30.10.2011
Asfaltové směsi 2/2 Silniční stavby 2
VÝBĚR SMĚSI NÁVRH SMĚSI OVĚŘENÍ VLASTNOSTÍ VÝROBA SMĚSI DOPRAVA SMĚSI POKLÁDKA SMĚSI KONTROLA VRSTVY
VÝBĚR SMĚSI NÁVRH SMĚSI OVĚŘENÍ VLASTNOSTÍ VÝROBA SMĚSI DOPRAVA SMĚSI POKLÁDKA SMĚSI KONTROLA VRSTVY
1
30.10.2011
Vlastnosti ČSN EN 12697 ČSN 73 6160
Empirické
Funkční
EMPIRICKÉ VLASTNOSTI Volumetrické (zrnitost, obsah asfaltového pojiva, maximální objemová hmotnost, zhutněná objemová hmotnost, mezerovitost, mezerovitost směsi kameniva, stupeň vyplnění mezer) Mechanicko-fyzikální (pevnost v příčném tahu, Marshallova zkouška, nasákavost, úbytek hmoty, číslo tvrdosti)
Funkční vlastnosti Tuhost Únava Odolnost vůči účinkům vody Odolnost vůči tvorbě trvalých deformací Zhutnitelnost Přilnavost asfaltu ke kamenivu Stanovení k segregaci asfaltové směsi Odolnost proti otěru pneumatikami s hroty Propustnost Cyklická zkouška v tlaku Drenážní schopnost Odolnost vůči pohonným hmotám
2
30.10.2011
Obsah asfaltového pojiva, zrnitost ČSN EN 1269712697-1 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 1: Obsah rozpustného pojiva ČSN EN 1269712697-2 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 2: Zrnitost extrakci pojiva rozpuštěním v horkém nebo studeném rozpouštědle;
oddělení minerálního materiálu od roztoku pojiva;
stanovení množství pojiva z rozdílu nebo znovuzískáním pojiva;
ČSN EN 1269712697-5 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 5: Stanovení maximální objemové hmotnosti
Postup A: Volumetrický postup – pomocí pyknometru, kdy se objem vzorku měří jako objem vody nebo rozpouštědla vytěsněného vzorkem v pyknometru. Postup B: Hydrostatický postup – pomocí metody vážení pod vodou, kdy se objem vzorku vypočítává ze suché hmotnosti vzorku a z jeho hmotnosti ve vodě Postup C: Matematický postup, kdy se maximální objemová hmotnost vypočítá z jejího složení (obsah pojiva + obsah kameniva) a objemových hmotností složek.
ČSN EN 1269712697-5 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 5: Stanovení maximální objemové hmotnosti
3
30.10.2011
ČSN EN 1269712697-6 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 6: Stanovení objemové hmotnosti asfaltového zkušebního tělesa
objemová hmotnost – suchá (pro tělesa s velmi uzavřeným povrchem); objemová hmotnost – nasycený suchý povrch (pro tělesa s uzavřeným povrchem); objemová hmotnost – utěsněné zkušební těleso (pro tělesa s otevřeným nebo hrubým povrchem); objemová hmotnost podle rozměrů (pro tělesa s pravidelným povrchem mající geometrický tvar, tj. čtverce, obdélníky, válce apod.).
ČSN EN 1269712697-6 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 6: Stanovení objemové hmotnosti asfaltového zkušebního tělesa
objemová hmotnost – suchá (pro tělesa s velmi uzavřeným povrchem);
ČSN EN 1269712697-6 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 6: Stanovení objemové hmotnosti asfaltového zkušebního tělesa
4
30.10.2011
ČSN EN 1269712697-6 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 6: Stanovení objemové hmotnosti asfaltového zkušebního tělesa
objemová hmotnost – utěsněné zkušební těleso (pro tělesa s otevřeným nebo hrubým povrchem);
ČSN EN 1269712697-6 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 6: Stanovení objemové hmotnosti asfaltového zkušebního tělesa
objemová hmotnost podle rozměrů (pro tělesa s pravidelným povrchem mající geometrický tvar, tj. čtverce, obdélníky, válce apod.).
ČSN EN 1269712697-8 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 8: Stanovení mezerovitosti asfaltových směsí
5
30.10.2011
ČSN EN 1269712697-8 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 8: Stanovení mezerovitosti asfaltových směsí
ČSN EN 1269712697-8 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 8: Stanovení mezerovitosti asfaltových směsí
ČSN EN 1269712697-34 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 34: Marshallova zkouška Rozměry 63.5±2.5 mm, 101.5±0.1 mm Hutnící energie 2x50, 2x75 úderů Teplota hutnění dle použitého asfaltového pojiva SM – stabilita podle Marshalla v kN PM – tuhost podle Marshalla v mm.10-1 TM – tuhost podle Marshalla (poměr SM/PM)
6
30.10.2011
ČSN EN 1269712697-34 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 34: Marshallova zkouška
ČSN EN 1269712697-23 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka část 23: Stanovení pevnosti v příčném tahu
15°C 50 mm.min-1
ČSN EN 1269712697-12 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 12: Stanovení odolnosti zkušebního tělesa vůči vodě 2x25 úderů Vakuový systém, který umožňuje snížit tlak v komoře na hodnostu 6,7 ± 3,0 kPa Temperování 40°C – 72 hodin Zkouška při 15°C (5°C – 25°C)
7
30.10.2011
ČSN EN 1269712697-17 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka část 17: Ztráta částic zkušebního tělesa asfaltového koberce drenážního
Ztráta hmotnosti asfaltového zkušebního tělesa (Marshallova) 300 otáček Jen těleso
ČSN EN 1269712697-18 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 18: Stékavost pojiva
ČSN EN 1269712697-20 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 20: Stanovení čísla tvrdosti na krychli nebo Marshallově zkušebním tělese
krychli o rozměrech, délka hrany (70,7 ± 0,1) mm a výška krychle (70,7 ± 0,1) mm na Marshallově zkušebním tělese Válcový zkušební trn z nerezové oceli s kruhovým průřezem o průměru (11,3 ± 0,1) mm nebo (25,2 ± 0,1) mm 40°C Penetrace po 30 (číslo tvrdosti) a 60 minutách (přírůstek čísla tvrdosti)
8
30.10.2011
ČSN EN 1269712697-22 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka Část 22: Zkouška pojíždění kolem
ČSN 73 6161 Stanovení přilnavosti asfaltových pojiv ke kamenivu
8/16 vzorek – 300 g 12 g pojiva 60 min – 60 °C (negativní působení vody) hodnocení
ČSN 73 6161 Stanovení přilnavosti asfaltových pojiv ke kamenivu
9
30.10.2011
ČSN 73 6160 Zkoušení asfaltových směsí zkouška spojení vrstev podle Leutnera kvality spojení vrstev a splnění návrhových předpokladů konstrukce vozovky Rychlost lisu 50 mm.min-1 Smykat ve směru jízdy
Výroba směsi
Šaržové obalovny
Kontinuelní obalovny
Šaržová obalovna Skladové hospodářství (kamenivo, asfalt) Násypky pro frakce kameniva Cisterny pro asfalt Sušící buben Usazovací filtry Silo s vápenou moučkou Silo na vratný filer Horké třídění kameniva Zásobníky pro asfaltovou směs
10
30.10.2011
Šaržová obalovna
Šaržová obalovna
11
30.10.2011
Doprava směsí Na dopravě značně závisí výkony, kvalita výroby směsí i jejich pokládka. Počet a velikost dopravních prostředků musí odpovídat výrobním podmínkám, tj. množství přepravované směsi, dopravní vzdálenosti a hustotě provozu, ztrátovým časům atd.
Doprava směsí Vozidla pro přepravu asfaltových směsí musí být vybavena kovovou nebo vyplechovanou ložnou plochou a bočnicemi. Proti nalepování stavební směsi se před naložení mohou vnitřní stěny i dno vozidla postříkat vhodnými prostředky mýdlo, saponát apod. Nesmí se používat petrolej, nafta, benzín a jiná rozpouštědla.
Doprava směsí Ochrana proti ochlazování. Kapacita vozidel Asfaltové směsi je třeba vždy během dopravy chránit plachtou nebo speciálními zákryty, s cílem minimalizovat teplotní ztráty. Podle povětrnostních podmínek lze u běžných nákladních vozidel s kapacitou větší než 10t uvažovat o max. vzdálenosti 80 km (1,5 hod). U speciálně izolovaných vozidel můžeme dopravovat až do 4 hodin jízdy,ale nedoporučuje se kvůli segregaci. Přibližně lze u nákladních vozidel počítat s průměrným ochlazením směsi 10°C za hod., u speciálně izolovaných přepravníků asi 5°C za hodinu.
12
30.10.2011
ROZPROSTÍRÁNÍ ASFALTOVÝCH SMĚSÍ Směsi se mohou pokládat pouze na podklady dostatečně únosné a rovné při takových teplotách ovzduší,podkladu a větru,při nichž je možné směsi řádně rozprostřít a zhutnit. Podklad musí být čistý a suchý případně zavlhlý.Vlhkost způsobuje chladnutí vrstvy a tím způsobí nedokonalé spojení. Směsi pro hutněné asfaltové vrstvy se rozprostírají na připravený podklad strojně nebo ručně. Ruční pokládka se provádí pouze výjimečně pouze u staveb malého rozsahu,kde nejde strojní pokládku použít. Při ručním rozprostírání se směs skládá na podklad v menších hromadách a musí být co nejrychleji zpracována.Vrstva se může urovnat stahovací latí.
Stroje pro rozprostírání hutněných asfaltových směsí Asfaltové směsi se v současné době nejčastěji rozprostírají finišery s automatickým nivelačním zařízením. Lze použít i dozery, grejdry a rozhrnovače. Dozery se používají pro pokládku spodních podkladních vrstev, není-li podklad dostatečně stabilní.Se směsí se má co nejméně manipulovat a kvalita rozprostření závisí na zkušenostech obsluhy. Grejdry lze použít při rozprostírání podkladních vrstev a při úpravě příčného řezu vozovky a k jejímu rozšíření.Z hlediska rovnosti povrchu jsou lepší než dozery. Rozhrnovače mají řadu nevýhod, zejména pak nepatrné předhutnění směsí.Používá se na malých staveništích. Výhodné mohou být rozhrnovače s otočnými lopatkami na kolejovém podvozku, které se osvědčily i při pokládce podkladních vrstev na dálnicích.
Finišery Finišerem se pokládaná směs rozhrne a urovná na stanovenou tloušťku a částečně zhutní na 85 až 95% objemové hmotnosti stanovené laboratorně. Podvozek finišerů může být pásový nebo kolový. Rychlost pásového finišeru je 5 km/h.T lak pásů je maximálně 0,15 Mpa to umožňuje jejich použití i na málo únosných podkladech. Další výhodou je vysoká stabilita, nevýhodou je menší pohyblivost. Finišery s kolovými podvozky jsou pohyblivější 20 km/h, ale potřebují tvrdý povrch. Dobrý finišer musí mít silný motor, aby i na velkém stoupání mohl tlačit velkokapacitní prostředky dopravující směs.
13
30.10.2011
Povětrnostní podmínky při rozprostírání a hutnění Tenké asfaltové úpravy (do 50 mm) a kryty vozovek by v žádném případě neměly být pokládány při rychlostech větru nad 10 m.s-1 , nejlépe jen do rychlosti 5 m.s-1 . Žádné asfaltové úpravy by neměly být pokládána při rychlostech větru nad 15 m.s-1. Přímé sluneční záření proces ochlazování značně zpomaluje, což je z hlediska dosažení požadované míry zhutnění velmi příznivé.V případě předání vozovky rychle do provozu se vozovka muže kropit studenou vodou. Při pokládce asfaltových úprav v chladném počasí je třeba dodržovat tyto zásady Směs vyrábět a pokládat s nejvyšší přípustnou teplotou, Při výrobě, dopravě a pokládce chránit směs zvýšenou měrou proti ochlazení,
Směs pokládat jen ve větších tloušťkách (nejméně 60 mm po zhutnění), Používat jen finišery umožňující vysokou míru předhutnění směsi.
Technologické zásady při pokládce Sladit množství dodávané směsi s výkonem rozprostírací čety (finišerem), výroba, doprava a pokládka musí tvořit vyvážený celek,aby pokládka byla plynulá, zejména vrstvy krytu by měly být kladeny za zcela uzavřeného dopravního provozu, vozidla dopravující směsi mají být finišerem tlačena; nikdy nesmí na finišer najíždět, avšak cca 50 cm před ním zastavit a vyčkat jeho dojezdu, hladící deska finišeru musí být řádně předehřátá, pokud je tažná síla finišeru dostatečná, je podstatně výhodnější pokládat směsi ve směru stoupání (lepší vyklápění směsi), pokládka další vrstvy může následovat až po dostatečném ochlazení vrstvy předchozí; za běžných okolností by její střední teplota neměla přesáhnout 60°C
14
30.10.2011
svislé styčné plochy povrchových znaků inženýrských sítí, obrubníků a podobných zařízení se doporučuje a často i požaduje před pokládkou očistit a natřít asfaltovým pojivem,případně použít asfaltových zálivek nebo nastavovacích pásků, znatelné příčné a podélné pracovní spoje obrusné vrstvy se po položení doporučuje v úzkém pruhu zatřít asfaltovým pojivem a podle potřeby i zdrsnit drceným pískem apod., Při pokládce v pruzích se šířky pruhů volí tak, aby podélné pracovní spoje ve vrstvách nad sebou byly vystřídány nejméně o 20 cm Tloušťka pokládané vrstvy musí po zhutnění odpovídat předepsané tloušťce. Potřebné nadvýšení činí obvykle 10 až 20%.
Statické válce
• S ocelovými běhouny • Pneumatikové
Vibrační • Vibrační válce • Oscilační
Statické válce s hladkými ocelovými běhouny Základní údaje působením běhounů uvnitř hutněné vrstvy vzniká značná smyková napětí; pokud je jejich velikost blízká smykové pevnosti směsí, dochází k pohybu jednotlivých částí, k jejich vzájemnému těsnějšímu uložení a požadovanému zvyšování objemové hmotnosti hutněné vrstvy – tzn. k hutnění směsi. • Nepoháněný běhoun -u něj působí vodorovná síla ve směru jízdy válce a snaží se hrnout směs přes sebou. • Poháněný běhoun -vyvozuje vodorovnou sílu proti směru jízdy, tlačí směs pod sebou dozadu, což působí z hlediska kvality velmi příznivě. Hloubkový zhutňovací účinek je poměrně malý, zhutňovat lze jen asi do tloušťky vrstvy 100 mm
15
30.10.2011
Statické válce s hladkými ocelovými běhouny Charakteristiky válců: Celková hmotnost Rozměry běhounů Statické lineární zatížení
Pneumatikové válce Základní údaje • Pneumatikové válce mají zcela jiné zhutňovací charakteristiky a jiný zhutňovací účinek než válce s ocelovými běhouny. •
Nezávisle na okamžité tuhosti hutněné vrstvy působí na ni vždy stejně velkými, relativně nižšími tlaky, jejichž velikost je dána: - zatížením kola - typem pneumatiky - tlakem vzduchu v pneumatice
•
Velmi příznivě působí pneumatikové válce na hutněnou vrstvu z hlediska vznikajících vodorovných sil; obvykle nedochází k hrnutí směsi ani tvoření trhlin, spíše naopak. Pneumatikovými válci lze vzniklé trhliny často úplně zahladit. Vlivem své poddajnosti působí pneumatiky na hutněnou vrstvu také hnětacím účinkem,
Pneumatikové válce •
Těžké pneumatikové válce mohou hutnit vrstvy až 200 mm tlusté; jejich hloubkový účinek je závislý nejen na dotykovém tlaku, ale i na velikosti dosedací plochy pneumatiky. Velkou výhodou pneumatikových válců je možnost změny tlaku vzduchu v pneumatikách /0,2 až 0,9 MPa/ a dosažení stejnoměrného zhutnění plochy.
•
Optimální pracovní rychlosti pojezdu pneumatikových válců bývají obvykle do 6 km.h-1, při hlazení dokonce až 10 km.h1; přepravní rychlosti bývají až 20 km.h-1. Pneumatikové válce mohou být používány ve větších sklonech než statické válce s hladkými ocelovými běhouny.
•
Použití pneumatikových válců s malou hmotností a nízkým zatížením kol /cca 5 – 10kN/. Tyto válce jsou vhodné pouze pro předhutnění některých typů směsí, k hlazení povrchu a k případnému odstranění vzniklých trhlin nebo dalších závad hutněné vrstvy. Aby byly dostatečně účinné, mají úzké pneumatiky s malým průměrem /7,5 x 15 pod./; hloubkový účinek však přesto bývá malý.
16
30.10.2011
Pneumatikové válce Použití válců •
Pneumatikové válce jsou velmi vhodné zejména pro počáteční fázi hutnění, kdy teplota směsi je vysoká – obvykle nad 100 °C a viskozita směsi nízká; to platí především tehdy, nejsou-li pokládané směsi finišerem příliš předhutněny.
•
Pro hlavní fázi hutnění nebývají pneumatikové válce obvykle příliš vhodné, neboť je s nimi obtížné dosáhnout vysoké míry zhutnění; to platí zejména pro směsi obtížně zhutnitelné,
•
Pneumatikové válce jsou velmi vhodné pro závěrečnou fázi hutnění, tj. pro uhlazení povrchu. Je však nutné je nasadit včas a správně nahustit pneumatiky, aby nedocházelo k tvoření vln; nejvhodnější je použití speciálních pneumatik
Pneumatikové válce •
Pneumatikové válce se doporučuje používat vždy v kombinaci s válci hladkými, nejlépe s válci vibračními
•
Pneumatikové válce jsou vhodné pro hutnění ve velkých sklonech, nejsou naopak vhodné pro hutnění spojů
Vibrační válce Základní údaje •
• • •
Při zhutňování asfaltových směsí vibračními válci dochází ke kombinovanému účinku vibrace a tlaku. Vibrací se snižuje vnitřní tření směsi a zlepšují se tak podstatně podmínky pro zhutňování působícím tlakem. Proto mohou mít vibrační válce jen relativně malé statické lineární zatížení běhounů (20 – 35 N.m-1, pro dobře zpracovatelné směsi dokonce jen 15 – 20 N.m-1). Velkou předností vibračních válců je značný hloubkový účinek; lze s nimi zhutnit vrstvy až 300 mm tlusté. Vibrační válce jsou vhodné pro směsi obtížně zhutnitelné. Lze dobře zhutňovat i při nižších teplotách a dosáhnout požadované míry zhutnění a relativně nízkým počtem pojezdů;
17
30.10.2011
Vibrační válce Charakteristiky válců: Mezi základní charakteristiky vibračních válců patří jednak ty, které současně charakterizují i statické válce s hladkými ocelovými běhouny:
•
- celková hmotnost válce resp. odpovídající zatížení běhounů - rozměry běhounů (šířka, průměr) - statické lineární zatížení běhounů - koeficient účinnosti běhounů - počet poháněných běhounů - systém řízení - pracovní rychlosti
Vibrační válce •
•
•
•
pro hutnění tenkých a lehce zhutnitelných úprav používat vyšší frekvenci a nižší amplitudu vibrace; pro hutnění obtížně zhutnitelných úprav a úprav pokládaných ve velkých tloušťkách bývá vhodné zvýšit amplitudu vibrace tím, že při velkých pokládaných tloušťkách může být frekvence vibrace nižší S postupujícím zhutňováním a ochlazováním směsi by měla frekvence vibrace narůstat a amplituda by se měla naopak zmenšovat, rychlost pojezdu vibračního válce musí být v souladu s frekvencí vibrace a tloušťkou pokládané vrstvy.
Vibrační válce • • •
•
•
s ohledem na uzavřenou texturu povrchu by poslední jízdy válce neměly být prováděny s vibrací; také první dva pojezdy na rozprostřené směsi se často doporučuje provést bez vibrace, velmi tenké vrstvy pokládané na tvrdé podklady by neměly být hutněny vibračními válci se zapnutou vibrací (nebezpečí tzv. odražené vlny vibrace a možnost vzniku poruch) vibrační válce se zapnutou vibrací se nedoporučuje používat při hutnění značně otevřených typů směsí, drenážních koberců a pro vtlačování zdrsňovacího kameniva V případě příliš nízkých teplot hrozí značné nebezpečí poškození hutněné vrstvy /trhliny, drcení kameniva, snižování pevnosti a soudružnosti vrstvy/, narušení dobrého spojení s podkladem
18
30.10.2011
Válce kombinované • •
•
Jde především o válce , které mají na jedné ose řadu 3 až 5 pneumatik a na druhé ose hladký ocelový vibrační běhoun; Kombinovanou konstrukcí jsou obvykle v jednom válci spojovány výhody válců pneumatikových, hladkých statických i vibračních / optimální povrchový i hloubkový účinek atd./. Nebývá však u nich vždy snadné najít optimální rozmezí teplot hutnění. Kombinované válce pneuvibrační jsou velmi vhodné pro hutnění ve velkých sklonech /až do 30%/.
19
