Download (PDF, 4.86MB)

1

: . ,

-

8:

Kolovozna konstrukcija (1)

Kolovozna konstrukcija je deo puta po kom se odvija saobraaj, a slui da omogui bezbedno, udobno i ekonomino kretanje vozila u predvienom periodu eksploatacije.

Da bi se to ispunilo, potrebno je da kolovozna konstrukcija zadovolji sledee uslove:

da je dovoljno otporna na uticaje pokretnog optereenja i da obezbedi prenoenje optereenja na posteljicu i tlo u osnovi (podtlo)

da je upotrebljiva za saobraaj u svim vremenskim uslovima

da povrinske karakteristike kolovoza, pre svega ravnost i hrapavost, obezbede ugodnu i bezbednu vonju

da obezbedi projektovani vek trajanja (odnosno predvieni broj prolaza standardnih osovina), uz jednostavno odravanje i prihvatljive trokove.

Doc. dr Bojan Mati, dig 2

Karakteristini elementi poprenog profila puta



Gornji stroj puta: kolovozna konstrukcija sa ivinim trakama, ivnjacima, trakama za zaustavljanje vozila, bankinama, rigolama i sl. - sve to se nalazi iznad povrine posteljice.

Donji stroj puta: svi vetaki objekti - nasip do povrine posteljice, delovi puta u useku, galerije, mostovi, tuneli i dr.

Osnovne vrste savremenih kolovoznih konstrukcija

Konstrukcije sa asfaltnim zastorom

Konstrukcije sa cementno betonskim zastorom

Konstrukcije sa zastorom od kamene kocke ili betonskih prefabrikovanih elemenata



Struktura kolovozne konstrukcije (1)

Tipian sastav fleksibilne, krute i kolovozne konstrukcije sa zastorom od sitne kamene

kocke 5

prema funkciji: na primer: kolovozni zastor, nosei sloj (gornji, donji) ili podloga (gornja, donja); osnovni sloj (obino podrazumeva donji nosei sloj, odnosno donju podlogu) (ili tamponski sloj)

prema materijalu od koga se gradi: asfaltni beton, bituminizirani habajui nosei sloj (BHNS), bituminizirani nosei sloj (BNS), donji bituminizirani nosei sloj (DBNS), nosei sloj od drobljenog kamena (DK), cementna ili bitumenska stabilizacija itd.



TIPOVI KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA

Osnovni tipovi kolovoznih konstrukcija

Zemljani putevi

Makadamski ili tucaniki kolovozi

Kolovozne konstrukcije sa zastorom od kamene kocke, prizmi ili ploa

Savremene kolovozne konstrukcije

Fleksibilne kolovozne konstrukcije

Krute kolovozne konstrukcije

Polukrute kolovozne konstrukcije



Primeri kolovoznih konstrukcija (1)


Primeri kolovoznih konstrukcija (2)

Savremene kolovozne konstrukcije (1)



Savremene kolovozne konstrukcije (2)

Vrste i debljine pojedinih slojeva moraju biti tako odabrane da se merodavno optereenje od toka na nivou posteljice (Pp), rasporedi na dovoljno veliku povrinu, tako da njegov intenzitet ne bude vei od dozvoljenog (za konkretni materijal u posteljici).

Dozvoljenom veliinom optereenja koje deluje na posteljicu, smatra se vertikalni napon koji nee izazvati trajne deformacije nedozvoljene veliine, ni posle velikog broja ponavljanja, a taj uslov se definie na osnovu merodavnog saobraajnog optereenja i utvrivanjem zakona zamora za materijal posteljice.

Pojedini slojevi moraju imati dovolju otpornost na napone i deformacije koji se u njima javljaju, to znai da e bez znaajnijih posledica izdrati zadati broj ciklusa merodavnog optereenja (podrazumeva se da svaki od njih lei na podlozi odgovarajue krutosti).


Osnovni zahtevi za projektovanje kolovozne konstrukcije (1)

Polukrute kolovozne konstrukcije se pojavljuju u praksi kao prelazni model.

Kod njih je jedan od noseih slojeva stabilizovan hidraulikim vezivom, to mu daje veliki modul elastinosti, ali manji nego kod betonskih ploa.

U naoj praksi se ovakav sloj naziva stabilizacija a najee se izrauje od dobro zbijene meavine prirodnog peskovito-ljunkovitog materijala i cementa (cementna stabilizacija - sa oko 3 do 5 teinskih procenata cementa).

Dodavanjem drobljenog kamena u meavinu, postiu se vei moduli i vrstoe.


Polukrute kolovozne konstrukcije (1)

Cementom se mogu stabilizovati mnogi prirodni, drobljeni ili reciklirani materijali, kao to su meavine ljunka, peska, gline, pepeo i ljaka iz termoelektrana i eliana, otpadni kameni materijal iz kamenoloma itd.

Danas je posebno aktuelna stabilizacija starih kolovoza izgraenih od vezanih ili nevezanih granularnih materijala.

Usitnjavanjem na licu mesta, dodatkom potrebne koliine cementa (a po potrebi i drugih materijala) i ponovnim ugraivanjem, dobija se odlian stabilizovan sloj i postiu se velike utede (pre svega zato to se obino preko 90% materijala nalazi i obrauje na licu mesta).

Po potrebi se preko ovako obraenog sloja dodaju i novi slojevi.



Kod nas su dosta graene kolovozne konstrukcije sa slojem cementne stabilizacije kao noseim slojem.

Ta praksa je naroito bila zastupljena tokom sedemdesetih i osamdesetih godina prolog veka.

Tako je, na primer, prva kolovozna traka autoputa N.Sad Beograd (prva faza poluautoput), graena sa donjim noseim slojem od cementom stabilizovanog peskovitog ljunka.

Projektovana (i izvedena) kolovozna konstrukcija imala je sledei sastav:

Habajui sloj (AB) 4 cm

Vezni sloj (AB) 5 cm BNS II 7 cm BNS I 7 cm Stabilizacija cementom 20 cm Peskoviti ljunak (moravac) 25 cm



Tipina oteenja polukrutog kolovoza (1)


Osnove i vrste fleksibilnih kolovoza (1)

Fleksibilni kolovozi se tako nazivaju zato to se itava kolovozna konstrukcija elastino ugiba pod optereenjem.

Taj ugib nazivamo defleksijom, a njena vrednost je kod neoteenih asfaltnih kolovoza, pri dejstvu standardnog osovinskog optereenja od 82 kN, reda veliine od 0,1 do 0,5 mm, zavisno od debljine i krutosti pojedinih slojeva.

Fleksibilna kolovozna konstrukcija se projektuje kao vieslojan sistem. Svaki sloj prihvata optereenje sloja iznad, rasporeuje ga na veu povrinu i prenosi na sloj ispod.


Slojevi koji se nalaze u donjoj zoni kolovozne konstrukcije, samim tim imaju manje optereenje (u vidu sile po jedinici povrine).

Da bi se najbolje iskoristile prednosti ovih kolovoza, slojevi razliitih materijala su obino poreani po opadajuem redosledu u pogledu nosivosti, tako da je materijal sa najveom nosivou (ujedno i najskuplji) na vrhu, a materijal sa najmanjom nosivou (i najjeftiniji) na dnu.


Osnove i vrste fleksibilnih kolovoza (2)

Povrinskog sloja zastora, koji je u neposrednom kontaktu sa optereenim tokom i izloen je direktnom dejstvu svih ambijentalnih uticaja.

Gornjeg noseeg sloja. Ovaj sloj (ili slojevi) je odmah ispod asfaltnog zastora i obino se sastoji od drobljenog agregata povezanog bitumenom ili samo mehaniki stabilizovanog.

Donjeg noseeg sloja. Ovo je sloj (ili slojevi) ispod gornjeg noseeg sloja, nije uvek neophodan (na primer, u sluaju posteljice u stenskom materijalu, zamenjuje ga izravnavajui sloj od kamene sitnei).

Tipina fleksibilna kolovozna konstrukcija (1)


Primer reenja fleksibine kolovozne konstrukcije iz Idejnog projekta

autoputa Beograd Juni Jadran, deonica Prijevor Luane

(Saobraajni institut CIP, 2006.)



Kolovozni zastor je povrinski sloj koji je u kontaktu sa saobraajem i obino se izrauje od materijala najvieg kvaliteta.

On obezbeuje povrinske karakteristike kao to su trenje, ravnost, kontrolu buke i zatitu od atmosferskih padavina. Kolovozni zastor se ponekad deli na dva sloja: habajui sloj i vezni sloj.

Habajui sloj je obino od asfalt betona (AB), velike je krutosti i otporan na habanje, ima veliku gustinu i ne proputa vodu (osim ako se primenjuje drenani asfalt).



Habajui sloj

Pravilno osmiljen program za odravanje trebalo bi da omogui uvid u istroenost habajueg sloja dok se jo uvek moe zatititi od daljeg propadanja.

Na taj nain, primenom preventivnih mera, habajui sloj moe biti obnovljen pre nego to se oteenja proire na donje nosee slojeve.



Habajui sloj U naoj praksi su debljine habajueg sloja od AB uglavnom izmeu

4 i 7 cm. U novije vrema se koriste i skeletne meavine sa bitumenskim

mastiksom koje su otpornije na deformacije i mogu se ugraivati u manjim debljinama (2,5 do 4 cm).

Iznimno, kod vrlo lakog optereenja se moe koristiti

bituminizirani habajui nosei sloj (BHNS) od meavine koja je jeftinija i manje zahtevna u odnosu na AB.



Vezni sloj je neposredno ispod habajueg sloja i ima ulogu da povea nosivost u gornjem delu kolovozne konstrukcije, tako to e raspodeliti, jo uvek dosta koncentrisano optereenje, na veu povrinu.

Izrauje se od asfalt betona, kod koga su kriterijumi kvaliteta nii nego kod habajueg sloja.

Danas se dosta retko koristi, ali je do pre dve decenije redovno primenjivan kod teko optereenih puteva, tako da veina naih magistralnih puteva, graenih 1970-ih i 80-ih ima zastor od 4 do 5 cm veznog + 4 cm habajueg sloja.

Primer za to je stara kolovozna traka (desna) poluautoputa Subotica N. Sad Beograd.



Gornji nosei sloj

Gornji nosei sloj je odmah ispod zastora i stoga je koncentracija optereenja dosta velika, pa je potrebno da ima

odgovarajui kvalitet.

Njegova glavna funkcija je da obezbedi dodatnu raspodelu optereenja i time smanji silu po jedinici povrine donjeg

noseeg sloja.

Takoe ima svoju funkciju u poboljanju odvodnjavanja i zatiti od dejstva mraza.



Gornji nosei sloj se obino sastoji od:

1. Drobljenog kamenog agregata. Ovo je klasian GNS, izraen od dobro granulisanog i kvalitetnog drobljenog kamena, otpornog na vlagu i mraz.

2. Bituminizirani nosei sloj (BNS) asfalt slian asfalt betonu, ali sa manje otrim zahtevima kvaliteta pojedinih materijala i gotove meavine. Moe sadrati i manji deo prirodnog peskovitog ljunka, ali samo za lako saobraajno optereenje.

vakvi GNS se obavezno koriste u situacijama gde je neohodna velika nosivost, tj. kada je kolovoz optereen tekim saobraajnim optereenjem.



Donji nosei sloj (DNS)

DNS je izmeu gornjeg noseeg sloja i posteljice. Pre svega slui kao nosei sloj kolovozne konstrukcije, ija je uloga velikim delom u ojaanju nedovoljno nosive posteljice, pa je njegova debljina i izbor vrste materijala u uskoj vezi sa kvalitetom posteljice (pored saobraajnog optereenja).

Pored zahteva da se formira dobra, nosiva podloga za GNS, uloga DNS je i da:

1. smanji prodor materijala posteljice u kolovoznu konstrukciju

2. pobolja odvodnjavanje

3. smanji uticaj smrzavanja

4. obezbedi platformu za rad




DNS se sastoji od materijala loijeg kvaliteta od onog u gornjem noseem sloju, ali boljeg od zemljita posteljice.

Ovaj sloj nije uvek neophodan - na primer, za kolovoz izgraen na veoma kvalitetnoj, krutoj posteljici (na primer u steni), nee biti potrebno poboljanje nosivosti i drugih karakteristika posteljice koje se postie ugradnjom donjeg noseeg sloja, tako da DNS moe biti izostavljen ili zamenjen tanjim izravnavajuim slojem (to je obino sluaj kod posteljice u steni).




Na suprot tome, kolovoz koji se gradi na nekvalitetnom zemljitu poput gline ili praine sklone bubrenju ili vrlo osetljive na smrzavanje, zahteva dodatna ispitivanja i poboljanje karakteristika podloge.

U takvom sluaju donji sloj mora biti od odgovarajueg materijala i mora imati odgovarajuu debljinu, a po potrebi se i deo posteljice posebno stabilizuje ili zamenjuje kvalitetnijim materijalom, do potrebne dubine (nakon dodatnog iskopavanja).



Distribucija optereenja na

posteljicu u sluaju deblje i

tanke kolovozne

konstrukcije (sa i bez DNS)

Dispozicija optereenja od

udvojenog toka i

superpozicija napona

32

Distribucija optereenja

Tipovi fleksibilnih kolovoza (1)

Tipovi asfalta se meusobno razlikuju uglavnom po

sastavu, vrsti i kvalitetu materijala u asfaltnoh meavini:

veliini maksimalnog zrna agregata,

granulometrijskom sastavu i kvalitetu agregata kao i

po vrsti i koliini veziva u asfaltnoj meavini.



Osnovna tri tipa su:

1. Guste asfaltne meavine. Najee ih klasifikujemo kao asfaltni beton - AB i bituminizirani agregat - BNS, DBNS, BHNS.

2. Skeletna asfaltna meavina. I ako je relativno nova, dosta se koristi kao povrinski sloj koji moe godinama da podnosi optereenja od saobraaja velikog intenziteta.

3. Porozna asfaltna meavina. Porozne asfaltne meavine (drenani asfalt) se obino koriste za habajui sloj ili (ree) za donje slojeve za drenau, zbog prednosti koje donosi njihova poroznost smanjuju mogunost pojave akvaplaninga i utiu na smanjenje buke.


Guste asfaltne meavine

Guste asfaltne meavine se proizvode po vruem postupku,

korienjem dobro granulisane mineralne meavine - esto se

opisuju kao zatvorene mineralne meavine, kontinualne

granulacije, sa malim procentom upljina.

Namenjene su za iroku upotrebu u povrinskim i noseim

slojevima kolovozne konstrukcije. Kada se proizvedu i ugrade na

pravi nain, ovakve meavine su relativno vodonepropusne.



Guste asfaltne meavine Guste asfaltne meavine se uglavnom opisuju preko nominalne

maksimalne veliine agregata, kao na primer AB 11, AB 16. gde AB oznaava asfalt beton a brojka maksimalnu

veliinu zrna u milimetrima, ili BNS 16, BNS 22, BNS 32, gde BNS oznaava bituminizirani nosei sloj, tj asfaltnu meavinu

za nosee slojeve, koja se od afaltnog betona razlikuje uglavnom po slobodnijem granulometrijskom sastavu i kvalitetu materijala, to daje neto slabije mehanike karakteristike nego to ih ima asfaltni beton.



Guste asfaltne meavine

Guste asfaltne meavine se dalje mogu klasifikovati kao

finozrne (sitnozrne) ili grubozrne. Finozrne smee imaju vie

sitnih estica veliine zrna peska.



Guste asfaltne meavine Guste asfaltne smee su pogodne za ugradnju u sve slojeve

kolovoza i za sve uslove saobraaja.

Koriste se u novogradnji - za izradu noseih ili habajuih slojeva; obezbeuju nosivost, trenje, vodonepropustljivost; omoguuju dobru nivelaciju a koriste se takoe za popravke i pojaanja postojeih kolovoza.

Guste asfaltne meavine se projektuju po Maralovoj metodi

(kod nas najvie primenjivana), Superpave metodi ili Hvimovoj metodi (koristi se uglavnom u SAD)



Primeri graninog pojasa granulometrijskog sastava


Skeletna asfaltna meavina (SMA)

Skeletna asfaltna meavina je napravljena da povea otpornost na deformacije i povea svoje mehanike osobine pomou ukljetenja kamen-na-kamen.

Sva zrna agregata su u meusobnom kontaktu, pa otpornost na kolotrage proizilazi pre iz osobina agregata nego iz osobina asfaltnog veziva.

Kamena zrna se ne deformiu pod optereenjem kao asfalt, pa kontakt kamen-na-kamen znaajno smanjuje deformacije - kolotrage.




Skeletna asfaltna meavina je obino skuplja od tipine guste asfaltne meavine (oko 20-25 posto) zbog toga to zahteva izdrljivije agregate, veu koliinu bitumena i obino primenu modifikovanih bitumenskih veziva i dodatak vlakana.

Ako se ispravno pristupi, vea cena se isplati zbog poveane otpornosti na kolotrage i poveane trajnosti. S obzirom da je svrha upotrebe skeletne asfaltne meavine da poboljana otpornost na kolotrage i izdrljivost, ovakve meavine se skoro iskljuivo koriste za povrinske slojeve.




Zbog velikog sadraja bitumenskog veziva (oko 6 %), postoji opasnost od izdvajanja veziva dok je smea u silosima za skladitenje, kamionima za transport i nakon ugraivanja, a protiv toga se borimo dodavanjem celuloznih ili mineralnih vlakana u asfaltnu meavinu.

Ostale prednosti skeletne asfaltne meavine ukljuuju vee trenje po vlanom vremenu (zbog povrinske teksture), manju buku prilikom kotrljanja tokova (zbog povrinske teksture), i manje opasnih pukotina.

Ove asfaltne meavine se projektuju po Maralovoj metodi ili Superpave metodi.



Porozne asfaltne meavine

Porozne afaltne meavine se prave da bude vodopropusne (guste i skeletne asfaltne meavine obino nisu vodopropusne).

Za porozne afaltne meavine se koriste drobljeni kamen i drobljeni pesak, sa modifikovanim bitumenskim vezivom.

Porozne afaltne meavine se koriste uglavnom za povrinske slojeve.

Smanjuju zadravanje vode na povrini za vreme padavina i njihove velike vazdune praznine smanjuju buku od kotrljanja toka i do 50%.



Porozne asfaltne meavine

Porozne afaltne meavine su skuplje po toni nego guste asfaltne smee, ali je zbog manje zapreminske mase, potrebna koliina na mestu ugraivanja manja, to delimino nadoknauje cenu po toni.

Poroznost podrazumeva pore u smei, to je od osnovnog znaaja za pravilno funkcionisanje sloja.

Stoga, bilo ta to bi moglo zaepiti te pore, poput sporog sobraaja, velike koliine praine na putu ili nanesenog peska treba izbegavati.



Recikliranje fleksibilnih kolovoza (1)

Topla reciklaa

Kod toplog recikliranja, stari asfalt se uklanja, sitni i pretvara u agregatna zrna koja se ponovo meaju sa novim vruim asfaltom.

Postoje dve osnovne metode toplog recikliranja:

1. Konvencionalno toplo recikliranje podrazumeva da se novi asfalt proizvodi u postrojenjima gde se novom asfaltu dodaje odreeni procenat reciklirnog materijala. Postoje mnogi dokazi da je asfalt sa delovima recikliranog kolovoza isto tako dobar kao i asfalt bez recikliranog materijala.

2. Recikliranje na licu mesta je manje uobiajena forma toplog recikliranja asfalta, mada se u poslednje vreme sve vie primenjuje, zahvaljujui brzom napretku tehnologija i opreme. Ovaj nain recikliranja se vri pomou specijalnih pokretnih maina koje imaju opremu da izvre struganje i usitnjavanje gornjeg sloja (ili slojeva) kolovozne konstrukcije, zagrevanje i meanje tog asfalta i njegovo ponovno ugraivanje. Prilikom meanja se mogu dodavati razliiti materijali radi popravke sastava mineralne meavine ili veziva.

Hladna reciklaa

Hladno recikliranje se tako naziva zato to se reciklirani asfalt koristi kao agregat u hladnoj asfaltnoj meavini. Kod hladne reciklae stari asfaltni deo kolovoza se uklanja, sitni u agregatna zrna i onda kombinuje sa asfaltnom emulzijom ili asfaltnom penom. Ova meavina se onda uglavnom koristi kao stabilizovani nosei sloj za rekonstrukciju kolovoza.

Postoje dva osnovna naina hladnog recikliranja:

1. Hladno recikliranje u postrojenjima je manje uobiajen nain hladnog recikliranja od ova dva. Podrazumeva se meanje recikliranog asfalta sa asfaltnom emulzijom ili asfaltnom penom u specijalnom postrojenju, a uz to se, po potrebi moe dodati nov agregat za popravku granulacije.

2. Hladno recikliranje na licu mesta vri se u specijalnim postrojenjima za hladnu reciklau, na licu mesta uz pomo pokretne opreme. Obino se podrazumeva i tretman istruganog i usitnjenog materijala sa dodatnim bituminoznim i/ili hemijskim dodacima (bez zagrevanja) ime se postie eljeni kvalitet recikliranog sloja.


Reciklirani asfalt pretvoren u agregatna zrna


Recikliranje fleksibilnih kolovoza (2)

Osnove krutih kolovoza (1)

Krute kolovozne konstrukcije pod optereenjem imaju mali stepen savijanja zbog visokog modula elastinosti i samim tim se optereenje od toka distribuira po veoj povrini.

Pored napona koji nastaju od dejstva optereenog toka, u betonskoj ploi betonskog kolovoza se javljaju i naponi usled ambijentalnih uticaja, kao to su:

naponi izvijanja u ploi usled delovanja temperaturnog gradijenta (razlike u temperaturama na povrini i dnu ploe)

naponi trenja izmeu ploe i podloge (usled onemoguavanja skupljanja - irenja ploa), prilikom jednolike promene temperature u betonskoj ploi

naponi savijanja usled promene vlanosti (na povrini i dnu ploe)

naponi pritiska usled prodora nestiljivih materijala u spojnice (onemoguavanje skupljanja spojnica) izmeu ploa (pritajeni naponi u betonu)


Klasina kruta kolovozna konstrukcija se obino sastoji od betonskog povrinskog sloja i donjeg noseeg sloja.

U novije vreme se kod tekog saobraajnog optereenja i na aerodromskim poletno sletnim i rulnim stazama, ugrauje i gornji nosei sloj.

Dugo vremene su betonski kolovozi raeni bez noseeg sloja betonske ploe su livene direktno na posteljici, ali takva praksa se vie ne primenjuje.



Osnovni konstruktivni elementi

Tipina savremena kruta kolovozna konstrukcija se sastoji od povrinskog sloja, gornjeg i donjeg noseeg sloja i posteljice.

Povrinski sloj je napravljen od cementnog betona i ima veliku krutost (zbog velikog modula elastinosti) i obezbeuje najvei deo nosivosti kolovoza.

Donji slojevi su manje krutosti, ali takoe doprinose nosivosti kolovoza, slue za zatitu od mraza i za dreniranje vode koja eventualno prodre u kolovoz.



Povrinski sloj

Povrinski sloj je u kontaktu sa pokretnim optereenjem i izraen je od betona.

Ima ulogu da omogui trenje, ravnost, ne stvara buku i obezbeuje odvod atmosferske vode i spreava prodor vode u donje slojeve.

Debljina povrinskog betonskog sloja moe varirati od 150mm do 300mm.



Gornji nosei sloj

Ovaj sloj se nalazi odmah ispod povrinskog sloja, ima ulogu da

prihvati i raspodeli optereenje, slui i za odvodnjavanje, otporan

je na mraz i doprinosi nosivosti kolovoza.

U toku gradnje slui kao tehnoloka podloga za kvalitetno

ugraivanje betonskih ploa.



Gornj nosei sloj moe biti izraen od:

- nevezanog agregata jednostavan materijal koji se moe lako ugraditi, danas je veoma zastupljen.

- stabilizovanog agregata stabilizacije (cementna, bitumenska); osnovni materijal je drobljeni kameni agregat, peskoviti ljunak ili meavina ovih materijala koja se vezuje najee sa oko 4 do 7% cementa i time dobija vrstou koja iznosi oko 20 do 25% vrstoe zastora od betona.



Gornji nosei sloj moe biti izraen od:

- guste asfaltne meavine po vruem postupku (BNS) formiraju dobro nosivu i vodonepropusnu podlogu za betonski zastor

- vodopropustljivi asfalt (diskontinualna vrua asfaltna meavina) koristi se u situacijama kada je potrebna dobra drenaa

- mravi beton ima osobine sline kao betonski zastor, ali zbog manjeg sadraja veziva vrstoa mu je uglavnom manja od 50% vrstoe betonskog zastora; ipak, mora da ima dilatacione spojnice.



Donji nosei sloj

Donji sloj je deo kolovozne konstrukcije koji se nalazi izmeu

gornjeg noseeg sloja i posteljice.

Prvenstveno, njegov zadatak je da: sprei meanje materijala

kolovozne konstrukcije i posteljice, da pobolja dreniranje vode,

slui i kao zatita od prodiranja mraza u podtlo i obezbeuje

radnu povrinu za izgradnju gornjih slojeva.

Donji nosei slojevi se uglavnom rade od materijala loijeg kvaliteta

od gornjih slojeva, ali boljih od posteljice.

Oni po nekad nisu potrebni u betonskoj kolovoznoj konstrukciji.



Spojnice

Spojnice se rade da bi se spreilo nekontrolisano pucanje betonskih

ploa pod uticajem pomene temperature i vlanosti.

Dva osnovna tipa spojnica su:

poprene (transverzalne spojnice)

podune (longitudinalne spojnice)



Spojnice



Spojnice

Podune spojnice slue da u podunom pravcu spree pojavu nepravilnih podunih pukotina i omogue graenje kolovoza projektovanih irina.

Za ovu svrhu se koriste najee vitoperne ili radne konstrukcione spojnice. Ako se kolovozne trake rade u razliito vreme, nema smisla postavljati podmeta za izazivanje pukotina niti oslabljivati presek (radi se samo ljeb, a kontaktna povrina sa jedne strane poprska premazom za spreavanje vezivanja sa betonom).

Poprene spojnice se po funkciji dele: 1. kontrakcione (prividne) spojnice 2. ekspanzione (dilatacione) spojnice 3. vitoperne spojnice 4. radne spojnice 5. izolacione spojnice



Poprene spojnice - kontrakcione spojnice

Osnovna namena im je da omogue skupljanje betonskih ploa

i spree ili kontroliu nastajanje pukotina.





Poprene spojnice - kontrakcione spojnice

Poprene spojnice - Ekspanzione spojnice

Osnovna namena im je da obezbede prostor za irenje betonskih

ploa u sluajevima kada se temperatura podigne iznad one pri

ugraivanju. Takoe, omoguavaju obavljanje funkcija svih

ostalih tipova spojnica.



Poprene spojnice - Ekspanzione spojnice



Poprene spojnice - Vitoperne spojnice

Omoguuju mala ugaona pomeranja izmeu ploa i na taj nain

spreavaju pojavu veih napona od temperature pri savijanju ili

vitoperenju ploa.

Ove spojnice mogu da zamene kontrakcione spojnice, ali ne bi

trebalo da ih bude vie od tri jedna do druge.



Poprene spojnice - Radne spojnice

Pri graenju betonskih kolovoza prinueni smo da pravimo

prekide u radu (loe vremenske prilike ili kraj radnog vremena).

Na mestu prekida se radi spojnica koja je najee kontrakciona i

pri tome se ugrauju modanici.



Izolacione spojnice

Izolacione spojnice se koriste da odvoje betonsku plou kolovoza

od objekta i time omogue nezavisna pomeranja kolovoza, bez bitnih

uticaja na drugi objekat.

Primenjuju se na kontaktima betonskog zastora sa drenanim

objektima, temeljima zgrada, bonim stazama, graevinama posebno

na kontaktu sa mostom i bilo gde kada moe da doe do oteenja

usled interakcije kolovozne ploe i objekta.

One su uglavnom ispunjene odreenim materijalom da bi spreile

prodiranje prljavtine i vode.



Poprene spojnice - Izolacione spojnice



Tipovi krutih kolovoza (1)

Nearmirani betonski kolovozi

Kada se radi o prenosu optereenja, za manje optereene puteve

uglavnom je dovoljan agregatni spoj, meutim za vie optereene

puteve, neophodni su modanici u svakoj poprenoj spojnici.


Armirani betonski kolovozi

U grupu armiranih betonskih kolovoza spadaju:

1. Klasini armirani betonski kolovozi (Jointed reinforced

concrete pavements JPCP)

2. Neprekidno armirani betonski kolovozi (Continious

reinforced concrete pavements)

3. Betonski kolovozi armirani vlaknima (Microfiber

reinforced concrete pavements)

4. Prednapregnuti betonski kolovozi (Prestressed portland

cement concrete pavements)



Armirani betonski kolovozi

Armiranjem se poveava trajnost i duina ploa izmeu spojnica a

neznatno se smanjuje debljina.

Veina novoizgraenih autoputeva i poletno sletnih staza je od

betonskih kolovoznih konstrukcija i najee od neprekidno

armiranih betonskih kolovoza.



Klasini armirani betonski kolovoz

Duina ploe kod ovakvih kolovoza uglavnom iznosi od oko 7m do

15m.

Pored smanjenja osetljivosti na prsline, armiranjem betonskog

kolovoza se poveava njegova trajnost.

Smanjivanjem otvaranja prslina se spreava prodiranje

nepoeljnih materijala u masu ploe (voda i otpaci) i smanjuje

mogunost stvaranja teih oteenja koja dovode do propadanja

kolovoznih konstrukcija.



Klasini armirani betonski kolovoz



Kontinualno armirani betonski kolovozi



Uloga armature je da zidove nastalih prslina u kolovozu dri na

bliskom odstojanju, sa meusobno ukljetenim zrnima agregata, to

omoguava stoprocentno prenoenje optereenja s jedne na

drugu stranu prsline i istovremeno spreava prodiranje vode i

stranih materijala.

Prsline se obino formiraju na odstojanju od 1,1m do 2,4m, a

prema izvrenim istraivanjima, njihov otvor ne sme biti vei od

oko 0,5mm.


Kontinualno armirani betonski kolovozi


Betonski kolovozi armirani vlaknima

Ovaj tip kolovoza je napravljen od betona sa umeanim sitnim

elinim, staklenim ili nekim drugim vlaknima rasporeenim u

svim pravcima.

Osnovna betonska meavina je sastavljena od sitnozrnih agregata sa

poveanom koliinom cementa.

elina vlakna su duine 25 do 76 mm, a prenika 0.25 do 0.76

mm.



Betonski kolovozi armirani vlaknima

Staklena vlakna su prenika od 0.005 do 0.015 mm, ali su ona esto

spojena u vlakna prenika od 0.013 do 1.3 mm.

Koliina vlakana u betonu je od 0.5 do 2 % po zapremini betona,

odnosno elinih vlakana od 35 do 200 kg/m3 betona.

Zbog manje debljine ovakvih betonskih kolovoza i vee elastinosti

(manje krutosti), optereenje se prenosi na manju povrinu podloge, i

zato su dozvoljeni vei ugibi nego kod klasinih betonskih

kolovoznih ploa .



Prednapregnuti betonski kolovozi

KOD BETONSKIH KOLOVOZA SE PUKOTINE KONTROLIU

ARMIRANJEM ILI SPOJNICAMA.

Velike razlika u vrsoama na zatezanje i pritisak u betonskim

kolovozima moe biti smanjena prednaprezanjem.



Osnovne prednosti su:

Uvoenjem sila pritiska spreava se nastajanje i

otvaranje pukotina, a samim tim poveava trajnost i

nosivost kolovozne konstrukcije

Odbacivanje velikog broja poprenih spojnica i

ostvarivanje veoma dugakih ploa

Poveanje nosivosti i pored vee fleksibilnosti i manjih

debljina prednapregnutih kolovoza

Smanjenjem trokova zbog manje debljine betonskih

ploa i manje koliine armature (vai za armirane i

neprekidno armirane betonske kolovoze)

Osnovni nedostaci su:

Popravka oteenih kolovoza je sloena i skupa

Ograniena upotreba kod otrih vertikalnih i

horizontalnih krivina

Zahteva se kvalifikovanije osoblje na ugraivanju

Potreba za stroim standardima pri graenju i

kvalitetnijim materijalima

Specijalne spojnice

Veliki uticaj sredine vremenskih prilika



Prednapregnuti betonski kolovozi

Projektni parametri posteljica

Osobine posteljice 1. Nosivost. Posteljica mora da izdri optereenje koje se prenosi

preko slojeva kolovozne konstrukcije. Nosivost zavisi od stepena zbijenosti posteljice, vlanosti i vrste tla. Dobrom posteljicom se smatra ona, koja moe da podnese vieliki broj ponavljanja optereenja, bez znaajnih deformacija.

2. Vlanost tla. Vlanost utie na nosivost posteljice, bubrenje i skupljanje. Na vlanost utiu faktori kao to su: drenaa, nivo podzemnih voda ili vodopropustljivost kolovoza (usled oteenosti). Prekomerno vlana posteljica e se bre deformisati pod optereenjem.

3. Skupljanje i/ili bubrenje kod nekih tla se javlja usled promene vlanosti materijala. Pored toga, sitnozrna (koherentna) tla

mogu biti osetljiva na smrzavanje. Skupljanje, irenje i mrnjenje tla mogu izazvati deformacije i pojavu pukotina u kolovoznoj konstrukciji.


Mogunosti poboljanja posteljice (1)

Zamena loeg materijala kvalitetnijim. Zavisno od vrste

materijala, posebno od njegove plastinosti i sadraja organskih

primesa, najee se zamena materijala vri do dubine od 0,5m do

2,0 m.

Stabilizacija posteljice hidraulikim ili bitumenskim vezivom

(kre, asfaltna emulzija, portland cement). Na ovaj nain se tlo

stabilizuje uglavnom do dubine 0,3 do 0,5 metara.

Izgradnja dodatnog (pomonog) sloja od nevezanog materijala.

Preporuljive debljine pomonog sloja i donje podloge:


Mogunosti poboljanja posteljice (2)


Terminologija i klasifikacija materijala tla (1)

Primeri granulometrijskog sastava osnovnih vrsta tla


Postupak identifikacije i klasifikacije tla i utvrivanje fiziko

mehanikih karakteristika

Osnovna laboratorijska isptivanja koja su od znaaja za projektovanje kolovozne konstrukcije, kod nas se vre prema postojeim standardima :

- Uzimanje uzoraka SRPS U. B1. 010

- Odreivanje prirodne vlanosti SRPS U. B1. 012

- Odreivanje specifine mase tla SRPS U. B1. 014

- Odreivanje zapreminske mase tla SRPS U. B1. 016

- Odreivanje granulometrijskog sastava SRPS U. B1. 018

- Odreivanje granice teenja i valjanja SRPS U. B1. 020

- Odreivanje odnosa vlanosti i suve zapreminske mase tla (Proctor) SRPS U. B1. 038

- Odreivanje Kalifornijskog indeksa nosivosti SRPS U. B1. 042



Granulometrijski sastav materijala tla

Sejanje frakcije krupnije od 0,06 mm Areometrisanje frakcije sitnije od 0,06 mm

Prema propisima Republike Srbije maksimalne i minimalne veliine zrna

za pojedine vrste materijala su:

ljunak (G) zrna izmeu 60 i 2 mm

pesak (S) zrna izmeu 2 i 0.06 mm

praina(M) zrna izmeu 0.06 i 0.002 mm

glina (C) sva zrna manja od 0.002 mm Doc. dr Bojan Mati, dig 87


Odreivanje konzistencije tla Aterbergove granice

Granica teenja (WL)



Granica plastinosti (Wp)

Na uzorku koherentnog tla odreuje se sadraj vode pri kojem

valjak prenika od 3 mm prilikom valjanja poinje da dobija

pukotine. Ispitani sadraj vode je granica plastinosti ( Wp ).



Ispitivanje nosivosti / otpornosti tla

Materijali u posteljici se uglavnom karakteriu preko njihove otpornosti na deformacije pod optereenjem, to se moe odrediti merenjem njihove vrstoe (napon potreban da dovede do loma materijala) ili krutosti i elastinosti (veza izmedju napona i deformacije u elastinom opsegu, odnosno koliko je materijal u stanju da povrati svoj poetni oblik i veliinu posle dejstva optereenja).

Ove karakteristike esto uopteno nazivamo nosivost posteljice.



Ispitivanje nosivosti / otpornosti tla

to je vea otpornost posteljice na deformacije, mogue je naneti vee optereenje do dostizanja kritine deformacije.

Danas se koristi vie razliitih metoda za karakterizaciju nosivosti posteljice: Kalifornijski indeks nosivosti (CBR), R - vrednost (Modul otpornosti tla), modul elastinosti, rezilientni modul, modul stiljivosti.



Odreivanje odnosa vlanosti i suve zapreminske mase tla

(Proktorov opit)

Proktorov opit opit kojim se ispituje maksimalna zbijenost i

optimalna vlanost za zbijanje uz primenu odreene energije.

Energija potrebna za zbijanje materijala je E=600 kN/m3

(standardna energija) ili E=2750 kN/m3 (modifikovana), pa na

osnovu toga opit za odreivanje odnosa vlanosti i suve

zapreminske mase dobija naziv standardni ili modifikovani opit.



Odreivanje odnosa vlanosti i suve zapreminske mase tla

(Proktorov opit)



Kalifornijski indeks nosivosti - CBR

Kalifornijski indeks nosivosti CBR (%) je jednostavan test penetracije na osnovu koje se odreuje kvalitet materijala u odnosu na nosivost zbijenog, dobro granulisanog drobljenog kamena (iji je CBR=100%).

Materijal se zbija u standardnom cilindru pri optimalnoj vlanosti do maksimalne zbijemosti po Proktoru, formirajui uzorak prenika 152,4 mm (6 ina) i visine 177,8 mm (7 ina).

Opit se sastoji od nanoenja optereenja na mali klip (prenika 49,6 mm (1,95 ina), koji prodire u materijal brzinom 1.3 mm/min (0.05 ina/min). Beleenjem optereenja pri prodiranju klipa poevi od 0.64mm (0.025in) do 7.62mm (0.300in) formira se dijagram koji na abscisi pokazuje utiskivanje klipa (mm), a na ordinati pritisak (MPa)

94


PROJEKTNI PARAMETRI (1)

Kameni materijali


Prema nainu nastanka ili proizvodnje, materijali se razvrstavaju

na prirodne, drobljene i mlevene.

- Prirodno usitnjeni materijali dobijaju se iz renih korita, sprudita ili iz pozajmita (pesak i ljunak), a koriste se nepreraeni - u prirodnom stanju, ili se prosejavanjem odvajaju na frakcije eljene veliine (pesak, ljunak, kamen ili oblutak, itd.), koje se opet - prema propisanom granulometrijskom sastavu - mogu komponovati u odreenoj razmeri. Zrna su najee sa zaobljenim ivicama - loptastog ili elipsoidnog oblika.

- Delimino drobljeni materijali proizvode se proputanjem kroz drobilina postrojenja prirodnog materijala iz koga je prethodnim odsejavanjem odvojen pesak. Izdrobljeni deo se razdvaja na frakcije koje se deponuju u odgovarajue silose ili pregrade, prema veliini prenika zrna.



Kameni materijali

- Drobljeni materijali se proizvode drobljenjem krupnih zrna izdvojenih iz ljunkovitih materijala ili kamenog materijala iz kamenoloma. Delimo ih na:

- Drobljeni materijali kontinualnog granulometrijskog sastava; iz njih se mogu prosejavanjem ili pranjem izdvojiti sitne prainaste ili glinovite frakcije i zrna ija je veliina vea od maksimalno dozvoljenog (D); isporuuje se kao meavina sa zmima 0/Dmm (ili kao d/D od najsitnijeg zrna prenika d (mm) do najkrupnijeg, prenika D (mm)).

- Drobljeni materijali diskontinualne granulacije, sa utvrenom linijom granulometrijskog sastava, dobijenom prosejavanjem kroz sita odreene veliine (pri emu se dobijaju frakcije: pesak, kamena sitne, tucanik, itd.) i naknadnim komponovanjem linije granulometrijskog sastava da bi se dobila zahtevana granulacija u opsegu d/D.



Kameni materijali

Mleveni materijali, dobijaju se sitnjenjem ili mlevenjem drobljenog kamenog materijala u specijalnim postrojenjima i mlinovima, da bi se dobila odgovarajua granulacija i finoa mliva: kameno brano,

finozrni pesak i sl.)



Kameni materijali

Pod agregatom se podrazumjevaju mineralni materijali kao to su pesak, drobljeni kamen i ljunak, koji zajedno sa vezivima ulaze u sastav meavina kao to su asfalt ili cementni beton.

Kao vezivo se koriste razliiti materijali, a najei su portland cement, bitumen, kre i voda. Zapreminski, agregat zauzima oko 92 do 96% prostora u asfaltnim meavinama po vruem postupku, a oko 70 do 80% u cementnom betonu.

Kameni agregat ima veliku primenu i kao nevezan materijal, dobro zbijen uz prisustvo vode esto ini donji, pa i gornji nosei sloj kod fleksibilnih i krutih kolovoznih konstrukcija.



Agregat

Agregati mogu biti prirodni ili vetaki.

Prirodni agregati se eksploatiu iz velikih stenskih formacija u kamenolomima. Izvaeni materijal se mehanikim putem pomou maina usitnjava na potrebnu veliinu zavisno od primene.

Preraeni industrijski agregati su najee sekundarni proizvodi ili otpadni materijali u nekoj industriskoj preradi (najee se u izgradnji puteva koristi ljaka iz visokih pei)



Agregat

Fizika svojstva najjasnije definiu karakteristike agregata i imaju najvei uticaj na njegovo ponaanje.

Najese odreivana fizika svojstva su:

- veliina zrna i granulometrijski sastav

- ilavost i otpornost na habanje (Los Aneles, polirnost)

- trajnost i postojanost

- oblik zrna i tekstura povrine

- istoa i oteenost materijala

- zapreminska masa

To nisu jedina fizika svojstva agregata, navedena svojstva koja se najee ispituju i to uglavnom empirijskim opitima.



Agregat

Veliina zrna i granulometrijski sastav

Granulometrijski sastav ima primaran znaaj i za beton i za asfaltne

meavine, pa se obavezno propisuju granine linije granulometrijskog

sastava za razliite vrste meavina u skladu sa traenim osobinama.

105


Agregat

Test na habanje (Los Angeles)

Opitom Los Aneles se ispituje ilavost i otpornost na habanje kamenog agregata.

Za ovaj test se koriste frakcije iz uzorka agregata koje su se zadrali na situ 12 veliine otvora 1.70 mm.

Takav uzorak se stavlja u bubanj zajedno sa elinim kuglama i zatim se okree 500 puta pri brzini od 30 33 okretaja u minuti.



Agregat


Posle toga se vri sejanje i razdvajanje materijala koji prolazi kroz sito 12 (1.70mm) od onog dela koji se zadrava na situ.

Teina materijala koji se zadrao na situ uporeuje sa prvobitnom teinom, odnosno njigova teina pre i posle bubnja

.

Dobijena razlika u teini se se izraava kao procentualni gubitak.

Na standard za asfalt betone zahteva otpornost na habanje po Los Anelesu (za sve gradacije), kao na slici % (m/m):



Agregat




Agregat

Zakljuak o agregatu

Agregati su ili prirodni ili proizvedeni u kamenolomoma, a karakteriu se njihovim fizikim svojstvima, od kojih su najee u primeni:

- Granulacija i veliina maksimalnog zrna

- ilavost i otpornost na habanje

- Trajnost i postojanost

- Oblik zrna i tekstura povrine zrna

- Zapreminska masa

- istoa i prisustvo tetnih materija

- Upijanje vode i vlanost

- Mineraloko petrografski sastav



Agregat

BITUMEN (1)

Hemijska svojstva

Bitumenska veziva se mogu karakterisati njihovim hemijskim sastavom, ili se to retko ini za primenu kod asfaltnih meavina. Hemijska svojstva odreuju fizike karakteristike bitumena, pa poznavanjem hemijskog sastava moemo protumaiti ponaanje bitumena pod razliitim uticajima.


BITUMEN (2)

Fizika svojstva Bitumenska veziva najbolje opisuju njihova fizika svojstva. To odreuje kako e se ugraivati na kolovoz (vruu asfaltnu meavinu). Ovde je dugo znaajnu ulogu imao test za penetraciju koji se koristio veoma uspeno u 20 veku. Kasniji testovi kao to su testovi za viskoznost imali su ulogu da bolje objasne fizika svojstva bitumenskog veziva. Kasnije 80` i 90` razvijeni su superpave testovi sa ciljem da bolje odrede specifina fizika svojstva asfaltnih veziva koji su direktno vezani za iroki spektar inenjerskih potreba. Ovi testovi su sloeni ali su napredni i daju rezultata.


Reologija

Reologija prouava deformacije i tok materija.

Deformacije i tok asfaltnog veziva su vani pri odreivanju karakteristika kolovoza.

Reoloka svojstva asfaltnog veziva variraju s promenom temperature.

Tu postoje dva kljuna razmatranja:

- za uporeivanje razliitih asfaltnih veziva njihova reoloka svojstva moraju se meriti na istim temperturama.

- za potpuno okarakterisano asfaltno vezivo njegova reoloka svojstva moraju biti ispitana u temperaturnom intervalu koje susree tokom trajanja kolovozne konstrukcije.


BITUMEN (3)

Opit penetracije

Penetracioni test je najstariji opit za asfalt.

Osnovni princip penetracije je da odredi koliki e biti prodor optereene igle u asfaltnom uzorku pri nekom opterecenju, vremenu i temperaturi.

Uzorak bitumena se istopi zagrevanjem, ugradi u posudu i zatim

ohladi i temperira na 25 oC

Meri se podiranje standardne igle u vezivo pod sledeim

uslovima:

Optereeje = 100 g

Temperatura = 25 oC (77 oF)

Vreme = 5 sec


BITUMEN (4)

Opit penetracije


BITUMEN (6)

Taka razmekavanja PK

Taka razmekvaanja je definisana kao temperature na kojoj

bitumenski uzorak ne moe da podrava teinu eline kuglice.

Bitumen se ugradi u u mesingani prsten koji se tokom opita zagreva u

vodenom kupatilu.

Taka razmekavanja je temperatura pri kojoj e bitumen toliko

omekati da loptica potone do dubine 25 mm.


BITUMEN (7)

Taka razmekavanja PK


BITUMEN (8)

Duktilnost

Duktilitet je duina izrazena u cm, do koje se uzorak bitumena

odreenog oblika i pri odreenim uslovima moe rastegnuti, dok se

nastala nit ne prekine.

Merenje duktilnosti - uzorak se ulije se u kalup, hladi na sobnoj

temperaturi i dobijeni oblikovani uzorak - epruveta bitumena se

stavlja u vodeno kupatilo sa temperaturom ispitivanja od +25 C.

Posle temperiranja, epruveta se rastee brzinom od 5 cm/min dok

se nastala nit ne prekine.


BITUMEN (9)

Duktilnost


BITUMEN (10)

Odreivanje take loma po Frasu

Taka loma po Frasu je temperatura na kojoj sloj bitumenskog veziva odreene debljine (manje od 1 mm) pukne ako se hladi i savija pod tano odreenim uslovima. Na savitljivu ploicu se izlije tanak fim bitumena po tano propisanom postupku. Ploica sa uzorkom se postavi u aparat i zatim se pone sa hlaenjem takvom brzinom da temperatura vazduha u unutranjoj epruveti pada brzinom od 1 C u minuti. U momentu kada se na filmu veziva pojavi prva pukotina, oita se temperatura na termometru sa tanou 0,5 C.


BITUMEN (11)


BITUMEN (12)

Projektovanje asfaltnih meavina po Maralovoj metodi

Projektovana asfaltna meavina treba da zadovolji sledee uslove kvaliteta: Otpornost na deformacije pri dejstvu optereenja. Ova otpornost

u najveoj meri zavisi od granulometrijskog sastava agregata, povrine zrna i njihove otpornosti na habanje, sadraja bitumena i njegove viskoznosti pri visokim temperaturama.

Otpornost na zamor. Asfalt treba da bude otporan na pojavu pukotina pri dejstvu ponovljenog optereenja. Otpornost je zavisna (pre svega) od sadraja veziva i krutosti.

Otpornost na pukotine pri niskim temperaturama. Pri niskim temperaturama u asfaltnim slojevima ne bi trebalo da se pojave pukotine. Otpornost na ovakve pukotine vezana je uglavnom za krutost veziva na niskim temperaturama.


ASFALTNA MEAVINA (1)


Projektovana asfaltna meavina treba da zadovolji sledee uslove kvaliteta: Trajnost. Asfaltne meavine koje se proizvode i ugrauju po

vruem postupku, ne treba brzo da pokazuju znake starenja tokom pripreme, ugraivanja i eksploatacionog perioda. Trajnost ovakvih meavina je povezana sa koliinom upljina ispunjenih vazduhom i za debljinu bitumenskog filma koji je vezan za svaku esticu agregata.

Otpornost na uticaj vlage. Asfaltne meavine ne bi trebale da se osetno degradiraju prilikom prodora vlage u ugraeni sloj. Osetljivost na vlagu je vezana uglavnom za upljine ispunjene vazduhom i za mineralni i hemijski sastav agregata.




Projektovana asfaltna meavina treba da zadovolji sledee uslove kvaliteta: Otpornost na klizanje. Asfaltna meavina koja se koristi za

habajui sloj mora da obezbedi dovoljan koeficijent trenja izmeu povrine kolovoza i pneumatika. Nizak koeficijent trenja je uglavnom posledica neodgovarajuih karakteristika agregata ili prevelikog sadraja bitumena.

Ugradljivost. Asfaltna meavina koja se proizvodi i ugrauje po vruem postupku treba da omogui razastiranje i zbijanje primenom razumne energije. Ugradljivost je pre svega zavisna od agregata, odnosno njegove teksture, oblika i veliine zrna i granulacije, ali i od sadraja veziva i njegove viskoznosti na temperaturama pri kojima se vri meanje i ugraivanje.



Osnovne postavke metode Marshall

Polazei od optimalnog granulometrijskog sastava za usvojeno

maksimalno zrno i tip meavine, odreuje se procenat uea

pojedinih frakcija agregata i filera u meavini.

Zatim se prelazi na izradu uzoraka: zagrevanjem, meanjem sa

bitumenom i sabijanjem u standardni cilindar pomou standardnog

Maralovog nabijaa. Uzorci se rade sa razliitim sadrajem

bitumena i zatim sledi njihovo ispitivanje pod propisanim uslovima.

124



U osnovi, Maralova metoda projektovanja meavina obuhvata 6

koraka:

Selekcija agregata

Izbor biumenskog veziva

Priprema uzorka (ukljuujui zbijanje postandardnoj proceduri)

Ispitivanje stabilnosti i teenja u Maralovoj presi

Odreivanje gustine i sadraja upljina

Odreivanje optimalnog sadraja bitumena (na osnovu rezultata

dobijenih na serijama uzoraka sa razliitim sadrajem bitumena)

125


Maralova metoda je kod nas definisana standardom SRPS

U.M8.090. Opitima se odreuju sledea svojstva asfaltne

meavine:

stabilnost (vrstoa na pritisak ispitana u Maralovoj presi),

teenje (deformacija uzorka pri lomu u Maralovoj presi),

zapreminska masa,

upljine u mineralnoj meavini

upljine u asfaltnom uzorku

upljine ispunjene bitumenom




Stabilnost (po Maralu) je maksimalno optereenje (u KPa) koje

se postie u momentu loma uzorka.

Teenje je deformacija uzorka (u mm) u momentu loma.

Merenjem teine i dimenzije uzoraka posle izrade odreuje se

zapreminska teina, a preko zapreminske teine sraunava se procenat

upljina ispunjenih vezivom i procenat zaostalih upljina u meavini.




Uzorak, koji je pre ispitivanja 30 minuta bio potopljen u vodu sa

temperaturom 60 OC se stavlja u eljusti prese, zagrejane takoe na 60 oC.

Ispitivanje se vri posebnom presom, sa brzinom nanoenja

optereenja kojim se postie deformacija od 0.846 mm/s (2 ina u

minuti).

Optereenje se nanosi sve dok raste, a u trenutku loma, poinje naglo

da opada. To je kraj opita, koji traje do 30 sekundi.




Rezultati Maralove metode

Na osnovu podataka ispitivanjem napred iznetih karakteristika potrebno je konstruisati sledee dijagrame:

dijagram promene stabilnosti u zavisnosti od sadraja veziva (slika 1),

dijagram promene zapreminske teine u zavisnosti od sadraja veziva (slika 2),

dijagram promene zaostalih upljina u zavisnosti od sadraja veziva (slika 3),

dijagram promene ispunjenih upljina u zavisnosti od sadraja veziva (slika 4),

dijagram promene teenja u zavisnosti od sadrja veziva (slika 5).



Rezultati Maralove metode



PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAAJNO

OPTEREENJE (1)

Karakteristike optereenja

Optereene od pneumatika

Raspored osovina i tokova

Ponavljanje optereenja

Distribucija saobraajnog optereenja u poprenom profilu

Brzina vozila


Razliite konfiguracije osovina tekih vozila



OPTEREENJE (2)

Ekvivalentno optereenje od jednostruke standardne osovine (ESO)



OPTEREENJE (3)

Odreivanje ukupnog ekvivalentnog saobraajnog optereenja za

dimenzionisanje asfaltnih kolovoznih konstrukcija, prema standardu JUS

U.C4.010 iz 1981. godine

U analizi saobraajnog optereenja uzimaju se u obzir sledei parametri:

Proseni godinji dnevni (24-asovni) broj tekih tertetnih vozila

(sa procentualnim ueem pojednih kategorija) u poetnoj godini eksploatacije puta. Odreuje se prvenstveno brojanjem saobraaja i prognozama.

Prosena godinja stopa rasta broja tekih teretnih vozila u

projektnom periodu, koja se odreuje na osnovu podataka o poetnoj godini uz primenu dugoronih prognoza saobraajnih tokova.



OPTEREENJE (4)

Odreivanje ukupnog ekvivalentnog saobraajnog optereenja za

dimenzionisanje asfaltnih kolovoznih konstrukcija, prema standardu JUS

U.C4.010 iz 1981. godine

Osovinska optereenja reprezentativnih vrsta vozila (vozila

koje reprezentuju svaku kategoriju, kao na primer: srednje teak kamion, teak kamion, kamion sa prikolicom, autobus, teglja sa poluprikolicom)

Prosena iskorienost nosivosti tekih teretnih vozila (ako ne

postoje precizni podaci, preporuuje se iskorienost od 70%) Raspodela saobraajnog optereenja po voznim trakama



OPTEREENJE (5)

Raspodela saobraajnog optereenja po voznim trakama SRPS

U.C4.010)



OPTEREENJE (6)

Faktori ekvivalencije:

Za jednostruke osovine: Za dvostruke osovine:



OPTEREENJE (7)

Ukupan broj standardnih osovina za pojedine vrste tekih

teretnih vozila (fi faktor ekvivalencije za pojedine osovine

tekih teretnih vozila)

Ukupno ekvivalentno dnevno saobraajno optereenje tekih

teretnih vozila u poetnoj godini eksploatacije (Fe ukupni

broj standardnih osovina za pojedine vrste tekih teretnih

vozila ; ni proseni godinji dnevni broj pojedinih tekih

teretnih vozila u poetnoj godini eksploatacije na

najoptereenijoj saobraajnoj traci).

Ukupno ekvivalentno saobraajno optereenje tekih

teretnih vozila u poetnoj godini eksploatacije

Ukupno ekvivalentno saobraajno optereenje tekih

teretnih vozila u projektnom periodu dimenzionisanja

(q faktor rasta, p projektni period dimenzionisanja

kolovozne konstrukcije izraen u godinama i 1,2,3.....p

(godina)

r prosena godinja stopa rasta broja tekih teretnih vozila) 139


OPTEREENJE (8)

Uticaj mraza moe biti veoma tetan za kolovozne konstrukcije

i odnosi se na dva razliita, ali povezana procesa:

1. Izdizanje povrine kolovoza usled mraza Izdizanje posteljice kao rezultat bubrenja usled formiranja ledenih soiva u vlanom zemljitu izloenom smrzavanju. Ovde nije u pitanju samo poveanje zapremine vode prilikom smrzavanja, vei utiucaj ima rast kristala leda koji poinju da se formiraju u porama materijala posteljice (kada je materijal takav da ima pore veliine koja odgovara procesu kristalizacije) i zatim dejstvo monih kristalizacionih sila privlai vlagu odozdo ka zoni fronta smrzavanja hranei kristale leda vodom, to dovodi do formiranja ledenih soiva u zoni smrzavanja. Koliina leda koji e se formirati, najvie zavisi od karakteristika materijala tla i duine trajanja temperature smrzavanja u posteljici ili podtlu.

. Doc. dr Bojan Mati, dig 140

PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA

KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (1)

Uticaj mraza moe biti veoma tetan za kolovozne konstrukcije i

odnosi se na dva razliita, ali povezana procesa:

2. Slabljenje sloja posteljice usled otapanja leda -Slabljenje sloja posteljice moe biti katastrofalno, kada se pri porastu temperatura tlo natapa vodom iz otopljenog leda. Posebnpo je nepovoljna situacija kada zamrznuti sloj poinje da se kravi odozgo, pri emu se formira velika koliina vode (blata) koja ne moe da se drenira kroz jo uvek smrznut donji sloj.




Izdizanje povrine kolovoza usled mraza




Neophodna su tri osnovna elementa da bi se stvorili kristali leda i da bi dolo do uzdizanja kolovozne konstrukcije:

1. Tlo osetljivo na led (znaajan sadraj finih frakcija)

2. Temperature ispod nivoa zamrzavanja (temperature zamrzavanja izoterma 0 moraju prodreti u tlo i uopteno, debljina ledenih kristala bie vea to je sporiji proces zamrzavanja, odnosno to due izoterma 0 deluje na priblino istoj dubini posteljice ili podtla)

3. Voda ili vlaga (mora biti dostupna iz nivoa pozemnih voda, infiltracijom, iz nekog podzemnog vodonosnog sloja ili iz upljina fino-granulisanog tla). do pucanja i grubih pukotina na kolovoznoj konstrukciji.




Otklanjanjem bilo kog od ova tri gornja uslova, efekat

zamrzavanja e biti eliminisan ili bar umanjem.

Ako se ova tri uslova pojavljuju ujednaeno, bubrenje kolovozne

konstrukcije bie ujednaeno; u suprotnom, razliiti nivoi izdizanja

kolovozne konstrukcije dovee do pucanja i grubih pukotina na

kolovoznoj konstrukciji.




Slabljenje sloja posteljice usled otapanja leda




Procenjivanje dubine sloja zamrzavanja ili kravljenja u

kolovoznim konstrukcijama

Indeks mraza

Period mraza koji izaziva smrzavanje u kolovoznoj konstrukciji i

podtlu se obino karakterie indeksom mraza.

Ovaj indeks predstavlja koliinu hladnoe koja deluje na

povrinu kolovoza tokom mraznog perioda i izraava se u C x

dani prema:




Ublaavanje uticaja mraza

Ograniavanje dubine smrzavanja u materijalu posteljice. Tipian nain za ovo jeste odreivanje debljine kolovozne konstrukcije kao neki procentualni minimum u odnosu na dubinu smrzavanja. Poveanjem debljine kolovozne konstrukcije tako da ona dobrim delom pokrije dubinu smrzavanja redukuje se debljina posteljice (osetljive na mraz) koja e biti izloena smrzavanju. Predpostavka je da e redukovana (smanjena) dubina tla koje je izloeno uticaju mraza dovesti do znaajno manjih oteenja.

Zamena materijala posteljice koji je osetljiv na mraz. Idealno, materijal u posteljici koji je osetljiv na mraz, zamenie se materijalom neosetljivim na smrzavanje do dubine prodiranja mraza. Otklanjanjem sloja tla koji je osetljiv na smrzavanje otklanja se i uticaj mraza.




Ublaavanje uticaja mraza

Dimenzionisanje kolovozne konstrukcije zasnovano na redukovanoj nosivosti posteljice. Ovaj metod jednostavno podrzumeva poveanje debljine kolovozne strukture uzimajui u obzir mogua oteenja usled gubitka nosivosti posteljice prouzrokovanog delovanjem mraza.

Formiranje kapilarne brane. Presecanjem kapilarnih tokova, uticaj mraza e biti manje tetan, jer je bubrenje pri smrzavanju uslovljeno privlaenjem znatno vee koliine vode nego to prirodno postoji u porama materijala tla.




DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (1)

Kolovozne konstrukcije se uobiajeno projektuju za odreeni projektni vek.

Projektni vek (ili ivotni vek ili projektni period) predstavlja vreme od zavretka izgradnje do krajnjeg stanja koje se smatra kao neprihvatljivo za dalje funkcionisanje kolovozne konstrukcije.

To znai da se projektovanje kolovozne konstrukcije izvodi tako da ona bude sposobna da podnese saobraajno optereenje tokom njenog projektnog veka.

Podrazumeva se da mogu biti predvieni povremeni radovi odravanja i rehabilitacije za ouvanje kvaliteta povrine kolovoza i da bi se osiguralo da konstrukcija izdri projektni period.


Empirijski i teorijski pristup

Za fleksibilne kolovoze, projektovanje kolovozne konstrukcije je orijentisano na utvrivanje potrebne debljine slojeva i njihovog sastava.

Prorauni se uglavnom usmeravaju na analizu napona i deformacija koji nastaju usled dejstva saobraajnog optereenja, a ostali uticaji, naroito oni koji potiu iz ambijentalnih uslova (kao to su temperature) uzimaju se u obzir pri izboru vrste asfaltnih meavina i bitumena.

Metoda za projektovanje fleksibilnih kolovoza koje se danas primenjuju, dele se na dve glavne grupe: empirijske i mehanistiko-empirijske.



Empirijski i teorijski pristup

Za krute kolovoze, dimenzionisanje je uglavnom usmereno na odreivanje potrebne debljine betonskih ploa na osnovu saobraajnog optereenja i karakteristika podloge i zatim na proraun spojnica.

To se vri putem prorauna napona koji deluju na krutu kolovoznu plou, a potiu od: optereenja od toka, temperaturnih promena, skupljanja i promene vlanosti pri vezivanju.

Kao i kod fleksibilnih kolovoza i ovde se primenjuju dve glavne grupe metoda: empirijske i mehanistiko-empirijske.



Empirijski pristup

Tipina i najobimnija istraivanja ove vrste su uraena u okviru AASHO opita (American Association of State Highway Officials)1. Istraivanja su obavljena u periodu 1957 do 1961. godine, na 240 deonica sa fleksibilnom kolovoznom konstrukcijom, 271 deonici sa krutim kolovozom i petnaest deonica sa stabilizovanim noseim slojem. Tokom opita, svaka od ovih deonica je bila izloena optereenju od oko milion pokretnih tokova i najvaniji rezultati su:

Utvrene su zakonitosti ekvivalencije za razliito optereene osovine vozila

Statistikom analizom je upostavljena korelacija izmeu strukture kolovozne konstrukcije i veliine defleksija

Definisan je indeks kvaliteta usluge kolovozne konstrukcije i prouavane su njegove promene u zavisnosti od saobraaja i sastava kolovozne konstrukcije.



Teorijski pristup

Teorijski pristup se zasniva na analizi mehanikog ponaanja kolovozne konstrukcije, koristei principe mehanike kontinualnih sredina, to je dovelo do formiranja Mehanike kolovoza kao specifine discipline

Tokom protekle tri decenije, teorijski pristup ima veliku podrku u razvoju raunara i softverskih reenja za sraunavanje napona i deformacija u pojedinim slojevima kolovozne konstrukcije i podtlu, na osnovu uspostavljenog matematikog modela kolovozne konstrukcije.



Teorijski pristup

Mogue je modelirati i razliite dispozicije optereenja, kao i uticaje razliitih ambijentalnih uslova. Time se dobija osnova za analizu ponaanja razliitih materijala u pojedinim slojevima kolovozne konstrukcije, to se u najveoj meri ostvaruje kroz analizu zamora.

Kao posledica zamora se uglavnom posmatraju:

lom izraen kao pojava pukotina koje nastaju usled savijanja u donjoj zoni vezanih slojeva i ire se ka povrini i

pojava neravnosti na povrini kolovoza (poduna neravnost i poprena kolotrazi), usled akumulacije trajnih deformacija pod dejstvom ponovljenog optereenja.



Kriterijumi loma i teorija zamora

Glavni empirijski deo mehaniko-empirijskog projektnog procesa su jednaine koje se koriste za izraunavanje broja ciklusa optereenja do loma.

To su empirijske jednaine, izvedene posmatranjem promena performansi kolovoza tokom eksploatacije.

Dobijaju se uspostavljanjem zakonitosti izmeu vrste i intenziteta posmatranog oteenja koje je definisano kao lom (sa jedne strane) i uzroka - deformacija koje nastaju pod razliitim optereenjima (sa druge strane).

156


Kriterijumi loma i teorija zamora

Danas su opte prihvaena dva kriterijuma loma:

nastajanje pukotina od zamora usled savijanja,

pojava kolotraga iniciranih deformacijama posteljice.

Trei kriterijum, zasnovan na defleksijama se koristi za specifine namene, kao to su procena preostalog veka kolovoza ili potrebne debljine pojaanja.

Treba imati u vidu da su kriterijumi loma utvreni empirijski, pa se zato moraju kalibrisati prema specifinim lokalnim uslovima.

157


Velerova kriva zamora (Wohler)

Osnovno pitanje koje se postavlja o ponaanju materijala pri

zamoru od ponovljenog optereenja, je utvrivanje broja

ponavljanja koji dovodi do loma.

To se ispituje na epruveti izloenoj ponovljenom, identinom

optereenju radi utvrivanja broja ponavljanja koji dovodi do

loma

Broj ciklusa (N) koji dovodi do loma usled ponovljenog

optereenja odreene veliine, esto se naziva ivotni vek.



Velerova kriva zamora (Wohler)

Oblik krive je najee:

= AN-y

(Velerova kriva ima oblik prave u logaritamskoj razmeri)

= a - blogN (Velerova kriva ima oblik prave u semi-logaritamskoj razmeri) Doc. dr Bojan Mati, dig 159


Akumulacija zamora Minerov zakon

Kod Velerove krive se podrazumeva ponavljanje optereenja iste

veliine do loma, a taj sluaj se u praksi ne deava.

Ako posmatramo sluaj sa dva nivoa optereenja koja se

primenjuju tokom dva perioda, imaemo sledee:

n1 - broj ponavljanja optereenja 1 , koje dovodi do loma posle N1

ponavljanja (pri tome je n1 < N1)

n2 - broj ponavljanja optereenja 2 , koje dovodi do loma posle N2

ponavljanja (pri tome je n2 < N2)




Kolinik : n1/N1 predstavlja deo utroene otpornosti na zamor

usled n1 ponavljanja optereenja 1.

Ako bi bilo n1 = N1, tada bi bilo: n1/N1 = 1, tj. dolo bi do loma.

Minerov zakon definie akumulaciju zamora usled dejstva razliitih

optereenja, pa bi za sluaj dva razliita optereenja, uslov da ne

doe do loma bio:

n1/N1 + n2/N2 < 1




Ili uopteno, pri dejstvu vie razliitih nivoa optereenja, imaemo

lom ako je zadovoljeno:

U sutini, primena faktora ekvivalencije osovinskog optereenja

za svoenje realnog saobraajnog optereenja na ekvivalentan

broj standardnih osovina, zasniva se na Minerovom zakonu.



Kriterijum loma usled zamora

Opiti na materijalima kolovoza stabilizovanim hidraulikim ili

bitumenskim vezivima (ako je optereenje dinamiko, ispituje se

otpornost na zamor)



Lom usled zamora

Za procenu broja ponavljanja optereenja do loma usled

zamora za guste asfaltne meavine, (asfalt beton, BNS) razvijene su

brojne empirijske jednaine.

Veina njih uspostavlja vezu horizontalnih deformacija od zatezanja

na dnu asfaltnog sloja (t), sa modulom elastinosti asfalta.



Lom usled zamora

esto se koristi kriterijum Fina-a (Finn et al. 1977.):

Prikazana jednaina definie lom kao pojavu pukotina usled zamora na 10% od povrine kolotraga.



Slika pokazuje vezu izmeu deformacije od zatezanja u dnu sloja

asfalt betona i broja ciklusa do loma za dve veliine modula

elastinosti asfalt betona.

Pretpostavlja se da pukotina nastaje na dnu sloja i iri se ka vrhu.



Kriterijum loma usled pojave kolotraga

Kolotrazi mogu biti inicirani u bilo kom sloju konstrukcije, to ih ini

tee predvidljivim od pukotina usled zamora.

Najee korieni kriterijumi loma za kolotrage odnose se uglavnom

na akumulaciju trajnih deformacija posteljice, to je tipino za

slabe kolovoze.

Tipian izraz za vezu deformacije usled vertikalnog optereenja

posteljice (ev) i broja ponavljanja do loma je:



Kriterijum loma usled pojave kolotraga

Gornja jednaina definie lom kao ulegnue dubine 12.5 mm (0.5-

ina) u kolotragu tj. na delu povrine kolovoza po kojoj se najee

kreu tokovi tekih vozila.



Kriterijum loma od defleksije

U poslednjih pola veka, razvijen je veliki broj relacija koje povezuju

defleksiju, veliinu i broj ponavljanja optereenja.

Ovde se prikazuju kriterijumi iz AASHO Testa i Roads and

Transportation Association of Canada (RTAC).

Oba kriterijuma su razvijana na osnovu defleksija izmerenih u

proleno vreme (u periodu posle kravljenja, kada je nosivost

posteljice najmanja).



Kriterijum loma od defleksije

Tabela pokazuje granine vrednosti defleksija dobijene iz oba

navedena kriterijuma:



Dimenzionisanje fleksibilnih kolovoznih konstrukcija u praksi

Jugoslavije i Srbije

U Jugoslaviji nije postojala jedinstvena usvojena metoda za dimenzionisanje kolovoznih konstrukcija sve do donoenja standarda: JUS U.C4.012 - Dimenzionisanje asfaltnih kolovoznih konstrukcija, (Beograd 1981).

Do tada su uglavnom koriene inostrane empirijske ili poluempirijske metode, zasnovane na CBR metodi ili rezultatima AASHO testa (1) a kao osnova su esto sluila tipska kataloka reenja, kao to su data u JUS U.S4.050, Tipovi kolovoznih konstrukcija za lak i srednji saobraaj, i JUS U.S4.051, Tipovi kolovoznih konstrukcija za teak saobraaj, oba izdata 1964. godine.





Tokom osamdesetih i devedesetih godina prolog veka, donet je odreen broj standarda i propisa o metodama, materijalima, tehnikim standardima i uputstvima (3) a u pogledu metoda dimenzionisanja kolovoznih konstrukcija, posebno se mogu istai standardi JUS iz 1994 godine, sa dananjim oznakama:

ICS broj 93.080.10, SRPS U.C4.014 (1994), Projektovanje i graenje puteva Dimenzionisanje novih cementnobetonskih nearmiranih kolovoznih konstrukcija

ICS broj 93.080.10, SRPS U.C4.015 (1994), Projektovanje i graenje puteva - Dimenzionisanje novih fleksibilnih kolovoznih konstrukcija



Pored pomenutih metoda, u praksi se kod nas, poevi od osamdesetih godina, koristi i vie savremenih metoda koje su primenjivane irom sveta, uglavnom sa odgovarajuom softverskom podrkom.

Najee bile zastupljene metoda SHELL-a sa softverom Bisar i metoda Asfaltnog Instituta SAD sa programom DAMA.

Pri tome i Bisar i DAMA raunaju napone i deformacije u kolovozu pod standardnim optereenjem prema Burmister-ovoj teoriji vieslojnog sistema na beskonanom poluprostoru i zatim sraunate napone i deformacije u kritinim takama uporeuju sa dozvoljenim vrednostima. Doc. dr Bojan Mati, dig 173




Dimenzionisanje novih asfaltnih kolovoznih konstrukcija prema

standardu JUS U.C4.012 (nova oznaka: ICS broj 93.080.10,

SRPS U.C4.012) iz 1981. godine

Metoda dimenzionisanja kolovoznih konstrukcija data u ovom

standardu zasnovana je na uputstvima za dimenzionisanje asfaltnih

kolovoznih konstrukcija u SAD AASHTO Interim Guide iz 1972.

godine uz izvesna pojednostavljenja i prilagoenja lokalnim uslovima



Merodavni parametri za dimenzionisanje

U postupku dimenzionisanja uzimaju se u obzir sledei parametri:

- projektni period (uglavnom 20 do 25 godina)

- vozna sposobnost povrine kolovoznog zastora na kraju

projektnog perioda (p=0 za potpuno nov kolovoz, p=0 za

uniten, uzima se 2.5 kao kraj upotrebljivosti KK)

- saobraajno optereenje (ukupan broj ekvivalentinih osovina

od 82 kN

- klimatsko-hidroloki uslovi (Regionalni faktor od 0.5 do 5.0,

usvojen kod nas 2.0)

- nosivost materijala posteljice (izraena vrednou CBR)

- kvalitet primenjenih materijala u kolovoznoj konstrukciji

(koeficijenti zamene) Doc. dr Bojan Mati, dig 175


Proseni koeficijenti zamene pojedinih vrsta materijala



Osnovni sastav asfaltnih kolovoznih konstrukcija



Postupak dimenzionisanja

Postupak dimenzionisanja obuhvata:

odreivanje merodavnih parametara za dimenzionisanje.

odreivanje sastava i debljine pojedinih slojeva kolovozne konstrukcije.



Postupak dimenzionisanja

Dimenzionisanje se obavlja pomou dijagrama koji su dati za

dva sluaja:

1. Fleksibilna kolovozna konstrukcija sa asfaltnim zastorom i asfaltnim noseim slojem i sa donjim noseim slojem od nevezanog kamenog materija (tip 1)

2. Polukruta kolovozna konstrukcija sa asfaltnim gornjim slojevima i sa noseim slojem stabilizovanim cementom. (tip 2) Asfaltne kolovozne konstrukcije koje se sastoje od asfaltnih slojeva i nosivih

slojeva od cementom stabilizovanog zrnastog kamenog materijala i nevezanog zrnastog kamenog materlijala (tip 3) dimenzioniu se prema konstrukciji tip 2, uz odgovarajue preraunavanje dobijenih mera pomou koeflcijenata zamene materijala.



Dimenzionisanje krutih kolovoza

Glavni faktori koji utiu na dimenzionisanje betonskih

kolovoznih konstrukcija su:

Saobraaj (veliina i broj ponavljanja optereenja)

Klimatski uslovi (temperatura i vlanost)

Podloga (tip i nosivost)

Tip betonske kolovozne konstrukcije (nearmirana, armirana, neprekidno armirana i prednapregnuta)

Spojnice (tip i rastojanje)

Oekivani kvalitet prilikom izgradnje kolovozne konstrukcije i odravanja.

Dimenzionisanje betonskih kolovoznih konstrukcija se sastoji od:

Odreivanja debljine betonske ploe i podloge

Dimenzionisanja spojnica Doc. dr Bojan Mati, dig 181


Osnovni naponi koje treba analizirati u betonskim kolovoznim

konstrukcijama su:

Naponi pri izvijanju ploe nastali zbog razlike u temperaturama na povrini i dnu betonske ploe (temperaturni gradijent) i naponi pri vitoperenju nastali zbog vlanosti.

Naponi pri trenju izmeu ploe i podloge, nastali usled irenja i skupljanja betonskih ploa

Pritajeni naponi nastali usled ispunjavanja spojnica nedozvoljenim materijalima ili pumpanja vode i materijala ispod ploe

Naponi od optereenja vozila




Naponi usled saobraajnog optereenja - Vestergardova metoda

Osnovne postavke su:

Betonska ploa se ponaa kao homogeno, izotropno i elastino telo

u ravnotei.

Reakcija posteljice je vertikalna i proporcionalna ugibu ploe.

Reakcija posteljice po jedinici povrine u bilo kojoj taki je jednaka

proizvodu konstante K (modul reakcije podloge [MN/m]) i

ugiba u odgovarajuoj taki, nezavisno od ugiba i poloaja.

Debljina ploe je nepromenljiva.

Optereenje se prenosi ravnomerno preko krune (po novijoj

verziji i eliptine ili kvadratne) povrine kada je optereenje unutar

ili u uglu ploe, a kada je optereenje na ivici ploe preko polukrune

(polueliptine) povrine .




Tri osnovna poloaja optereenja su:

Optereenje deluje u unutranjosti ploe dovoljno daleko od

ivica

Optereenje deluje uz ivicu ploe dovoljno daleko od uglova

Optereenje deluje u uglu ploe




ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (1)

etiri osnovna indikatora stanja kolovoza:

Oteenost povrine kolovoza (izraeno obino kao procenat povriene zahvaene oteenjima u odnosu na ukupnu povrinu posmatranog homogenog odseka

Ravnost (poduna IRI i kolotrazi dubina cm)

Hrapavost / otpor trenju povrine kolovoza

Defleksije (nosivost) merena kao vertikalni ugib ispod standardno optereenog toka (osovina od 82 kN)


Oteenost povrine kolovoza

Ukupna oteena povrina je indikator koji se izraava kao

procenat od ukupne povrine i predstavlja sumu povrina koje su

zahvaene aligatorskim pukotinama, poprenim pukotinama i

podunim pukotinama.

Taj indikator je takoe koristan za strunjake, jer pukotine obino

prouzrokuju razvoj teih oteenja, kao to su udarne rupe,

prodiranje vode i oteenja ivica kolovoza.


ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (2)

proj. organizacija:

investitor:

KONZORCIJUM "RAST" D.O.O

Jovana \ or| evi} a 2, Novi SadI SAOBRA] AJ VOJVODINE"d.d. "ZAVOD ZA PUTEVE, MOSTOVE I

objekat:

deonica: NOVI SAD - BEOGRAD

AUTOPUT E-75

saglasnost: glavni i odgovorni projektant:

mr Branislava Jakovljevi} , dipl.gra| .in` . Sr| en Jovanovi} , dipl.gra| .in` .

odgovorni projektant:

Slobodan Jova{evi} , dipl.gra| .in` .

tehni~ka kontrola:

Ljiljana Vukosav, dipl.gra| .in` .

saradnici:

knjiga:

crte`:

razmera:

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJA

KM 126+ 500 - KM 127+ 000

O[ TE] ENJA KOLOVOZA

1:100/1000

faza projekta:

br. knjige:

datum:

br. crte`a:

GLAVNI

Juli 2000.

4 15

600

500

700700

600

500

550

650

750

550

650

750

500

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

850

750

950950

850

750

800

800

1000

800

900

1000

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Takovska 45/II 11000 Beograd

km 126+ 500 - 127+ 000

km 126+ 500 - 127+ 000

POSOPIS O[ TE] ENJA

KOLOVOZA[ IFRA KOLI^ INA

JED.

MERE

POS 1

POS 3

POS 2

POS 4

POS 5

POS 6

POS 7

POS 8

L1

L2

R1

R2

M1

M2

Download (PDF, 4.86MB)

Documents

Transcript of Download (PDF, 4.86MB)

Download a PDF

Download (PDF, 184KB)

Download (PDF, 2.09MB)

download (1).pdf

Download SampleChapter12.pdf

Download thesis (PDF)

Download .pdf (1MB)

Download (PDF, 3.06MB)

Download memoir (PDF)

Download timetable PDF

Download (pdf 2678.0kb)

download direct pdf

Download Paper (PDF)

Download Slides (PDF)

Download (PDF, 410KB)

Download (PDF, 1.35MB)

Download (PDF, 4.89MB)

Download (PDF, 459KB)

Download Sealy PDF

Download (PDF, 7.44MB)