Burkolatalapok fajtái és alkalmazásaik A pályaszerkezetnek a burkolat és a földmű (vagy védőréteg) közötti része a burkolatalap. Feladata: • a burkolatra jutó terhelés elosztása; • részvétel a teherviselésben; • a földmű védelme. A burkolatalapokkal szemben támasztott legfontosabb követelmények: • növeljék a pályaszerkezet teherbíró képességét: megfelelő anyagú, minőségű és vastagságú legyen, • az után tömörödés mértéke ne legyen káros a pályaszerkezetre • ne legyen se víz érzékeny, se fagyás érzékeny • a felülete sík és egyenletes legyen • mint építési pálya alkalmas legyen az építési forgalom lebonyolítására • az esetleges dilatációs repedések ne üssenek át a felette levő rétegen • gazdaságos legyen Mivel a pályaszerkezeti rétegek közül általában a burkolatalap a legvastagabb, készítéséhez lehetőleg olcsó és kellő mennyiségben rendelkezésre álló anyagot kell használni. A burkolatalapnak a további rétegek építéséig a munkahelyi forgalmat el kell viselnie, ezért úgy kell megépíteni, hogy nagyobb rongálódások ne alakulhassanak ki. A burkolatalapok fajtái: • zúzottkő alapok – drágák, nehéz forgalom hatására utántömörödnek, építésük egyszerű • sovány cementbeton alapok – nem utántömörödők, főleg városi utak alsó alaprétegeként alkalmazzák • stabilizált burkolatalapok – helyi anyagok felhasználásával készül, korszerű, elsősorban alaprétegként használják • bitumenes kötőanyagú zúzottkőrétegek – alsó- és felső alaprétegként is használják. Az alkalmazott kötőanyag függvényében a következő burkolatalapok különböztethetők meg: • kötőanyag nélküli alaprétegek; • hidraulikus kötőanyagú alaprétegek; • bitumen kötőanyagú alaprétegek. A burkolatalapok egy vagy több rétegből épülhetnek. A többrétegű alapok esetében az alsó alapréteggel szemben kisebbek a minőségi követelmények, mint a felsőbb rétegekével szemben.
Kötőanyag nélküli alaprétegek Mechanikai stabilizáció. Olyan tömör talajkeverék, amelyben a durva és a finomszemcsék aránya meghatározott, és a szerkezet stabilitását főleg a szemcsék belső súrlódása adja meg. A keverék akkor tömöríthető a legeredményesebben és akkor állékony, ha a különböző szemcsék aránya és eloszlása olyan, hogy a durva szemek közötti hézagokat a finomabb szemcsék éppen kitöltik. A mechanikai stabilizációra a természetben előforduló anyagok közül elsősorban az iszapos, kissé agyagos kavicsok, murvák alkalmasak, de jó stabilizáció
Összeállította: Szilágyi Tamás
készíthető a kőbányai meddők, ipari melléktermékek, téglagyári törmelékek felhasználásával is. A felhasznált anyagok fagyállók és mállással szemben ellenállók legyenek. A szabvány M 50 és M 20 jelű stabilizációt különböztet meg, amelyek legnagyobb szemcsemérete 50, ill. 20 mm. Olyan anyag, amely nem elégíti ki a szabvány követelményeit, nem lehet stabilizáció, de védőrétegként vagy javított földműként megfelelhet. finom szemcsék nélkül egymással érintkező szemcsék változóan tömör
elegendő finom szemcse egymással érintkező szemcsék tömör
sok finom szemcse a szemcsék „úsznak" a talajban nem tömör
vízáteresztő
vízzáró
vízzáró
fagyálló
fagyérzékeny
zárt helyen stabil, egyébként stabil nem víztartalom-változásra nem érzékeny nehéz tömöríteni
stabil
fagyveszélyes nem stabil
víztartalom-változásra nem nagyon érzékeny kissé nehéz tömöríteni
víztartalom-változásra nagyon érzékeny könnyű tömöríteni
A mechanikailag stabil szerkezet követelményeit a durva és a finom szemcsék optimális arányával lehet kielégíteni (középső oszlop) Zúzottkő alap. Szemnagyság szerint osztályozott termékekből készített alapréteg. A szabvány szerint a Z 55/80vagy Z 20/80 jelű zúzottkő ajánlott. A zúzottkő alap az A-C terhelési osztályú utakon alkalmazható. A zúzottkő termékek legalább a C kőzetfizikai csoport követelményeit elégítsék ki. A zúzottkő alap célszerű vastagsága 20 cm (15...25 cm). A legnagyobb szemcseméret a tömör réteg vastagságának 2/3ánál nem lehet nagyobb. Acélhengeres tömörítés alatt a hatékonyságát víz locsolásával lehet fokozni. Kötött talajon a zúzottkő alap alá legalább 10 cm vastag szemcsés védőréteget kell teríteni. Kohósalakkő alap. Zúzottkőből és osztályozott kohósalakkőből készült alap. Az anyagot durva és finom részre kell osztani. Alulra a durvább, felülre a finomabb részt kell teríteni (15…20 cm), majd vízzel való locsolás mellett behengerelni, a zúzottkő alapnál említett módon. Vízzel kötött makadám. Zúzottkőből előállított útpályaszerkezet, ill. a hajlékony pályaszerkezet alaprétege. A hazai régi, hagyományos makadámok háromféle kivitelűek voltak: • rakott terméskő alapon; • durva zúzottkő alapon; • alap nélkül. A rakott alap vastagsága 15 cm. Az egyes köveket kézzel rakták le úgy, hogy a kő széles lapja volt alul. Az egyes köveket kisebb kövekkel ékelték egymáshoz. Az alapréteg gyenge hengerlése után, 10. . .12 cm laza vastagságban, Z 40/60-as méretű zúzottkövet terítettek, és Összeállította: Szilágyi Tamás
locsolás közben acélköpenyű hengerrel tömörítették. Erre 2 cm vastagságban Z 5/15-ös zúzalékot, majd 2 cm vastagságban homokot terítettek és hengereltek. A durva zúzottkő alapú makadám készítése az előzőhöz hasonló, de rakott alap helyett 15 cm vastag, Z 80/100-as zúzottkő alapot készítenek. Az alap nélküli makadám készítése 10...15 cm vastagságban az előbbi technológiával, Z 40/20-as zúzottkővel történt. A makadám pályaszerkezet a fogatolt járművek idejében megfelelő volt, a gépjárműforgalom számára viszont már kevésbé alkalmas, mert a gumiabroncs szívóhatása a finomabb szemcséket megbontja (kiszívja), így hosszirányú hullámosodást idéz elő. Mivel a zúzottkő rétegek nagy hézagtartalmúak, nehezebb forgalom esetén nagy az utólagos tömörödés és ezáltal a nyomvályú képződés. A hazai utak korszerűsítésekor a régi makadám pályaszerkezeteket itatott és kötőzúzalékos aszfaltmakadám burkolattal vagy aszfaltbeton burkolattal látták el. Folytonos szemeloszlású zúzottkő réteg. A legtömörebb keverék szemeloszlását (Fullergörbe) megközelítő szemeloszlású, különösen jó minőségű zúzottkő réteg, amelyet még a kőbányában vagy a telephelyen keverőgépben több zúzottkőfrakcióból kevernek össze, megfelelő nedvesítés mellett (wet mix macadam). Az eljárás célja a lehető legkisebb hézagtartalmú zúzottkő réteg előállítása, amelynek urántömörödése, vályúsodósa még nehéz forgalom alatt is kismértékű marad. A hengeres tömörítés eredményessége érdekében a maximális szemnagyság nem lehet nagyobb a rétegvastagság harmadánál. Az építésnél ügyelni kell arra, hogy szétkeveredés a megkevert anyagban sem a szállításnál, sem pedig a rendszerint finiseres beépítés során ne következzen be. Néha jó minőségű zúzottkő alapként, újabban pedig a cementstabilizáció felett, mint feszültségoldó, a reflexiós aszfaltrepedéseket gátló rétegként alkalmazzák. A szabvány FZkval jelöli.
Hidraulikus kötőanyagú alaprétegek Hidraulikus kötőanyagú alap. Szemcsés anyag vagy talaj, hidraulikus kötőképességű anyag és víz megfelelő arányú keverékéből egyenletes keveréssel, majd tömörítéssel előállított pályaszerkezeti alapréteg. Ilyen kötőanyagok: • a cement; • a hidraulikus pernye; • a mész; • a nem hidraulikus pernye mésszel keverve. A keverék előállítható telepen vagy helyszínen, mozgó keverőgéppel (pl. talajmaróval). A szabvány az alapokat betűjelzési rendszerben különbözteti meg. Az első nagybetű a kötőanyagra, a második az alapanyagra utal, a harmadik, a kisbetű a keverék előállítási módját jelzi, pl. CKt - cementtel stabilizált kavics, telepen keverve. A hidraulikus kötőanyagok előnye, hogy készítésükhöz gyengébb minőségű anyagok is felhasználhatók. Vízzáróságuk folytán megvédik a földművet az elnedvesedéstől. A zúzottkő alapokkal szemben nem urántömörödők, és mivel némi húzószilárdságuk is van, teherviselésük is kedvezőbb. Hátrányuk a zsugorodásra való hajlam miatti repedésképződés. Idővel keresztirányú repedések képződnek, és ha ezek több méter távolságban vannak, az ép
Összeállította: Szilágyi Tamás
részek a hőmérséklet-változásnak megfelelően hosszukat változtatják. Ezek a repedések az aszfaltburkolatokra is átütnek (1. reflexiós repedések). Elnedvesedett földmű szárítása eredményes a hidraulikus kötőanyag bekeverésével, ezáltal a munkagépek közlekedése is megkönnyíthető. Ez az eljárás azonban csak talajkezelés vagy talajjavítás, és nem tekinthető burkolatalap-készítésnek. Talajstabilizáció. A talajstabilizáció a helyi talaj kötőanyaggal való keverése és tömörítése. Kisforgalmú utaknál önálló burkolatalapként is megfelelő, nagyobb forgalmú utakon az alsó alapréteg, esetleg a védőréteg szerepét tölti be. A kötőanyagok lehetnek: • cement; • pernye; • mész. Cement kötőanyagú alap. Szemcsés anyag vagy talaj, cement és víz megfelelő arányú keverékéből, tömörítéssel előállított pályaszerkezeti alapréteg. A szabvány háromféle alapot különböztet meg: • a CE jelű erősítő alapréteg anyaga zúzottkő termékek, zúzott kohósalakkő, homokos kavics, murva, kőbányameddős • a CK jelű alap anyaga bármely szemcsés anyag (általában homokos vagy iszapos kavics); • a CT jelű alap anyaga homok vagy kissé kötött talaj lehet (más néven cementes talajstabilizáció). A keverék alkotóelemeinek arányát alkalmassági vizsgálattal kell meghatározni. Az optimális tömörítési víztartalmat Proctor-vizsgálattal, az optimális cementtartalmat egyirányú nyomószilárdsági vizsgálattal állapítják meg. (Az optimális cementtartalom a 350-es cement esetében 5...12%, ill. 100...120 kg/m3 között van.) A telepen előállított keveréket finiserrel terítik és tömörítik. Az elkészült alapréteget legalább 7 napig nedvesen kell tartani (locsolással vagy bitumenemulziós zárással). Az elkészült réteg minőségi követelményei: vastagság, szélesség, szilárdság, tömörség. A helyszínen a következőképpen készítik a réteget: a talaj lazítása, porítása, a cement elterítése, bekeverése, nedvesítés, tömörítés, utókezelés. A helyszínen előállított alapréteg műszaki tulajdonságai nem olyan megbízhatóak, mint a telepen keverteké, ezért alkalmazási területük és a velük szemben támasztott követelmények is eltérőek. Hidraulikus pernye kötőanyagú alap. Szemcsés anyag vagy talaj, hidraulikus pernye és víz megfelelő arányú keverékéből, tömörítéssel előállított pályaszerkezeti alapréteg. A szabvány háromféle alapot különböztet meg: a PE és a PK jelű erősítő alapréteg anyaga azonos a CE jelű, cement kötőanyagú erősítő alapréteg anyagával, a PT jelű alap anyaga azonos a CT jelű, cementes talajstabilizáció anyagával. Az alkalmassági vizsgálat és a kivitelezés lényeges elemei azonosak a cement kötőanyagú alap elemeivel, azzal az eltéréssel, hogy a lassúbb szilárdulás miatt az alkalmassági vizsgálat szilárdsági követelményei huzamosabb időre vonatkoznak (pl. a cementes alap 14 napos értéke helyett ebben az esetben 60 nap lesz). A hidraulikus pernye szükséges mennyisége 6...9% körüli. Kivitelezés után a szilárdulási idő alatt az elkészült alapréteg a mérsékelt forgalomnak átadható. Mésszel stabilizált talaj. A savanyú kémhatású kötött talajok vagy iszapos homokok és a mész (őrölt égetett mész, mészhidrát, oltott mész, mésztej), valamint víz megfelelő arányú keverékéből, tömörítéssel előállított alsó pályaszerkezeti alapréteg. Az alkalmazás feltételei Összeállította: Szilágyi Tamás
azonosak a hidraulikus pernye kötőanyagú alap feltételeivel, azzal az eltéréssel, hogy az alkalmassági vizsgálat követelményei a CT cementtel stabilizált talaj szilárdsági követelményeinek felel meg 28 és 42 napos korban. A mész szükséges mennyisége 3...6% között van. A keverék csaknem minden esetben helyszíni keveréssel készül. Ha a talaj nedves, akkor por alakú, ha száraz, akkor oltott mésszel ajánlott kezelni. Beton burkolatalap. A beton tervezési előírásai szerint előállított és tömörített pályaszerkezeti alapréteg. A beton szilárdsága a szabvány szerint C4, C6, C8, C10, C12 lehet. Az alapréteg vastagsága utak és terhelésnek kitett térburkolatok esetében C8 betonminőségnél 20 cm vagy 25 cm. Más betonminőségnél a szükséges vastagság a szilárdságtól függően változik. Az így készült beton burkolatalap előnyei a következők: • a tömörítéséhez elegendő a vibrátor is; • kis szilárdságú adalékanyag használható; • felszíne pontosan kiképezhető; • nem utántömörödő; • vízzáró; • szűk munkahelyen is elkészíthető. A beton burkolatalap készülhet hézagokkal vagy hézagok nélkül. Ez utóbbi esetben a kereszthézagokat vakhézagként kell kialakítani, egymástól legfeljebb 5 m távolságokban. Ha a beton alaprétegre 14 cm-nél vékonyabb aszfalt kerül, akkor a kereszthézagok legfeljebb 2,5 m-re lehetnek egymástól. Ha az alapréteg szélessége meghaladja az 5 m-t, akkor hosszhézagot kell készíteni vakhézagként vagy szoros hézagként. A beton burkolatalapra 7 napos utókezelés után engedhető az építési forgalom, és építhető rá a következő réteg.
Bitumenes alaprétegek Szemcsés anyag és útépítési bitumen meleg keverésével és betömörítésével előállított alapréteg. A szemcsés anyag lehet homok, kavics, murva és zúzalék. A következő bitumenes alaprétegek különböztethetők meg: • BAHA jelű, bitumenes alsó alapréteg, helyi anyagokból; • U-12 jelű, bitumenes homok; • U-20 jelű, bitumenes kavics; • U-35 jelű, bitumenes kavics; • JU-20 jelű, javított bitumenes kavics; • JU-35 jelű, javított bitumenes kavics. A szabvány mindegyik alapréteghez megadja a szemcseeloszlási határgörbéket. Nehezebb forgalom és nagyobb külső hőmérséklet esetén keményebb bitument kell alkalmazni. A minőségi követelmények a felsőbb rétegeknél magasabbak. A javított bitumenes kavicsok esetében a stabilitás növelésére 30% zúzott anyagot adagolnak. Az elkészült bitumenes alaprétegek a forgalom számára azonnal átadhatók, de az elszennyeződéstől megóvandók.
Összeállította: Szilágyi Tamás
