Nestmelené podkladní vrstvy Funkce, požadavky, druhy, zkoušení, kontrolní a přejímací zkoušky
Úvod „Každá silnice je natolik dobrá, nakolik jsou dobré její podkladní vrstvy“
Funkce: Úlohou podkladních vrstev je roznášení namáhání od dopravního zatížení z krytu vozovky dále do podloží. Protože je dopravní zatížení již částečně rozneseno, je možné tyto vrstvy provádět jako nestmelené bez jakéhokoli pojiva
Důsledek nekvalitně provedených podkladních vrstev Kryt vozovky
trvalé deformace, síťové trhliny
Nekvalitní podkladní vrstva
Podloží vozovky
deformace podloží
Jak funguje nestmelená podkladní vrstva ? Porušování lze vysvětlit Moohrovou teorií.
τ = c +σ tg ϕ , c = nízké, kapilární síly → τ = σ tg ϕ
Dojde-li k porušení smykem → je překonáno tření, částice se začnou po sobě pohybovat → nastává při hutnění, poměr τ / σ nejvyšší
Požadavky na nestmelené podkladní vrstvy - Dostatečná únosnost, tato je závislá též na únosnosti podloží - Trvanlivost - neměnící se vlastnosti s ohledem na klimatické vlivy jako je mráz, vysoké teploty a kolísající vlhkost - Nenamrzavost vrstev – Scheibleho kritérium = částice < 0,02 mm < 3 % → vyloučení přítomnosti jílovitých minerálů - materiál se hůře zpracovává a hutní, je citlivý na změny vlhkosti → zkouška ekvivalentu písku - Odolnost proti mechanickému poškození např. staveništní dopravou - Splnění filtračních kritérií : 1. Kriterium filtrace = zamezení vzájemnému prostupování nestmelené vrstvy a podloží d15 nestmelené vrstvy / d85 podloží ≤ 5 d50 nestmelené vrstvy / d50 podloží ≤ 25 2. Kritérium propustnosti : d15 nestmelené vrstvy / d15 podloží ≥ 5
Filtrační kritéria Filtrace:
d15 vrstva / d85 podloží ≤ 5 d50 vrstva / d50 podloží ≤ 25 Propustnost: d15 vrstva / d15 podloží ≥ 5
Požadavky na nestmelené podkladní vrstvy - Zhutnitelnost → důležitá přítomnost vody (mazací účinek, kapilární síly)
Požadavky na nestmelené podkladní vrstvy - Zhutnitelnost - Porovnání Proctor standard, Proctor modifikovaný
Přetvárné vlastnosti nestmelených vrstev - Pro potřeby dimenzování vozovek používáme modul pružnosti E - Nelze chápat klasickým způsobem jako u pevných látek - Nestmelený materiál snese pouze prostorové namáhání - Modul pružnosti je možné odvozovat pouze ze zkoušeik, které se přibližují skutečnému namáhání = triaxiální zkouška, rázová zatěž. zkouška
E2 = 0,2 h 0,45 E1 - h = tloušťka vrstvy, E1 = Modul pružnosti podloží - Modul pružnosti roste po výšce vrstvy Rozdělení na horní a spodní podkladní vrstvu vozovky
Rozdělení nestmelených podkladních vrstev Rozdělení podle skladby kamenné kostry Materiály pro nestmelené podkl. vrstvy mohou mít kostru kameniva typu: makadam = hrubé kamenivo úzké frakce ( např. 32-63) , vysoká mezerovitost, drobné výplňové kamenivo
beton = zastoupení zrn všech velikostí, plynulá čára zrnitosti, Fullerova parabola y = (d/D)w, w = 0,25 - 0,6 - někdy též číslo nejstenozrnnosti N = d60/d10,N> 5 nestejnozrnný
Stejnozrnné a nestejnozrnné materiály
Druhy nestmelených podkladních vrstev
Mechanicky zpevněná zemina Štěrkopísek Štěrkodrť Vibrovaný štěrk Mechanicky zpevněné kamenivo
MZ - E =150 MPa, ŠP 120 MPa, ŠD 400 MPa, VŠ 500 MPa, MZK - 600 MPa,
Druhy nestmelených podkladních vrstev
Mechanicky zpevněná zemina = vrstva z nestmelené zeminy nebo náhradních materiálů zrnitosti GE Štěrkopísek = vrstva z nestmelené směsi těženého kameniva zrnitosti GE (ŠPA) nebo GN (ŠPB) Štěrkodrť = vrstva z nestmelené směsi drceného kameniva zrnitosti GE (ŠDA) nebo GN (ŠDB) Vibrovaný štěrk = vrstva z kostry z hrubého drceného kameniva se zavibrovaným výplňovým kamenivem Mechanicky zpevněné kamenivo = vrstva z nestmelené směsi drceného kameniva zrnitosti GA nebo GC s optimální vlhkostí rozprostřená za podmínek zajišťujících max. únosnost
Vibrovaný štěrk VŠ
Mechanicky zpevněné kamenivo MZK
Užití nestmelených vrstev ve vozovce
Struktura norem pro nstmelené podkladní vrstvy
Požadavky na zrnitosti nestmelené směsi
Požadavky na zrnitosti nestmelené směsi
Požadavky na kamenivo
Požadavky na směs kameniva dle ČSN EN 13285
Návrh nestmelené směsi metody hutnění - Proctorova zkouška podle ČSN EN 13286-2 - Vibrační tlak s řízenými parametry podle ČSN EN 13286-3 - Vibrační pěch podle ČSN EN 13286-4 - Vibrační stůl podle ČSN EN 13286-5
Kontrolní zkoušky směsí
Rozprostírání směsí - Pokládka se nesmí provádět při dlouho trvajícím dešti nebo teplotách<0o C - Rozprostírání v jedné nebo více vrstvách finišery nebo grejdry - MZK, MZKO rozprostírat ihned po dovezení na stavbu - Segregovaná místa opravit před hutněním - Navýšení vrstvy 10 – 20 % - Pod cementobetonový kryt - rozšíření 35 – 50 cm na každé straně
Hutnění směsí - S hutněním se začíná ihned po rozprostření směsi (vysoušení směsi) - Hutnění → vibrační tandemové válce (snížení tření mezi zrny) pneumatikové válce (vyhlazení, uzavření povrchu) vibrační desky, ruční válce (práce malého rozsahu) - Rychlost pojezdu cca 2-3 km/h, má vliv na rovnost povrchu i míru zhutnění - Vlhkost MZK – předepsána dle laboratorního návrhu - ŠD, ŠP a MZ – bez požadavku na vlhkost, za sucha → přivlhčení - Hutnění se provádí podélnými pojezdy v jedné stopě, překrytí stop 15 cm - První a poslední pojezd bez vibrace, hutní se od kraje do středu vozovky - Nevibrovat při jízdě z kopce o velkém sklonu Segregace v MZK
Kontrolní zkoušky hotové vrstvy (= přejímací zkoušky)
U vrstvy z vibrovaného štěrku jsou požadavky stejné, nepožaduje se míra zhutnění, navíc se zjišťuje: kontrola hloubky zavibrovaného kameniva do kamenné kostry (100 mm) + celistvost a vzhled povrchu (vizuálně)
Kontrolní zkoušky hotové vrstvy Moduly přetvárnosti – ochranná vrstva
Kontrolní zkoušky hotové vrstvy Moduly přetvárnosti – podkladní vrstva
