×

Ostrzeżenie

JUser::_load: Nie można załadować danych użytkownika o ID: 878

InfrastrukturaMiesięcznik

Innowacje (11)

piątek, 03 listopad 2017 21:37

Podbudowa – fundament trwałej konstrukcji

Napisane przez
Podbudowa – fundament trwałej konstrukcji

Jarosław Rokita, Grzegorz Schmidt

W konstrukcji nawierzchni warstwa podbudowy pełni niezwykle ważną funkcję – przenosi obciążenia od pojazdów na warstwy leżące poniżej, w szczególności na podłoże gruntowe. Jest ona fundamentem dla górnych warstw nawierzchni, gdyż zapewnia im prawidłowe podparcie oraz komfort pracy. Pomimo jednak tak kluczowego znaczenia dla trwałości całej konstrukcji warstwa ta nierzadko bywa bagatelizowana i przez inwestorów, i przez projektantów.

 

W nomenklaturze technicznej wyróżnia się dwa rodzaje podbudów: zasadniczą i pomocniczą. Jest to dość intuicyjny podział wskazujący na charakter pracy obu warstw. Podbudowę zasadniczą można określić również mianem podbudowy właściwej, gdyż to ona przejmuje zadania stawiane tej warstwie. Natomiast podbudowa pomocnicza to platforma technologiczna służąca do poprawnego wykonania podbudowy zasadniczej, pełni ona również funkcję z pogranicza warstw konstrukcyjnych nawierzchni i ulepszonego podłoża.

Warstwa podbudowy jest tą warstwą w konstrukcji, do której wykonania stosuje się największą paletę rozwiązań technologicznych. W polskich warunkach można wykonać ją z:

- gruntu stabilizowanego spoiwem hydraulicznym;

- mieszanki związanej spoiwem hydraulicznym;

- mieszanki niezwiązanej;

- mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej;

- mieszanki mineralnej z asfaltem spienionym;

- mieszanki mineralno-asfaltowej;

- betonu cementowego.

Ostatnia z technologii obecnie nie jest spotykana na naszych drogach, ale warto zauważyć, że w niektórych przypadkach takie rozwiązanie mogłoby się okazać najefektywniejsze ekonomicznie.

Podbudowy z mieszanek niezwiązanych

Podbudowa z mieszanki niezwiązanej jest popularnym rozwiązaniem na polskich drogach – zarówno w przypadku konstrukcji podatnych, jak i sztywnych. Niestety, istnieje kilka ograniczeń w efektywnym stosowaniu tej technologii. Jednym z nich jest marginalizowanie znaczenia warstwy podbudowy z mieszanki niezwiązanej w całej konstrukcji i tym samym przyzwolenie na wykonywanie jej w sposób sprzeczny z zasadami wiedzy technicznej. Na szczęście świadomość i kultura techniczna wśród osób odpowiedzialnych za budowę dróg stale wzrasta, dzięki czemu przypadki takiego podejścia stają się coraz rzadsze.

Innym podejściem, skrajnie różnym od przedstawionego powyżej, ale także niekorzystnym społecznie, jest określanie wymagań dla materiałów używanych do warstwy z mieszanki niezwiązanej nieadekwatnych do jej funkcji w konstrukcji. Stawianie wymagań znacznie przekraczających potrzeby danego elementu niesie za sobą dużo wyższe koszty jego wykonania, a wcale nie przekłada się na wzrost jego trwałości. Jedną z przyczyn takiego nieracjonalnego podejścia jest dość chaotyczny system dokumentów technicznych określających właściwości materiałów i zasady wykonania warstw z mieszanki niezwiązanej. W systemie tym występuje m.in. norma PN-S 06102 z 1997 r., która ma status normy aktualnej. Jednocześnie, dostosowując system normalizacji do wspólnego rynku europejskiego, przyjęto do zbioru normy: PN-EN 13242 Kruszywa do niezwiązanych i związanych hydraulicznie materiałów stosowanych w obiektach budowlanych i budownictwie drogowym oraz PN-EN 13285 Mieszanki niezwiązane – Specyfikacja. Obie te normy europejskie są sprzeczne z normą PN-S 06102 w zakresie wymagań stawianych materiałom do podbudowy z kruszywa oraz metodom ich oceny. Należy podkreślić, że powoływanie się na polską normę z 1997 r. stoi w sprzeczności z przepisami w zakresie zamówień publicznych, które wyraźnie dają pierwszeństwo normom europejskim. W listopadzie 2010 r. zostało ogłoszone zarządzenie Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad, które wprowadza dokument Mieszanki niezwiązane do dróg krajowych – WT-4 2010 – Wymagania Techniczne. I mimo że nie jest on doskonały, to jednak ułatwił inwestorom i inżynierom drogowym stosowanie wprowadzonych norm europejskich. WT-4 określa wymagania, jakie muszą spełniać kruszywa do mieszanek związanych, a także same mieszanki przeznaczone na warstwę podbudowy (zasadniczej i pomocniczej), warstwę ulepszonego podłoża oraz na warstwę nawierzchniową z kruszywa niezwiązanego. Należy tu zwrócić uwagę, że w przypadku warstwy ulepszonego podłoża WT-4 stoi w sprzeczności z ujednoliconym nazewnictwem wprowadzonym przez nowe katalogi typowych konstrukcji, ponieważ klasyfikuje warstwę mrozoochronną do ulepszonego podłoża, a nie jak katalogi do warstw konstrukcji nawierzchni.

Mieszanki niezwiązane według WT-4

W zakresie wymagań dla kruszyw do mieszanek niezwiązanych Wymagania Techniczne określają minimalne poziomy takich właściwości jak: kategoria uziarnienia, kształt ziaren, zawartość ziaren przekruszonych, odporność na rozdrabnianie oraz mrozoodporność. Dwa ostatnie parametry są weryfikowane nie tylko na składnikach mieszanki, ale i na samej mieszance. W zakresie wymagań dla mieszanek niezwiązanych dodatkowo sprawdza się zawartość w niej nadziarna oraz pyłów, wykonuje badania wskaźnika piaskowego, kalifornijskiego wskaźnika nośności CBR oraz opcjonalnie wskaźnika wodoprzepuszczalności. Precyzyjne wymagania stawiane są również uziarnieniu mieszanki, w tym jego jednorodności i ciągłości. Ze wskazanych parametrów na szczególną uwagę zasługują: wskaźnik piaskowy, mrozoodporność, wodoprzepuszczalność oraz wskaźnik CBR.

Badanie wskaźnika piaskowego jest w WT-4 określone jako badanie odporności mieszanki na działanie mrozu. Nie należy jednak mylić go z mrozoodpornością kruszywa. Wskaźnik piaskowy służy do oceny szkodliwości pyłów zawartych w mieszance, a tym samym pośrednio do oceny wysadzinowości użytego materiału. Niektóre pyły zawarte w mieszance mogą zatrzymywać wodę i pęcznieć, prowadząc do destrukcji nawierzchni.

Wodoprzepuszczalność to zdolność warstwy do pracy w charakterze warstwy filtracyjnej służącej do odprowadzenia wody z konstrukcji. Należy podkreślić, że stawianie takich wymagań każdej warstwie jest nieracjonalne, a nawet szkodliwe. Przepuszczalność warstwy nie idzie w parze z jej właściwościami mechanicznymi, więc powinna być definiowana wyłącznie do warstw, które muszą pełnić to specyficzne zadanie w konstrukcji.

Kalifornijski wskaźnik nośności CBR określa właściwości mechaniczne zagęszczonej mieszanki i w sposób laboratoryjny pozwala oszacować, jaką nośność może zapewnić mieszanka w poprawnie wykonanej warstwie na drodze. W WT-4 określono, że badanie wskaźnika CBR należy wykonać w mieszance zagęszczonej do wskaźnika IS = 1,0. Jest to pewnego rodzaju niekonsekwencja, gdyż określenie to nawiązuje do norm PN-S 06102 oraz PN-B 04481 i określa energię zagęszczania próbki. Żadna z powyższych norm nie jest przywołana w Wymaganiach Technicznych i zrozumienie tej analogii wymaga doświadczenia oraz wiedzy inżynierskiej. Wątpliwości może również budzić konieczność określenia stałej wartości energii zagęszczania próbki. Nie pozwala to wykonawcy na elastyczność w kształtowaniu właściwości materiału. Lepiej byłoby pozwolić wykonawcy na dobór właściwego poziomu energii zagęszczania, która odpowiadałaby energii stosowanej na budowie.

Mrozoodporność kruszywa określa jego odporność na wielokrotne cykle zamrażania i rozmrażania w obecności wody. W polskim klimacie to podstawowa właściwość określająca trwałość materiałów budowlanych. Jednak i tu, jak w każdym przypadku, należy zachować zdrowy rozsądek. WT-4 najsurowsze wymagania stawia mieszankom do warstwy podbudowy zasadniczej (kategoria F4). Z uwagi na specyfikę pracy tej warstwy jest to jak najbardziej zasadne. Należy pamiętać, że podbudowa zlokalizowana jest w głębi konstrukcji, osłonięta przed gwałtownymi zmianami temperatury, a także chroniona przed intensywnym dostępem wody przez szczelne warstwy leżące powyżej. Stawianie wyższych wymagań mieszankom w tym zakresie jest nieracjonalne i generuje niepotrzebne koszty inwestycyjne, nie poprawia przy tym w sposób istotny trwałości warstwy. Takie podejście stoi także często w sprzeczności z zasadami zrównoważonego rozwoju, ponieważ utrudnia wykonawcom korzystanie z materiałów znajdujących się w zasobach lokalnych.

Wykonanie podbudów z mieszanek niezwiązanych

Dokument WT-4 2010 – Wymagania Techniczne określa wyłącznie wymagane właściwości materiałów do warstw z mieszanek niezwiązanych, nie określa natomiast wymagań dla samego wykonawstwa warstw podbudowy. A przecież nawet najlepsze materiały nie gwarantują wysokiej jakości konstrukcji. Do osiągnięcia sukcesu potrzeba jeszcze poprawnie wykonanych robót. W systemie dokumentów technicznych brakuje nowych wytycznych w zakresie wykonywania warstw z mieszanek niezwiązanych. Z tego powodu ważnym dokumentem jest nadal PN-S 06102 Drogi samochodowe – Podbudowy z kruszyw stabilizowanych mechanicznie. Tak jak jednak zostało wspomniane wcześniej, norma ta jest niespójna z nowymi normami europejskimi. Z tego powodu korzystanie z jej postanowień powinno zostać ograniczone do stosowania tylko zapisów dotyczących wykonania robót, a nie stosowanych materiałów. Dodatkowo do wszystkich postanowień należy podchodzić krytycznie, mając na uwadze, że odnoszą się one do metod badawczych zmodyfikowanych w ramach wprowadzania norm PN-EN.

Podstawowym parametrem pozwalającym na ocenę jakości wykonanej warstwy podbudowy z mieszanki niezwiązanej jest zagęszczenie warstwy. Sprawdza się je za pomocą wskaźnika zagęszczenia IS.
Wskaźnik ten określa stosunek gęstości szkieletu w wykonanej warstwie do maksymalnej gęstości szkieletu wyznaczonej laboratoryjnie. Mimo że norma określa tylko minimalną wartość wskaźnika IS, należy mieć na uwadze, że znaczne przegęszczenie warstwy może wpływać na inne właściwości, które na etapie prac w laboratorium były określane dla gęstości odpowiadającej IS = 1,0. Tym samym właściwości warstwy będą odbiegać od tych ustalonych w laboratorium.

Pomiarem pośrednim zagęszczenia może być pomiar wskaźnika odkształcenia IO, obliczany przy oznaczeniu modułów odkształcenia podbudowy, wtórnego i pierwotnego, przez statyczne obciążenia płytą. Wskaźnik odkształcenia jest stosunkiem modułu wtórnego E2 do pierwotnego E1. Obciążenie płytą pozwala również na weryfikację osiągniętej nośności na poziomie warstwy w stosunku do założeń projektowych (na poziomie warstwy, tzn. z uwzględnieniem również nośności warstw poniżej). Znaczne rozbieżności w zakresie osiągniętej nośności, zarówno na plus, jak i na minus, są podstawą do weryfikacji poprawności przyjętych rozwiązań projektowych dotyczących konstrukcji nawierzchni.

Ważnym, choć niekiedy pomijanym parametrem wbudowywanej mieszanki jest jej wilgotność. Parametr ten ma duże znaczenie dla procesu zagęszczania, ponieważ zagęszczanie mieszanki w wilgotności odbiegającej istotnie od wilgotności optymalnej może nawet uniemożliwić osiągnięcie wymaganego zagęszczenia.

Należy również pamiętać o parametrach geometrycznych, takich jak: równość i szerokość. Ich niedotrzymanie skutecznie utrudni bowiem wykonanie kolejnych warstw, co w konsekwencji obniży jakość całego pakietu.

Zadowalający efekt

Poprawny, a zarazem racjonalny dobór materiałów do warstwy podbudowy z mieszanki niezwiązanej oraz ich staranne wbudowanie na placu budowy są istotnym elementem zapewnienia odpowiedniej trwałości całej konstrukcji. Podbudowa z kruszywa jest równie ważnym ogniwem efektywnego kształtowania trwałej konstrukcji, jak choćby warstwy asfaltowe. Staranność w projektowaniu i wykonywaniu tego elementu konstrukcji jest oznaką odpowiedzialności osób uczestniczących w procesie inwestycyjnym przy budowie dróg oraz świadectwem wysokiej kultury technicznej w polskim drogownictwie.   

 

Literatura:

Mieszanki niezwiązane do dróg krajowych – WT-4 2010 – Wymagania Techniczne.

PN-EN 13242 Kruszywa do niezwiązanych i związanych hydraulicznie materiałów stosowanych w obiektach budowlanych i budownictwie drogowym.

PN-EN 13285 Mieszanki niezwiązane – Specyfikacja.

PN-S 06102 Drogi samochodowe – Podbudowy z kruszyw stabilizowanych mechanicznie.

PN-B 04481 Grunty budowlane – Badania próbek gruntu.

poniedziałek, 07 listopad 2016 06:53

Szklane złoto

Napisane przez
Szklane złoto

Działająca od 1993 roku holenderska firma Van Wylick, która dała się poznać jako lider w dziedzinie punktowych elementów odblaskowych, w tym roku rozszerzyła działalność o rynek polski. Z CHRISEM VAN WYLICK, właścicielem firmy, rozmawia Katarzyna Krupa.

 

Czy można powiedzieć, że jest Pan wizjonerem?

Poniekąd tak, od początku bowiem wierzyłem w potencjał szklanych elementów odblaskowych.

Dlatego właśnie zainteresował się Pan polskim rynkiem?

Prowadzę małą firmę rodzinną Van Wylick, w której wspierają mnie syn Victor oraz córka Lisette. Stawiamy na wysokie standardy, dlatego też cieszymy się znakomitą renomą i w Holandii osiągnęliśmy pozycję lidera w swojej branży. Teraz naszą wiedzą chcemy się podzielić z polskimi klientami. Dostrzegamy, jak wasz kraj się rozrasta pod względem infrastruktury drogowej i jak dużo uwagi poświęca się w Polsce kwestii bezpieczeństwa ruchu drogowego.

To prawda, choć mamy jeszcze wiele do zrobienia w tym zakresie…

Wykorzystując nasze produkty, można nie tylko poprawić bezpieczeństwo, ale i zadbać o ochronę środowiska.

Czy mogę prosić o więcej szczegółów?

Oczywiście, mam na myśli redukcję emisji dwutlenku węgla, ale o tym za chwilę.

Największą zaletą stosowania punktowych elementów odblaskowych jest polepszenie widoczności na drogach. Ma to znaczenie w nocy, podczas opadów deszczu, gdy nawierzchnia jest mokra, ale też przy ostrym świetle słonecznym. Krótko mówiąc, odblaski stanowią najprostszy i najbardziej efektywny sposób, by podnieść widoczność na drogach. Wielu inwestorów zainteresowało się takim rozwiązaniem, ale niestety zdecydowali się na elementy odblaskowe wykonane z tworzywa syntetycznego.

Jaka jest różnica między szklanymi punktami odblaskowymi a wykonanymi z tworzywa sztucznego?

Nasze produkty – LUX, czyli szklane punktowe elementy odblaskowe – są wykonane z bardzo wytrzymałego szkła hartowanego. Dzięki temu, że wytrzymują nacisk punktowy rzędu 80 t i montuje się je w nawierzchni drogi, są praktycznie niezniszczalne. Mało tego, są tańszą i zrównoważoną alternatywą dla elementów z tworzyw sztucznych, które są montowane na nawierzchni, przez co mogą być łatwo z niej strącane. I teraz powrócę do wątku o obniżeniu emisji CO2. Wiadomo, że latarnie drogowe są niezwykle energożerne, a proces wytwarzania prądu w Polsce oparty jest na wysokoemisyjnej energetyce węglowej. Stosując nasze szklane punktowe elementy odblaskowe, można poprawić widoczność poprzez instalowanie mniejszej liczby latarni lub obniżenie natężenia ich światła. No i jak tu nie nazywać LUX-ów szklanym złotem?

Przed nami zima. Jak zachowują się LUX-y przy kontakcie z pługiem odśnieżnym?

Uspokajam, żaden pług śnieżny im niestraszny. Nie wymagają także konserwacji. Można je stosować zarówno na nawierzchniach betonowych, jak i asfaltowych. Posiadają certyfikaty
CE EN 1463-1 oraz CE EN 1463-2.

Nasuwa się więc pytanie: skoro zalet szklanych punktowych elementów odblaskowych jest tak wiele, dlaczego w większości wybierane są te z tworzywa sztucznego?

Powodów jest wiele. Przede wszystkim zbyt niska jeszcze świadomość w branży. Ten sam proces przeszliśmy już w Holandii i Belgii. Niestety, sprawy nie ułatwiają producenci niskiej jakości szklanych punktowych elementów odblaskowych, które są tańsze i prostsze w montażu – szybko jednak wykruszają się z drogi lub są miażdżone przez przejeżdżające samochody. Tymczasem nasz produkt, aby spełniał swoją rolę i był trwały, musi zostać zamontowany za pomocą specjalistycznej maszyny i przy użyciu wysokiej jakości kleju dwuskładnikowego. Co ważne, nigdy nie używamy do tego masy bitumicznej. Jeśli przestrzega się wszystkich tych zasad, szklane punktowe elementy odblaskowe mogą służyć latami. I mają szansę zrewolucjonizować polski rynek.

Zapytam przewrotnie, dlaczego właśnie firma Van Wylick powinna być naszym partnerem inwestycyjnym?

Odpowiedź jest prosta: mamy najlepszej jakości produkt na rynku światowym. Jestem twórcą maszyny, która umożliwia montaż nawet 800 sztuk elementów w jeden dzień, oczywiście w zależności od warunków pogodowych. To zawrotne tempo. Wiemy też, jak wysokim kosztem społecznym są zatory na drogach spowodowane remontami – dzięki naszej firmie można je ograniczyć do minimum. Specjalizujemy się zarówno w produkcji, jak i w montażu szklanych elementów odblaskowych, bardzo dużą wagę przywiązujemy również do obsługi każdego klienta – dzięki temu odnieśliśmy sukces w Holandii i mamy nadzieję kontynuować go także w Polsce.

Jakie działania podejmuje Pańska firma, by wejść na polski rynek?

Podstawą jest oczywiście komunikacja. Zatrudniliśmy w naszej firmie osobę posługującą się pięknym, ale jakże trudnym językiem polskim – odpowiada ona za rozszerzenie naszych kontaktów. Ponadto uczestniczymy w konferencjach organizowanych przez Polski Kongresowej Drogowy. Zarówno same produkty, jak i maszyna do ich montażu, zostały przyjęte w branży z wielkim zainteresowaniem. Przeprowadziliśmy też projekt pilotażowy w Chorzowie, który został pozytywnie oceniony i przez rządzących, i przez pracowników.

Dziękuję za rozmowę. 

 

Dodatkowe informacje:

Monika Tomala
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
www.wylick.pl

poniedziałek, 23 maj 2016 10:40

Kruszywa do warstw ścieralnych nawierzchni

Napisane przez
Kruszywa do warstw ścieralnych nawierzchni

Kruszywo przeznaczone do warstw ścieralnych nawierzchni drogowych powinno cechować się kilkoma właściwościami. Podstawowe wymagania dotyczą odporności na rozdrabnianie (LA), trwałości (mrozoodporność), przyczepności do bitumów oraz odporności na polerowanie (PSV). Dodatkowo od kruszyw używanych do budowy nawierzchni jasnych lub rozjaśnianych wymaga się odpowiedniej barwy (wskaźnik luminancji), która ma być jednym z czynników gwarantujących bezpieczeństwo w warunkach ograniczonego oświetlenia lub występowania wilgoci i opadów.
Zgodnie z zaleceniami jasne kruszywa należy stosować w miejscach szczególnie niebezpiecznych (przejścia dla pieszych, skrzyżowania, tunele).

poniedziałek, 23 maj 2016 10:38

Wyścig z czasem

Napisane przez
Wyścig z czasem

Z podajnikami samobieżnymi w Polsce jest jak z yeti: wielu o nich słyszało, ale tak naprawdę mało kto je widział.

poniedziałek, 23 maj 2016 10:24

WMA – lepiszcze na miarę potrzeb

Napisane przez
WMA – lepiszcze na miarę potrzeb

Pierwsze próby zastosowania mieszanek na ciepło miały miejsce w 1995 r., a w latach 1997–1999 pojawiły się pierwsze nawierzchnie wykonane w technologii WAM Foam. Z początkiem XXI w. technologia zadebiutowała w Niemczech i we Francji, największe powodzenie zdobyła jednak w Stanach Zjednoczonych. Od 2004 r. udział mieszanek na ciepło wzrósł tam do ponad 30 proc. Polska także nie pozostaje w tyle i coraz więcej odcinków dróg buduje w tej technologii.

Asfalty wysokomodyfikowane polimerami ORBITON HiMA

Kilkuletnie prace badawcze Działu Technologii, Badań i Rozwoju spółki ORLEN Asfalt nad opracowaniem i wdrożeniem do produkcji nowej grupy lepiszczy – asfaltów wysokomodyfikowanych polimerami – zakończyły się w 2013 r. wykonaniem odcinka doświadczalnego. Był to pierwszy odcinek tego typu nawierzchni w Polsce i piąty w Europie.

poniedziałek, 23 maj 2016 10:04

Nowości w technologii slurry seal

Napisane przez
Nowości w technologii slurry seal

W dniach 2–4 marca br. w Hotelu Jaskółka w Ustroniu odbyła się XIV Konferencja „Emulsje asfaltowe w drogownictwie”. Jak co roku zgromadziła ona producentów emulsji asfaltowych oraz wykonawców technologii emulsyjnych z Polski, Niemiec i Francji.

poniedziałek, 23 maj 2016 10:01

O Mobilnym Systemie Oceny Stanu Nawierzchni

Napisane przez
O Mobilnym Systemie Oceny Stanu Nawierzchni

O bezpieczeństwie ruchu drogowego decyduje wiele czynników: odpowiednia geometria dróg, urządzenia BRD, prawidłowe połączenie ruchu pojazdów mechanicznych, pieszych i rowerzystów, wreszcie jakość infrastruktury drogowej, a zwłaszcza stan nawierzchni.

Mieszanki mineralno-asfaltowe z perspektywy inżynierii wartości

Inżynieria wartości określana jest jako proces analizowania funkcji danego produktu w celu poszukiwania alternatywnych rozwiązań oraz eliminacji zbędnych kosztów przy równoczesnej poprawie jakości i funkcjonalności tego produktu[1]. Chcąc zastosować zasady inżynierii wartości w praktyce podczas projektowania oraz budowy nawierzchni asfaltowych, należy odejść od dotychczasowych metod i przyzwyczajeń i otworzyć się na poszukiwanie rozwiązań innowacyjnych i niestandardowych.

czwartek, 10 grudzień 2015 00:00

Gruntowne wzmocnienie

Napisane przez
Gruntowne wzmocnienie

Często się zdarza, że nośność podłoża gruntowego nie jest wystarczająca i wymaga wzmocnienia. Czasami warunki gruntowe nie pozwalają nawet na wjazd ciężkiego sprzętu na plac budowy. Trzeba wówczas doprowadzić grunt do wymaganej nośności, a jednym ze sposobów na to jest zastosowanie nowoczesnych spoiw hydraulicznych.

Strona 1 z 2

Logowanie