Asfaltová překryvná vrstva. Tvorba trhliny. Teplotní roztažnost. Betonová vozovka a) Teplotní únava. Tvorba trhliny Pohyb od dopravy

Transkript

1 # 2 -/,/ 86 2 ' 89,;-,

2 2 $ %% 874

3 +.43: : Asfalt je ideální materiál pro konstrukce silnic - trvanlivý a levný. Přesto vzniknou problémy s údržbou, jakmile trhliny ze spodních popraskaných vrstev prostoupí do vrstev nových. Trhliny tohoto typu se objeví nejdříve, protože jsou ovlivněny nejen teplotním zatěžováním, ale i dopravním zatížením. Asfaltová překryvná vrstva Betonová vozovka a) Teplotní únava Tvorba trhliny Teplotní roztažnost V případě asfaltové vrstvy na betonových panelech mohou být prostupující trhliny způsobeny vodorovnými posuny jednotlivých betonových desek, když se rozpínají a smršťují vlivem denních nebo sezónních teplotních výkyvů. Tyto pohyby způsobují velká přetvoření asfaltové vrstvy přímo nad spárami betonových desek a mají za následek vytváření a propagaci trhlin. Pojezdem po povrchu nad místem trhliny jsou vyvozena smyková napětí v asfaltové vrstvě umístěné přímo nad trhlinou. Velikost těchto smykových napětí závisí na tloušťce asfaltového překryvného koberce a dále Zatížení Asfaltová vrstva a) Únava dopravou Tvorba trhliny Pohyb od dopravy na stávající asfaltové konstrukci, únosnosti podloží a hladkosti okrajů trhliny. Pokud je asfaltová překryvná vrstva namáhána dlouhodobým cyklickým dopravním zatížením, její pevnost a stabilita jsou redukovány s každým dalším zatěžovacím cyklem, dokud konečně nedojde k prasknutí asfaltu a vytvoření propagující se trhliny. Při použití pružné výztužné mřížoviny HaTelit je možné tento typ porušení asfaltových vrstev oddálit nebo mu úplně předejít. HaTelit poskytuje silničnímu stavitelství tu pravou odpověď, jak zabránit vzniku propagujících se trhlin. $ %% 874 3

4 0/ 8 :2 : 89 / : - :678/: Původní Scharrelerova silnice (sever Německa) před opravou povrchu v roce 1990 Stav komunikace v roce Asfaltové vrstvy mají nízkou pevnost v tahu, která může být překročena i při malém přetvoření. Důsledkem je vytváření trhlin v asfaltové vrstvě, které mohou vést k snížení použitelnosti i životnosti asfaltového koberce. Výztužná mřížovina HaTelit splňuje dvě důležité funkce v asfaltové vrstvě: zvyšuje tahovou pevnost asfaltové vrstvy; přebírá významnou část vodorovného tahového napětí v asfaltové vrstvě a zajišťuje jeho rovnoměrné rozdělení na rozsáhlejší oblasti. Toto slouží k redukci špiček tahových napětí a s tím spojeného rizika přetížení. Efektivita mřížoviny HaTelit byla názorně předvedena při srovnávacích tahových zkouškách na dvouvrstvých asfaltových vzorcích - vyztuženém a nevyztuženém. Výsledky zkoušek ukázaly, že: zatížení na mezi porušení na vyztuženém vzorku je o 50% vyšší než na vzorku nevyztuženém; přetvoření při přetržení je na vyztuženém vzorku přibližně o 65% větší. Zajímavé je zjištění, že praskliny v nevyztuženém vzorku se vytvořily jako jediná široká trhlina, zatímco ve vyztuženém vzorku se vytvořila struktura mnoha drobných trhlinek, převážně díky efektu redistribuce zatížení výztužnou mřížovinou. Efekt redistribuce zatížení mřížovinou HaTelit též redukuje tvorbu vyjetých kolejí v oblastech s vysokým dopravním zatížením. Navíc může vyztužená asfaltová vrstva přebírat vyšší dynamické zatížení a efektivněji odolávat únavě. s mřížovinou HaTelit 2,0 1,5 bez mřížoviny HaTelit 1,0 0, přetvoření [%] Pracovní diagram vzorků asfaltu 4 $ %% 874

5 + HaTelit je pružná výztuž vyrobená z polyesterových vláken, která jsou navzájem spojena specielní technikou výroby, takže tvoří mřížovinu s velkými oky. Výběr polyesteru jako suroviny je založen na podobnosti modulu pružnosti s asfaltem. Kromě toho se polyester velmi málo smršťuje a odolává vysokým teplotám. Bod měknutí polyesteru je okolo 250 C. Výztužná mřížovina HaTelit je impregnována asfaltem, který zajišťuje dobré spojení s vrstvami asfaltu. Toto spojení zajišťuje, že je výztužná mřížovina schopna přenášet tahová napětí a redistribuovat je. Současně umožňuje mřížovina HaTelit díky velkým okům optimální propojení okolních asfaltových vrstev. Výběr správné výztužné mřížoviny je založen na souladu mezi velikostí ok a největším průměrem zrn ve směsi. Dle existujících pravidel by měla být velikost ok 2 až 2,5 krát větší než průměr největšího zrna. Nově je ve výrobním programu HaTelit typu C 40/17. HaTelit typu C 40/17 je výztužná mřížovina, ke které je přichycena tenká netkaná geotextilie též impregnovaná asfaltem. Netkaná geotextilie usnadňuje instalaci a zároveň nezabrání kvalitnímu propojení mezi oběma asfaltovými vrstvami. & : , /.2 : 9 HaTelit C 40/17 30/19 C 40/50 M C 40/35 M surovina kompozit polyesterové mřížoviny s tenkou netkanou geotextilií polyesterová mřížovina kompozit polyvinylalkoholové mřížoviny s tenkou netkanou geotextilií impregnace asfaltem plošná hmotnost [g/m 2 ] velikost ok [mm] deklarovaná okamžitá pevnost [kn/m] pod./příč. protažení při přetržení [%] pod./příč. napětí při 3% protažení [kn/m] pod./příč. 50/50 90/90 50/50 35/35 12/12 12/14 6/6 6/6 12/12 22/18 25/25 18/18 teplotní odolnost do 190 C chemická odolnost dobrá pro rozpouštědla / rozmrazovací přísady velikost rolí délka [m] šířka [m] 5,0 / a další užší šířky 3,6 / a další užší 5,0 / a další užší 5,0 / a další užší $ %% 874 5

6 , +78 : 9 8 3: 2 + Výztužná mřížovina HaTelit se hojně využívá v asfaltových vrstvách při stavbě silnic a letišť, ale také na bituminózní povrch těsnicích vrstev ve vodním stavitelství. obrusná vrstva ložná vrstva podkladní vrstva,%0 9 5 Mřížovina přejímá zejména vodorovná napětí a deformace, čímž zabraňuje přenosu propagujících se trhlin z již existující konstrukce do nové nosné vrstvy. Oprava se obvykle provádí vyztužením celé oblasti. Vyztužení nové obrusné vrstvy, aby se zabránilo propagaci reflexních trhlin z původní ložné vrstvy. Při rozšiřování silnic se běžně stává, že se bez vyztužení spoje vytvoří jedna nebo více podélných trhlin v přechodné zóně ze staré vozovky na její rozšířenou část. Těmto trhlinám lze efektivně předejít částečným vyztužením tohoto podélného spoje. obrusná vrstva 4 ložná vrstva 8 podkladní vrstva ,% Otevřené spoje mezi koberci starých nosných vrstev obvykle představují oblast zvýšeného rizika pro vytvoření trhlin v překryvném koberci. V těchto případech se též doporučuje částečné vyztužení mřížovinou HaTelit. Vyztužení rozšířené vozovky ,%0 9 Vyztužení spoje ložné vrstvy pokládané finišerem. Stejně jako při rozšiřování silnice mohou vzniknout trhliny v asfaltové vrstvě také na okrajích dodatečných výkopů v komunikaci. Při použití výztužné mřížoviny HaTelit je možné předejít nebo omezit vznik takovýchto trhlin. obrusná vrstva 4 ložná vrstva 4 14 podkladní vrstva 50 50,% Vyztužení oblasti překopu komunikace. Pokud jsou betonové rozjezdové dráhy nebo silnice překryty asfaltovými vrstvami, není neobvyklé aby se objevily trhliny v asfaltu nad spoji betonových desek, protože beton a asfalt mají rozdílný součinitel teplotní roztažnosti. Těmto trhlinám lze předejít správnou instalací mřížoviny HaTelit. obrusná vrstva ložná vrstva vyrovnávací vrstva betonové panely cementová podkladní vrstva,% Vyztužení asfaltových překryvných vrstev na staré betonové vozovce. Poznámka: Všechny rozměry jsou uvedeny v cm 6 $ %% 874

7 + : /8 M Dopravní zatížení je na letištích obecně velké, čímž dochází k obtížím nebo téměř k nemožnosti zavřít letiště na relativně krátkou dobu z důvodu nezbytné opravy asfaltové vrstvy s trhlinami nebo opotřebovaného betonového povrchu. Z tohoto důvodu je k dispozici pouze minimální čas na opravy rozjezdových a pojezdových drah stejně jako i stojanek. London Luton Airport 1988 & 1992 V mnoha případech se díky kratšímu času oprava provádí překrytím asfaltovou vrstvou. Aby se předešlo tvorbě propagujících se trhlin v novém asfaltovém překryvném koberci a prodloužil se interval oprav, doporučuje se použití pružných výztužných mřížovin. Tento způsob oprav, kde byl využit HaTelit, byl úspěšně použit na mnoha civilních i vojenských letištích po celé Evropě. Zde se HaTelit osvědčil jak při vysokém dopravním zatížení tak i v nejdrsnějších povětrnostních podmínkách. Referenční list je k dispozici na vyžádání. $ %% 874 7

8 # 2 -/,/ Důvody pro opravy povrchů vozovek je třeba hledat ve zvyšujícím se stáří silniční sítě a ve zvyšování dopravní zátěže, kterou lze charakterizovat nejen narůstající intenzitou dopravy, ale i zvýšením nápravových tlaků. Takže je pochopitelná poptávka po ekonomických a efektivních metodách opravy silnic. Použití výztužných mříží HaTelit v asfaltových vrstvách představuje velmi efektivní způsob, který oddaluje vznik reflexních trhlin. Více než třicetileté zkušenosti s využitím mřížoviny HaTelit ukazují, že může být dosaženo troj až čtyřnásobného prodloužení životnosti asfaltového povrchu a tím i intervalů oprav. Tyto výsledky platí stejně pro studené, mírné i teplé klimatické pásmo. Asfaltový povrch vyztužený mřížovinou HaTelit slouží po mnoho let bez trhlin, pokud je výztužná mřížovina správně nainstalována. Jestliže bude v budoucnu třeba opravit vyztuženou asfaltovou vrstvu, nebude zapotřebí žádných speciálních opatření. Výztužná mřížovina může být rozemleta a nově získaný asfalt může být znovu použit díky vysoké teplotě tání polyesteru, okolo 250 C. HaTelit C 40/17 je stavební materiál šetrný k životnímu prostředí, který pomáhá šetřit zdroje. 8 $ %% 874

9 / M 28/6:+ 346+: Г p = 0,7 MPa Překryvná vrstva Stávající asfaltové vrstvy E 0 = MPa h 0 = 50, 60, 100 mm E 1 = MPa h 1 = 100, 200, 300 mm Nezpevněná podkladní vrstva E 2 = 300 MPa h 2 = 300 mm Podloží E 3 = 150 MPa Podíl růstu trhlin v asfaltové vrstvě záleží na počtu zatěžovacích cyklů, velikosti vzniklých napětí a na mechanických vlastnostech asfaltu. Poněvadž jsou mechanické vlastnosti asfaltu zlepšeny použitím mřížoviny HaTelit, podíl růstu trhlin je zredukován. Tento fakt je možné jednoznačně prokázat prostřednictvím laboratorních zkoušek vyztužených i nevyztužených vzorků asfaltu. Mechanické vlastnosti testovaných vzorků byli nejprve stanoveny při tříbodových trámečkových zkouškách a poté při využití programu konečných prvků byly zjištěny návrhové křivky pro znázorněný výpočetní model. Počet zatěžovacích cyklů, které jsou potřeba než dojde k propagaci trhliny skrz asfaltovou překryvnou vrstvu, lze přímo odečíst z návrhových křivek. Z porovnání mezi vyztuženou a nevyztuženou asfaltovou překryvnou vrstvou vyplývá, že vyztužená asfaltová vrstva může být zatěžována asi třikrát častěji než dojde k prasknutí asfaltu. Toto je potvrzení, že při použití mřížoviny HaTelit se interval oprav v praxi prodlouží. $ %% 874 9

10 " K rozrolování výztužné mřížoviny lze použít jednoduchého zařízení na bázi tyče prostrčené skrz dutinku role, kterou lze táhnout ať již ručně či pro širší role s použitím vozidla. Při pokládce nejnovějšího typu HaTelit C 40/17 není nutné provádět napínání a jiné drobnosti, jejichž důsledkem je rychlejší a jednodušší pokládka. Provádění vyztužených asfaltových vrstev se řídí běžnými technicko-kvalitativními podmínkami pro asfaltové vrstvy. Avšak je potřeba vzít v úvahu několik speciálních postupů při použití mřížoviny HaTelit. Výztužnou mřížovinu je třeba rozvinout na podklad hladce a bez záhybů. Malá vlnka vzniklá před vlastním finišerem neovlivní funkčnost výztužné mřížoviny. Musí se zajistit, aby spoje vrstev finišeru nesouhlasily se spoji v mřížovině HaTelit. Před aplikací spojovacího postřiku se překontroluje, zda je povrch čistý. Při hutnění vyztužených vrstev by za finišerem měl být použit lehký až středně těžký tandemový válec či válec s gumovými koly. Pro hlavní hutnění je možné použít těžký tandemový válec. Při hutnění vrstvy tenčí než 80 mm může být použití vibračního systému nevýhodou. Všechny pásy mřížoviny se mají překrývat o 15 cm ve směru kolmém na osu komunikace a 25 cm ve směru podélném. Výztužná mřížovina musí být překryta asfaltovou vrstvou o tloušťce přibližně 50 mm. Prosím vyžádejte si návod na instalaci mřížoviny HaTelit před započetím její pokládky na stavbě. 10 $ %% 874

11 & 9 : : :+ 8 HaTelit se v mnoha zemích světa používá po více než 30 let na vyztužování asfaltových vrstev. Stejně jako ostatní geoprodukty firmy HUESKER Synthetic je HaTelit předmětem přísné kontroly kvality, aby byla důsledně zajištěna vysoká kvalita. Nepřetržitý řetěz kontroly kvality začíná u surovin a končí u výsledného výrobku. HUESKER Synthetic je držitelem certifikátu ISO Konstantně vysoká kvalita je zajišťována nejen vnitřní nekompromisní kontrolou, ale i externím dozorem akreditovanou zkušebnou materiálů v souladu s DIN Totožnost dodaného zboží lze zjistit na stavbě prostřednictvím identifikačních nálepek a razítek na rolích mřížoviny HaTelit. HaTelit je registrovaná ochranná známka firmy HUESKER Synthetic GmbH. & Co. KG. $ %%

12 &$ #$ ,-7 897, 0> ! 4 > ! 430 Г, Г : , : /0 ' 7,/3,894: :705:- : $ %% ;0 4;,!7,, 90 1,!,0,890 2, , , ,.