DIAGNOSTIKA A MANAGEMENT VOZOVEK

VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ

DOC. ING. JAN KUDRNA, CSC.

DIAGNOSTIKA A MANAGEMENT VOZOVEK MODUL 05

PORUCHY NETUHÝCH VOZOVEK A NÁVRH ÚDRŽBY A OPRAV

STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

© Jan Kudrna, Brno 2007

- 3 (48) -

Diagnostika a management vozovek ·

Modul

OBSAH 1 Úvod .............................................................................................................. 6 1.1 Cíle ....................................................................................................... 6 1.2 Požadované znalosti ............................................................................. 6 1.3 Doba pot ebná ke studiu....................................................................... 6 1.4 Klí ová slova ........................................................................................ 6 1.5 Metodický návod na práci s textem ..................................................... 6 2 Návrh údržby a oprav – diagnostika vozovek........................................... 7 2.1 Rozhodovací schéma ............................................................................ 7 2.2 Návrh údržby a lokálních oprav ........................................................... 8 2.2.1 Obecn .................................................................................... 8 2.2.2 Návrh b žné údržby ............................................................... 8 2.2.3 Návrh lokální opravy............................................................ 12 2.2.4 Návrh souvislé údržby.......................................................... 12 2.3 Návrh údržby a opravy trvalých deformací krytu .............................. 13 2.3.1 Diagnostika trvalých deformací asfaltových vrstev krytu.... 13 2.3.2 asté chyby p i návrhu a provedení opravy trvalých deformací.............................................................................. 15 2.4 Návrh opravy zesílením vozovky....................................................... 16 2.4.1 Stanovení zesílení vozovky z maximálního nam eného pr hybu pákovým pr hybom rem ....................................... 17 2.4.2 Stanovení zesílení vozovky rázovým za ízením .................. 17 2.4.3 Posouzení návrhu zesílení z hlediska konstruk ních opat ení a technologie provád ní ....................................................... 17 2.4.4 Posouzení návrhu zesílení z hlediska ú inku mrazu ............ 17 2.4.5 Návrh obnovy krytu a lokálních oprav................................. 20 2.4.6 Prosté zesílení vozovky ........................................................ 21 2.4.7 asté chyby p i návrhu a provedení opravy zesílením ........ 22 2.5 Návrh recyklace vrstev vozovky ........................................................ 23 2.5.1 Recyklace asfaltových vrstev za tepla.................................. 23 2.5.2 Recyklace asfaltových vrstev emulzí asfaltovou nebo zp n ným asfaltem............................................................... 24 2.5.3 Recyklace za studena s hydraulickými pojivy ..................... 25 2.6 Návrh rekonstrukce vozovky.............................................................. 26 2.7 Ekonomické posouzení a rozhodnutí o údržb a opravách ................ 27 2.7.1 Výb r technologie údržby a oprav ....................................... 27 2.7.2 Kritéria optimalizace využití finan ních prost edk na údržbu a opravy ................................................................................ 28 3 P íklady návrhu údržby a oprav .............................................................. 29 3.1 Diagnostika k prokázání vlivu mezerovitosti na porušování korozí až výtluky................................................................................................ 29 3.1.1 Úvod ..................................................................................... 29 3.1.2 Zkoušené úseky .................................................................... 29

- 4 (48) -

3.1.3 Laboratorní zkoušky .............................................................30 3.1.4 Výsledky laboratorních zkoušek...........................................30 3.1.5 Zhodnocení výsledk ............................................................30 3.1.6 Záv r .....................................................................................34 3.2 Návrh opravy trhlin a porušení podkladu............................................35 3.2.1 Úvod......................................................................................35 3.2.2 Popis úseku ...........................................................................35 3.2.3 Dopravní zatížení ..................................................................35 3.2.4 Posouzení vozovky ...............................................................36 3.2.5 Vizuální posouzení a zaznamenané poruchy ........................37 3.2.6 Laboratorní práce ..................................................................37 3.2.7 Pravd podobný vývoj poruch ...............................................38 3.2.8 Návrh opravy ........................................................................39 3.2.9 Záv r .....................................................................................39 3.3 Návrh opravy trvalých deformací .......................................................40 3.3.1 Zjednodušený návrh opravy trvalých deformací ..................40 3.3.2 Návrh opravy trvalých deformací v etn laboratorních zkoušek .................................................................................41 4 Shrnutí .........................................................................................................47 4.1 Seznam použité literatury....................................................................47 4.2 Seznam dopl kové studijní literatury..................................................48

- 5 (48) -


Modul

1 Úvod 1.1 Cíle Cílem modulu 05 této studijní opory je nau it se: − Poznávat a porozum t vývoji poruch netuhých vozovek pozemních komunikací (dále jen PK), − Navrhnout odstran ní p í in poruch údržbou a opravou vozovek.

1.2

Požadované znalosti

Text modulu 05 navazuje na moduly 01, 02, 03 a 04, p i emž modul: − 01 - vysv tlil základní pojmy provozní zp sobilosti a jejich vliv na bezpe nost a další dopady silni ního provozu, − 02 – vysv tlil m ení rovnosti a dalších parametr vozovek posuzujících stav PK v etn vlivu na životní prost edí, − 03 – vedl ke zvládnutí posuzování únosnosti vozovky a seznámení s funkcí Pavement Management systém , − 04 – vysv tlil mechanismy porušení netuhých vozovek a návrh údržby a opravy PK. Problematika probíraná v tomto modulu vyžaduje znalosti o vrstvách vozovek a jejich složení a technologiích provád ní vozovek z p edm tu BM 02.

1.3

Doba pot ebná ke studiu

Text modulu vyžaduje asi 10 h soust ed ného studia.

1.4

Klí ová slova

pozemní komunikace, netuhé vozovky, poškozování, porušování, mechanismus porušování, sb r poruch, navrhování údržby, navrhování opravy.

1.5

Metodický návod na práci s textem

Jedná se o náro ný text spojující velké množství doposud získaných poznatk z p edešlého studia

- 6 (48) -

2 Návrh údržby a oprav – diagnostika vozovek Návrh b žné údržby netuhých vozovek se provádí podle TP 82 Návrh údržby, oprav a recyklace, nebo rekonstrukce se provádí podle TP 87. Návrh opravy smí provád t pracovník mající oprávn ní vydané Ministerstvem dopravy na základ p íslušných zkoušek a zkušeností, p i emž musí spolupracovat s akreditovanou laborato í. Rovn ž použitá zkušební za ízení na m ení únosnosti podléhají ov ování a provozovatel m je vydáváno pat i né oprávn ní k provozování m ení. Návrh údržby a oprav je založen na postupných krocích, p i nichž se opat ují pot ebné podklady pro rozhodnutí o použití takových technických opat ení, která uvedou vozovku do stavu odpovídajícího požadavk m závislým na dopravní d ležitosti PK a dopravním zatížení. Tyto jednotlivé kroky jsou zd razn ny v následujících kapitolách. Získání podklad pro návrh se obvykle ozna uje jako diagnostika vozovek. V tomto textu je zd razn n postup návrhu údržby a opravy. Velmi asto se stává, že návrh opravy se provádí na základ zkušenosti s provedením nap íklad obnovy obrusné vrstvy. Pokud se neprovede diagnostika vozovky, m že se stát, že se neodstraní p í ina porušení (ložní vrstva je s nízkou odolností proti trvalým deformacím, je porušená nízkým obsahem pojiva nebo vozovka není únosná) a následn se vozovka op tn v krátké dob poruší. Pokud zhotovitel jako odborná firma na tuto možnost ádn a doložen neupozorní, m že být podle TKP kapitola 1 za špatn provedenou opravu zodpov dný. Zásady jednotlivých technologií jsou v Technologických postupech dodavatel prací, které musí vycházet ze souboru SN 73 6121 až 31 a Technických kvaliattivních podmínek. N které d ležité charakteristiky technologií jsou v M 07 a v navazujícím p edm tu Technologie stavby pozemních komunikací.

2.1 Rozhodovací schéma Na základ zjišt ných hodnot charakteristik provozní zp sobilosti (podle tabulek M 01 tab. 3.1 a 3.2, M 02 tab. 2.1 a 2.2 a M 03 tab. 2.4 a 2.5) nebo rozsahu jednotlivých poruch vozovky (podle tabulek M 04 tab. 2.1 a 2.2) se vozovka rozd lí do jednotlivých sekcí, zat ídí do klasifika ních stup a rozhoduje se o podrobn jším sledování sekcí a následn se naplánuje údržba nebo oprava. Postup rozhodování o návrhu údržby a oprav je schematicky znázorn n v M 04 obr. 3.1. Toto schéma by m lo být automaticky pln no funkcemi SHV s tím, že dojde k plánování údržby a opravy. Konkrétní návrh opravy je nutno provést pomocí TP 87, tj. provést návrh na základ zkoušek a pr zkum s odstran ním zjišt ných p í in porušení. Postup k návrhu údržby a oprav na základ dopl kových pr zkum a zkoušek je uveden podrobn ji v jednotlivých schématech. Údržbu nebo opravu lze navrhnout ve více technologických variantách. Výb r variant technologií se provede na základ ekonomického posouzení podle kapitoly 2.7.

- 7 (48) -


Modul

Obr. 2.1 – Rozhodovací schéma pro návrh údržby a oprav vozovky

2.2 Návrh údržby a lokálních oprav 2.2.1 Obecn Pro návrh údržby nebo lokálních oprav slouží p ehledná tabulka 2.1 z TP 87 vycházející z TP 82. B žná údržba a lokální oprava se m že také navrhovat p ímo podle TP 82 (viz M 04). Z hlediska velikosti plochy porušeného povrchu je p echod mezi použitím technologií na omezených nebo souvislých plochách dán ekonomickým posouzením jak náklad na provedení technologií, tak i náklad silni ního provozu (viz M 01 kapitola 2.3). Pro mén zatížené silnice II. a III. t íd lze problém zjednodušit na posouzení náklad údržby a oprav provedené souvisle nebo na omezených plochách p ípadn s uvážením jejich rozdílných p edpokládaných dob životností podle M 03 tab. 2.3. Tímto postupem jist bude vycházet údržba a opravy na omezených plochách do 30 % povrchu, p ípadn až 50 % povrchu výhodn jší než údržba a opravy souvislé. U více zatížených silnic a dálnic vystupují do pop edí vyšší požadavky na pln ní provozních funkcí vozovek a zvýšené náklady silni ního provozu p i ast ji provád né údržb a opravách. Svou roli sehraje i kvalitativní a kvantitativní vývoj poruch vozovek závislý na velikostí dopravního zatížení. Na dálnicích a rychlostních silnicích a rychlostních místních komunikacích bude proto dávána p ednost souvislé údržb a souvislé oprav . Údržba a oprava na omezených plochách se uplatní p i 1 % až 5 % porušených ploch. Na dálnicích a rychlostních komunikacích se také doporu uje z d vodu omezení astého p erušování dopravy p i údržbách a opravách a st ídání vzhledu povrchu navrhovat souvislou údržbu nebo opravu na minimálních délkách 1000 m, ale v zásad to závisí na dostupnosti finan ních prost edk v daný as pot eby opravy.

2.2.2 Návrh b žné údržby - 8 (48) -

B žná údržba zahrnuje drobné, místn vymezené práce, jejichž pot eba byla zjišt na v rámci prohlídek komunikací. B žnou údržbu zajiš uje vlastník nebo správce komunikace na základ pravidelných prohlídek v souladu s jejich plánem. Do b žné údržby se také zahrnuje údržba odvod ovacích za ízení, která m že výrazn ovlivnit dlouhodobou funkci vozovky. 2.2.2.1

Poruchy povrchu vozovky a technologie údržby

B žná údržba pokrývá odstran ní t chto povrchových poruch omezených na malou plochu s uvedenými technologiemi údržby: − Ztráta asfaltového tmele a hloubková koroze - post ikem až nát rem souvisle nebo lokáln (lokáln vysprávkovou nát rovou soupravou a tryskovou metodou). − Trhliny podélné a p í né, tenké a široké – ut sn ní zálivkou do vyfrézované kom rky nebo p elitím podle TP 115.

Obr. 2.2 – Rozhodovací schéma – Ztráty hmoty z krytu, hloubková koroze až výtluky

´

- 9 (48) -


Modul

Tab. 2.1 – Seznam poruch povrchu a konstrukce vozovky a návrh na jejich odstran ní

Obr. 2.2 pocházející z TP 87, 1996 dostate n nezd raz uje jednozna ný vliv mezerovitosti obrusné vrstvy. Je pravdou, že je-li nízký obsah pojiva, obvykle je asfaltová sm s obtížn zhutnitelná a výsledkem je laboratorn stanovená (tj. stoprocentn zhutn ná sm s stanovenou Marshallovou zkouškou) vyšší mezerovitost. Následn se sm s obtížn zhutní i na staveništi, tj. dosáhne se v ideálním p ípad míry zhutn ní vyšší než 97 % objemové hmotnosti odpovídající Marshallov zkoušce. Po n kolika letech díky vysoké mezerovitosti se použité pojivo se stane nevhodným, protože p i vysoké mezerovitosti sm s rychle stárne. Tímto mechanismem porušování dochází ke ztrát hmoty, ale také

- 10 (48) -

k vytvá ení trhlin, jak nepravidelných r zn se v tvících, mozaikových a p í ných. To lze ov it porovnáním p í in uvedených v obr. 2.3. Prokázání tohoto jevu up es ujícího obr. 2.2 je obsahem tohoto textu v kapitole 4.1.

Obr. 2.3 – Schéma rozhodování – Ztráta drsnosti

Obr. 2.4 – Schéma rozhodování – Poklesy, hrboly a plošné deformace

- 11 (48) -


Modul

2.2.2.2 asté chyby p i návrhu a provedení b žné údržby Za velmi nevhodné použití lze považovat použití tryskové metody: − pro opravu výtluk a nerovností - vysoká tlouš ka asfaltové vrstvy vznikající nát rovou technologií je nestabilní, dojde k vystoupení pojiva na povrch a trvalé deformaci vrstvy s dosažením nebezpe n jšího povrchu než byl povrch p ed údržbou, − úzkých a širokých trhlin zejména pokud se jejich ší ka s teplotou vrstev snižuje (trhliny jsou „pracující“) – trhliny se technologií neut sní a opakovanou údržbou vznikají v okolí trhlin hrboly (nerovnosti), − opakované používání metody vede k nerovným povrch m s asfaltovým pojivem na povrchu a takový povrch je velmi nebezpe ný z hlediska protismykových vlastností a zvyšuje riziko dopravních nehod. Nedostatkem je také pozdní ut sn ní trhlin (r st trhlin již dosáhl spojení vrstvy obrusné s ložní vrstvou) nebo nekvalitn provedené ut sn ní trhlin (p elití trhliny nebo bez vy išt ní).

2.2.3

Návrh lokální opravy

Lokální opravu je nutno použít, pokud porušení zasáhlo ást tlouš ky nebo celou obrusnou vrstvu. 2.2.3.1 Poruchy a technologie Lokální poruchy jako výtluky se p evážn vyvíjejí v zim a je t eba je okamžit opravit. Obvykle se používá vysprávka ze studené asfaltové sm si (kamenivo obalené speciální asfaltovou emulzí), která obvykle není dostate n trvanlivá. Lokální nerovnosti, hloubková koroze a výtluky, uvoln né mozaikové trhliny (obrusná vrstva již není spojena s ložní) a výtluky se opravují vysprávkami asfaltovou sm sí stejného druhu jako je porušená obrusná vrstva. Vysprávka se provede frézováním do pravidelného tvaru na hloubku porušené vrstvy, použije se spojovací post ik na všechny frézováním odhalené plochy a sm s se položí a zhutní tak, aby na vysprávce nebyly nerovnosti. 2.2.3.2

asté chyby p i návrhu a provedení lokálních oprav

Správn provedená vysprávka má vyšší trvanlivost než okolní obrusná vrstva a rozsah vysprávek se obvykle zvyšuje. Je vhodné opravit nejen plochu zasaženou výtlukem, ale i p ilehlé plochy a plochy signalizující rychlý vývoj k výtluku nebo tyto plochy zárove ošet it b žnou nebo souvislou údržbou.

2.2.4

Návrh souvislé údržby

Souvislá údržba zahrnuje rozsáhlejší práce v souvislých úsecích sloužící k zachování a obnov povrchových vlastností. Podkladem pro rozhodnutí o jejím provedení jsou výsledky systém hospoda ení s vozovkou (charakteristiky provozní zp sobilosti), p ípadn údaje z vizuálních prohlídek komunikací. Souvislá údržba se provádí technologiemi zasahující tlouš ku vozovky do 30 mm.

- 12 (48) -

2.2.4.1 Poruchy a technologie Souvislá údržba odstra uje poruchy vyskytující se na v tších plochách povrchu vozovky (jak je uvedeno v M 04 2.1.4) níže uvedenými technologiemi údržby: • Ztráta asfaltového tmele – regenera ní post ik. • Ztráta asfaltového tmele a hloubková koroze, trhliny vlasové (nepravidelné,

mozaikové, nízkoteplotní) - nát r jednoduchý nebo dvojnásobný nebo emulzní kalová vrstva.

• Ztráta protismykových vlastností – nát r dvojnásobný, mikrokoberec za

studena.

• Všechny povrchové poruchy – asfaltový koberec tenký.

2.2.4.2

asté chyby p i návrhu a provedení souvislé údržby

Je t eba zmínit tyto nedostatky technologií: • Regenera ní post ik musí mít dostate nou dobu na nasycení povrchu. P i

lokální nízké makrotextu e m že vytvo it místa s nízkými protismykovými vlastnostmi.

• Povrch vozovky vykazující lokální poruchy je t eba p ed souvislou údržbou

opravit lokální opravou. Trysková metoda b žné údržby obvykle p esytí asfaltem i povrch vytvo ený nát rem i emulzní kalovou vrstvou a povrch má následn havarijní protismykové vlastnosti.

• P ekrytí trhlin (tenkých, širokých a mozaikových) bez jejich ut sn ní se

projeví na povrchu všech úprav souvislé údržby. Prokopírování lze zamezit jen speciálními koberci s vysokou odolností proti trhlinám.

2.3 Návrh údržby a opravy trvalých deformací krytu Vývoj vyjetých kolejí a deformací krytu je zákonitý jev asfaltových vrstev, pokud se trvalé deformace nevyvíjí, vykazuje asfaltová vrstva poruchy ztrátou asfaltového tmelu, korozí, výtluky a trhlinami. Pokud se s vývojem trvalých deformací nespojují konstruk ní poruchy, je možno navrhnout opravu asfaltových vrstev, jak je uvedeno dále.

2.3.1 Diagnostika trvalých deformací asfaltových vrstev krytu O oprav vyjetých kolejí a podélných vln v krytu vozovky rozhoduje jejich postupný vývoj. Trvalé deformace nar stají podle parabolické funkce, s asem se jejich vývoj zpomaluje. Zm nami struktury sm sí ovšem m že dojít ke stavu, kdy se asfaltový kryt stane nestabilní s rychlým nár stem deformací s vytlá ením vrstvy mimo stopu vozidel s výraznými posuny povrchu mimo stopu vozidel. 2.3.1.1 Omezený vývoj trvalé deformace Pokud se vývoj zastavil (po cca 8 letech je dosaženo hloubky nerovnosti do 14 mm), je možno provést údržbu trvalých deformací: • vypln ním kolejí mikrokobercem (EKZS), vhodné je následná souvislá údržba celého povrchu emulzní kalovou vrstvou, - 13 (48) -


Modul

• recykláží za tepla (REMIX s p idáním i bez p idání nového materiálu nebo REMIX-PLUS), • položením nové asfaltové vrstvy (AKT, AB I). 2.3.1.2 Pokra ující vývoj trvalých deformací Pokud vývoj nadále pokra uje, je p edpoklad vývoje až k havarijní klasifikaci (viz M 02 tab. 2.1 a 2.2). V tomto p ípad se o oprav trvalých deformací krytu rozhodne posouzením vývrt v celé tlouš ce asfaltových vrstev, p i v tších tlouš kách a vysokém dopravní zatížení s pomalou a zastavující dopravou do hloubky 180 mm. Provedou-li se vývrty v p í ném ezu vedle sebe tak, že je možno vykreslit zm ny tloušt k vrstev dokumentující pohyb sm sí p i vytvá ení vyjeté koleje, je možno na základ tohoto pohybu operativn rozhodnout a odstranit ty vrstvy, které se na trvalé deformaci podílejí. Spolehliv jší podklady jsou založeny na laboratorním posouzení sm si. Trvalou deformaci zp sobují vrstvy z asfaltové sm si zejména: − s nižší mezerovitostí stanovenou na vývrtech než 2 %, tuto vrstvu je nutno p i jejím umíst ní v hloubce do 120 mm vždy odstranit, − s mezerovitostí stanovenou na vývrtech nad 2 % pokud je: − použito hrubé t žené kamenivo s hladkým povrchem zrn, − obsah fileru vyšší než p ipouští mezní áry asfaltové sm si (existují i jiná pravidla vztahující se k pr b hu áry zrnitosti), − nevyhovující odolnost sm si proti trvalým deformacím stanovena zkouškami podle SN 73 6121, p íloha C. V t chto uvedených p ípadech nár stu trvalých deformací je nutno vrstvy, které jsou p í inou trvalé deformace krytu: − odstranit a nahradit vrstvami spl ujícími požadavky odolnosti proti trvalým deformacím, − recyklovat za tepla (pokud se jedná o obrusnou vrstvu) obvykle s p idáním asfaltového betonu hrubozrnného tak, aby vrstvy dosáhly odolnosti proti trvalým deformacím. Odolnost proti trvalým deformacím se prokazuje podle TP 109. Postup zkoušek a rozhodnutí jsou podrobn zpracováno ve schématu na obr. 2.5 také v P íloze 6 TP 87.

- 14 (48) -

Obr. 2.5 – Schéma rozhodování – Vyjeté koleje + podélné vlny

2.3.2 asté chyby p i návrhu a provedení opravy trvalých deformací Nejvýznamn jší chyby se stávají p i podcen ní diagnostiky, jak provedením nedostate ného rozsahu zkoušek, tak následného nerespektování navržené technologie opravy: • Diagnostika se neprovede v bec, návrh opravy se provede na základ tvaru

vyjeté koleje; pokud se navrhne paušální oprava vým nou vrstev podle dopravního zatížení na hloubku 100 mm až 130 mm, m že být takový návrh neekonomický a naopak provedení jen obnovy obrusné vrstvy neodstraní vliv ložní, p ípadn podkladní vrstvy na další vývoj trvalých deformací.

• Diagnostika se neprovede odborn , nesprávn se vyhodnotí pohyby vrstev

ve vyjetých kolejích ( asto je ve vývrtech ve stop vozidel více vrstev, které z staly po již provedených d ív jších opravách), podcení se vliv t ženého kameniva (neidentifikuje se) apod.

• Neprovedou se vývrty a zkoušky ve všech jízdních pruzích vozovky (ob-

vykle se nediagnostikuje levý jízdní pruh, protože byl bez vyjetých kolejí a pokud se neprovede vým na ložní vrstvy nebo se provede její recyklace za tepla, stává se že p i p evedení dopravy na opravenou polovinu vozovky se za tuto krátkou dobu vyjedou nové koleje vlivem nevhodné ložní vrstvy).

• P i zm n PK a posunu jízdních stop vozidel mimo p vodní stopu mohou

být mimo stopu vozidel vytla eny až do ložní nebo pod ložní vrstvu nevhodné sm si z vrstev podkladních (to mohou být d íve používané krytové vrstvy s vysokým obsahem asfaltu a t ženým kamenivem), pak nastane vývoj deformace v t chto nových stopách.

- 15 (48) -


Modul

• Diagnostika identifikovala nevhodnou ložní, p ípadn i podkladní vrstvu,

ale p i provedení opravy nebyl návrh opravy právem respektován (nap . z d vodu nedostate ných prost edk na opravu; v tomto p ípad je vhodn jší snížit plošný rozsah opravy).

• P i provád ní opravy za provozu se na nov provedené vrstvy p evede pro-

voz a vrstvy nejsou dostate n vychladnuté (v horkém po así p i oprav vyšší než 100 mm není ani druhý den vhodná teplota pro zatížení dopravou).

• Na místech se zastavující dopravou (k ižovatky) je vhodné vždy použít mo-

difikovaný asfalt, i když návrh podle TP 109 takový asfalt nevyžaduje.

• Nov položené vrstvy nemají požadovanou odolnost proti tvorb trvalých

deformací (zvýšený obsah pojiva, nevhodné složení kameniva, asfalt o vyšší penetraci, p i recyklaci za tepla se neodstranily nát ry, vysprávky apod.)

2.4 Návrh opravy zesílením vozovky Zesílení je nákladná oprava vozovky, kterou se zlepšují všechny prom nné parametry vozovky. K zesílení je nutno p istupovat s širším posouzením vozovky v projektové dokumentaci, která zahrne hodnocení sm rového, výškového a ší kového uspo ádání, zhodnotí možnosti zesílení (zvýšení nivelety). Diagnostika vozovky posoudí poruchy vozovky a rozhodne o provedení prostého zesílení, obnov krytu a lokálních oprav porušených vrstev nebo o recyklaci vrstev p ípadn i rekonstrukci vozovky. K návrhu zesílení se p istupuje, je-li stanovená zbytková doba životnosti v klasifika ním stupni 5 (viz tab. 2.4 a 2,.5 v M 03). K návrhu tlouš ky zesílení se používá vyhodnocení m ení únosnosti, vývrt a sond. Tlouš ka zesílení se upravuje s ohledem na konstruk ní požadavky (minimální tlouš ky asfaltových vrstev na r zných podkladech), na odolnost vozovky proti ú inku mrazu a na zlepšení parametr rovnosti, p í ného sklonu, vzestupnic apod. Návrh zesílení provádí obvykle provozovatel m icího za ízení na základ podklad podle kap. 2.1 v M 03. Návrhovou úrove porušení a dopravní zatížení musí stanovit objednatel (obvykle správce). Klimatické pom ry a pom ry v podloží m že stanovit provozovatel m icího za ízení podle kapitoly M 03 2.1.3 až 2.1.5.

- 16 (48) -

Obr. 2.6 – Schéma rozhodování – Sí ové trhliny a konstruk ní poruchy

2.4.1 Stanovení zesílení vozovky z maximálního nam eného pr hybu pákovým pr hybom rem P i návrhu zesílení z m ení maximálního pr hybu pákovým pr hybom rem se postupuje podle M 03 zejména podle kapitoly 3 s použitím návrhového grafu. Použití tohoto za ízení je omezeno jen na nízká dopravní zatížení, viz M 03 2.4.1.

2.4.2 Stanovení zesílení vozovky rázovým za ízením P i návrhu zesílení z m ení maximálního pr hybu pákovým pr hybom rem se postupuje podle M 03 zejména podle kapitoly 5.

2.4.3 Posouzení návrhu zesílení z hlediska konstruk ních opatení a technologie provád ní P i návrhu vrstev zesílení musí být brán ohled na minimální a maximální tlouš ky asfaltových vrstev podle SN 73 6121 p ípadn SN 73 6122. P i návrhu zesílení musí být dodrženy minimální tlouš ky asfaltových vrstev, které vyplývají z konstruk ních opat ení navrhování vozovek (tab. 2.2). Tyto tlouš ky nemusí být dodrženy p i použití opat ení pro zvýšení únavových vlastností vrstvy (použití modifikovaných pojiv, výztužných textilií a m ížovin, zvýšení tuhosti a zlepšení únavových charakteristik asfaltových vrstev).

2.4.4 Posouzení návrhu zesílení z hlediska ú inku mrazu Vlastní návrh zesílení musí spl ovat požadavky odolnosti proti škodám mrazem. Jak je uvedeno v kapitole M 03 2.5.2, pokud stávající provozovaná vozovka nevykazuje porušení mrazem a táním, pak se ani zesílená vozovka dále neposuzuje.

- 17 (48) -


Modul

Jestliže se poruchy mrazem a táním vyskytují, pak je nutno provést sondy a posouzení nestmelených vrstev v podkladu. Postup dokumentuje schéma v obr. 2.7. Pokud jsou tyto vrstvy infiltrovány podložím a jsou podle zrnitosti namrzavé až nebezpe n namrzavé, pak tyto vrstvy nelze po ítat do tlouš ky vrstev vozovky (do nenamrzavé konstrukce). Jsou-li nestmelené vrstvy mírn namrzavé, vrstva se po ítá do tlouš ky vozovky. Tab. 2.2 - Doporu ené skladby a minimální tlouš ky vrstev z asfaltových sm sí Návrhová úrove porušení

T ída dopr. zatížení

Obrusné vrstvy

S I D0

II

Ložní (podkladní) vrstvy

1) 2)

, AKM I 40, AKD 40 1) 2) ABH I 50, ABS I 50 1) 2) AKT 30 , LAD I 40

III IV

ABH II 50, ABS II 50 2) 2) , AKT 30 , LA I 40

II

ABH I 50, AKT 30 , 2) AKM I 40 , LA I 40

2)

2)

D1

D2

III

ABS I 40 , LA II 40 AKT 30, AB II 50

2)

ABVH I 80

Podklad. vrstvy

1)2)

Minimální 3) tlouš ka, mm krytu

vrstev

OK I 100

110

190

OK I 70

100

160

90

140

1) 2)

ABH I 60, 2) ABH I 50

OK I 70

120

OK I 60

100

ABH II 50 ABVH II 60

OK I 50

ABH III 502)

OK I 50

2)

OK I 80

2)

90

130

110

IV

AB III 40 (LA II 40)

OK I 60,

100

V

AB III 40 (LA II 30)

OK I 50,

80

VI

AB III 60

PM 50

60

IV

PMH

90

PMJ

50

V

VI

N2V, EKZ

KSC I, ŠCM, KAPS I, asfaltový recyklát, recyklace

6

MZK, ŠD, MZ

Použité zkratky podle souboru SN 73 6121 až 31: AB - asfaltový beton (VH - velmi hrubý, H - hrubozrnný, S - st edn zrnný), AKM - asfaltový koberec mastixový, AKO - asfaltový koberec otev ený, AKD - asfaltový koberec drenážní, LA - litý asfalt (D - dálni ní), OK - obalované kamenivo, PM - penetra ní makadam (nebo vsypný makadam - VM), N - nát r, EKZ - Emulzní kalový zákryt, KSC - kamenivo zpevn né asfaltem, KAPS - kamenivo zpevn né popílkovou suspenzí, ŠCM - št rk áste n vypln ný cementovou maltou. Poznámky: Požaduje se prokázání odolnosti proti trvalým deformacím. Pro TDZ II až S se v návrhové úrovni D0 doporu uje použít modifikovaný asfalt.

1)

- 18 (48) -

2)

P i pomalé (s rychlostí nižší než 50 km/h) a zastavující doprav se požaduje prokázání odolnosti proti trvalým deformacím.

3)

Minimální tlouš ky asfaltových vrstev se použijí p i navrhování vozovek: na cementem stmelených podkladech, nebo pokud jsou navrženy ve spodní podkladní asfaltové vrstv sm si s vysokým modulem tuhosti VMT A nebo jsou v této vrstv asfaltové betony s modifikovaným asfaltem nebo asfaltové sm si se zvýšenou odolností proti tvorb trhlin. P i použití recyklované vrstvy stmelené cementem a asfaltovou emulzí nebo p nou je možno tyto tlouš ky asfaltových vrstev ješt snížit o 25 %, jejich nejmenší tlouš ka je však 50 mm, nebo se použije nát r, p ípadn EKZ.

Posouzení odolnosti proti mrazovým zdvih m se provede v souladu s TP 170. P i stanovení požadované tlouš ky vozovky se vychází z indexu mrazu, návrhové úrovn porušení a nebezpe n namrzavého podloží v kapilárním režimu (viz M 03 2.1.3 až 2.1.5). Tlouš ka zesílené vozovky (se zahrnutím nebo nezahrnutím infiltrovaných vrstev podkladu) musí pak být v tší než požadované tlouš ky v tabulce B.7 TP 170. Pokud by požadovaná tlouš ka vozovky byla vyšší než navrhuje zesílení z hlediska únosnosti, doporu uje se provedení rekonstrukce vozovky nebo jiné opatení pro zvýšení odolnosti proti mrazu a tání (detailní posouzení podloží, dodate né podpovrchové odvodn ní, snížení hladiny podzemní vody apod.). Návrh zesílení není vhodný pro opravu vozovek porušených prolomením vozovky. Tyto vozovky nebo porušená místa je nutno opravit vým nou všech vrstev vozovky na požadovanou tlouš ku vozovky z hlediska odolnosti proti mrazovým zdvih m a únosnost odpovídající dopravnímu zatížení.

- 19 (48) -


Modul

Obr. 2.7 – Schéma rozhodování – P í né, podélné a mozaikové trhliny

2.4.5 Návrh obnovy krytu a lokálních oprav Tato technologie je nejb žn jší p ípad opravy vozovky zárove spojená s jejím zesílením, nebo s opravou se vym ní porušené vrstvy za neporušené a tím se zvýší únosnost vozovky. Technologie umožní úplnou opravu poruch krytu, vyrovnání vozovky (podélných, lokální a plošných nerovností, p í ného sklonu), oprav všech trhlin a dalších poruch v etn sanací lokálních poruch zemního t lesa. Diagnostika porušené vozovky je zam ena na popis poruch, stanovení jejich p í in, posouzení únosnosti a návrh opravy. Znovu se zd raz uje spolupráce diagnostika s projektantem, nebo opravou vozovky lze zlepšit i geometrické charakteristiky PK. asto opomíjená možnost této technologie je vyrovnání povrchu frézováním na stanovenou hloubku pod nov navržený povrch vozovky (zahrnující podélné vyrovnání, úpravu p í ného sklonu a lokálních nerovností a pokles ). Toto vyrovnání umožní pokládku stanovené (jednotné) tlouš ky krytových vrstev a odstran ní nerovností a nevhodného p í ného sklonu o hodnotu p evyšující tlouš ku pokládaného krytu o 20 mm (nefrézuje

- 20 (48) -

se nerovnost ve form prohlubn je možno p ipustit pokládku na nerovnosti pod latí 20 mm). Doporu uje se stanovit diagnostiku do dvou etap s tím, že zadávací dokumentace po ítá s procentem lokálních oprav v navržené technologii a následn se po odfrézování vrstev provede vizuální prohlídka povrchu, p ípadn se provede dodate ná diagnostika a up esní se rozsah p ípadn i zp sob opravy. Diagnostika nikdy nem že p i navržené etnosti pr zkumných prací (množství r zných poruch, omezené množství vývrt a sond) postihnout všechny anomálie stavby (tlouš ky a kvalita vrstev) a p sobení prost edí. Pokud by se toto up esn ní neprovedlo, je reálné nebezpe í ponechání oslabené konstrukce bez opravy. Neopravení slabých míst se samoz ejm projeví následnými poruchami pom rn rychle se vyskytujícími poruchami. Up esn ní lokální oprav se týkají všech poruch a skute ností: − mrazových a sí ových trhlin, všechny tyto trhliny nemusí pokra ovat pod odfrézovaný povrch, následnou prohlídkou a diagnostikou se up esní rozsah prací, − nevhodných a rozpadajících se sm sí pod odfrézovaným povrchem, obvykle se vozovky skládají až z n kolika vrstev obrusných jako výsledek n kolika provedených obnov kryt zesílením a pod odfrézovaným povrchem se objeví vysprávky nevhodnou sm sí, porušené sm si, špatné spojení vrstev apod., − nedodržení tloušt k p vodních asfaltových vrstev s tím, že by položení nového krytu v celkov nižších tlouš kách asfaltových vrstev nemohlo zajistit p edpokládanou životnost vozovky; bude t eba zvýšit tlouš ku nov položených vrstev, nebo podkladní vrstvu bude t eba recyklovat se zvýšením únosnosti nebo áste n odstranit nestmelenou podkladní pro zvýšení tloušt k asfaltových vrstev, − nelze vylou it žádné další p ekvapení v etn zavodn ných podkladních vrstev, lokální nízké tlouš ky asfaltových vrstev s porušením trhlinami, zdvihy vozovek, které byly vyrovnány frézováním a položením tenkých asfaltových vrstev, porušení stabilizovaných a cementem stmelených vrstev apod.

2.4.6 Prosté zesílení vozovky Navržené prosté zesílení vozovky se v minulosti plánovaného hospodá ství (od konce 60tých let) provád lo bez oprav p vodní vozovky. Používaly se pom rn velké tlouš ky asfaltových vrstev, které svou únosností p ekryly všechny poruchy. Pokud se na n kterých místech projevily poruchy, zejména sí ovými trhlinami, obvykle se zase použilo zesílení celé PK. Tento postup m l také sv j technický d vod, frézy za studena se objevily až v 80.letech V této praxi v sou asnosti nelze pokra ovat. Zesílení se provádí jen výjime n a p ed jejím návrhem se odstraní všechna lokální porušení, jak je uvedeno v 2.5.1. Jako klasický p ípad zesílení je možno ješt považovat opravu vozovky vým nou dlažby za asfaltové sm si. Návrh zesílení je možno u init m ením únosnosti rázovým za ízením na povrchu dlažby. Dlažba z p írodního kamene - 21 (48) -


Modul

v podstat jen zvýší dotykovou plochu zat žovací desky a s dobrým p iblížením lze tlouš ku dlažby p i výpo tu zesílení zanedbat. Samoz ejm v nerovnostech vozovky budou vycházet tlouš ky zesílení vyšší, zejména p i okrajích vozovky. Toto lze snadno postihnout p i projektování stanovením tloušt k vrstev pro vyrovnání povrchu. Nerovný podklad bez snížené únosnosti je možno také vyrovnat recyklovatelnou asfaltovou sm sí (podle TP 111), tlouš ka vrstvy by nem la být vyšší než 80 mm po zhutn ní, aby se neprojevilo dohut ování vrstvy na rovnosti vozovky. Na vyrovnání vyšších nerovností je možno použít št rkodrti 0/32.

2.4.7

asté chyby p i návrhu a provedení opravy zesílením

Nej ast jšími chybami jsou nerespektování provedené diagnostiky, jak je doporu eno výše: − Návrh se provádí na základ diagnostiky sloužící pro plánování opravy, tj. bez vývrt a sond, na základ m ení únosnosti deflektografem nebo malé etnosti m ení zejména p i použití pákového pr hybom ru (zejména p i vyšších tlouš kách stmelených vrstev). Takový návrh je neekonomický. − P ecení se místní hodnocení únosnosti vozovky v poruchách stmelených vrstev sí ovými trhlinami a poklesy nebo v místech snížené únosnosti podloží a navrhne se zesílení odpovídající t mto míst m pro celou plochu bez návrhu opravy t chto slabých míst. Takový návrh je neekonomický. − Podcení se vliv poruch stmelených vrstev sí ovými trhlinami a poklesy a vliv snížené únosnosti podloží, porušené vrstvy se pouze vym ní a zesílí zvýšenou tlouš kou (pokleslý povrch) a neopraví se podkladní vrstvy nebo odvodn ní, které mají následn vliv na porušování takto oslabených míst. − Navrhne se zesílení, ímž se úzká vozovka ješt stane ješt užší a p i sou asn se zvyšující doprav i na nevýznamných silnicích je okraj vozovky prakticky stále zat žován t žkou dopravou (v tšinou nemohou jezdit po st edu vozovky) a dojde k usmyknutí okraje vozovky. − Nespolupráce diagnostika s projektantem. Vlastník nebo správce objedná diagnostiku p edem a následn teprve projekt. V asové prodlev se stav vozovky podstatn zm ní (poruchy jsou významn jší a jejich rozsah je vyšší) a návrh není vázán na jiné opravy vyplývající z geometrického zam ení PK. Návrh opravy nemusí být projektantem správn pochopen, nevyužije opravy rovnosti frézováním povrchu. Naopak diagnostik nepo ítá s p ípadnou úpravou rozší ením nebo úpravou povrchového odvodn ní. − Projektant si objedná omezený rozsah diagnostiky, zejména pro potvrzení svého návrhu. − Neprovede se dodate ná prohlídka nebo diagnostika vozovky po odfrézování vrstev nebo se této prohlídky nezú astní diagnostik navrhující opravu.

- 22 (48) -

− P i oprav zesílením se opravují také vyjeté koleje a mohou nastat všechny chyby uvedené v 2.3.2.

2.5 Návrh recyklace vrstev vozovky Recyklace je zp sob opravy vozovky s využitím stávajících vrstev vozovek a jejich zlepšením pro dosažení jejich nové funkce ve vozovce: 1. Recyklace asfaltových vrstev za tepla – oh átí vrstvy infrazá i i, rozpojení za tepla, p ípadné p idání nových materiál pro zlepšení sm si a nové položení sm si v požadovaném profilu. 2. Recyklace za studena – rozpojení vrstev recykla ní frézou, p idání pojiv a nové položení vrstev v nové kvalit , p i emž se využil veškerý materiál vozovky: − Recyklace asfaltových vrstev s použitím asfaltových pojiv jako je asfaltová emulze nebo zp n ný asfalt a p ípadn p ísad pro zlepšení pojiva (vápenný hydrát nebo cement), − Recyklace asfaltových a podkladních vrstev (stmelených cementem nebo hydraulickým pojivem nebo nestmelených vrstev) s použitím hydraulických pojiv, p ípadn v kombinaci s p ísadami na úpravu tvrdnutí nebo s asfaltovou emulzí nebo zp n ným asfaltem.

2.5.1 Recyklace asfaltových vrstev za tepla Je to zp sob souvislé opravy obrusné, p ípadn ložní vrstvy vozovky, používá se pro odstran ní poruch krytu. 2.5.1.1 Poruchy a technologie Technologie ozna ovaná jako REMIX nebo Remix PLUS umožní odstranit: − korozi a trhliny v obrusné vrstv , k REMIX se obvykle se p idává pojivo, − vyjeté koleje a menší podélné nerovnosti podle 2.3.1, obvykle se p idává hrubozrnná asfaltová sm s, − nevhodné vlastnosti ložní vrstvy - obrusná vrstva odstra uje se a následn položí na provedenou recyklovanou ložní vrstvu, do které se podle složení sm si p idává bu pojivo (trhliny ve sm si) nebo hrubozrnná asfaltová sm s (p i výskytu trvalých deformací). 2.5.1.2

asté chyby p i návrhu a provedení recyklace za tepla

Pro použití je d ležitý návrh zlepšení asfaltové sm si (p idávaný materiál) a proto je nutné opravovat relativn dlouhé úseky se stejnými technologickými vrstvami a porušením s t mito možnými neúsp chy: − Technologie není asto úsp šná p i st ídání složení vrstev, což se projevuje r znými druhy poruch krytu. − P ed recyklací se neodstraní vysprávky nát rovými technologiemi, vysoký obsah pojiva znehodnotí promíchanou vrstvu.

- 23 (48) -


Modul

− P i recyklaci ložních vrstev se nezjistí historie oprav a/nebo se neprovede podrobná diagnostika všech jízdních pruh a nezjistí se, že se recykluje odlišný druh vrstvy (vrstva vyžaduje jiné p idání materiálu). − Po odfrézování obrusné vrstvy se neprovede vizuální prohlídka s p ípadnou diagnostikou ložní vrstvy a tak se nezamezí nevhodné recyklaci.

2.5.2 Recyklace asfaltových vrstev emulzí asfaltovou nebo zp n ným asfaltem Je zp sob opravy asfaltových vrstev. Technologie umožní homogenizaci vrstev, vyrovnání povrchu a zesílení vozovky recyklací porušených vrstev a položením krytu. 2.5.2.1 Poruchy a technologie Recyklace za studena asfaltem se používá pro odstran ní poruch asfaltových vrstev: • obrusné vrstvy hloubkovou korozí, výtluky a vysprávkami, trhlinami nepravidelnými, p í nými, podélnými a mozaikovými, • ložní a podkladní vrstvy trhlinami nepravidelnými, p í nými, podélnými a sí ovými s poklesy vozovky. 2.5.2.2 Diagnostika a návrh opravy Technologie vyžaduje minimální tlouš ku hutn ných asfaltových vrstev 60 mm a nejvyšší tlouš ka asfaltových vrstev je 150 mm. Vlastní diagnostika a zásady pro opravu jsou shodné jako pro opravu zesílením (kapitola 2.4.6). Rozdíl spoívá v tom, že porušená vrstva se nefrézuje a nenahrazuje vrstvou novou, ale recyklovanou. Pro vyrovnání vozovky je možno použít i recyklovatelnou sm s (R-materiál) pocházející z jiné stavby. P i této recyklaci nelze uplatnit dvouetapový návrh opravy s vizuální prohlídkou odfrézovaného povrchu s tím, že by bylo možno up esnit další opravu (vým nou níže ležících vrstev). Je t eba stanovit tlouš ku recyklace a stanovit návrh sm si jako množství p idávané asfaltové emulze, typ emulze (nebo asfaltu, který se zp ní), vody na optimální vlhkost pro hutn ní. P ed a p i provád ní se kontroluje dosahovaná zrnitost frézované vrstvy po její úprav pomocí v za ízení používaného t íd ní a p edrcování zrn (slepence asfaltové sm si) nad 32 mm. P i posouzení vozovky a návrhu zesílení se uvažuje recyklovaná vrstvy nižšími hodnotami než mají asfaltové sm si za horka. Jelikož není dostatek zkušeností s touto opravou, pro první p iblížení lze vrstvu považovat za vrstvu s charakteristikami a funkcemi vrstvy obalovaného kameniva II (OK II). Obvykle je t eba také p edpokládat snížené spolup sobení recyklované vrstvy s vrstvou pod ní ležící (pokud se recyklace netýká všech vrstev na nestmeleném kamenivu). Navržené minimální tlouš ky asfaltových vrstev v tab. 2.2 bude t eba z t chto d vod a možného dotvarování vrstvy (vrstva má vyšší mezerovitost a zrna tvo í slepence asfaltové sm si, umož ující dotvarování).

- 24 (48) -

Je t eba zd raznit navržení opravy porušených míst p i okraji vozovky. Vozovka je p i okrajích zatížením více namáhána (ohybem volného konce vozovky), podkladní vrstvy jsou obvykle oslabeny (nižší tlouš ka, porušené, zne išt né materiálem z krajnice) a podloží má sníženou únosnost vlivem vlhkosti z krajnice a obvykle zanedbaného odvodn ní. Doporu uje se p ed recyklací asfaltových vrstev podkladní vrstvy v porušených okrajích vym nit (položit vrstvy ze št rkodrti do tlouš ky požadované z hlediska ochrany p ed ú inky mrazu) nebo provést podpovrchové odvodn ní (podélnou drenáž) se z ízením podélného rigolu namísto p íkopu. Úpravou se zvýší také bezpe nost silni ního provozu. 2.5.2.3

asté chyby p i návrhu recyklace asfaltových sm sí

P i oprav recyklací asfaltových sm sí lze upozornit na podobné možné chyby, jako je uvedeno v 2.4.5.3. O ekávanými dalšími chybami technologie mohou být: • Problémy s recyklací, provád ní v nevhodném klimatickém období (déš ,

nižší teploty), neponechání dostate n dlouhé doby na vyzrání vrstvy a jakékoliv problémy s technologickou soupravou n kolika velmi výkonných za ízení.

• P i minimálních tlouš kách krytu m že se v místech pomalé a zastavující

dopravy projevit vliv vrstvy na trvalé deformace krytu.

2.5.3 Recyklace za studena s hydraulickými pojivy Je zp sob opravy podkladních vrstev. 2.5.3.1 Poruchy a technologie Recyklace za studena se používá pro odstran ní poruch vozovky: − nedostate ná únosnost vozovky, − výskyt konstruk ních poruch vozovky (sí ové trhliny, plošné deformace, podélný hrbol), − porušení podkladní vrstvy stabilizované nebo stmelené hydraulickým pojivem (ztráta pevnosti a stmelení vrstvy). 2.5.3.2 Diagnostika a návrh opravy recyklací za studena Vlastní diagnostika a zásady pro opravu jsou shodné jako pro opravu vozovky zesílením (kapitola 2.4.6). P vodní podkladní vrstvy (porušené nebo nestmelené) budou technologií nahrazeny vrstvou stmelenou s vyšší únosností. P i návrhu vozovky s recyklovanou podkladní vrstvou se jedná o návrh a posouzení vozovky, tj. postupuje se v souladu s TP 170. Jelikož s recyklací a jejich dlouhodobou funkcí ve vozovce nejsou dostate né zkušenosti, p istupuje se p i návrhu vozovky s recyklovanou vrstvou jako v p ípad stabilizace cementem kvalitativní t ídy I (S I). Maximální tlouš ka recyklované vrstvy plynoucí z technologie provád ní se uvádí 220 mm. Z m ení únosnosti mohou být známy charakteristiky podloží a p ípadn spodní podkladní vrstvy, p ípadn se tyto charakteristiky získají odb rem z kopaných sond a zkouškou materiál .

- 25 (48) -


Modul

Pro návrh asfaltových vrstev nad recyklovaný podklad platí tab. 2.2. Je t eba rovn ž zd raznit navržení opravy porušených míst p i okraji vozovky (viz poslední odstavec 2.5.3.1). Doporu uje se p ed recyklací podkladních vrstev podkladní vrstvy v porušených okrajích vym nit (položit vrstvy ze št rkodrti do tlouš ky požadované z hlediska ochrany p ed ú inky mrazu) nebo provést podpovrchové odvodn ní (podélnou drenáž), p i emž horní vrstva št rkodrti 0/63 bude rovn ž recyklována (stmelena pojivem) a dosáhne se homogenní a ádn odvodn né vozovky. 2.5.3.3

asté chyby p i návrhu a provedení recyklace podkladních vrstev

Technologie umož uje provést kvalitní novou vozovka vhodnou pro jakékoli dopravní zatížení, vozovky jsou asto znehodnoceny zanedbáním n kterých detail : − Rekonstrukce se provádí bez realiza ní dokumentace (nebo aspo pro zadání stavby) a diagnostiky, nebo se tyto se tyto dokumenty nedodrží. − Projektová dokumentace se p izp sobuje technologii provád ní a n které detaily nap . v obci jsou ešeny necitliv k okolí. − Nedodrží se projektovaná tlouš ka a výška recyklované vrstvy. − Vozovka se p ed provád ním nevyrovná (nap . recyklovatelnou asfaltovou sm sí), recykla ní souprava provede recyklaci na stanovenou tlouš ku a grejdrem se povrch vyrovná, takže se zm ní tlouš ky vrstvy (a tím funkce vozovky). − Nej ast jším zanedbaným detailem je neodstran ní neúnosných okraj vozovky, nez ízení podpovrchového odvodn ní nebo neodstran ní nezpevn né krajnice. Vozovka se ponechá na neúnosném podloží, do recyklovaného materiálu se p imíchá zne išt ný materiál z krajnice. Výsledkem jsou trhliny na okraji až uprost ed stop vozidel (trhliny od namáhání vozidel nebo trhliny od poklesu vozovky objemovými zm nami podloží).

2.6 Návrh rekonstrukce vozovky Rekonstrukce se navrhuje z d vod zm n sm rového a výškového vedení pozemní komunikace, rozši ování vozovky, vým ny sítí pod p evážnou ástí vozovky, nemožnosti provést zesílení (s ohledem na p ilehlé území, podjezdnou výšku apod.) nebo nehospodárnosti zesílení (vždy platí u poruch prolomení vozovky). Návrh rekonstrukce se provede podle TP 170. P i této technologii se asto ud lají tyto chyby: − Stará konstrukce se odstraní a obvykle odveze na skládku. Pochopiteln podloží pod vozovkou je ádn zhutn no a má optimální vlhkost (pokud se nejednalo o vozovku podmá enou). Je vysoce pravd podobné, že v pr b hu stavby dojde k deš ovým srážkám, které zp sobí u jemnozrnných zemin snížení únosnosti vlivem zvýšené vlhkosti p ípadn až rozb ednutí zeminy. P i technologické doprav dojde k poškození plán , po

- 26 (48) -

vyrovnání nebude možno zeminu zhutnit a také nebude možno plá p evzít na základ stanovení modulu p etvárnosti (viz M 03, kap. 7). Následn se podloží vym uje. V tomto p ípad je mnohem vhodn jší použít starou konstrukci k sanaci podloží, tj. zorganizovat t žbu staré vozovky tak, aby se odvážela pouze nevhodná zemina, stará konstrukce se ukládá p ímo do podloží nebo na meziskládku.

2.7 Ekonomické posouzení a rozhodnutí o údržb opravách

a

2.7.1 Výb r technologie údržby a oprav P i návrhu údržby nebo oprav každé jednotlivé homogenní sekce pozemní komunikace se bere v úvahu ekonomické posouzení navržené technologie. Vybere se ten technologický soubor prací údržby nebo oprav, který má p i uvážení jeho p edpokládané doby životnosti nejnižší pr m rnou cenu nebo náklady na provedení. Do ekonomického posouzení je nutné vzít v úvahu i náklady na ízení nebo odklon silni ního provozu v dob provád ní údržby nebo oprav a je vhodné zahrnout i ztráty v silni ním provozu v dob provád ní údržby nebo oprav (ztráta asu, nehodovost). P i výb ru vhodné technologie se p ihlíží k ekonomickým p ínos m údržby a oprav: − b žnou údržbu a lokální opravy se doporu uje neodkládat, jakékoliv opožd né provedení údržby a oprav je mnohem nákladn jší (poruchy mají kvalitativní a kvantitativní vývoj). − z technologií souvislé údržby a oprav se vybírá ta, která má minimální pr m rnou cenu: prumCENA = CENA/ŽIVOTNOST

(3.2)

kde prumCENA je pr m rná cena nebo náklady, K /rok CENA je celková cena nebo náklady na provedení údržby nebo oprav se zahrnutím náklad na opat ení pro regulaci dopravy, K , ŽIVOTNOST je p edpokládaná doba životnosti údržby nebo oprav p i daném dopravním zatížení, roky. Orienta ní doby životnosti jednotlivých technologií údržby a oprav jsou v M 03 tab. 2.3. Pro podrobn jší posouzení si každý majetkový správce m že p ipravit podobnou tabulku životností odpovídající místním pom r m klimatickým, úrovni a cenám prací jednotlivých místních zhotovitel . O výb ru technologie mohou rozhodovat i jiná kritéria: − d ležitost pozemní komunikace, p i vyšší d ležitosti se dává p ednost technologiím umož ujícím vyšší pln ní provozní zp sobilosti, v tší trvanlivost a delší dobu životnosti krytu vozovky, − rychlost výstavby, estetické, ekologické a jiné p ínosy, − technologická, místní a jiná omezení.

- 27 (48) -


Modul

2.7.2 Kritéria optimalizace využití finan ních prost edk údržbu a opravy

na

P i plánování údržby a oprav dané sít pozemních komunikací p istupují hlediska up ednostn ní údržby nebo opravy n kterých úsek p ed druhými. Tento proces optimalizace musí být rovn ž založen na ekonomických principech. Nejprve se vybraná údržba nebo oprava provede na t ch úsecích, kde dochází k nejv tším celkovým ztrátám v silni ním provozu (ztráty nehodovostí, zvýšené náklady uživatel p i snížené provozní zp sobilosti, zvýšené spot eby asu a pohonných hmot, opot ebení vozidel a negativní vlivy na uživatele a okolí pozemní komunikace). Podle objemu finan ních prost edk se tak navrhuje postupn údržba a opravy na d ležit jších úsecích vozovek až na n které mén d ležité úseky prost edky nez stanou. Jako kritéria optimalizace je možno použít podíl: prumCENA/P ÍNOS kde

(3.3)

prumCENA je pr m rná cena nebo náklady podle vzorce (3.2), K /rok, P ÍNOS

je sou et ztrát v silni ní doprav p i snížené provozní zp sobilosti a p i provád ní údržby nebo opravy. Ztráty v doprav jsou ovlivn ny celou adou vliv , které zatím nebyly sledovány a vy ísleny (na prvním míst ovšem je bezpe nost silni ního provozu). Proto lze P ÍNOS definovat intenzitou p ejezd vozidel po daném úseku komunikace a tím je dosaženo relativního porovnání p ínosu platného stejn pro všechny komunikace v dané síti.

Další nevy íslovaná kritéria optimalizace mohou být: − bezpe nost silni ního provozu, zejména nehodové úseky, viz M 01 3.6, − politický, správní, kulturní a jiný význam.

- 28 (48) -

3 P íklady návrhu údržby a oprav P íklady diagnostik a návrh opravy dokumentují n které zásady a postupy uvedené v textu. Ve cvi eních jsou zadána individuální zadání pro samostatné zpracování dané látky.

3.1 Diagnostika k prokázání vlivu mezerovitosti na porušování korozí až výtluky1 3.1.1

Úvod

Asfalt je – spolu s kamenivem – základní složkou asfaltových sm sí. Asfalt plní funkci pojiva mezi kostrou sm si (hrubé kamenivo) a její výplní (drobné kamenivo spolu s filerem). Asfalt kamenivo obaluje, na zrna kameniva se váže adhezívními silami a kohezní síly vytvá ejí stmelení sm si. Asfalt je sm s vysokomolekulárních uhlovodík , které vytvá ejí koloidní strukturu s viskozitou závislou na teplot . Tato základní vlastnost asfalt umož uje rychlou výrobu a použití asfaltových sm sí a vrstev. Asfaltové pojivo se skládá ze základních skupin uhlovodík , jako jsou asfalteny, parafíny, malteny a lehké a t žké aromáty. Každá z uvedených složek ovliv uje vlastnosti asfalt . Asfalty s vysokým obsahem asfalten jsou k ehké, asfalty s vysokým obsahem parafín mají horší kohezní vlastnosti. Malteny jsou látky olejovité, s nižší molekulovou hmotností, které tvo í tekutou fázi koloidního systému. V sou asnosti se do asfalt p idávají v r zném množství zbytky z úprav pohonných hmot (visbreakové zbytky), které výrazn ovlivní p irozenou koloidní soustavu a je proto nutné tyto asfalty zm k ovat oleji. Tím se vytvá í dlouhodob mén stabilní struktura podléhající rychlejšímu stárnutí. Stárnutím jsou zna n zhoršovány vlastnosti asfalt . Jde o chemické a fyzikální zm ny ve složení asfaltu ve prosp ch vysokomolekulárních slou enin – asfalten a t žkých aromát . Nejv tší vliv na dlouhodobé stárnutí asfaltového pojiva má vzduch, který se k pojivu dostává na povrchu obrusné vrstvy, ale také dutinkami v mezerovité sm si (oxidativní stárnutí). Dále vlivem vysokých teplot dochází k termickému stárnutí a odpa ováním t kav jších podíl .

3.1.2

Zkoušené úseky

Na osmi vybraných úsecích netuhých vozovek o r zném stá í, s rozdílnými intenzitami dopravy, použitým asfaltovým pojivem a druhem obrusné vrstvy byly uskute n ny vizuální prohlídky s fotodokumentací úsek . Dále byly na t chto úsecích provedeny vývrty jádrovou vrta kou pro stanovení složení asfaltových sm sí a stanovení n kterých jeho normových vlastností znovuzískání asfaltového pojiva ovlivn ných stárnutím.

1

zpracováno podle Ing. Ond eje Daška

- 29 (48) -


3.1.3

Modul

Laboratorní zkoušky

Z vývrt byl odstran n nát r a spojovací post ik a byla stanovena objemová hmotnost vážením na suchu a ve vod . Mezerovitost obrusné vrstvy byla ur ena standardním zp sobem z objemové hmotnosti vývrtu a nezhutn né objemové hmotnosti (v rozpoušt dle pomocí pyknometru). Dále bylo stanoveno složení asfaltové sm si obrusné vrstvy po rozpušt ní sm si v rozpoušt dle – množství asfaltu a zrnitost kameniva sítovým rozborem. Poté byla provedena vakuová destilace rozpušt ného asfaltu. O takto získaném asfaltu lze p edpokládat, že po odpa ení rozpoušt dla bude mít stejné vlastnosti, jako p ed provedením destilace. Na tomto znovuzískaném asfaltu byla stanovena zkouška penetrace a bodu m knutí.

3.1.4

Výsledky laboratorních zkoušek

Z odebraných vývrt byly stanoveny výsledky laboratorních zkoušek souhrnn uvedené v tab. 3.1 pro jednotlivé úseky. Hodnoty penetrace a bodu m knutí z tabulky jsou zakresleny v obr. 3.1 a 3.2. V tabulkách a grafech jsou uvedeny mezní hodnoty penetrace a bodu m knutí asfaltu 35/50 (penetrace minimáln 35 p.j., KK maximáln 58 °C). U asfaltu 20/30 je spodní hodnota penetrace 20 p.j. a maximální hodnota bodu m knutí je 63 °C. Norma SN 73 6121 umož uje použít pro obrusnou vrstvu AB s mezerovitostí podle pr kazní zkoušky 3 – 5 % a AKM I s mezerovitostí 2,5 – 4,5 %, což p i p ípustném minimálním zhutn ní dovoluje mezerovitost pro AB 8 % a pro AKM 7,5 %. TKP, kapitola 7 povolují pro položenou obrusnou vrstvu mezerovitost v rozmezí 2,5 – 6 % pro sm s ABS a 2,5 – 7 % pro sm s AKM a ABH. TP 109 – zm na 1 požaduje mezerovitost obrusné vrstvy z AKM i ABH v rozmezí 2,5 – 7 %.

3.1.5

Zhodnocení výsledk

Na dlouhodobé stárnutí asfaltu ve vrstv má zásadní vliv: − mezerovitost, − tlouš ka asfaltového filmu, − modifika ní p ísada. Do mezerovit jší sm si a p i ten í vrstv asfaltového filmu na kamenivu se do hmoty asfaltu dostane více kyslíku. Stárnutí také ovliv ují modifika ní p ísady, v našem vzorku sledovaných a stárnutím porušovaných vozovek se nápadn asto vyskytl asfalt modifikovaný modifika ní p ísadou EVA. Následkem snížené viskozity dochází ke vzniku mrazových trhlin, nejprve krátkých soub žn se stopou vozidel, dále nepravidelných a blokových. Vzhledem k tomu, že u velmi starých vozovek byl obvykle použit stejný asfalt (v tšinou A 80 nebo A 200) také v ložních a podkladních vrstvách a nedochází v nich ke zvýšenému stárnutí, omezují se trhliny hlavn na obrusnou vrstvu.

- 30 (48) -

Tab. 3.1: Zjišt né výsledky laboratorních zkoušek na sledovaných úsecích úsek

Stá í [roky]

TNV za 24 hod.

kryt

asfalt

1

35

128

AKZ1

destila ní

2

35

96

AKZ

destila ní

3 4 5 6

5 5 3 5

100 1 168 738 3 052

ABS2 AKMS3 ABS AKMS

EVA EVA polofoukaný EVA

7

5

316

ABS

polofoukaný

8

5

1 100

AKMS

MA45, EVA

obsah asfaltu [%] 5,4 5,9 4,6 5,7 6,3 6,6 7,2 6,5 7,3 6,6 6,2 5,2 5,6 5,2 6,1 5,2 5,2 5,5 5,6 5,9 6,2

mezerovitost [%] 0,9 5,0 4,8 1,6 2,5 5,7 2,4 2,1 2,6 2,8 2,1 6,5 6,2 6,1 6,1 5,1 7,1 4,0 5,5 5,3 5,1

pen. 0,1mm

KK [°C]

poruchy

81 22 12 35 25 15 27 54 55 34 27 28 20 26 23 19 10 13 14 14 16

45,7 64,0 71,5 58,8 53,4 68,3 60,9 53,6 54,2 52,9 61,8 66,4 61,8 71,7 78,0 61,9 67,0 64,3 71,6 71,3 69,1

bez poruch a bez nát ru koroze a mrazové trhliny hloubková koroze dobrý stav s nát rem poruchy až výtluky s nát rem trhliny a koroze koroze áste n hloubková koroze rozv tvené trhliny s nát rem dobrý stav, mírn koroze dohutn né místo, vystupující asfalt mrazové a rozv tvené trhliny mrazové a rozv tvené trhliny mrazové a rozv tvené trhliny mrazové a rozv tvené trhliny nepravidelné trhliny nepravidelné trhliny bez poruch nepravidelné trhliny nepravidelné trhliny nepravidelné trhliny

max. 58

-

max. 63

-

požadavek SN EN 12591 AB4 5,8 2-5 min. 35 pro asfalt 35/50 požadavek SN EN 12591 AB 5,8 2-5 min. 20 pro asfalt 20/30 1 AKZ odpovídá sm si typu AB, pouze s tím rozdílem, že AKZ obsahoval hrubé t žené kamenivo 2

ABS… asfaltový beton st edn zrnný

3

AKMS… asfaltový koberec mastixový st edn zrnný

4

AB… asfaltový beton

- 31 (48) -


Modul

penetrace

Vliv mezerovitosti na penetraci 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

stá í 35 rok stá í 5 rok stá í 3 roky

0

1

2

3

4

5

6

7

8

mezerovitost

Obr. 3.1 - Závislost penetrace na mezerovitosti

Bod m knutí KK

Vliv mezerovitosti na bod m knutí KK 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

stá í 35 rok stá í 5 rok stá í 3 roky

0

1

2

3

4

5

6

7

8

mezerovitost

Obr. 3.2 - Závislost bodu m knutí na mezerovitosti

P i mezerovitosti vyšší než 5 % se startuje proces rychlého stárnutí asfaltu a z d vodu pronikání vody je obvykle rozhodující napadení spojení obrusné vrstvy s vrstvou ložní. Vývoj porušování záleží na dopravním zatížení, p i vyšším dopravním zatížení (více než 1000 TNV za 24 h) porušování sm uje k nepravidelným trhlinám podél stop vozidel a trhliny se zahuš ují do mozaikových trhlin, to je patrné v obrázku 1. P i nižším dopravním zatížení p evažují vlivy klimatického zatížení s vývojem nepravidelných a mrazových trhlin, které jsou orientovány kolmo nebo šikmo k ose vozovky s vytvá ením blokových a následn mozaikových trhlin, jak je vid t na obrázku 2. Doprovodným jevem porušování trhlinami je vypírání asfaltového tmele a hloubková koroze, zejména p i nižším obsahu pojiva než je obvyklé optimum. Oba jevy porušování (mozaikové trhliny, koroze) vedou k výtluk m a k podstatn zkrácené dob životnosti obrusné vrstvy.

- 32 (48) -

Záv r

Po áte ní stadium porušování se zachytí ut s ováním trhlin a p i vyšším dopravním zatížení provedením souvislé údržby nát rem nebo emulzní kalovou vrstvou. Tímto opat ením se vývoj porušování výrazn zpomalí. Pokud však asfalt dosáhne charakteristik pojiva tvrdšího než 20/30, pak už bude ší ení poruch nezadržitelné, souvislá údržba nát rem nebo emulzní kalovou vrstvou nepom že a p i výskytu v tšího a stálého nár stu výtluk bude nutno p istoupit k vým n obrusné vrstvy. P i mezerovitosti mezi 2 % až 5 % se porušování omezí jen na lokální plochy s uvedenou vyšší mezerovitostí. P i vyšším dopravním zatížení (ve t íd dopravního zatížení IV a výše) a p i pomalé a zastavující se doprav se mohou p i mezerovitosti pod 2 % vyvíjet trvalé deformace. Vlastnosti asfaltu p i této mezerovitosti sm si nebo p i p ekrytí povrchu souvislou údržbou se i po 35 letech pohybovaly v mezích asfaltu druhu 20/30 a není vyvolána pot eba souvislé obnovy obrusné vrstvy ztrátou trvanlivosti. Sou asné polofoukané asfalty a asfalty s visbreakovými zbytky ovšem podstatn rychleji stárnou a charakteristiky asfalt tvrdších než 20/30 mohou dosáhnout d íve. Zkušenosti s b žnými asfalty používanými do sm sí obrusných vrstev lze získat nejen v naší republice, ale nap íklad také v pouštní oblasti Libye. Tento asfalt vykazoval po 15 letech provozu penetraci 11,0 a bod m knutí 75,7 °C v obrusné vrstv s mezerovitostí 4,3 %. I p es to, že v této oblasti teplota klesá pod bod mrazu jen z ídka (pr m rná teplota v lednu je 8 – 10 °C a minimální teplota výjime n až – 6,9 °C), dochází k obdobným poruchám obrusné vrstvy jako v našich klimatických podmínkách, což dokumentuje obrázek 3. P i modelování namáhání sm si p i nízkých teplotách v klimatizované komo e Cyklon -40 s konstantním poklesem teploty byla stanovena kritická teplota zkušebního t lesa p i p etržení na – 1,9 °C. Hlavní p í inou poruch bylo zna né zestárnutí pojiva v extrémních podmínkách a také vysoká nasákavost kameniva s absorpcí pojiva a jeho následným nedostatkem.

Obr. 3.3 - Nepravidelné trhliny podél stop vozidel v obrusné vrstv vozovky p i vyšším dopravním zatížení se spojily do souvislých mozaikových - 33 (48) -


Modul

Obr. 3.4 - Nepravidelné mrazové trhliny v obrusné vrstv vozovky p i nižším dopravním zatížení

Obr. 3.5 - P í né a podélné trhliny v obrusné vrstv vozovky v libyjské poušti

3.1.6

Záv r

Ze zjišt ných výsledk o mezerovitosti sm si a dlouhodobém stárnutí pojiva vyplývají požadavky na obrusné vrstvy pro výstavbu a opravu pozemních komunikací: •

M l by být používán asfalt, který i po dlouhodobém zestárnutí vykazuje penetraci minimáln 20 p.j. a bod m knutí maximáln 63 °C. To znamená, že se doporu uje užívat asfalt druhu 50/70 a ne s nižší charakteristikou penetrace a v novat se výzkumu stárnutí t chto asfalt .

- 34 (48) -

Záv r

•

Mezerovitost obrusné vrstvy by pro dopravní zatížení V a nižší m la být v rozmezí 2 až 4 % a u vyšších dopravních zatížení (S až IV) v rozmezí maximáln 3 až 5 % (z d vodu vyššího dohutn ní a nebezpe í vyjížd ní kolejí). Znamená to, že horní mez požadavk na mezerovitost v TKP (kapitola 7) z hodnoty 6 %, dále hodnota 7 % v TP 109 (zm na 1) a SN 73 6121 z p ípustné hodnoty 8 % (se zapo ítáním minimální míry zhutn ní) by m la být jednotn snížena na 5 %.

3.2 Návrh opravy trhlin a porušení podkladu 3.2.1

Úvod

V souladu s požadavky objednatele byla provedena diagnostika vozovky silnice I/ii. V úseku byla provedena vizuální prohlídka s fotodokumentací, skladba vozovky byla posouzena provedenými jádrovými vývrty.

3.2.2

Popis úseku

Posuzovaný úsek silnice I/ii je celkové délky 2,05 km. Za átek úseku (km 0,000 lokálního stani ení) je na za átku obchvatu (pracovní spára - zm na povrchu) ve sm ru od m sta A. Lokální stani ení roste sm rem k m stu B. Konec úseku (km 2,050 lokálního stani ení) na mostním záv ru. Komunikace v úseku je sm rové nerozd lená s jedním jízdním pruhem v každém sm ru, návrhová kategorie S 11,5 (ší ka pruhu 3,5 m se zpevn nou krajnicí ší ky 1,5 m). V míst k ižovatky (odbo ení do obce Jeníkov) jsou navíc odbo ovací pruhy, v míst stoupání k nadjezdu železnice je ve sm ru do m sta B z ízen navíc stoupací pruh. Odvodn ní úseku je podélným povrchovým odvodn ním. Komunikace byla uvedena do provozu v roce 2000. Dle informací dodaných objednatelem byla konstrukce vozovky navržena pro III. t ídu dopravního zatížení v návrhové úrovni D0. Navržená konstrukce vozovky:

3.2.3

AKMS I ABVH II OK I SI ŠD celkem

50 mm 70 mm 80 mm 150 mm 180 mm 530 mm

Dopravní zatížení

Dopravní zatížení je stanoveno z dopravního s ítání provedeného v roce 2000 a 2005 a je udáváno hodnotou pr m rné denní intenzity provozu t žkých nákladních vozidel (TNV/24h). Dopravní zatížení sledovaného úseku lze stanovit ze dvou nejbližších s ítacích bod (5-1860, 5-1866). V následující tabulce je denní intenzita TNV.

- 35 (48) -


S ítací bod

Rok 2000 [TNV/24h]

Rok 2005 [TNV/24h]

X-1860

1 168

2325

X-1866

1 476

3033

Modul

Dopravní zatížení pro rok 2000 bylo na horní hranici III. t ídy dopravního zatížení (501 TNV/24h až 1500 TNV/24h), ale v roce 2005 se blížilo horní hranici t ídy dopravního zatížení II..

3.2.4

Posouzení vozovky

Pro uvedené dopravní zatížení byla programem LAYEPS posouzena vozovka. Bylo p edpokládáno podloží z jemnozrnných zemin, b žné dopravní zatížení vycházející ze s ítání dopravního zatížení v roce 2000 a pomalá a zastavující doprava (k ižovatka, stoupací pruh). Pro tyto p edpoklady bylo programem stanoveno relativní porušení podloží mírn vyšší než 1,0 a relativní porušení asfaltových vrstev 0,493, tedy na hranici ekonomického návrhu tlouš ky asfaltových vrstev (bylo by možno snížit tlouš ku o 10 mm p i zvýšení tlouš ky cementové stabilizace o 20 mm). Celková tlouš ka vrstev vozovky pro návrhovou hodnotu indexu mrazu 500 °C a nebezpe n namrzavou zeminu by m la být 550 mm, je tedy z ejmé, že použité odhady pro posouzení vozovky jsou p ísn jší než skute né podmínky, které uvažoval projektant. Posouzení vozovky : I/ii Jeníkov Urove porušení D0 po et kol 2 Návrhové období 25 delta z 1.05 C1 = .50 polom r otisku 120.3 delta k 1.35 C2 = .70 intenzita .55 TNVo 1476. C3 = .50 TNVc 8077733. C4 = 2.00 Vrstvy : ís. materiál tl. spolup s. pom rné porušení 1 AKM 50. .000 .0000 2 AB I 70. .000 .0003 3 OK I 80. .990 .4930 4 S I 150. .000 .0000 5 SD 180. .000 .0000 celkem 530. min. tl. 550. Podloží : modul pružnosti 50. pom rné porušení 1.0577 nebezpe n namrzavé vodní režim pendulární

Vozovka byla proto i pro pomalou a zastavující dopravu navržena správn (s rezervami) na návrhové období 25 rok pouze s ohledem na tehdy známé dopravní zatížení, projektant ani nikdo jiný nemohl p edpokládat tak vysoké zvýšení dopravního zatížení hned v prvních p ti letech užívání vozovky. Podle skute ného dopravního zatížení se vozovka nachází asi v polovin návrhového - 36 (48) -

Záv r

období. V žádném p ípad však nemohlo dojít ke konstruk ním poruchám, podle tab. 2. v M 03 se p edpokládá až na konci návrhového období ojedin lý výskyt konstruk ního porušení v rozsahu nejvýše 1 %.

3.2.5

Vizuální posouzení a zaznamenané poruchy

V úseku jsou zaznamenány poruchy v jízdních pruzích ve stopách vozidel trhlinami v r zném stádiu vývoje. Jedná se o nepravidelné až sí ové trhliny r zné ší ky, v n kterých místech dochází k vývoji výtluk (eroze okraj trhlin s následnou ztrátou materiálu). Na vyvinuté sí ové trhliny navazují lokální poklesy povrchu vozovky (trvalé deformace), viz obr. 3.6. Dále lze v úseku pozorovat otev ené podélné pracovní spáry p ípadn s vývojem p idružených trhlin a v jednom míst ztrátu hmoty z krytu (hloubková koroze). Porušení lokálními poklesy povrchu s trhlinami se objevuje nejvíce v míst k ižovatky na za átku úseku (v pr b žném sm ru) a v míst stoupacího pruhu p ed mostem (konec úseku). V mezilehlé ásti jsou dokumentována dv porušená místa. Odvodn ní v úseku je vizuáln ve vyhovujícím stavu, lokáln je nezpevn ná krajnice zarostlá trávou (brání plynulému odtoku vody z povrchu vozovky).

Obr. 3.6 – Poruchy trhlinami až výtluky ve stop vozidel s vytvo ením vyjetých kolej

3.2.6

Laboratorní práce

V úseku bylo provedeno celkem 17 jádrových vývrt . 12 vývrt bylo provedeno do úrovn podkladní vrstvy vozovky (vrstva stabilizace S I), 5 vývrt do úrovn nestmelené vrstvy (odebráno v etn podkladní vrstvy S I). Vývrty byly provedeny v místech poruch (k ižovatka na za átku úseku a stoupací pruh na konci úseku) a v mezilehlé ásti (neporušená místa). V místech poruch bylo zjišt no, že horní ást cementové stabilizace je porušena, je nestmelená.

- 37 (48) -


Modul

Laboratorní posouzení asfaltových sm sí bylo provedeno z obrusné, ložní a podkladní asfaltové vrstvy (slou eny p íslušné vrstvy z odebraných vývrt ). Rovn ž byla posouzena odebraná podkladní vrstva S I. Jádrové vývrty dokumentují v délce úseku položené t i asfaltové hutn né vrstvy na podkladní vrstv S I. Celková tlouš ka asfaltového souvrství je pr m rn 158 mm (134 mm až 203 mm). Obrusná vrstva je pr m rné tlouš ky 39 mm (31 mm až 52 mm), ložní vrstva je pr m rné tlouš ky 57 mm (37 mm až 71 mm), podkladní asfaltová vrstva je pr m rné tlouš ky 62 mm (43 mm až 92 mm). Tlouš ka podkladní vrstvy S I byla stanovena u 5 odebraných vývrt pr m rn 150 mm (145 mm až 155 mm). Mezi obrusnou a ložní vrstvou je u jednoho vývrtu dokumentováno nespojení, dále bylo provedeno celkem 14 stanovení pevnosti spojení asfaltových vrstev (3 výsledky byly nevyhovující). Mezi ložní a podkladní vrstvou je nespojení dokumentováno u p ti vývrt , stanovení pevnosti asfaltových vrstev bylo provedeno u dalších 12 vývrt (1 výsledek nevyhovující). Mezerovitost obrusné vrstvy je pr m rn 6,2 % (od 4,5 % do 8,2 %), míra zhutn ní v pr m ru 96,9 % (od 95,0 % do 98,6 %). Mezerovitost ložní vrstvy je pr m rn 5,8 % (od 4,0 % do 8,2 %), míra zhutn ní v pr m ru 96,7 % (od 94,3 % do 98,2 %). Mezerovitost podkladní vrstvy je pr m rn 5,6 % (od 3,3 % do 7,9 %), míra zhutn ní v pr m ru 98,0 % (od 95,6 % do 100,5 %). Obsah asfaltového pojiva ve sm si obrusné vrstvy je 5,5 % a 5,7 % (2 stanovení), hodnota penetrace je 20 1/10 mm, bod m knutí 61,8 °C. ára zrnitosti sm si obrusné vrstvy odpovídá asfaltovému koberci mastixovému st edn zrnnému. Obsah asfaltového pojiva ve sm si ložní vrstvy je 4,3 % a 4,1 % (2 stanovení), ára zrnitosti odpovídá asfaltovému betonu velmi hrubozrnnému. Obsah asfaltového pojiva ve sm si podkladní vrstvy je 3,8 % a 3,9 % (2 stanovení), ára zrnitosti odpovídá obalovanému kamenivu (st edn zrnnému nebo hrubozrnnému). Jádrovými vývrty byla na 5 místech (s neporušeným povrchem) odebrána podkladní vrstva S I. Odebrané vývrty byly upraveny za íznutím na požadovanou délku a u 4 zkušebních t les bylo provedeno stanovení pevnosti v prostém tlaku. Pr m rná pevnost je 3,7 MPa (od 3,1 MPa do 4,1 MPa).

3.2.7

Pravd podobný vývoj poruch

Obrusná vrstva z AKMS vykazuje nejd ležit jší charakteristiku z hlediska porušování - vysokou mezerovitost (pr m rn 6,2 %). Ta je zp sobena nízkým dávkováním pojiva (pr m rn pouze 5,6 %) a nespln ním míry zhutn ní. Pouze 3 vývrty z 18 provedených vykazují mezerovitost obrusné vrstvy nižší než 5 %. Podobnou mezerovitost pak vykazují ob další asfaltové vrstvy (to je ovšem správné). Znamená to, že vrstvy jsou vodopropustn jší. Ú inkem tlaku, který vyvolá pohybující se vozidlo po mokrém povrchu, m že voda pronikat do spodních vrstev vozovky. Pronikání vody zp sobuje napadnutí spojení vrstev a vrstvy tím nespolup sobí a jsou více namáhány než p i spolup sobení. Tak dochází k prvním trhlinám a jejich spojování do trhlin mozaikových. Vývojem mozaikových trhlin se zvyšuje pronikání vody do níže ležících vrstev a zejména je pak napadeno spojení asfaltových vrstev s vrstvou cementové stabilizace, p esn ji je napadena vrstva cementové stabilizace, zejména pokud povrchová voda obsahuje soli ze zimního posypu. Cementová stabilizace se tak rozpadá na nestmelené kamenivo, v tomto p ípad na písek až

- 38 (48) -

Záv r

št rkopísek. Ú inkem zat žování dochází k vyplavování jemného podílu materiálu z cementové stabilizace a povrch asfaltových vrstev za íná klesat, vytvá í se trvalé deformace ve stopách vozidel. K vývoji povrchových trhlin p ispívá také rychlé stárnutí pojiva, po 6 letech užívání byla po získání asfaltu vakuovou destilací stanovena penetrace a bod m knutí odpovídající asfaltu druhu 20/30. Takto zestárnuté pojivo sv d í o vyšším stárnutí, které je zp sobeno vyšší mezerovitostí vrstvy a ten ím asfaltovým filmem na zrnech kameniva a použití druhu pojiva s mén vhodnými vlastnostmi pro obrusné vrstvy. Za d ležitou chybu p i pokládce kameniva je také t eba považovat nízké tlouš ky asfaltových vrstev, nejsou dodrženy pr m rné ani minimální tlouš ky jednotlivých vrstev ani celkové tlouš ky. Tyto nízké tlouš ky mají na vývoj porušení asfaltových vrstev menší vliv, vyšší vliv má snížená kvalita vrstev. V každé p ípad to sv d í o mén zodpov dném p ístupu k realizaci stavby. Opa ný vývoj poruch, tj. porušení cementové stabilizace a následn porušení asfaltových vrstev je velmi nepravd podobné. Tlouš ka vrstev byla dodržena. Zkouškou pevnosti v tlaku na válcích z odebraných vývrt byla stanovena pevnost 3,7 MPa. SN 73 6125 pro zkušební t lesa p ipravená v laborato i a vystavená ú ink m mrazových cykl požaduje minimální pevnost 3,5 MPa. Aplikace požadovaných hodnot pevností není si p ímo odpovídající, ale sv d í o dobré kvalit provedené vrstvy. Nedá se tedy p edpokládat, že by se mohla zat žováním pod kvalitními asfaltovými vrstvami vybudované vozovky porušovat tak, aby se sama stala nestmelenou a následn by poskytla nízké podep ení asfaltových vrstev. Je naopak velmi pravd podobné, že i kdyby horní povrch cementové stabilizace byl již p i stavb porušen (nebyl stmelený jak byl nalezen v poruchách), musela by asfaltová vrstva i v nižších tlouš kách, které jsou doloženy vývrty, vydržet bez porušení namáhání zp sobené dosavadními p ejezdy vozidel stávajícího silni ního provozu.

3.2.8

Návrh opravy

Poruchy jsou velmi vážnou konstruk ní poruchou. Nerovnost zvyšuje dynamické zat žování vozovky, umož uje shromaž ování vody v prohlubních a voda pod tlakem p i p ejezdu vozidel proniká do konstrukce vozovky. Dochází k rychlému vymývání materiálu z asfaltových sm sí a zejména z cementové stabilizace, která není odolná proti takovým ú ink m. Poruchy je t eba co nejd íve odstranit. Odstran ní poruch je možno provést vyfrézováním všech porušených asfaltových vrstev trhlinami v etn ásti vrstvy porušené cementové stabilizace. Pokud se tak stane, bude nižší tlouš ka cementové stabilizace a projektovaná tlouš ka asfaltových vrstev. Jisté oslabení cementové stabilizace neovlivní životnost vozovky.

3.2.9

Záv r

Bylo požadavkem posoudit vznik konstruk ních poruch na vozovce po 6 letech jejího užívání. Vozovka byla navržena s rezervami a i v p ípad nedodržení tloušt k asfaltových vrstev se nemohla porušit. Za hlavní p í inu je v posudku ozna ena snížená kvalita obrusné vrstvy, vrstva má nižší obsah p íliš tvrdého pojiva a vysokou mezerovitost, což vedlo k vývoji prvních trhlin, vývoji mo-

- 39 (48) -


Modul

zaikových a sí ových trhlin. Výsledkem mezerovitosti a pronikání vody do konstrukce vozovky trhlinami, zejména na povrch cementové stabilizace dochází k porušování a vymývání povrchu vrstvy cementové stabilizace. Oprava je možná jen vým nou všech porušených asfaltových vrstev trhlinami, v míst pokles se odstraní ást vrstvy porušené cementové stabilizace.

3.3 Návrh opravy trvalých deformací 3.3.1

Zjednodušený návrh opravy trvalých deformací

3.3.1.1 Úvod V souladu s objednávkou provedla akreditovaná zkušební laborato diagnostiku (dále AZL) vozovky za ú elem návrhu opravy vozovky. 3.3.1.2 Stav vozovek Silnice I/ii v km 112,716 až 112,966 v délce 250 m je s krytem z asfaltového betonu v dobrém stavu, bez trhlin. Prvních 150 m silnice je v obrubnících a zde se vyskytují vyjeté koleje v hloubce do 45 mm, což je havarijní stav a silnice je proto navržena k oprav . 3.3.1.3 Dopravní zatížení Ve s ítacích úsecích na silnici I/ii bylo v roce 1990 až 2000 zjišt ny následující údaje: Pr m rný ro ní po et TNV za 24 hodin v roce s ítání S ítací úsek

1995

2000

5-0272

3148

2862

5-0270

843

1370

5-0280

960

1979

Dopravní zatížení je vhodné s ohledem na nár st dopravy zat ídit do t ídy II (s minimálním zatížením 1500 TNV). Jedná se o pomalou dopravu v obci, je tudíž t eba zohled ovat odolnost proti tvorb trvalých deformací. 3.3.1.4 Diagnostika vozovek Na základ vizuální prohlídky byla stanovena místa pro provedení jádrových vývrt asfaltových vrstev. Zjišt né skute nosti jsou ve zpráv AZL. Vývrty dokumentují tlouš ky asfaltových vrstev v obci (v obrubnících) 160 mm až 180 mm. Spojení vrstev s výjimkou vývrtu 1 spl ovalo požadavek minimální pevnosti. Mimo obec došlo k výraznému zesílení s celkovými tlouš kami asfaltových vrstev o 200 mm až 350 mm. Tyto dv skute nosti a rovn ž tlouš ky nestmelených podkladních vrstev dokládají dobrou funkci vozovky z hlediska únosnosti a nebylo t eba únosnost vozovky stanovovat. Otázkou diagnostiky vozovky je stanovení p í iny trvalých deformací. Vývrty íslo 2 a 3 jsou z vnit ní stopy vozidel jízdního pruhu a dokumentují pohyby asfaltových sm sí v koleji jako ve stop vozidel a mimo tuto kolej - 40 (48) -

Záv r

v t sné její blízkosti. Je vid t jistá historie oprav, nebo v koleji z stala neodfrézovaná obrusná vrstva p i p edešlé oprav . Z vývrt lze jednozna n odvodit, že podkladní vrstva z obalovaného št rkopísku vykazuje enormí pohyb ze stopy vozidel mimo tuto stopu, je velmi tvárná. Pojivo nevykazuje také dobrou p ilnavost ke kamenivu a pravd podobn obsahovalo jako p ím s dehet (mohl se pocházet z údržby povrchu). Po tomto zjišt ní nebylo t eba p istupovat k dalším diagnostickým pracím a je možno stanovit technologii opravy. 3.3.1.5 Záv r Vozovka vykazuje extrémní nerovnosti v jízdních stopách vozidel díky pohyb m podkladní vrstvy z obalovaného št rkopísku. Trvalé deformace se neobjevují v p ípad p ekrytí asfaltovými vrstvami s vyhovující odolností proti tvorb trvalých deformací v celkové tlouš ce 200 mm až 350 mm. Jelikož nelze zvyšovat povrch vozovky sev ené do obrubník , navrhuje se oprava s odstran ním vrstev do hloubky 110 mm pod budoucí povrch vozovky s p ípadným vyrovnáním vozovky a položením asfaltového betonu ložního s modifikovaným asfaltem 70 mm a položením obrusné vrstvy asfaltového koberce mastixového AKMS 40 mm. Mimo obec je možné ukon it pokládku ložní vrstvy do výše stávajícího povrchu (provede se frézováním klín z hloubky 110 mm na hloubku 70 mm) a položit pouze obrusnou vrstvu AKMS 40 mm na stávající obrusnou vrstvu. Na konci úseku se v obrusné vrstv vyfrézuje p echodový klín o délce 10 m pro plynulé napojení povrch starého a nového úseku. 3.3.1.6 Technologický postup opravy Navrhuje se technologie opravy v t chto krocích: − Odfrézování asfaltových sm sí do hloubky 110 mm pod budoucí požadovaný povrch vozovky (odstraní se p ípadné podélné nerovnosti a chybný p í ný sklon vozovky). − O išt ní povrchu. − Spojovací post ik s dávkováním min. 0,30 kg/m2 zbytkového asfaltu. − Položení ložní vrstvy ABH I s modifikovaným asfaltem v tl. 70 mm spl ující požadavky TP 109. − Spojovací post ik s dávkováním min. 0,15 kg/m2 zbytkového asfaltu. − Položení obrusné vrstvy RUBIT 0/11 mm s ádným zhutn ním podle TP 148.

3.3.2

Návrh opravy trvalých deformací v etn laboratorních zkoušek

3.3.2.1 Úvod V souladu s požadavky objednatele byla provedena diagnostika vozovky silnice I/55 v úseku pr tahu obcí Babice. V úseku byla provedena vizuální prohlídka s fotodokumentací. Skladba vozovky byla posouzena provedenými jádrovými vývrty. Na vybraných vývrtech byl

- 41 (48) -


Modul

proveden laboratorní rozbor asfaltových sm sí. Na základ provedené diagnostiky je navržen zp sob opravy vozovky. 3.3.2.2 Popis úseku Posuzovaný úsek je celkové délky 1,5 km. Za átek úseku je v km 61,700 provozního stani ení (na za átku obce). Konec úseku je v km 63,200 provozního stani ení (cca 280 m za koncem obce). Komunikace v úseku je obousm rná, v základním ší kovém uspo ádání se dv ma jízdními pruhy. Celková ší ka vozovky s asfaltovým povrchem se pohybuje od 8 m do 9 m (jízdní pruhy ší ky 3,5 m a navazující zpevn né krajnice). Na zpevn ný povrch komunikace navazují nezpevn né krajnice (za átek a konec úseku), p ípadn p iléhající zelené plochy (tém v celé délce pr tahu po levé stran komunikace) nebo je komunikace lemována obrubníky (tém v celé délce pr tahu po pravé stran komunikace, lokáln po levé stran ). Odvodn ní je ešeno podélným povrchovým odvodn ním – p íkopy (za átek a konec úseku), p ípadn je povrchová voda odvád na na okolní zelené plochy. Pokud je komunikace lemována obrubníky, je odvodn ní provedeno pomocí uli ních vpustí osazených ve zpevn né krajnici. Grafické vyzna ení úseku je v p íloze 1 této zprávy, v p íloze 2 je fotodokumentace úseku (nejsou p ílohou tohoto textu. 3.3.2.3 Dopravní zatížení Dopravní zatížení komunikace je stanoveno z celostátního dopravního s ítání provedeného v roce 2005 a je udáváno hodnotou pr m rné denní intenzity provozu t žkých nákladních vozidel (TNV/24h). P ímo na posuzovaném úseku se nenachází žádné s ítací body. V následující tabulce jsou denní intenzity TNV v nejbližších s ítacích bodech. S ítací bod

Rok 2005 [TNV/24h]

6-0760

3233

6-0770

3966

Nejvyšší hodnota TNV/24h za azuje vozovku do I. t ídy dopravního zatížení (3501 TNV/24h až 7500 TNV/24h). 3.3.2.4 Vizuální posouzení a zaznamenané poruchy Vozovka vykazuje typické porušení povrchu trvalými deformacemi (vyjeté koleje). Tato porucha se objevuje v celé délce úseku, výrazné vyjeté koleje (až 40 mm) jsou cca v km 62,000 až km 63,200 (konec úseku). Vyjížd ní kolejí lze pozorovat i v místech nových plošných výsprav (na za átku a na konci úseku), kde dochází k p etvá ení p vodních asfaltových vrstev pod nov položenou obrusnou vrstvou z ABS.

- 42 (48) -

Záv r

Obr. 3.7 – Vyjeté kolej v km 62,900. V pravém pruhu je provedena obnova obrusné vrstvy, její stá í je 3 roky. P vodní povrchy jsou rovn ž poškozeny povrchovými vadami – vyskytují se nepravidelné a mrazové trhliny, n kolik p í ných trhlin, lokáln výtluky a poruchy (trhliny) v oblasti podélné pracovní spáry. Uvedené povrchové vady se neobjevují v místech nových plošných výsprav. Nerovnost povrchu vozovky zp sobují zejména vyjeté koleje, dále provedené výspravy poruch povrchu (zapravení výtluk , ut sn ní trhlin tryskovou metodou, apod.) a lokální výspravy okraj vozovky. Stav povrchového odvodn ní (za átek a konec úseku) je vizuáln nevyhovující. P íkopy jsou siln zarostlé trávou, nezpevn ná krajnice je asto zvýšená nad zpevn ný povrch a brání tak plynulému odvedení vody mimo komunikaci. V ásti úseku odvodn ní zcela chybí a povrchová voda se zdržuje u okraje vozovky (levá strana komunikace cca v km 62,100 až km 62,450). Odvodn ní pomocí uli ních vpustí lze vizuáln hodnotit jako vyhovující. 3.3.2.5 Jádrové vývrty V úseku bylo provedeno celkem 8 jádrových vývrt do úrovn podkladní vrstvy vozovky. Asfaltová sm s obrusné, ložní a podkladní vrstvy vybraných vývrt byla posouzena laboratorním rozborem. Provedené jádrové vývrty dokumentují v délce úseku zna n r znorodou skladbu asfaltového souvrství. Zastiženy byly nejmén dv asfaltové vrstvy, nejvíce p t asfaltových vrstev. - Celková tlouš ka asfaltového souvrství se pohybuje od 76 mm do 252 mm, pr m rn 184 mm. Nejnižší tlouš ky jsou dokumentovány na za átku úseku (vývrty . 21 a 22) - pouze dv asfaltové vrstvy. - Obrusná vrstva v úseku je pr m rné tlouš ky 52 mm (pohybuje se od 41 mm do 80 mm). - Ložní vrstva je pr m rné tlouš ky 78 mm (zna n kolísá od 21 mm do

- 43 (48) -


Modul

125 mm). - Podkladní asfaltová vrstva je pr m rné tlouš ky 67 mm (od 48 mm do 71 mm). Tato vrstva byla zastižena u 5 provedených vývrt . - Další asfaltové vrstvy byly zastiženy u 2 vývrt . V úseku se vyskytují r zné druhy asfaltových sm sí. Obrusnou vrstvu p vodního povrchu tvo í jemnozrnný asfaltový beton (klasifikováno vizuáln ), v místech plošných výsprav byla obnova obrusné vrstvy provedena sm sí ABS. Ložní vrstva je bu z jemnozrnného asfaltového betonu (p vodní obrusná vrstva) nebo z hrubozrnn jších sm sí typu asfaltový beton obsahující vyšší obsah t ženého kameniva. Podobné sm si se vyskytují v podkladní vrstv i v dalších vrstvách. Pro laboratorní posouzení asfaltových sm sí byla vybrána dvojice vývrt provedená na konci úseku v míst plošné výspravy povrchu. Posouzena byla obrusná, ložní a podkladní vrstva.

Obr. 3.8 – Vývrty v opravené vozovce podle obr. 3.7, kolej 10 mm Z provedených laboratorních rozbor lze konstatovat následující: - Sm s obrusné vrstvy plošné výspravy odpovídá asfaltovému betonu 0/11 Stanovený obsah asfaltového pojiva je 5,3 %, mezerovitost vrstvy je pr m rn 2,9 %. - Sm s ložní vrstvy odpovídá sm si typu asfaltový beton s vysokým obsahem t ženého kameniva. Obsah asfaltového pojiva je pom rn vysoký - stanoveno 6,7 %, zbytková mezerovitost vrstvy je pr m rn 4,9 %. - Sm s podkladní vrstvy odpovídá rovn ž sm si typu asfaltový beton s obsahem t ženého kameniva (menší obsah než u ložní vrstvy). Stanovený obsah asfaltového pojiva je 5,4 %, zbytková mezerovitost vrstvy je pr m rn 5,9 %. Nespojení asfaltových vrstev je dokumentováno výjime n . Na za átku úseku (cca do km 62,000 - pracovní spára p ed mostem v obci) tvo í podklad asfaltovým vrstvám beton (p vodní cementobetonová vozovka následn rozší ená o zpevn né krajnice), dále pak podklad tvo í dlažba z kamenných kostek.

- 44 (48) -

Záv r

Provedené laboratorní práce na odebraných jádrových vývrtech v etn fotodokumentace jsou uvedeny v p íloze 3 (není p ílohou tohoto textu). 3.3.2.6 Zhodnocení porušování vozovky Porušení vyjetými kolejemi je zp sobeno použitím sm sí, které nejsou odolné proti tvorb trvalých deformací. P vodní obrusné vrstvy tvo í jemnozrnné asfaltové betony, asto položené v n kolika vrstvách. Další sm si (ložních a podkladních vrstev) jsou sice hrubozrnn jší, ovšem obsahují t žené kamenivo, p ípadn mají i vyšší obsah asfaltového pojiva. P ípadné vyrovnání povrchu frézováním s pokládkou nové obrusné vrstvy (plošné výspravy na za átku a konci úseku) nem že vyjížd ní kolejí zabránit i v p ípad , že sm s obrusné vrstvy je proti trvalým deformacím odolná (koleje se tvo í v p vodních vrstvách, viz (viz obr.). Povrchové vady p vodních povrch (trhliny, výtluky) zp sobuje vzhledem ke stá í položených sm sí klimatické zatížení. Za áte ní ást úseku s podkladem z betonu (p vodní cementobetonová vozovka) je plošn vyspravena položením nové obrusné vrstvy (nevyskytují se zde žádné poruchy). Vzhledem k betonovému podkladu a pom rn nízké tlouš ce asfaltového souvrství zde však lze v horizontu n kolika let p edpokládat tvorbu reflexních trhlin (kopírování spár a trhlin p vodní cementobetonové vozovky), jaké zde byly p ed obnovou obrusné vrstvy (lze je pozorovat p ed za átkem obce). 3.3.2.7 Návrh opravy Oprava je navržena v závislosti na podkladu nacházejícím se pod asfaltovými vrstvami. Podklad je p vodní cementobetonový kryt Pro ást úseku s podkladem z betonu se navrhuje frézování stávajícího povrchu s následnou pokládkou nových sm sí, p ípadné reflexní trhliny zp sobené betonovým podkladem budou p iznány po jejich vytvo ení (pro íznutí kom rky a ut sn ní asfaltovou zálivkou). Vzhledem k nižším, p ípadn zna n prom nlivým tlouš kám asfaltového souvrství (minimum 76 mm) dojde v této ásti úseku k lokálnímu navýšení povrchu (cca 20 mm). Životnost této opravy je odhadem 10 až 15 let podle skute né celkové tlouš ky asfaltového souvrství (minimum je 120 mm). Navrhuje se následující postup opravy: - provede se odfrézování stávajících asfaltových vrstev (v n kterých místech i ásti stávajícího betonového podkladu) na výškovou úrove 100 mm pod budoucí povrch vozovky (frézováním budou vyrovnány nerovnosti a p í ný sklon vozovky), - siln porušená místa betonového podkladu (rozpad betonu, siln popraskané a pohybující se desky, apod.) se vyfrézují do hloubky 180 mm pod budoucí povrch vozovky (nebo vybourají na celou tlouš ku desky) a lokáln se opraví položením hutn né asfaltové sm si OK I v tlouš ce 60 mm (p i vybourání na celou tlouš ku desky se ást výšky desky vyplní zhutn nou vrstvou št rkodrti tak, aby bylo možné položit požadovaných 60 mm sm si), - odhalená místa s porušenou (rozpadlou) podkladní asfaltovou vrstvou budou lokáln frézována na hloubku 60 mm (p ípadn na nepoškozený betonový povrch) a bude položena asfaltová vrstva OK I v pot ebné tlouš ce,

- 45 (48) -


Modul

- veškeré poškozené spáry a trhliny betonového podkladu a reflexní trhliny v místech asfaltobetonového podkladu se vy istí a odstraní se velké kusy asfaltové zálivky, - celá plocha se o istí a nanese se spojovací post ik z modifikované emulze v množství 0,4 kg/m2 zbytkového asfaltu, - provede se pokládka ložní vrstvy ABVH I v tlouš ce 80 mm, - následuje nanesení spojovacího post iku v množství 0,25 kg/m2 zbytkového asfaltu, - provede se pokládka obrusné vrstvy AKMS I v tlouš ce 40 mm. Prokopírování spár a trhlin desek betonové vozovky se p edpokládá pouze v omezeném rozsahu z d vodu porušení desek trhlinami na ásti délky do 3 m (náhodn odhalené trhliny ve vývrtech . 20 a 21). Jiná oprava nad podkladem z p vodního cementobetonové krytu Další, ekonomicky a technicky náro n jší zp soby opravy zohled ující opat ení proti vývoji reflexních trhlin (pomocí vložené kompenza ní vrstvy, p ípadn se segmentací betonového podkladu) se nenavrhují, nebo se v horizontu životnosti výše navržené opravy p edpokládá vybudování a zprovozn ní plánované soub žné rychlostní silnice R55. Dále je zmín n pouze možný postup se z ízením asfaltové membrány (segmentace betonového povrchu se nedoporuuje v bec vzhledem k p edpokládanému porušení desek trhlinami). V p ípad použití kompenza ní vrstvy (membrány) by úprava podkladu byla stejná jako u navržené opravy. Vyspravený povrch cementobetonových desek a asfaltobetonový podklad by se vyrovnal položením asfaltového koberce tenkého v tlouš ce 20 mm až 40 mm. Na tomto povrchu by se z ídila kompenza ní vrstva (membrána podle TP 147 - spojovací post ik z emulze 0,25 kg/m2 zbytkového asfaltu, dále membrána z modifikovaného asfaltu 2,5 kg/m2, která se podrtí drceným kamenivem frakce 8/11 v množství 8 kg/m2) a položila by se ložní vrstva ABH I v tlouš ce 60 mm a obrusná vrstva AKMS I v tlouš ce 40 mm. Podklad je dlážd ná vozovka Ve zbývající ásti úseku s podkladem z dlažby z p írovního kamene je hlavním problémem tvorba trvalých deformací - vyjížd ní kolejí. Nejvýrazn jší vyjeté koleje jsou v oblasti mostu v Babicích (cca km 62,000 až km 62,200), zde bylo vývrty dokumentováno n kolik vrstev jemnozrnných sm sí p vodních obrusných vrstev, které jsou siln náchylné k tvorb trvalých deformací. V další ásti úseku dochází rovn ž k vyjížd ní kolejí, ovšem pod obrusnou vrstvou se nacházejí p vodní hrubozrnn jší sm si s obsahem t ženého kameniva. Navrhuje se následující postup opravy: - provede se odfrézování stávajících asfaltových vrstev na výškovou úrove 120 mm pod budoucí povrch vozovky (frézování budou vyrovnány nerovnosti a p í ný sklon vozovky), - odhalená místa s porušenou (rozpadlou) podkladní asfaltovou vrstvou budou lokáln frézována na hloubku 60 mm a bude položena asfaltová vrstva OK I v pot ebné tlouš ce, - následuje nanesení spojovacího post iku v množství 0,40 kg/m2 zbytkového asfaltu,

- 46 (48) -

Záv r

- provede se pokládka ložní vrstvy ABVH I v tlouš ce 80 mm, - následuje nanesení spojovacího post iku v množství 0,25 kg/m2 zbytkového asfaltu, - provede se pokládka obrusné vrstvy AKMS I v tlouš ce 40 mm. Nov pokládané sm si ložní a obrusné vrstvy musí mít zvýšenou odolnost proti tvorb trvalých deformacím, pojivo bude z modifikovaného asfaltu. Mezi jednotlivé vrstvy bude použitý spojovací post ik. Rovn ž bude spojovací post ik použitý v míst sanací podkladu (p ed pokládkou sm si OK, množství 0,40 kg/m2 zbytkového asfaltu). Pokládka asfaltových vrstev bude vždy na o išt ný povrch za p ijatelných klimatických podmínek. V pr tahu obcí bude nutné v rámci opravy provést výškové vyrovnání uli ních vpustí a kanaliza ních poklop na úrove nového povrchu vozovky. V místech bez ádného odvodn ní (levá strana komunikace cca v km 62,100 až km 62,450) by bylo vhodné toto odvodn ní doplnit (nap . ukon ení vozovky pomocí betonových odvod ovacích žlab se zaúst ním do kanalizace). V úsecích s podélným povrchovým odvodn ním p íkopy (na za átku a na konci úseku) je nutné v rámci opravy provést obnovení nezpevn né krajnice (seíznutí v požadovaném sklonu), tak aby byl zajišt n odvod vody z povrchu vozovky. 3.3.2.8 Záv r Je navržena oprava vozovky v závislosti na podkladu vozovky. V úseku s podkladem z betonu jsou navrženy dva zp soby opravy. První p edpokládá následné ut sn ní vzniklých reflexních trhlin, druhý postup zabra ující rychlému vývoji reflexních trhlin. V další ásti úseku je navržena vým na dvou asfaltových vrstev pro omezení tvorby trvalých deformací - vyjížd ní kolejí. P edepsaná sanace podkladu p ed pokládkami nový asfaltových vrstev by m la zajistit dlouhodobou životnost navržených oprav.

4 Shrnutí

Text slouží ke zvládnutí zp sob navrhování údržby a opravy. Jsou zpracovány technologie údržby, oprav, recyklací a rekonstrukcí. Jsou vyjmenovány možné chyby návrhu a provedené technologií a p íklady diagnostiky s návrhy r zných technologií oprav a recyklací.

4.1 Seznam použité literatury TP MD R 170 Navrhování vozovek pozemních komunikací, VUT FAST 2004, s. 106 KUDRNA, J. a kol.: TP MD R 87 Navrhování údržby a oprav netuhých vozovek, VUT FAST, 1996 a návrh 2007.

- 47 (48) -


Modul

4.2 Seznam dopl kové studijní literatury SN 73 6114

Vozovky pozemních komunikací. Základní ustanovení pro navrhování

SN 73 6121

Stavba vozovek. Hutn né asfaltové vrstvy

SN 73 6122

Stavba vozovek. Litý asfalt

SN 73 6123

Stavba vozovek. Cementobetonové kryty

SN 73 6124

Stavba vozovek. Kamenivo stmelené hydraulickým pojivem

SN 73 6125

Stavba vozovek. Stabilizované podklady

SN 73 6126

Stavba vozovek. Nestmelené vrstvy

SN 73 6127

Stavba vozovek. Prolévané vrstvy

SN 73 6128

Stavba vozovek. Vtla ované vrstvy

SN 73 6129

Stavba vozovek. Post iky a nát ry

SN 73 6130

Stavba vozovek. Emulzní kalové zákryty

SN 73 6131-1

Stavba vozovek. Dlažby a dílce. ást 1: Kryty z dlažeb

SN 73 6131-2

Stavba vozovek. Dlažby a dílce. ást 2: Kryty ze silni ních dílc

SN 73 6131-2

Stavba vozovek. Dlažby a dílce. ních dílc

ást 3: Kryty z vegeta -

TP 109

Asfaltové hutn né vrstvy se zvýšenou odolností proti tvorb trvalých deformací, zm na . 1, 2000

VL

Vzorové listy pozemních komunikací, VL 1 – Vozovky a krajnice, VL 2.2 Odvodn ní, 1995

- 48 (48) -

DIAGNOSTIKA A MANAGEMENT VOZOVEK

Recommend Documents