PRAKTICKÉ APLIKACE V POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ

ING. PETR HÝZL, PH.D.

PRAKTICKÉ APLIKACE V POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH MODUL 6 ASFALTOVÉ SMĚSI

STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

© Petr Hýzl, Brno 2006

Obsah

OBSAH 1 Úvod ...............................................................................................................6 1.1 Cíle ........................................................................................................6 1.2 Požadované znalosti..............................................................................6 1.3 Doba potřebná ke studiu .......................................................................6 1.4 Klíčová slova.........................................................................................6 2 Definice ..........................................................................................................7 3 Rozdělení asfaltových směsí.........................................................................7 3.1 Typ - beton (AC)...................................................................................7 3.2 Typ - makadam .....................................................................................9 3.2.1 Asfaltový koberec mastixový (SMA) .....................................9 3.2.2 Drenážní koberec (PA) .........................................................10 3.3 Litý asfalt (MA) ..................................................................................12 4 Výroba zahorka zpracovávaných asfaltových směsí...............................13 4.1 Kontinuální..........................................................................................13 4.2 Šaržové................................................................................................13 4.3 Výroba litého asfaltu ...........................................................................15 5 Pokládka ......................................................................................................16 5.1 Pokládka hutněných asfaltových vrstev ..............................................16 5.2 Pokládka litého asfaltu ........................................................................21 6 Hutnění ........................................................................................................23 6.1 Druhy válců.........................................................................................23 6.2 Fáze hutnění ........................................................................................24 6.3 Zásady při hutnění...............................................................................25 6.4 Závady při hutnění ..............................................................................27 7 Závěr ............................................................................................................28 7.1 Shrnutí.................................................................................................28 7.2 Studijní prameny .................................................................................28 7.2.1 Seznam použité a doplňkové studijní literatury....................28

- 5 (28) -

Úvod

1

Úvod

1.1

Cíle

Předkládaný modul, který je členěn do sedmi kapitol, Vás má seznámit s rozdělením, charakteristikami, výrobou, pokládkou a hutněním asfaltových směsí.

1.2

Požadované znalosti

Fyzika, chemie stavebních látek a znalosti z ostatních odborných předmětů absolvovaných na Ústavu pozemních komunikací.

1.3

Doba potřebná ke studiu

Doba potřebná pro nastudování tohoto modulu se odhaduje na cca 8 hodin.

1.4

Klíčová slova

Asfaltová směs, asfaltový beton, asfaltový koberec mastixový, asfaltový koberec drenážní, litý asfalt, šaržová obalovna, kontinuální obalovna, pásový finišer, finišer s kolovým podvozkem, statický válec, pneumatikový válec, vibrační válec, hutnění asfaltových směsí.

- 6 (28) -

Praktické aplikace v pozemních komunikacích – Modul 6

2

Definice

Asfaltová směs je směsí kameniva a asfaltového pojiva, případně dalších příměsí. Asfaltovým pojivem může být asfalt, asfaltová emulze nebo ředěný asfalt. Kamenivo vytváří kostru celé směsi tím, že se jednotlivá zrna vzájemně dotýkají a zakliňují, asfaltové pojivo tato zrna pouze spojuje (“stmeluje“ dohromady). Rozhodující pro správnou volbu těchto dvou vstupních materiálů a volbu druhu asfaltové směsi jsou požadované funkce ve vozovce zejména s ohledem na dopravní zatížení, návrhovou úroveň porušení a charakteristiky klimatu. Zahorka zpracovávané asfaltové směsi se skládají z 93 - 96 % hmotnostního podílu kameniva a 4 - 7 % asfaltového pojiva. Kamenivo má objemovou hmotnost cca 2650 kg/m3 a asfaltové pojivo 1000 - 1020 kg/m3. Ve zhutněné asfaltové směsi tedy zabírá kamenivo objemově 80 - 85 %, asfaltové pojivo 10 – 17 %, 3 – 5 % je nevyplněno (mezery).

3

Rozdělení asfaltových směsí

Rozlišujeme tři základní typy asfaltových směsí :

3.1

Typ - beton (AC)

Tento typ se vyznačuje plynulou čárou zrnitosti (Fullerova parabola), na kostře zhutněné směsi se podílí všechny frakce kameniva vzájemným dotykem jednotlivých zrn. Asfaltový beton je určen pro stavbu krytu silničních a dálničních vozovek, letištních a jiných zpevněných ploch. Směs se vyrábí na obalovnách, po rozprostření a dokonalém zhutnění je vodotěsná. Se zavedením platnosti nové ČSN EN 13108-1 jsou do této normy začleněny i směsi dosud nazývané “obalované kamenivo“. Tato norma se zabývá oběma typy směsí pod společným názvem “asfaltový beton“. Označení asfaltového betonu AC

všeobecné označení asfaltového betonu (vychází z anglického názvu pro asfaltový beton = Asphalt Concrete)

Označení asfaltového betonu podle použití v konstrukčních vrstvách vozovek: ACO asfaltový beton pro obrusné vrstvy, ACL asfaltový beton pro ložní vrstvy, ACP asfaltový beton pro podkladní vrstvy, Označení asfaltového betonu podle nejhrubší použité frakce kameniva ACx-D Číslo “D“ představuje velikost oka horního síta nejhrubší použité frakce kameniva (tzv. nominálního síta) pro daný druh asfaltové směsi

- 7 (28) -


Označení asfaltového betonu podle kvalitativních požadavků Symbol pro rozlišení je doplněn za označením “D“ nominálního síta S ⇒ směsi se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací, nahrazující směsi podle dřívějšího předpisu TP109; tyto směsi jsou hutněny při laboratorním návrhu 2x75 údery Marshallova pěchu při použití do obrusných a ložních vrstev konstrukce vozovky a 2x50 údery při použití do vrstev podkladních + ⇒ směsi nahrazující kvalitativní třídu směsí I dle ČSN 73 6121; směsi jsou hutněny 2x50 údery Marshallova pěchu Bez označení ⇒ směsi nahrazující kvalitativní třídu směsí II a III dle ČSN 73 6121; směsi jsou hutněny 2x50 údery Marshallova pěchu CH ⇒ směsi pro nemotoristické komunikace a chodníkové úpravy (označení koresponduje s TP 170 “Navrhování vozovek pozemních komunikací“, směsi jsou hutněny 2x50 údery Marshallova pěchu) Výčet možných označení Obrusné vrstvy: ACO-D S; ACO-D+; ACO-D; ACO-D CH; Ložní vrstvy: ACL-D S; ACL-D+; ACL-D; Podkladní vrstvy: ACP-D S; ACP-D +; PŘÍKLAD: Asfaltový beton pro ložní vrstvu vozovky dopravního zatížení I s velikostí max. zrna 16 mm se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací: ACL-16S Označení asfaltového betonu v technické dokumentaci se doplňuje uvedením tloušťky vrstvy v milimetrech a označením odpovídající normy. PŘÍKLAD: Asfaltový beton pro obrusnou vrstvu vozovky dopravního zatížení III s velikostí max. zrna 11 mm, tloušťka vrstvy 40 mm, navržený podle ČSN EN 13108-1. ACO-11+; 40 mm; ČSN EN 13108-1 V tabulce 1 je uveden převod nového a starého označení asfaltových směsí podle zrnitosti V tabulce NA 2 je uveden převod nového a starého označení asfaltových směsí s vazbou na kvalitativní požadavky a umístění vrstvy ve vozovce. Tabulka 1 – Nové a staré označení asfaltových směsí podle zrnitosti (nominálního síta D v mm) Použité značení pro vyjádření zrnitosti Staré (ČSN 73 6121)

Nové

J – jemnozrnný

D=8

S – střednězrnný

D = 11,2

H – hrubozrnný

D = 16

VH - velmi hrubý

D = 22,4

- 8 (28) -


Tabulka 2 – Nové a staré označení asfaltových směsí podle kvalitativních požadavků a umístění vrstvy ve vozovce Označení asfaltového betonu obrusné vrstvy Nové

ložní vrstvy

Staré (ČSN 73 6121)

nové

Staré (ČSN 73 6121)

ACO-8

ABJ II

ACL-16S

ABH I (0-16) – TP 109

ACO-8CH

ABJ II, III

ACL-16+

ABH I

ACL-16

ABH II, III, OKS I

ACO-11S

ABS I (0-11) – TP ACL-22S 109

ABVH I (0-22) – TP 109

ACO-11+

ABS I

ACL-22+

ABVH I

ACO-11

ABS II, III

ACL-22

ABVH II, III, OKH I

ACO-16S

ABH I (0-16) – TP 109

ACO-16+

ABH I

ACP-16S

-

ACO-16

ABH II, III

ACP-16+

OKS I, II

ACP-22S

OKH I (0-22) – TP 109

ACP-22+

OKH I, II

3.2

podkladní vrstvy

Typ - makadam

Tento typ je charakterizován přerušenou čárou zrnitosti a velkou mezerovitostí kostry kameniva. Část kameniva kostru tuto kostru vytváří, část ji vyplňuje - např. asfaltový koberec mastixový, asfaltový koberec drenážní.

3.2.1

Asfaltový koberec mastixový (SMA)

Asfaltový koberec mastixový je určen pro obrusné vrstvy vysoce zatížených silničních a dálničních úseků a křižovatek. Čára zrnitosti je přerušená, nosnou kostru směsi tvoři nejhrubší a částečně též druhá nejhrubší frakce kameniva, zbývající kamenivo je výplňové společně s asfaltovým pojivem a kamennou moučkou vytváří asfaltovou maltu – mastix, která vzájemně tmelí zrna nosné kostry. Tato směs byla vyvinuta v 70. letech v Německu pro vozovky, kde se používaly pneumatiky s hřeby. Protože kostra celé směsi je postavena na vzájemném dotyku velkých zrn, je zapotřebí aby bylo použito vysoce kvalitní kamenivo (zejména je nutná nízká otlukovost kameniva).

- 9 (28) -


Obsah asfaltu je ve srovnání s asfaltovým betonem vyšší (6 - 8 %), používají se zejména modifikované asfalty. Aby nedocházelo ke stékání asfaltového pojiva, používají se stabilizační přísady - celulózová vlákna TECHNOCEL, TOPCEL. Základní charakteristiky: • vysoká odolnost proti tvorbě trvalých deformací, • odolnost proti tvorbě mrazových trhlin, • příznivá makrotextura a s ní související útlum hluku z dopravy, • pomalý proces stárnutí, • dobrá přilnavost k podkladu. V současné době je přejímána evropská norma EN 13108 – 5 Stone Mastic Asphalt a připravována národní příloha k této normě. Po schválení obou těchto předpisů bude tento text doplněn o podrobnější údaje (označování atd.)

Obrázek 1: Otevřená textura asfaltového koberce mastixového

3.2.2

Drenážní koberec (PA)

Asfaltová směs s vysokou mezerovitostí, vyšší jak 17 %. Je určena do obrusných vrstev silničních a dálničních vozovek. Čára zrnitosti je přerušená, nosnou kostru tvoří kamenivo nejhrubší zastoupené frakce – až 70 % a více. Z tohoto důvodu jsou kladeny vysoké požadavky na otlukovost, ohladitelnost a tvarový index kameniva. Používá se buď nemodifikovaný asfalt gradace 70/100 s přídavkem granulátu drcené gumy frakce 0,1 – 1 mm a speciálního oleje nebo modifikovaný asfalt s celulózovými vlákny.

- 10 (28) -


Základní charakteristiky: • •

odvádí srážkovou vodu vlastní směsí, a po nepropustném podkladě stéká na okraj vozovky - zlepšení protismykových vlastností, snižuje hlučnost jízdy vozidel – hluk z motoru a hluk na kontaktu pneumatika vozovka snížení o 3 - 5 dB - vhodné u komunikací obytných zón.

Drenážní koberec se klade na vodou nepropustný podklad – SAMI vrstva (Stress Absorbing Membrane Interlayer). Hutnění se provádí pouze statickými válci bez vibrace, aby nedošlo k rozdrcení kostry. Pro zajištění řádné funkce této vrstvy je zapotřebí: • • • •

při odstraňování sněhu používat radlice s gumovými břity, po zimním období vyčistit tlakovou vodou – viz obrázek 3, pro řádné zajištění odtoku udržovat krajnice tak, aby jejich výška nepřevyšovala povrch podkladní vrstvy, v městských podmínkách je zapotřebí věnovat pozornost napojení hrany komunikace a přilehlého chodníku – viz obrázek 4.

V současné době je přejímána evropská norma EN 13108 – 7 Porous Asphalt a připravována národní příloha k této normě. Po schválení obou těchto předpisů bude tento text doplněn o podrobnější údaje (označování atd.)

Obrázek 2: Detail drenážního koberce v řádném stavu

Obrázek 3: Detail zaneseného drenážního koberce

- 11 (28) -


Obrázek 4: Možnosti konstrukčního uspořádání odvodnění asfaltového koberce drenážního

3.3

Litý asfalt (MA)

Směs litého asfaltu je směsí kameniva a asfaltového pojiva, popřípadě dalších přísad. Na rozdíl od hutněných asfaltových směsí je však obsah asfaltového pojiva vyšší, kamenivo pak už nevytváří kostru směsi, ale je pouze kamenivem výplňovým (nedochází k tření jednotlivých zrn), zrna “plavou“ v asfaltu. Směs z litého asfaltu neobsahuje vzduchové mezery. Protože veškeré účinky od zatížení přenáší asfaltové pojivo, používá se pojiv tvrdší gradace, která jsou navíc ztužena vyšším obsahem vápencové moučky. Používá se pro stavbu obrusných vrstev silnic a dálnic, chodníků, dopravních a skladovacích ploch a do ochranné vrstvy izolace mostních objektů. Složení směsi - orientační hodnoty: • •

vápencová moučka 25-35 %, pojivo - 7,5-9,5 % tvrdé asfalty, 20/30, 30/45, 40/60 + přísady na zlepšení zpracovatelnosti, možné použít též R-materiál.

V současné době je přejímána evropská norma EN 13108 – 6 Mastic Asphalt a připravována národní příloha k této normě. Po schválení obou těchto předpisů bude tento text doplněn o podrobnější údaje (označování atd.)

- 12 (28) -


4

Výroba zahorka zpracovávaných asfaltových směsí

Výroba těchto směsí se provádí na obalovnách. Rozlišujeme 2 základní typy obaloven :

4.1

Kontinuální

Vyznačují se velkým výkonem, jsou vhodná pro velká staveniště, není možné změnit recepturu. V ČR nejsou rozšířené.

Obrázek 5: Schéma kontinuální obalovny

4.2

Šaržové

Vyznačují se možností měnit receptury.

Obrázek 6: Schéma šaržové obalovny

- 13 (28) -


Hlavní části a parametry: • • • • • • • • •

předdávkování kameniva, sušení v bubnu při teplotě 160 – 200 oC, průměr bubnu 1-3 m, délka 5-10 m, doba sušení 4-6 minut, odtah prachu ⇒ vratná moučka, korečkový výtah, opětovné rozsítování = horké třídění, nejprve dávkování kameniva s vápencovou moučkou a/nebo s vratnou moučkou, míchání nasucho 5 – 6 s, dávkování horkého asfaltu přes průtokoměr,

Obrázek 7: Schéma míchačky v šaržové obalovně • • • • • • • • •

Obrázek 8: Šaržová obalovna

chod jedné šarže - 50 - 60 s, po namíchání – vyprázdnění na korbu nákladního auta nebo skladování v silech, sila jsou izolována – několik zásobníků pro více druhů směsí, transport - vzdálenost max. 40-50 km, chladnutí směsi ca 10 oC/h, výkon obalovny cca 60-300 t/h, je zapotřebí, aby směs byla pokládána finišerem plynule bez větších přestávek. Z toho důvodu je nutno mít k dispozici vždy dostatečný počet nákladních vozidel. vozidla musí být vybavena kovovou korbou, před naložením je potřeba korbu vytřít vhodnými roztoky mýdla, saponátů, nesmí se používat nafta !! korby vozidel s asfaltovou směsí musí být zakryty plachtami.

- 14 (28) -


4.3

Výroba litého asfaltu

Vyrábí se většinou na obal. a míchacích stanicích. Asfaltové pojivo se zpracovává při teplotách 200 – 250 oC. Na staveniště se litý asfalt dopravuje v pojízdných vařičích nebo přepravnících, umožňujících ohřev a domíchání i během přepravy i při čekání na staveništi. Teplota směsi během přepravy musí být 200 - 250 °C a to v závislosti na tuhosti směsi, druhu použitého asfaltu a době přepravy směsi. Při delší době přepravy je nutné teplotu směsi úměrně snížit. Doba dopravy a skladování směsi má být co nejkratší a nesmí přesáhnout 12 hodin. Po staveništi se směs přepravuje v kovových nebo dřevěných nádobách, jejichž stěny lze proti nalepování natírat mýdlovým roztokem nebo olejovou emulzí. Rozprostírá se ručně nebo se pokládá finišery na litý asfalt.

Obrázek 9: Míchačka na litý asfalt

Obrázek 10: Přepravník litého asfaltu

- 15 (28) -


5

Pokládka

5.1

Pokládka hutněných asfaltových vrstev

Pro výrobu a pokládku asfaltových směsí jsou předepsány teploty v závislosti na druhu použitého asfaltu. Pokládka se provádí finišery především finišery buď s pásovým nebo kolovým podvozkem.

Obrázek 11: Schematický nákres finišeru Složení finišeru : 1 2 3 4 5 6

podvozek (kolový nebo pásový) válečkové nárazníky násypky rozhrnovací zařízení, možnost variabilně měnit šířku pokládky nosná ramena + 7 hladicí vibrační deska a hutnící trám, které jsou s podvozkem finišeru spojeny buď napevno, většinou však kloubově. Podle způsobu tohoto spojení provádí finišery pokládku tak, že buď u pevného spojení kopíruje podklad a tím i nerovnosti podkladu, při kloubovém spojení ne, nerovnosti jsou vyrovnány.

Většina finišerů je vybavena automatickým nivelačním zařízením nebo klouzající lištou.

- 16 (28) -


Obrázek 12: Ramena finišeru s nivelačním zařízením

Obrázek 13: Rozložení sil na hladící desce

Úprava podkladu: • • •

• •

Podklad musí být dostatečně únosný a čistý. V případě starého povrchu musí být opraveny výtluky, spáry a trhliny. Nerovnosti starých povrchů nesmí být v podélném ani v příčném směru větší než 20 mm (měří se 4 m latí v podélném směru a 2 m latí v příčném směru). Větší nerovnosti je nutno odstranit frézováním nebo vyrovnávací vrstvou. Je-li dokumentací stavby požadován spojovací postřik, nebo požaduje-li postřik objednatel stavby z důvodu zabezpečení spolupůsobení vrstev, provede se podle ČSN 73 6129. Není-li dokumentací stavby spojovací postřik předepsán, nemusí se provádět před pokládkou vrstvy za předpokladu, že kladená vrstva má tloušťku větší než 40 mm a klade se na čerstvě zhotovenou asfaltovou vrstvu. pokládku nelze provádět za mokra nebo mrazu - min. teplota při pokládce je 5 oC. Na očištěný povrch, resp. opatřený postřikem nesmí být vpuštěn žádný provoz. - 17 (28) -


Způsoby rozprostírání: Asfaltová vrstva se rozprostírá finišerem, nebo ve výjimečných případech ručně nebo grejdrem. Grejdry lze rozprostírat větší plochy do úrovně podkladních asfaltových vrstev. Pro kryty vozovek dálnic, rychlostních silnic a rychlostních místních komunikací se musí použít finišery s automatickým nivelačním zařízením.

Obrázek 14: Pásový finišer Doporučení pro pokládku : • • • • • • •

pokud je možné provádět vícevrstevnou pokládku - dosáhne se lepší rovinatosti povrchu, násypka finišeru musí mít dostatečnou kapacitu, aby nedošlo k zastavení práce finišeru, při nedostatku směsi snížit rychlost (rychlost finišeru je 1-12 m/min), směr pokládky je lepší provádět do kopce než z kopce (lepší kontakt nákladního vozidla s finišerem při vysypání směsi, brzdící válec z kopce hrne směs před sebou – nebezpečí potrhání směsi), Finišery nesmí stát na místě déle než 5 minut (za nižších teplot vzduchu a za silnějšího větru max. 3 minuty). Rozprostírání je třeba organizovat tak, aby podélný pracovní spoj v obrusné vrstvě byl v ose vozovky u dvoupruhových a na styku jízdních pruhů v případě vícepruhových vozovek. Pracovní spára by neměla být nikdy v jízdní stopě. Při pokládce v pruzích se šířky pruhů volí tak, aby byly podélné pracovní spoje ve vrstvách nad sebou byly posunuty nejméně o 20 cm. Při nastavování tloušťky vrstvy nezapomenout na to, že pojezdy válce se tloušťka sníží, navýšení tloušťky pokládané vrstvy o 10 - 30 %.

Tabulka 3: Míra předhutnění směsi a koeficient nadvýšení v závislosti na druhu pokládky Rozprostírání

Míra předhutnění směsi

Koeficient nadvýšení

Ruční, grejdry

75%

1,33

finišery (bez předhutnění)

80%

1,25

85 - 90%

1,11 - 1,18

finišery (s vibrací a dusáním)

- 18 (28) -


•

Hutnění směsí a použití hutnících válců je závislé na druhu směsi, teplotě směsi, tloušťce vrstvy, venkovní teplotě a síle větru.

Obrázek 15: Ochlazování směsi v závislosti na tloušťce vrstvy (počáteční teplota 160 oC, teplota ovzduší 5 oC, rychlost větru 5 m/s)

Obrázek 16: Finišer s kolovým podvozkem •

Pokládka další vrstvy může následovat až po dostatečném ochlazení vrstvy předchozí, jejíž střední teplota nesmí být vyšší než 60°C. Při pokládce více finišery najednou musí být jejich vzájemná vzdálenost ve směru pokládky co nejmenší. V žádném případě by neměla být větší než 20 m, aby mohly být dodrženy předepsané teploty hutnění i v blízkosti podélného spoje. Stavební směsi, zejména pak pro obrusné vrstvy, by měly být vždy pokládány současně v několika pruzích najednou (několika finišery) na celou šířku pokládané plochy. Pokud to nelze provést, je nutné směs postupně rozprostírat s vracením finišeru tak, aby vzniklý podélný spoj byl zhutněn ještě za horka (tzv. horký spoj). Délku dílčích pokládaných pruhů a vracení finišeru je nutné volit tak, aby teplota

- 19 (28) -


pokládané směsi na okrajích dříve položeného pruhu v okamžiku rozprostírání nové směsi dalšího pruhu odpovídala požadavkům uvedeným v tabulce 4. Tabulka 4 : Minimální teplota směsí na okraji dříve položeného pruhu Druh asfaltu

Vrstva obrusná

Vrstva ložní, podkladní

70/100

min. 80°C (100)

min. 70°C (90)

50/70

min. 90°C (110)

min. 80°C (100)

100/150

min. 70°C (90)

min. 60°C (80)

POZNÁMKA:1) Údaje v závorkách platí pro pokládku více finišery najednou. 2) Teplota směsi se měří asi 1 cm pod povrchem.

1 zametací stroj, 2 distributor asfaltové emulze - postřik stávajícího povrchu, 3 finišer s nákladním autem, 4 hutnící válce. Obrázek 17: Technologický proces pokládky – kompletní souprava strojů

- 20 (28) -


Obrázek 18: Pokládka hutněné asfaltové směsi

5.2

Pokládka litého asfaltu

Příprava podkladu •

Mezi všemi asfaltovými vrstvami musí být dosaženo dostatečného spojení. Bezprostředně před pokládkou litého asfaltu musí být povrch očištěn od uvolněného a cizího materiálu košťaty nebo jinými vhodnými prostředky. Na očištěný povrch nesmí být po převzetí stavebním dozorem vpuštěn žádný provoz. • Styčné plochy armatur, dešťových vpustí a ocel. konstrukcí, sousedních asfaltových nebo betonových vrstev a konstrukcí se opatří silnou a rovnoměrnou vrstvou asfaltového pojiva, zálivkou nebo jinou vhodnou úpravou. Pokládka

• • • • •

•

Pokládá se na očištěný a suchý povrch při teplotě ovzduší nejméně 5 oC. Je možné klást na podklad s max. výsledným sklonem 7 %, na chodnících a jiných plochách 10 %. Při pokládce je zapotřebí nejdříve položit mezivrstvu pro rozptýlení tlaků páry a pórů - z asfaltových úprav je nejvhodnější pro podklad litého asfaltu ABH, ABVH s velkou mezerovitostí Celková tloušťka litého asfaltu nemá být na vozovkách větší jak 80 mm Okraje pokládané plochy se podle potřeby omezí kovovými lištami tak, aby se vytvořily přímé spoje a svislé hrany. Pro napojování dalších pruhů lze vytvářet i hrany mírně zkosené 70° až 80°. Podélné spáry (spoje) nesmí být provedeny v místech jízdních stop těžkých vozidel. Umístění podélných spojů na vozovkách musí být schváleno předem stavebním dozorem. Zařízení, která mají nepříznivý tepelný vliv na lité asfalty, musí být vhodně izolována.

- 21 (28) -


•

Teplota směsi litého asfaltu má být během pokládání konstantní, v mezích 200 - 250 °C. U litých asfaltů vyráběných z asfaltu o bodu měknutí nad 70 °C, lze krátkodobě (max 2 hod.) zvýšit teplotu směsi až na 260 °C. Při strojní pokládce se musí dbát na dodržování stejné pracovní rychlosti, rozprostírací zařízení nesmí zastavovat. • Při napojování pracovních spár se musí vychladlá vrstva v místě spoje očistit a ohřát na teplotu, při které se vrstvy spojí. Pro ohřátí lze použít vhodného ohřívače (např. infrazářiče), nebo horké směsi litého asfaltu. Po ohřevu se musí intenzivně natlačit horká směs na styčnou plochu dříve provedeného pruhu. Jiným řešením je zalití styčné plochy vhodnou asfaltovou zálivkou nebo nalepení zálivkové pásky tloušťky 4 - 10 mm. Spára se pak upraví jako v případě ohřevu podle požadavku projekt. dokumentace stavby. • V místech, kde nelze předpokládat dobré spojení vrstev, se zřídí dilatační spára, která se vyplní zálivkovou hmotou. Podélné spoje na vozovkách je třeba vždy provádět jako zálivkové nebo s použitím nátěru modifikovaným asfaltem.

Obrázek 19: Strojní pokládka litého asfaltu Zdrsňování •

Litý asfalt se podle druhu a účelu použití ještě v horkém stavu opatří zdrsňovací povrchovou úpravou. Při zdrsňování se na horký povrch litého asfaltu rovnoměrně rozprostře předepsané množství kameniva, které se do povrchu zatlačí ručními válci, silničními válci nebo jiným vhodným způsobem. Drobné kamenivo frakce 0 - 2 a 0 - 4 (na chodnících a pod.) není nutné zatlačovat. Po vychladnutí litého asfaltu se přebytečné a nedostatečně přilnuté kamenivo z povrchu musí odstranit. • Na dálnicích a rychlostních komunikacích a komunikacích I. a II. třídy dopravního zatížení a na mostech se musí použít zdrsňovací kamenivo obalené asfaltem v množství 0,61,2% hmotnosti.

- 22 (28) -


6

Hutnění

Na hutnění se používají statické hladké válce, pneumatikové válce a vibrační válce.

6.1

Druhy válců

• Statické hladké válce jsou motorové s vlastním motorovým pohonem většinou tandemové dvouosé (dřívěji tříosé). Jejich provozní hmotnost je v rozmezí 1 t - 15 t. Hutnící účinek je nízký - plné zhutnění nastává do 8 cm. Doporučená rychlost při hutnění je max. 4 km/h. Jsou vhodné do sklonů max. 12 - 14 %. Ocelové bandáže se v minimální míře kropí vodou. • Pneumatikové válce se vyrábějí s 5 - 11 koly na jedné ose a jejich hmotnost se pohybuje v rozmezí 5 - 25 tun. Účinek do hloubky závisí na zatížení nápravy, tlaku v pneumatikách, který lze regulovat a na rychlosti jízdy. Za nejpříznivějších předpokladů je účinek hutnění do 18 cm. Při včasném nasazení uzavře příčné trhliny od hladkých válců. Pracovní rychlosti jsou 3 - 4 km/h (při hutnění tlustých vrstev) nebo 7 - 8 km/h (uzavírání povrchu). Začíná se pomaleji - uplatnění hloubkového účinku, s narůstajícím stupněm zhutnění se jízdy zrychlují. Optimální tlak v pneumatikách pro asfaltové směsi je v rozmezí 500 - 600 kPa. Všechny pneumatiky musí být huštěny na stejný tlak. Pro ohřátí pneumatik (tak aby se na ně nelepila asfaltová směs) se doporučuje co nejpomalejší jízda za finišerem do dosažení jejich provozní teploty (60°C). Dále se také uplatňuje skrápění vodou, vhodnými emulzemi nebo ohřev vestavěnými infrazářiči. Za větrného počasí a nižších teplotách vzduchu se chrání nápravy ochrannými plachtovými kryty. Hutnění lze provádět i ve sklonech větších než 14 %.

Obrázek 20 a 21: Pneumatikové válce • Vibrační válce se vyrábějí jako tandemové dvouosé nebo tříosé. Pohon je většinou již na obě nápravy. Jejich hmotnost je 1 - 15 tun s vibračním systémem na jedné nebo obou nápravách. Frekvence a amplituda vibrace jsou měnitelné. Pro hutnění asfaltových směsí jsou vhodné nižší amplitudy a vyšší frekvence. Při vypnuté vibraci je jejich účinek totožný se statickými válci. U nejtěžších typů je hutnící účinek až do hloubky 30 cm. Malé válce tohoto typu - s malým průměrem validla - mohou při vibračním účinku na horké směsi způsobit nerovnosti. Doporučuje se opatření automatického vypnutí vibrace při

- 23 (28) -


změně směru jízdy (zpět v témže záběru). Nevypne-li se vibrace vznikají v těchto místech nerovnosti. Vibrační účinek působí příznivě, je-li potřebné uzavřít povrch („vytáhnout“ maltu). Na příliš horké směsi by mohlo dojít až k nežádoucímu vzniku hladkých - kluzkých míst. Pracovní rychlost je 2,5 až 4 km/h u tenkých vrstev do 4cm, u silnějších vrstev 1,5 až 2,5 km/h. Vhodný podélný sklon pro vibrační válce je do 14 %.

Obrázek 22 a 23 Vibrační válce

6.2

Fáze hutnění

V případě běžně dosahované míry předhutnění směsi finišerem je třeba proces hutnění rozdělit na následující 3 fáze: 1.fáze - počáteční fáze hutnění, s cílem intenzivního stlačení rozprostírané směsi při vysokých teplotách. • • • • •

0-50 m za finišerem 2-4 pojezdy vibrační válce: 2 bez vibrace, 2 s vibrací pneumatikové: s nízkým kontaktním tlakem statické tandemové : zvláště u velkých tlouštěk

2.fáze - hlavní fáze hutnění, s cílem dokončení zhutňovacího procesu z hlediska požadované míry zhutnění. • • • • •

50 - 150 m za finišerem 4-8 pojezdů vibrační válce: spíše u těžce zhutnitelných směsí pneumatikové : spíše pro lehce zhutnitelné směsi statické: zřídka

3.fáze - závěrečná fáze hutnění (uhlazení, “žehlení“), s cílem odstranit případné nerovnosti • nedochází téměř k dalšímu zhutňování • teplota směsi se pohybuje na hranici minima, měla by být vyšší jak 80 oC hladké statické válce: tříosé, těžké tandemové - 24 (28) -


V případě dosažení vysoké míry předhutnění směsi lze fáze hutnění sloučit, budou-li splněny požadavky na rovnost povrchu, příčný sklon, rovnoměrnost dosažené míry zhutnění apod. Dvě fáze hutnění musí být ale vždy dodrženy. Použití válců ve fázích hutnění ukazuje tabulka. Tabulka 5 Použití válců v jednotlivých fázích hutnění Typy válců

1.fáze

2.fáze

statické

1)

2)

+

+

pneumatikové

+3)

+

vibrační

+4)

+

3.fáze + +4)

1)

při nízkém stupni předhutnění finišerem a tloušťkách větších než 50 mm válce nižších hmotností.

2)

válce vyšších hmotností.

3)

při vysokém předhutnění finišerem; nelze použít u obrusných vrstev typu AK a při smluvních požadavcích na protismykové vlastnosti. 4)

s vypnutou vibrací.

6.3 • • • • • • • • • •

Zásady při hutnění

vždy mít v rezervě jeden válec (pro případ poruchy) začít s hutněním co nejdříve poháněná náprava má být orientována k finišeru (nevznikají prohlubně a trhliny), pouze u velkých sklonů naopak kropit běhouny nevibrovat na místě, vibraci pouštět až za jízdy nezůstat stát nikdy s válcem na čerstvé směsi (v nouzovém případě šikmo k ose) volné okraje hutnit až nakonec měnit stopu pojezdu pomalu již na zhutněné a částečně vychladlé směsi v příčném řezu vozovky začít na nižším okraji a postupovat směrem nahoru počet přejezdů kontrolovat izotopovou sondou (Troxler)

Obrázek 24 Umístění hnané nápravy hutnícího válce

- 25 (28) -


Obrázek 25 Umístění válce na čerstvé směsi v případě nutnosti zastavení - šikmo k ose hutnění, aby mohly být případné prohlubně vyrovnány

Obrázek 26 Postup hutnění v případě volných okrajů

Obrázek 27 Změna stopy válce - na již zhutněném a vychladlejším místě, s hutněním postupovat od nižšího okraje k vyššímu

Obrázek 28 Souběžná pokládka dvěma finišery

- 26 (28) -


6.4

Závady při hutnění

V průběhu hutnění vznikají zejména tyto závady: 1) Hrnutí hutněné směsi před válcem Příčinou může být příliš vysoká teplota směsi, nevhodný typ použitého válce, posouvání hutněné směsi na podkladu vlivem jeho znečištění apod. 2) Nalepování směsi na běhouny a kola válců Příčiny mohou spočívat v nedostatečném skrápění běhounů (pneumatik), v příliš vysoké teplotě směsi, malé teplotě povrchu pneumatik. 3) Zabořování běhounů (kol) do hutněné směsi a její boční vytlačování Příčinou může být příliš vysoká teplota směsi a nevhodné složení směsi, nevhodný typ použitého válce, malé předhutnění a velká tloušťka vrstvy, zastavování válce. 4) Příčné trhliny Příčné trhliny vznikají v důsledku nedostatečného předhutnění a použitím příliš těžkých válců, nerovnoměrného ochlazování hutněné vrstvy (povrch je příliš chladný) vlivem větru, vody apod., posouvání hutněné směsi na podkladu vlivem jeho znečištění apod. 5) Podélné trhliny Příčinou může být nevhodný podklad, použití příliš těžkých zhutňovacích prostředků a podhuštění pneumatik. Další závady mohou vznikat vlivem prudkého otáčení a změny směru jízdy válce, zastavováním vibračního válce apod. Kontrolní otázky Vyjmenujte tři základní typy asfaltových směsí . Co je důležité pro zajištění správné funkce asfaltového koberce drenážního? Který typ obalovny umožňuje měnit recepturu směsi? Je dovoleno rozprostírat asfaltovou směs grejdrem? Vyjmenujte druhy válců a popište postup hutnění v případě volných okrajů?

- 27 (28) -

Pozemní komunikace II · Modul 1

7

Závěr

7.1

Shrnutí

Text slouží k získání informací o výrobě, pokládce a hutnění asfaltových směsí. V úvodu je pozornost věnována základnímu rozdělení a charakteristikám jednotlivých druhů asfaltových směsí.

7.2

Studijní prameny

7.2.1

Seznam použité a doplňkové studijní literatury

ČSN EN 13108-1

Specifikace materiálu - Asfaltový beton (Asphalt Concrete)

ČSN EN 13108-5 ČSN EN 13108-6

Specifikace materiálu - Asfaltový koberec mastixový (Stone Mastic Asphalt) Specifikace materiálu - Litý asfalt (Mastic Asphalt)

ČSN EN 13108-7

Specifikace materiálu - Asfaltový koberec drenážní (Porous Asphalt)

ČSN 73 61 21

Stavba vozovek, Hutněné asfaltové vrstvy, ČNI Praha, Červenec 1994

Kaun, J., Luxemburk, F.,

Pozemní komunikace 30, ČVUT Praha, 1998

TP 170

Navrhování vozovek pozemních komunikací, MD ČR, 2004

Varaus, M.

Přednáška č.5 a 6 Asfaltové směsi (pro 4 ročník studia) VUT Fakulta stavební, 2004

Tištěné a internetové prezentace prov. firem, výrobců obaloven, finišerů a hutnící techniky.

- 28 (28) -

PRAKTICKÉ APLIKACE V POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH

Recommend Documents