Folytonosan vasalt formasínes építés hosszhézag vasalása Amint a 2.képen látható, a hosszhézag-vasak középső részét is be kell vonni korróziógátló anyaggal. A hosszhézag-vasak általában azonos hosszúságúak, a képen látható változó hosszúságú vasak a táblák összekötési erejének számítása alapján és a formasínben meglévő furattávolság alapján lettek meghatározva. Hézagvágás Az irányított repedésképzést általában hézagvágással alakítjuk ki. A hézagvágás két ütemben történik. Ø Első ütemben vékony, 3 – 5 mm széles és a tábla vastagságának ¼- 1/3 részéig lehatoló vágás készül. Ezt a vágást a beton egynapos kora előtt, de akkor kell végezni, amikor kellően szilárd, így a szélletöredezés elkerülhető. Ø A második vágás a beton megszilárdulása után, az első vágás felső 4-5 cm-ének 1,5 – 2 cm-re történő felbővítése. A kiszélesítésre azért van szükség, hogy a hézagba tömítőszalagot lehessen elhelyezni, illetve azt bitumennel ki lehessen önteni.

9.3.kép: Kereszthézag első vágása

9.4.kép: Kereszthézag rávágás

A 3 – 4. képen a hézagkialakítás látható, a 3.képen látszik, hogy a repedés valóban a vágással gyengített keresztmetszetben jön létre. A 4. képen a hézag felső éle nem függőleges, hanem kb. 45°-os, annak érdekében, hogy él-letörés ne alakuljon ki.


6

9.5.kép: Hézag tömítő és kiöntés

9.6.kép: Hézag tömítő és kiöntés

A hézagkiöntéshez speciálisan erre acélra készített bitument használunk. Betonburkolat táblakiosztása A betontáblák kialakításánál ügyelni kell arra, hogy azok csúcsban, hegyben ne végződjenek. Ezért a csatlakozási helyeken úgy kell a hézagot elhelyezni, hogy legalább 0,5 m széles táblavég legyen. Ilyen kialakításra mutat példákat a xxx ábra és yyy kép.

9.6.ábra: Hézagkiosztás változtatása csatlakozás esetén

9.7.ábra: Hézagkiosztás lassítósávnál

9.7.kép: M0 ap. hézagkiosztás gyorsítósávnál


7

9.8.ábra: Hézagkialakítás csomópontban Betonburkolat, alapanyagok, cement A cementfajtát a betonosztálynak megfelelően kell megválasztani. Elsősorban az MSZ EN 197-1 szabvány szerinti, „A” jelölésű portlandcementet használunk. Portlandcement: Kohósalak-portlandcement: Trasz-portlandcement: Pernye.portlandcement:

CEM I 42,5 és CEM I 32,5 CEM II/A-S 42,5 és CEM II/A-S 32,5 CEM II/A-P 42,5 és CEM II/A-P 32,5 CEM II/A-V 42,5 és CEM II/A-V 32,5

Az MSZ EN 197-1 szabványban előírt tulajdonságokon túlmenően elvárt tulajdonságok: Tricalcium aluminát (C3A) £ 8 % Tricalcium-szilikát (C3S) ≥ 50 % Szabad mész £ 1,5 % Fajlagos felület < 3300 cm2/gramm Kötés idő kezdete 20 oC-on > 2 óra; 30 oC-on > 1 óra legyen Betonburkolat, alapanyagok, ásványi anyag Az útépítési betonhoz az MSZ EN 12620 szabvány szerinti homok, homokos-kavics és kavics valamint az ÚT 2-3.601 előírásnak megfelelő NZ és KZ minőségű zúzalék és zúzottkő használható. A felhasznált ásványi anyagok kőzetfizikai besorolása A, B esetleg C1 legyen. Az ásványi keverék szemeloszlási határgörbéi rögzítettek, a finomsági modulusa előírt.

9.9.ábra: A dmax = 22 mm szemnagyságú beton szemeloszlási határgörbéi. Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

8

A megadott szemeloszlási határok között lépcsős szemeloszlás is tervezhető, azonban a finomsági modulusnak a megadott határok között kell lennie. A finomsági modulus mellett a 0,25 mm-nél kisebb szemek cementtel együttes mennyisége is korlátozva van. D=22 mm esetén 380 - 480 kg/m3 Betonburkolat, keverék, adalékszerek Adalékszer a csekélymennyiségben adagolt és belekevert folyós vagy szilárd anyag, ami kémiai és/vagy fizikai hatás révén a beton valamely tulajdonságát megváltoztatja. Kémiai hatás: cement és víz közötti kötést, kémiai reakciót befolyásolja vagy közvetlenül a cementtel lép reakcióba. Fizikai hatás: csökkenti a víz felületi feszültségét, csökkenti a beton súrlódását, fokozza a cementrészecskék aprózódását. Útbetonok esetén alkalmazott adalékszerek: Képlékenyítők, folyósítók Légbuborék képzők Gyorsítók, lassítók Fagyásgátlók Az adalékszerek alkalmazásának egyik feltétele a kompatibilitás, ezért többféle adalékszer alkalmazása esetén javasolt azonos gyártó adalékait használni, mert azok összeférhetőségét a gyártó vizsgálta. Amennyiben valamilyen adalékszert alkalmazni kívánunk, akkor a keverék alkalmassági vizsgálata során már azzal együtt kevert betont kell vizsgálni. A képlékenyítő szer hatása a betonra 1. Azonos V/C mellett javítja a bedolgozhatóságot 2. Azonos bedolgozhatóság, kisebb V/C esetén 3. Két fenti hatás egyszerre 9.10.ábra: A képlékenyítő szer hatása Betonburkolat, keverék, tervezési követelmények Az útépítési betonok tervezése során is több összetételi aránnyal kell az alkalmassági vizsgálatot elvégezni, majd azokból kell az optimálisat kiválasztani. Az útbetonok esetén a minősítő és minőség jelölő adat a 28 napos Æ150 mm- es próbatest hasító-húzószilárdsága.


9

9.1.táblázat

Igen fontos összetételi jellemző a megszilárdult betonban mérhető távolsági tényező. Amennyiben ez £ 0,22 mm, akkor a beton só- és fagyálló lesz. Betonburkolat, földmű és alapréteg elvárások A földmű felső 1 m-es rétegét kell jó minőségű anyagból elkészíteni, erre kell tömörségi és teherbírási követelményeket előírni. A tömörségi és teherbírási követelményeket az ÚT 23.211 előírás szerint kell tervezni. Érdemes figyelembe venni, hogy a betonburkolatok teherelosztó képessége jó. Ezért ez a burkolat kevésbé érzékeny az E2 = 50 Mpa teherbírási követelmény esetleges hiányára, mint egyéb burkolatok esetén, viszont a teherbírásnak egyenletesen kell meglennie. Alapréteg egyenletes vastagságú, oldalesése megegyezik a burkolatéval. Amennyiben hidraulikus (Ckt, soványbeton) az alapréteg, akkor elválasztó réteget kell tervezni. Ez lehet aszfaltréteg, bitumenemulziós bevonat, műanyag fólia, műszaki textília.

9.8.kép: Műanyag fólia elválasztás


10

10. Természetes és műkő burkolatok Történelmi áttekintés A természetes – hasított kövekből épített burkolatok az útépítés korai időszakában megjelentek. Szakrális helyek minden időjárási viszonyok között járható burkolatai, amelyek ráadásul nagy teherbírással is rendelkeztek. (Kheopsz piramishoz épített út, Úr városában, stb.) Később kereskedelmi és hadi utak kaptak kőburkolatot

10.1. ábra: Egykori krétai út Igen nagy hosszban építették ki krétán az úthálózatot, de a római utak is kőlapokkal készültek. A római út szerkezetét az első előadáson már bemutattuk, a burkolatra mutat példát a mellékelt kép, ami a Sopronban feltárt út részletet mutatja be. A római úthálózat kiépítését nagyban elősegítette az a tudatos tevékenység is, hogy a légiók béke idején az úthálózat kiépítésével foglalkoztak.

10.1.kép: Római út maradványa, Sopron

10.2.kép: Római légió utat épít


1

A középkorban a kőburkolatot elsősorban a városi utak utcák kiépítésénél alkalmazták, sok esetben ez volta a „kanalizáció” is, ezért kialakítása olyan volt, hogy az épületektől elvezette a vizet. Ezt az elrendezést őrzik a középkori városmagok burkolatai.

10.3. kép: Középkori utca részlete

10.4. kép: Szentendre sétáló utca

Természetesen ezeknek a burkolatoknak elterjedéséhez szükséges volt a kő megmunkálás fejlődése.

Hagyományos természetes kőburkolatok Anyag: bazalt, andezit Méretek: Nagy kockakő: 18*18*18 cm; Az élhosszak tűrése ±0,5 cm, síkfelületű, minden oldal közel derékszög, az oldallapok közel párhuzamosak Fejkő: 18*18*13 cm; Az élhosszak tűrése ±1,0 cm, síkfelületű, felső lap közel derékszög, a felső és alsó lap közel párhuzamos, az alsó lap a felsőnek min. 80%-a Kis kockakő: (10-12)*(10-12)*(6-12) cm; A felső lap közel derékszögű, a felső és alsó lap közel párhuzamos, az alsó lap területe a felsőnek min. 75%-a Kiskő: (8-10)*(5-11)*(5-11) cm; A felső lap közel derékszögű, a felső és alsó lap közel párhuzamos, az alsó lap területe a felsőnek min. 60%-a Burkolat változatok:

10.2.ábra: Nagykockakő burkolat szerkezete Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

2

A beton alapra lazán elterített ágyazó homok, ebbe ültetik a köveket, kb. 1,5-2,0 cm hézaggal, lerakás után a hézagba szintén homokot szórnak és tömörítenek. A hézagok tömörítését 18 cm hosszú és 1,5cm vastag, nyeles acéllemezzel végzik. Végül kb. 5 cm mélységben kiöntik bitumennel. A kiöntéshez speciális gumibitument, vagy kiöntő bitument használunk.

10.3.ábra: Fejkő burkolat kialakítása Fejkő burkolat rakása hasonló. Az ábrán makadám alapra épített burkolat látható. A nagyobb mérettűrés miatt vastagabb ágyazóréteget alkalmazunk.

10.4. ábra: Ferde rakás

10.5.ábra: Tengelyre merőleges rakás

A burkolatkészítésnél, 1 ½-es kövek, illetve püspöksüveg kövek is kellenek. A nagy járműforgalom esetén a tengelyhez képest 45° -os rakás a szokásos. Kisebb forgalom esetén a tengelyre merőleges rakás is alkalmazható. A burkolatépítésnél, nagy megmunkálási igény miatt a püspöksüvegköveket elhagyták és helyette a 4.ábra felsőrészén látható „kötő szögkő” illetve a kocka átlómentén történő felezésével előállított „háromszög kő” került alkalmazásra. A fejkő burkolatok kisebb terhelésű utak esetén alkalmazhatók, tengelyre merőleges rakással.


3

Kiskockakő és kiskő burkolatok

10.6.ábra: Kiskockakő, kiskő burkolat szerkezete Kiskockakő és kiskő burkolat pályaszerkezete hasonló, mint a nagykocka esetén, kötőanyag nélküli, illetve hidraulikus alaprétegre rakható.

10.7.ábra: Hullámvonalú rakás

10.8.ábra: Legyező rakás

Rakása a hagyományos téglakötés mellett lehet hullámvonal, ívszelet vagy legyező formájú.

10.9.ábra: Ívszelet rakás

10.10.ábra: Íves rakások szerkesztése


4

10.5.kép: Ívszeletben rakott kőburkolat A természetes kőburkolatok előnyei és hátrányai Előny Nehéz forgalmi viszonyok esetén is alkalmazható Tartós Pormentes Tisztítható

Hátrány Idomkő előállítás drága Egyenetlen Kicsi súrlódási együttható Zajos Költséges és lassú az építés

10.6.kép: Üllői út keramit burkolatának építése,1925.


5

Egyéb korai kőburkolatok Azokon a részeken ahol a kő nem volt elérhető alkalmazták az útburkoló tégla burkolatot. Természetesen ez a tégla keményebb, tömöttebb és vastagabb volt mint az építési tégla, különben hamar szétfagyott volna.

10.11.ábra: Útburkoló tégla burkolat

10.7.kép: Téglaburkolat,élére rakott téglák

10.8.kép: Klinker és normál tégla

A 1800-as évek végén alakult ki – speciálisan Magyarországon - a keramitkő burkolat. A keramitot mésztartalmú márgából őrleményből, száraz sajtolással, 1300 °C-on kiégetve készítették. A sárga színű keramit előnye a téglánál is pontosabb forma, igen nagy szilárdság, hátránya a síkossága. Budapesten igen sok helyen építették ezt a burkolatot, majd a gyors gépjárművek megjelenése után átburkolták. A keramitkő burkolat hézagait kiöntötték, ezért a vizet nem engedte át.

10.12.ábra: Keramitkő burkolat felépítése A nagy szilárdsága és méretpontossága miatt sokat építettek a városokban, ezeket az utakat csak vékony aszfaltréteggel fedték le és így használták hosszú ideig. Amint a 6.kép mutatja


6

az Üllői út nagy részét burkolták keramittal, ami a 2005.évi felújítás során még megtalálható volt.

10.9.kép: Üllői út 2005-ben Beton burkolókövek A természetes kő megmunkálása igen nagy élőmunkát kíván, gyártása nem gépesíthető. A kövek tág mérettűréssel készültek, ezért rakásuk sem gépesíthető. Betonkő vagy beton burkolókő: általánosan használt fogalmi megjelölése azoknak a beton burkolóidomoknak, melyeket nagy szilárdságú betonból vibrálással és préseléssel gyártanak, különböző és változatos formákkal, felületekkel, natúr vagy színezett kialakítással. Elterjedt a „viacolor” megnevezés is, az első gyártó neve után. A pályaszerkezet felépítése megfelel az egyéb útpályaszerkezeteknek. Alaprétege lehet kötőanyag nélküli, hidraulikus esetleg aszfalt. Erre kerül a 3 cm vastagságú ágyazó homok, majd a burkolókő.

10.13.ábra: Betonkő burkolat elvi szerkezet felépítése Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

7

10.14.ábra: Betonkő burkolat, kötőanyag nélküli alapréteg víztelenítése A beton burkolókövek az egymáshoz való kapcsolódás és kialakítás alapján az alábbi csoportokba sorolhatók: sima oldalfelületű, egymáshoz nem kapcsolódó betonkövek, vízszintesen kapcsolódó betonkövek, egy irányban vízszintesen kapcsolódó betonkövek, két irányban vízszintesen kapcsolódó betonkövek, függőlegesen kapcsolódó betonkövek, ökológiai vagy környezetbarát beton kövek. A leggyakrabban alkalmazott beton kövek vízszintesen kapcsolódnak egymáshoz. Ezek az elemek egyszerűen, viszonylag olcsón előállíthatók és kézzel is könnyen lerakhatók. A kézi fektetést figyelembe véve tömegük kevesebb, mint 4,5 kg, vastagságuk 60 mm, 80 mm, 100 mm és egyes esetekben 120 mm is lehet. A beton burkolókövek leggyakoribb vastagsága 80 mm. Ilyen beton köveket mutat be az alábbi ábra.

10.15.ábra: Vízszintesen kapcsolódó betonkövek Vannak, nálunk kevésbé alkalmazott, függőlegesen is kapcsolódó betonkövek is, amelyek még jobban elviselik a forgalmi terhelést.


8

10.16.ábra: Függőlegesen is kapcsolódó betonkövek Egyes kőfajtából ún. ökológiai, környezetbarát burkolat épülhet. Ezeket homokoskavics védőréteg alkalmazásával talajra építjük. Biztosítják a talaj vízháztartásának egyensúlyát.

10.17.ábra: Ökológiai vagy „gyephézagos” kövek Többféle rakási mód alkalmazható.

10.18.ábra: Betonkövek rakási módjai 10.19.ábra: Betonkövek ívben történő rakása


9

A beton burkolókövek illeszkedése egymáshoz, az oldalfelületek kapcsolódása a szomszédos betonkövekhez a méretezés szempontjából fontos. A betonköveket a kapcsolódásuk alapján három eltérő osztályba soroljuk, ezek a következők: Ø A osztályba tartozó betonkövek két irányban, mind a négy csatlakozó oldalfelületen egymáshoz kapcsolódnak, a kapcsolódás következtében a hossz- és kereszthézagok kinyílása egyaránt akadályozott. Ezeket a beton köveket rendszerint halszálka kötésben fektetik. Ø B osztályba tartozó betonkövek egy irányban kapcsolódnak egymáshoz, a betonkő két oldalfelülete kapcsolódik a szomszédos idomhoz, a hossztengellyel párhuzamos hézagok megnyílása ezáltal akadályozott. Pontos méretű idomok és pontos fektetés esetén kapcsolódás a másik két, nem fogazott oldalon is létrejön, ezeket rendszerint futókötésben fektetik. .

10.20.ábra: Betonkövek teherbírási besorolása Ø C osztályú betonkövek egyenes oldalfelületűek, nincs egymásba nyúló kapcsolódásuk. Az idomok kapcsolódása csak a pontos méretekkel történő gyártás és megfelelő szakértelemmel végzett fektetés hatására jön létre. Alapréteg A betonkő burkolatok kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú alaprétegeit az ÚT 23.207, a beton alap rétegeket az ÚT 2-3.208 útügyi műszaki előírásnak megfelelő anyagokból és összetételben kell megtervezni és megépíteni. Az alapréteg felületi szintjének, egyenletességének és oldalesésének eltérése az ágyazóhomokréteg vastagságában legfeljebb ±10 mm eltérést okozzon. A kötőanyag nélküli alapréteg betömörített felülete zárt legyen, amennyiben a réteg felső felülete a tömörítés után helyenként nyitott, hézagos, akkor a felület esetleg szükséges érdesítése után finom zúzalék elterítésével és ismételt tömörítéssel kell a felületi nyitott hézagosságot megszüntetni. Az ágyazóhomok réteg szemcséinek bemosódását az alapréteg hézagaiba a két réteg anyagának megfelelő szemmegoszlásával kell megakadályozni. Szükség esetén a két réteg közé geotextiliát kell helyezni. A geotextiliát gyűrődés- és hullámmentesen kell az Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

10

alapréteg felületére helyezni. A illesztési vonalaiban legalább 200 mm átfedéssel kell a geotextiliát lefektetni. A hidraulikus kötőanyagú alapréteg és a beton burkolatalap felső felületének szintmagasságát és a felület egyenletességét a keverék beépítését és tömörítését követően lehetőleg azonnal ellenőrizni kell, és a meg nem felelő felületeket behatárolva a hibát célszerű azonnal javítani, ha az egyáltalán javítható. A mélyebb felületű részeket új anyagkeverék rádolgozásával csak akkor szabad javítani, ha a két réteg összekötését biztosították. Ágyazat A beton burkolókövek ágyazata ként rendszerint homokot vagy zúzott homokot (zúzalékot, tört homokot) alkalmaznak. Különleges esetekben a beton kövek hidraulikus kötőanyagú habarcsba is ágyazhatók. Az ágyazóhomok legnagyobb névleges szem nagysága legfeljebb 5 mm. A legnagyobb névleges szemnagyság feletti, legfeljebb 8 mm szemnagyságig terjedő rész mennyisége a 10 tömegszázalékot nem haladhatja meg, a 0,063 mm-nél kisebb szem nagyságú szemek aránya legfeljebb 5 m%. Előnyben kell részesíteni a nagy belső súrlódású homokot, mint pl. a zúzott homokot. Az ágyazóhomok vízben kioldódó anyagokat nem tartalmazhat. Mészkő zúzalékot ágyazóhomokként nem szabad használni. Hézagkitöltő homok A beton idomok közötti hézagokat rendszerint hézagkitöltő homokkal töltik meg. A hézagot kitöltő homok lehet természetes aprózódású vagy zúzott homok. A hézagkitöltő homok legnagyobb névleges szemnagysága 1 mm, a névleges szemnagyság feletti, 2 mm szem nagyságig terjedő rész legfeljebb 10 m%, a 0,063 mm-nél kisebb szemnagyságok aránya legfeljebb 8 m% lehet. Különleges esetekben az ágyazóhomokot és a hézagkitöltő anyagot hidraulikus kötőanyaggal keverik. A kötőanyag rendszerint cement (CEM), de lehet hidraulikus útépítési kötőanyag (HRB) is. Ezzel a megoldással vízzáróvá tehető a burkolat. Szegély és felület kialakítás A betonkő burkolat szélén a szélső idomok megtámasztása feltétlenül szükséges, ezért amennyiben nem csatlakozik meglévő építményhez vagy burkolathoz a szélső betonkő sor, akkor süllyesztett vagy kiemelt szegély tervezésével és építésével kell a szélső betonköveket megtámasztani. A betonkő burkolat keresztesése 2,5 százaléknál ne legyen kisebb. A 80 mm vastag beton burkolókövek általában nehéz tengelysúlyú és forgalmú szakaszokon megfelelnek, ha a burkolathoz használt betonkő típusok a 3.1. pont szerinti A (mind a négy oldalon kapcsolódó) osztályba tartoznak, és az idomokat halszálka kötésben fektetik. Vastagabb betonkövekkel a maradó és rugalmas alakváltozások csökkenthetők és az altalajra átadódó feszültségek kisebbek lesznek.


11

A csapadékvizek elvezetése A betonkő burkolat hézagain keresztül a csapadékvíz a burkolat alá beszivárog, az ágyazóhomokot, az alaprétegeket és a földmű talaját átáztatja vízzel telítheti. A tervezés feladata, hogy szivárgó vizeket a pályaszerkezetből kivezesse, és megfelelő befogadóba juttassa. A pályaszerkezetben szivárgó vizek elvezető rétege lehet az ágyazóhomokréteg vagy a kötőanyag nélküli alapréteg és az alsó szűrőréteg is. Fektetés Kézi fektetés A kézi fektetés módszere a lerakó eljárás, melynél a munkaműveletek az alábbiak: · az ágyazóhomokot a megfelelő szintre lehúzva el kell készíteni, · az ágyazóhomokra helyezik kézzel a betonköveket egymáshoz az előírt hézaggal illesztve, de anélkül, hogy az ágyazóhomokra rálépnének. A lerakást végzők és a beton köveket szállítók csak a lehelyezett betonidomokon közlekedhetnek, · a beton kövek fektetését mindig a legalacsonyabb helyen és lehetőleg mindig a szegélytől indulva kezdjék. Ha a betonkő sorok párhuzamosak a szegélyekkel, akkor közvetlenül a szegélyhez csatlakozva kezdhető a fektetés. Ha a sorok nem párhuzamosak a szegéllyel, akkor vezetőzsinór kifeszítésével kell kijelölni az első sort, de a következő sorok fektetéséhez is rendszeresen ki kell feszíteni a vezető zsinórt. A beton kövek közötti hézagok szélessége 3-5 mm közötti lehet, általában 3 mm-es hézagot kell kialakítani. Gépi fektetés A betonkövek gépesített fektetésénél a gyártó már általában a kívánt fektetési mintázat szerint helyezi a rakodólapokra a betonidomokat. Az egy fogással fektethető betonkő burkolat felülete, vagyis a fektetési egység a gép teljesítményétől, méretétől függ. A fektetőgép hidraulikus szorítókarokkal feszíti egymáshoz a beton köveket, így képes leemelni a raklapról és elhelyezni a lehúzott ágyazatra. A betonkövek lehelyezése után a hézagokat ki kell igazítani.

10.21.ábra: Betonkövek kézi rakása Dr. Ambrus Kálmán – Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

12

10.22.ábra: Betonkövek kézi rakás szegély mellett

10.23.ábra: Gépi rakás kézi kiegészítése

10.24.ábra: Gépi rakás 1x1 m-es,raklapon előrendezett betonkövekkel


13

Tömörítés A beton kövek fektetésének előrehaladásával a burkolatot rendszeresen tömöríteni kell. Minden egyméteres sáv betonköveinek lerakása után először és a napi fektetési munka befejezését követően az egész felületet együttesen ismételten tömöríteni kell. A betonkő burkolat tömörítése előtt a hézagok alsó részét homokkal kell betölteni, majd a felületet le kell tisztítani. A burkolatot két ütemben szükséges tömöríteni. Az első tömörítési ütemben az ágyazóhomok a hézagokba 5-25 mm-t felnyomódik. Ezt követően a hézagokat hézagkitöltő homokkal kell telíteni. Ha a hézagok megteltek, akkor a burkolatot a betonkövek teljesen szilárd beágyazódásáig további járatokkal kell tömöríteni. A tömörítéshez megfelelő hatékonyságú gumival vagy egyéb védőanyaggal burkolt felületű lapvibrátorokat kell használni, de hengerek is alkalmazhatók. A burkolatot azonban csak olyan eszközökkel szabad tömöríteni, melyek a beton köveket nem károsítják. Az acélköpenyeshegert pl. fenyődeszkaburkolattal lehet ellátni.

10.25.ábra: Gépi hengerlés, az acélköpeny fenyődeszkával védett Elkészült burkolat ellenőrzése A betonkő burkolat alábbi tulajdonságait kell vizsgálni: Ø burkolat szintmagasságát, Ø a csatlakozási szinteltérést: o egymás melletti betonkő idomok szinteltérését, o előzöleg épített szerkezethez (pl. szegélyhez, folyókához) csatlakozó betonkő burkolat szintelérését, Ø a felület egyenletességét, Ø a keresztesést, Ø a hézagok szélességét. Néhány minta


14

10.26.ábra: Sétaút, a hálós kötés ívesítéséhez vágott elemekkel

10.27.ábra: Debrecen, főutca

10.28.ábra: Debrecen, főutca


15

11. Felületi bevonatok A felületi bevonatok az állagmegóvó fenntartási technológiák közé sorolhatók. Egy bizonyos használati idő elteltével helyes, ha a meglévő kopóréteget valamilyen bevonattal látjuk el. Ha az optimális időben avatkozunk be, a leromlási időt jobban ki tudjuk terjeszteni. A felületi bevonatok két nagy csoportja: - permetezéses, szórásos technológiával készülő bevonatok, kötőanyaguk jellemzően bitumenemulzió, lehet hígított bitumen, vagy útépítési bitumen is. - keveréses, hidegeljárásos, bitumen emulzióval készítendő iszapszerű bevonat (Slurry Seal), önterülők A bevonat készítésének célja: - vízzáróvá tegye a felületet (csak a permetezéses szórásos felületi bevonat) - a burkolat felületi tulajdonságait javítsa (a vízfilm kialakulásának megakadályozása, jobb csúszásellenállás, egyenletesebb felület, nyomvályú kitöltés (csak kevert felületi bevonattal ) 11.1. Permetezéses, szórásos bevonatok Általános jelölésük: FB A kötőanyag kipermetezésével és a zúzalék kiszórásával készülő felületi bevonat esetén a felületre kötőanyagot permeteznek, arra szűk szemcsefrakciójú zúzalékot és esetleg egyéb adalékot terítenek, majd hengerléssel a kiszórt zúzalékot elrendezik, „beágyazzák”. Négy típusát különböztetjük meg;: · egyrétegű bevonat · egyrétegű kettős zúzalékszórás · kétrétegű bevonat · kétrétegű inverz bevonat Ezen bevonattípusokat a 11.1. ábra mutatja be.

13. 1 áőbra 11.1. ábra

Dr. Ambrus Kálmán - Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

1

A felületi bevonat típusai a kötőanyag fajtái szerint; ·

Higított bitumenes felületi bevonat (FB/HB)

·

Kationaktív bitumenemulziós felületi bevonat (FB/E)

·

Különleges felületi bevonatok (FB/K)

A felületi bevonat típusai a rétegek száma szerint; ·

Egyrétegű (egyszeri kötőanyag és egyszeri zúzalék, rövid típusjele: BZ)

·

Egyrétegű, kettős zúzalékolású (egyszeri kötőanyag és kétszeri zúzalék, rövid típusjele: BZz)

·

Kétrétegű (kétszeri kötőanyag és kétszeri zúzalék, rövid típusjele: BZBz)

·

Kétrétegű inverz (kétszeri kötőanyag és kétszeri zúzalék, az alsó rétegben a kisebb zúzalékkal, rövid típusjele: BzBZ felületi bevonatok.)

A felületi bevonatok megnevezésének tartalmaznia kell; a termék nevét, · a kötőanyag típusát, · a zúzottkő névleges szemnagyságát, 1. példa: az alsó rétegben (ar) 8/12-es és a felső rétegben (fr) 5/8-as névleges szemnagyságú zúzalékkal és kationaktív bitumenemulzióval készített kétrétegű felületi bevonat megnevezése: FB/E (BZBz) 8/11- 5/8. 2. példa:16/20-as névleges szemnagyságú zúzalékkal és higított bitumennel készített egyrétegű felületi bevonat megnevezése: FB/HB (BZ) 16/20 3. példa:. 5/8, 8/12-es zúzalékkal és emulzióval készített kétrétegű inverz bevonat megnevezése: FB/E(BzBZ)5/8-8/12. 11.1.1. A felületi bevonatok tervezési feltételei A különböző típusú felületi bevonatok alkalmazási területét a várható tartósság és gazdaságosság szempontjai határozzák meg. A bevonat meghatározásánál figyelembe kell venni a következőket: ·

Forgalmi adatok közül: átlagos napi nehézmotoros forgalmat (Nmf), egységjármű (E/nap) értékben, az építés évében.

·

A burkolatjellemzők közül: - a kopóréteg típusát - az útpályaszerkezet teherbírását - a kopóréteg felületi épségét - a felületi egyenetlenségét (BUMP, integrátorral, vagy RST, vagy UT-02-vel meghatározva) - a nyomvályú-mélységet


2

- a burkolat keménységet 11.1.1.1. Higított bitumenes felületi bevonatok (FB/HB)

A higított bitumen kedvezőtlen környezeti, tartóssági tulajdonságai miatt csak a kisforgalmú utántömörödő burkolatú mellékutakon alkalmazható ott, ahol a közelben beszerezhető (egyébként megfelelő minőségű) kőanyag (mészkő, dolomit) tapadási jellemzői korszerűbb kötőanyag alkalmazását kizárják, vagy a korszerűbb kötőanyag alkalmazása tartóssági előnyök nélkül nem gazdaságosabb. ·

a forgalom nagysága: Nmf £ 400 e/nap

·

burkolat teherbírási osztályzata: £ 3

·

burkolat felületi épségének osztályzata ³ 3

·

a fogadó felület egyenletessége;

- BUMP integrátorral egyenetlenségi index: ei £ 400 cm/km - RST mérőkocsival IRI érték £ 5,2 mm/m - UT-02-vel mért összegzett elmozdulások átlaga: SAi £100 cm/100 m (numerikus érték) · maximális nyomvályúmélység £20 mm ·

átlagos nyomvályúmélység £17 mm

·

a burkolat hosszesése £ 8 %

11.1.1.2. Kationaktív bitumenemulziós felületi bevonatok (FB/E)

Utántömörödő és aszfaltbeton kopórétegre egyaránt alkalmazható. A rétegek száma szerint típus megválasztása az Nmf alapján az alábbi lehet: ·

egyrétegű alkalmazható, ha az Nmf £ 600 E/nap,

·

kétrétegű és kettős zúzalékolású alkalmazható, ha az Nmf £ 800 E/nap.

Az alkalmazás egyéb feltételei a rétegek számától függetlenül: ·

burkolat teherbírási osztályzata £ 3

·

burkolat felületi épségének osztályzata >3

· a fogadó felület egyenletessége; - BUMP integrátorral az egyenetlenségi index: ei £ 300 cm/km - RST mérőkocsival IRI érték £ 4,1 mm/m - UT-02-vel mért összegzett elmozdulások átlaga: SAi £70 cm/100 m (numerikus érték) · maximális nyomvályú mélység: £ 17 mm ·

átlagos nyomvályú mélység £15 mm

·

a burkolat hosszesése £ 6%


3

11.1.1.3. Különleges felületi bevonatok alkalmazási feltételei (FB/K) Azokon az útszakaszokon, ahol az átlagos napi nehézmotoros forgalom nagysága (Nmf) ³ 800 E/nap csak különleges felületi bevonatok alkalmazhatók, amennyiben a burkolat: ·

Teherbírási osztályzata £ 3

·

Felületi épségének osztályzata ³3

· a fogadó felület egyenletessége; - BUMP integrátorral az egyenetlenségi index: ei £ 300 cm/km - RST mérőkocsival IRI érték £ 4,1 mm/m · Átlagos nyomvályú mélység £ 8 mm ·

Maximális nyomvályú mélység: £ 10 mm

továbbá, ha a vállalkozó ezen feltételek mellett az általa ajánlott és alkalmazási engedéllyel rendelkező különleges bevonattípusra legalább négy (4) év tartósságot vállal. A kiszórandó zúzalék mennyisége : L = (Dmin + Dmax)/2, ez durva közelítés. Az alkalmazási feltételeket összefoglaltan a 11.1. táblázat mutatja be


4

A különböző típusú és fajtájú felületi bevonatok alkalmazása a forgalomnagyság és a burkolatkeménység függvényében. 11.1. táblázat bevonat

kötőanyag

típusa

fajtája

egyrétegű

zúzalék

Nehéz motoros forgalom

mérete

0-200e/nap

200-400e/nap Burkolatkeménység

400-600e/nap

600-800e/nap

NK

K

N

L

NL

NK

K

N

L

NL

NK

K

N

NK

K

N

2/5

+

+

+

-

-

+

+

-

-

-

-

+

-

-

-

-

bitumen

5/8

+

+

+

+

-

+

+

+

-

-

-

+

+

-

-

-

emulzió

8/12

-

-

+

+

+

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

12/16

-

-

-

+

+

-

-

-

+

+

-

-

-

-

-

-

higított

5/12

-

-

+

+

+

-

-

o

-

-

-

-

-

-

-

-

bitumen

8/12

-

-

+

+

+

-

-

+

-

-

-

-

-

-

-

-

12/16

-

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

-

-

-

-

-

o

o

o

o

o

o

+

+

+

+

-

+

+

-

-

-

o

o

o

o

o

o

+

+

+

+

-

-

+

-

-

-

o

o

o

o

o

+

+

+

-

-

+

-

-

-

-

+

o

o

o

o

o

-

+

+

-

-

-

+

+

-

-

-

o

o

o

o

o

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

o

o

o

o

o

-

-

-

+

+

-

-

+

-

-

+

o

o

+

+

+

-

-

+

+

+

-

-

-

-

-

-

o

o

o

+

+

-

-

-

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

-

-

-

+

+

-

+

+

-

-

-

-

-

-

+

+

-

-

-

-

+

-

-

-

+

bevonat

egyrétegű

ar 8/12

kettős zú-

bitumen

fr 2/5

zalékolású

emulzió

ar 12/16

bevonat

fr 5/8

ar 5/8 fr 2/5 ar 8/12 fr 2/5 kétrétegű

bitumen

ar 8/12

bevonat

emulzió

fr 5/8 ar 12/16 fr 8/12 ar 12/16

higított

fr 8/12

bitumen

ar 12/20 fr 5/12

kétrétegű

ar 2/5

inverz

bitumen

fr 5/8

bevonat

emulzió

ar 5/8 fr 8/12

Jelmagyarázat: +: készíthető, o: készítése nem ajánlott, -: nem készíthető


5

A burkolat keménységi kategóriákat a 11.2. táblázat mutatja be

Burkolatkeménységi kategóriák

11.2. táblázat

PTS (mm)

Burkolatkeménységi kategória

0–4

Nagyon kemény (NK)

4–8

Kemény

(K)

8 – 12

Normál

(N)

12 – 16

Lágy

(L)

16 – 20

Nagyon lágy

(NL)

11.1.2. A fajlagos anyagmennyiségek meghatározása 11.1.2.1. Kipermetezendő kötőanyag(B, kg/m2) mennyiségének meghatározása A kötőanyag mennyiségének elvileg olyannak kellene lennie, hogy a kötőanyag az egy rétegben elrendeződött zúzalékok térközeit mintegy 2/3 – nyi magasságban töltse ki. 11.1.2.2.Kiszórandó zúzalék(Z, kg/m2) mennyiségének meghatározása A szükséges zúzalék: Z = kx1,5x

ahol,

d+D 2

2 (kg/m )

d= a frakció névleges legkisebb szemcsenagysága, mm. D= a frakció legnagyobb szemcsenagysága, mm. NZ 2/5 esetén

k=1,70

NZ 3/5 esetén

k=1,60

NZ 5/8 esetén

k=1,40

NZ 5/12 esetén

k=1,20

NZ 8/12 esetén

k=1,00

NZ 12/16 esetén

k=0,95

A műszaki szabályzatok általában megadják a különféle szemnagyságú és típusú bevonatok kötőanyag és kőanyag szükségleteit. A magyar előírás a kipermetezendő kötőanyag mennyiségére mindenegyes típus vonatkozásában egy konkrét értéket, a kiszórandó zúzalékmennyiségére viszont tartományt ad meg. Ezt a 11.3., a 11.4., a 11.5. és a 11.6. táblázatok mutatják be.


6

Egyrétegű felületi bevonat zúzalék és kötőanyag adagolásának mennyiségei. 11.3. táblázat méret Mm 2/5 5/8 8/12 12/16 5/12

Zúzalék mennyisége 2

kg/ m 5 - 7,5 6,5 - 9,0 11 - 14 14 - 17 10,5 - 13,5

Bitumenemulzió 65 %-os bitumen tartalom

Higított bitumen

Kg/m 1,0 1,2 1,5 1,6 -

kg/ m 1,25 1,4 1,2

2

2

Az egyrétegű kettős zúzalékolású felületi bevonatok zúzalék és kötőanyag adagolásának mennyiségei 11.4. táblázat mérete Mm ar 8/12 fr 2/5 ar 12/16 fr 5/8

Zúzalék mennyisége 2 kg/ m 8 - 12 4-6 11 - 15 5-8

Bitumenemulzió 65%-os bitumen tartalom 2 kg/ m 1,6 1,8

Kétrétegű felületi bevonatok zúzalék és kötőanyag adagolási mennyiségei 11.5. táblázat mérete Mm ar 5/8 fr 2/5 ar 8/12 fr 2/5 ar 8/12 fr 5/8 ar 12/16 fr 8/12


Bitumenemulzió 65 %-os bitumen tartalom

Higított bitumen

kg/ m 1,2 1,0 1,3 1,1 1,3 1,2 1,5 1,3

kg/ m 1,3 1,0

2

kg m 6-8 3,5- 5,5 10 - 13 4,5 - 6,5 10 - 13 6 - 8,5 13 - 16 8,5 - 11

2

Kétrétegű inverz felületi bevonatok zúzalék és kötőanyag adagolásának mennyiségei 11.6. táblázat mérete Mm ar 2/5 fr 5/8 ar 5/8 fr 8/12


Bitumenemulzió 65%-os bitumen tartalom

kg/m 3,0 - 4,5 6,5 - 9,0 5,0 - 7,5 10,0 - 13,5

2

kg/m 1,2 1,2 1,4 1,4

A kötőanyag értékét azonban mindig korrigálni kell, a forgalom nagysága, a felület keménysége, a léghőmérséklet és a kiszórandó zúzalék szemalakja szerint, a 11.7. táblázatban foglaltak alapján. Dr. Ambrus Kálmán - Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek

7

Kötőanyag szükséglet korrekciós tényezői és faktorai A hatás megnevezése

11.7. táblázat

A faktor jele

Korrekciós tényező

Átlagos napi nehéz motoros forgalom (Nmf, E/nap) nagyon könnyű Könnyű Közepes Nehéz nagyon nehéz

<200 200 - 400 400 - 600 600 - 800

1,20 f1

> 800

1,15 1,00 0,95 0,90

A burkolat felület nagyon lágy Lágy Normál Kemény nagyon kemény

f2

0,70 0,80 1,00 1,10 1,20

f3

0,90 0,95 1,00

Léghőmérséklet 30 °C felett 20 °C - 30 °C 10 °C - 20 °C A zúzalék szemalakja Kubikus Lemezes

f4

1,00 0,80

A kiszórandó kötőanyag mennyiségét (B) úgy kell meghatározni, hogy a megfelelő (f1,f2,f3,f4) korrekciós tényezők szorzatát a táblázatokban az egyes típusok kötőanyag tartalmaira előírt értékével (b) kell összeszorozni. B = b x f1 x f2 x f3 x f4


8

11.1.3. Kivitelezés

A megfelelő minőségű kivitelezés lényege az, hogy a számított mennyiségeket egyenletesen kell kipermetezni, illetve kiszórni. A bitumenszóró pad fúvókái úgy legyenek beállítva, úgy működjenek, hogy két, vagy háromszoros átlapolás legyen biztosítható. (11.2.ábra.) A modern szórógépek esetében a keresztmetszetben a szórópad fúvókai számítógép vezérlésűek és (előzetes állapotfelmérés adatai alapján) változtatják a kipermetezett kötőanyag mennyiséget. Erre szükség lehet akkor, ha fogadó felület geometriája nagyon rossz egyenetlenségű, ha meg akarjuk akadályozni, hogy a kötőanyag a vályúkba húzódjon le és ezáltal fajlagosan több bitumen legyen, stb

11.2. ábra. A kötőanyag helyes kipermetezése A zúzalékszórók különféle megoldásúak. Ezt rendre a 11.3-11.5. ábrák mutatják be. Azok a zúzalékszórók a legmegfelelőbbek, amelyek képesek biztosítani azt, hogy a szórógép haladási sebességétől függetlenül is mindig a tervezett fajlagos mennyiség kerüljön kiszórásra.


9

11.3. ábra. A zúzalék fajlagos kiszórási mennyisége nem csupán a garatnyílás beállításától, hanem a szórógép haladási sebességétől is függ.

11.4. ábra. A garatnyílás (kényszerkapcsolat folytán) a szórógép sebességétől függően változik, a kiszórt zúzalék fajlagos mennyisége változó haladás sebességek esetén is azonos.


10

11.5. ábra. Önjáró zúzalékszóró gép, a fajlagosan kiszórt mennyiség jól szabályozható 11.1.4 A permetezéses-szórásos technológiájú felületi bevonatok előforduló hibái. Hibafajták okai: - kipergés : - Kevés a kötőanyag, de zárt a régi burkolat. - Ha a fogadó felület porózus (habarcsszegény), az emulzió, vagy kötőanyag behúzódik a régi burkolatba. - Kötőanyag feldúsulás a felületen: - Ha kemény, vagy nagyon kemény a burkolatfelület, így a túl sok bitumentől zsíros, csúszós lesz a felület. - Ha túl puha a régi burkolat idővel teljesen elsüllyed a zúzalék. Itt inverz rendszert kell használni. Lágy fogadófelületre durva szemcséjű felületi bevonatot kell alkalmazni. - egyenetlenség kialakulása: ha nem eléggé szűken frakcionált zúzalékot használunk (sok túl nagy, túl kicsi, lemezes szemcse). Ha a szemcse nagy, nincs befogva, ezért kipereg, a kicsi besüllyed, ha lemezes eltörik. Ezen hibákat a 11.6.-11.9.ábrák mutatják be.


11

11.6. ábra. Kiszórást követően a zúzalék szemcsék rendezetlenek (bal oldali ábra) Gumihenger begykét járata elrendezi, lenyomja a zúzalék szemcséket (középső ábra) Hosszabb üzemelési idő elteltével a zúzalék szemcsék benyomódnak a régi burkolatba. (jobb oldali ábra

11.7. ábra. A zúzalék kipergések. Zárt, kemény felületre kevés kötőanyagot permeteztek ki. (bal oldali ábra) Nem vették figyelembe, hogy a fogadó felület porózus, makroérdes volt, bár elegendőnek tűnő kötőanyagot permeteztek, relatív kötőanyag-hiány lépett fel.(jobb oldali ábra.)

11.8. ábra. A kötőanyag a felületre nyomódik ki. Túl sok kötőanyagot permeteztek ki. (bal oldali ábra.)

11.9. ábra. Szemcseméret, szemalak problémák. Kipergés, a felület „elzsírososdása”, szemcsetöredezések egyaránt előfordulnak. (U= méreten aluli szemcse, Ü= méreten felüli szemcse, P= lemezes alakú szemcse)


12

11. 2 Kevert, hidegeljárásos felületi bevonatok Ez bevonat, vagy hidegeljárásos vékonyaszfalt –elterjedt nemzetközi megnevezéssel Slurry Seal) alkalmazása nem javítja a burkolatok teherbírását. Készítésekor, a meglévő burkolat felületét kötőanyagból és ásványi adalékanyagból készített, előre összekevert keverékkel vonják be. A keveréket egy speciális géplánc állítja elő, és dolgozza be, így a keverék önterelő jellege miatt tömörítést nem igényel. Készítésük után 30 perccel a szakasz forgalom alá helyezhető. A nemzetközi gyakorlat megkülönbözteti; a Mikro Seal-t amelyet 0/3 - 0/5 szemnagyságú ásványi keverékkel a Makro Seal-t 0/5 - 0/1 szemnagyságú ásványi keverékkel Kötőanyaguk: ma már kizárólagosan elasztomer tartalmú, közepes törésidejű elasztomer modifikált kationaktív bitumenemulzió. Alkalmazási területük: A kopóréteg érdességének növelése, felületi zárás, felületi romlások megelőzése, nyomvályúk és felületi egyenetlenségek javítása, zajcsökkentés céljából alkalmazott felületjavítási eljárások. Nagy forgalmi terhelésű útszakaszon is építhetők. Az ásványi keverék szemnagysága szerint a ma még hatályos útügyi műszaki előírás -

KFB-0/3 KFB-0/5 KFB-0/8 KFB-0/12

A szemeloszlási előírásokat kielégítő kőanyag keveréket telepen keverik össze, deponálják földnedves állapotban, és kiszállítják a helyszínre, ahol a célgépbe oldalról adagolják be, vagy ha erre nincs mód, akkor a célgép kiáll a feltöltéshez A helyszínen az ásványi anyagkeveréket, a kötést szabályozó additívet, a puffer anyagot is tartalmazó vizet + és bitumenemulziót A gép összekeveri, a gép keverődobjából a pépszerű, iszapszerű anyag a terítőládába kerül, amely elosztja, elrendezi, majd végül egy lap a gépsor végén lehúzza. (11.10. 11.11. ábrák.) Igy egy vékony, lágy, egyenletes felületű bevonat kerül a felületre, amely a kiterítés követően azonnal szilárdulni kezd. A rendszerben a cement lúgos kémhatásával gyorsítja a kötési folyamatot. Az elterítést követően 25-30 perc alatt a pép megszilárdul és 40-60 perc múlva a nehéz forgalom is ráengedhető. Ma már szinte kizárólagosan két rétegben (két külön menetben) építik ezt a bevonatfajtát


13

11.10. ábra. Az önterülő bevonatot előállító célgép elvi sémája.

11.11. ábra. A keverőegység és a terítőláda a lehúzó lappal. A fajlagos beépítési mennyiségek: -

0/3 0/5 0/8 0/11

6 - 14 kg/m2 12 - 22 kg/m2 18 - 30 kg/m2 25 - 30 kg/m2

A keveréses, hidegeljárásos felületi bevonatokkal a nyomvályúkat is ki lehet tölteni. Ha túl mély a nyomvályú a felületi kigyűrődéseket le kell marni. A vékony bevonat: nem vízzáró, nem tömött, például egy 0/3- as rétegben az összes hézagtartalom 8 tf %.Minél durvább szemeloszlást alkalmazunk, annál nagyobb a hézagtartalom. Ezeket az anyagokat pigmentekkel színezni is lehet, amit előnyösen ki lehet használni sportpályák, kerékpárutak, stb. burkolásánál (zöld szín krómoxiddal, vörös vasoxiddal, kék szín kobaltkékkel.)


14

BMEEOUVAI05 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére. Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése

Recommend Documents