Download (PDF, 4.86MB)
Transcript of Download (PDF, 4.86MB)
1
Предметни наставник: Доц. др Бојан Матић, диг
УНИВЕРЗИТЕТ У БАЊА ЛУЦИ
АРХИТЕКТОНСКО-ГРАЂЕВИНСКИ ФАКУЛТЕТ
ПУТЕВИ
Предавање 8: КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ
Kolovozna konstrukcija (1)
Kolovozna konstrukcija je deo puta po kom se odvija saobraćaj, a služi da omogući bezbedno, udobno i ekonomično kretanje vozila u predviđenom periodu eksploatacije.
Da bi se to ispunilo, potrebno je da kolovozna konstrukcija zadovolji sledeće uslove:
da je dovoljno otporna na uticaje pokretnog opterećenja i da obezbedi prenošenje opterećenja na posteljicu i tlo u osnovi (podtlo)
da je upotrebljiva za saobraćaj u svim vremenskim uslovima
da površinske karakteristike kolovoza, pre svega ravnost i hrapavost, obezbede ugodnu i bezbednu vožnju
da obezbedi projektovani vek trajanja (odnosno predviđeni broj prolaza standardnih osovina), uz jednostavno održavanje i prihvatljive troškove.
Doc. dr Bojan Matić, dig 2
Karakteristični elementi poprečnog profila puta
Kolovozna konstrukcija (2)
Doc. dr Bojan Matić, dig 3
Gornji stroj puta: kolovozna konstrukcija sa ivičnim trakama, ivčnjacima, trakama za zaustavljanje vozila, bankinama, rigolama i sl. - sve što se nalazi iznad površine posteljice.
Donji stroj puta: svi veštački objekti - nasip do površine 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
Doc. dr Bojan Matić, dig 4
Kolovozna konstrukcija (3)
Struktura kolovozne konstrukcije (1)
Tipičan sastav fleksibilne, krute i kolovozne konstrukcije sa zastorom od sitne kamene
kocke 5
prema funkciji: na primer: kolovozni zastor, noseći sloj (gornji, donji) ili podloga (gornja, donja); osnovni sloj (obično podrazumeva donji noseći sloj, odnosno donju podlogu) (ili ’’tamponski sloj’’)
prema materijalu od koga se gradi: asfaltni beton, bituminizirani habajući noseći sloj (BHNS), bituminizirani noseći sloj (BNS), donji bituminizirani noseći sloj (DBNS), noseći sloj od drobljenog kamena (DK), cementna ili bitumenska stabilizacija itd.
Doc. dr Bojan Matić, dig 6
Struktura kolovozne konstrukcije (2)
Doc. dr Bojan Matić, dig 7
Struktura kolovozne konstrukcije (3)
TIPOVI KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA
Osnovni tipovi kolovoznih konstrukcija
Zemljani putevi
Makadamski ili tucanički kolovozi
Kolovozne konstrukcije sa zastorom od kamene kocke, prizmi ili ploča
Savremene kolovozne konstrukcije
Fleksibilne kolovozne konstrukcije
Krute kolovozne konstrukcije
Polukrute kolovozne konstrukcije
Doc. dr Bojan Matić, dig 8
9
Doc. dr Bojan Matić, dig 10
Primeri kolovoznih konstrukcija (1)
Doc. dr Bojan Matić, dig 11
Primeri kolovoznih konstrukcija (2)
Savremene kolovozne konstrukcije (1)
Doc. dr Bojan Matić, dig 12
Doc. dr Bojan Matić, dig 13
Savremene kolovozne konstrukcije (2)
Vrste i debljine pojedinih slojeva moraju biti tako odabrane da se merodavno opterećenje od točka na nivou posteljice (Pp), rasporedi na dovoljno veliku površinu, tako da njegov intenzitet ne bude veći od dozvoljenog (za konkretni materijal u posteljici).
Dozvoljenom veličinom opterećenja koje deluje na posteljicu, smatra se vertikalni napon koji neće izazvati trajne deformacije nedozvoljene veličine, ni posle velikog broja ponavljanja, a taj uslov se definiše na osnovu merodavnog saobraćajnog opterećenja i utvrđivanjem zakona zamora za materijal posteljice.
Pojedini slojevi moraju imati dovolju otpornost na napone i deformacije koji se u njima javljaju, što znači da će bez značajnijih posledica izdržati zadati broj ciklusa merodavnog opterećenja (podrazumeva se da svaki od njih leži na podlozi odgovarajuće krutosti).
Doc. dr Bojan Matić, dig 14
Osnovni zahtevi za projektovanje kolovozne konstrukcije (1)
Polukrute kolovozne konstrukcije se pojavljuju u praksi kao prelazni model.
Kod njih je jedan od nosećih slojeva stabilizovan hidrauličkim vezivom, što mu daje veliki modul elastičnosti, ali manji nego kod betonskih ploča.
U našoj praksi se ovakav sloj naziva ’’stabilizacija’’ a najčešće se izrađuje od dobro zbijene mešavine prirodnog peskovito-šljunkovitog materijala i cementa (’’cementna stabilizacija’’ - sa oko 3 do 5 težinskih procenata cementa).
Dodavanjem drobljenog kamena u mešavinu, postižu se veći moduli i čvrstoće.
Doc. dr Bojan Matić, dig 15
Polukrute kolovozne konstrukcije (1)
Cementom se mogu stabilizovati mnogi prirodni, drobljeni ili reciklirani materijali, kao što su mešavine šljunka, peska, gline, pepeo i šljaka iz termoelektrana i čeličana, otpadni kameni materijal iz kamenoloma itd.
Danas je posebno aktuelna stabilizacija starih kolovoza izgrađenih od vezanih ili nevezanih granularnih materijala.
Usitnjavanjem na licu mesta, dodatkom potrebne količine cementa (a po potrebi i drugih materijala) i ponovnim ugrađivanjem, dobija se odličan stabilizovan sloj i postižu se velike uštede (pre svega zato što se obično preko 90% materijala nalazi i obrađuje na licu mesta).
Po potrebi se preko ovako obrađenog sloja dodaju i novi slojevi.
Doc. dr Bojan Matić, dig 16
Polukrute kolovozne konstrukcije (2)
Kod nas su dosta građene kolovozne konstrukcije sa slojem cementne stabilizacije kao nosećim slojem.
Ta praksa je naročito bila zastupljena tokom sedemdesetih i osamdesetih godina prošlog veka.
Tako je, na primer, prva kolovozna traka autoputa N.Sad – Beograd (prva faza – poluautoput), građena sa donjim nosećim slojem od cementom stabilizovanog peskovitog šljunka.
Projektovana (i izvedena) kolovozna konstrukcija imala je sledeći sastav:
Habajući sloj (AB) 4 cm
Vezni sloj (AB) 5 cm BNS II 7 cm BNS I 7 cm Stabilizacija cementom 20 cm Peskoviti šljunak (moravac) 25 cm
Doc. dr Bojan Matić, dig 17
Polukrute kolovozne konstrukcije (3)
Tipična oštećenja polukrutog kolovoza (1)
Doc. dr Bojan Matić, dig 18
Osnove i vrste fleksibilnih kolovoza (1)
Fleksibilni kolovozi se tako nazivaju zato što se čitava kolovozna konstrukcija elastično ugiba pod opterećenjem.
Taj ugib nazivamo defleksijom, a njena vrednost je kod neoštećenih asfaltnih kolovoza, pri dejstvu standardnog osovinskog opterećenja od 82 kN, reda veličine od 0,1 do 0,5 mm, zavisno od debljine i krutosti pojedinih slojeva.
Fleksibilna kolovozna konstrukcija se projektuje kao višeslojan sistem. Svaki sloj prihvata opterećenje sloja iznad, raspoređuje ga na veću površinu i prenosi na sloj ispod.
Doc. dr Bojan Matić, dig 19
Slojevi koji se nalaze u donjoj zoni kolovozne konstrukcije, samim tim imaju manje opterećenje (u vidu sile po jedinici površine).
Da bi se najbolje iskoristile prednosti ovih kolovoza, slojevi različitih materijala su obično poređani po opadajućem redosledu u pogledu nosivosti, tako da je materijal sa najvećom nosivošću (ujedno i najskuplji) na vrhu, a materijal sa najmanjom nosivošću (i najjeftiniji) na dnu.
Doc. dr Bojan Matić, dig 20
Osnove i vrste fleksibilnih kolovoza (2)
Površinskog sloja – zastora, koji je u neposrednom kontaktu sa opterećenim točkom i izložen je direktnom dejstvu svih ambijentalnih uticaja.
Gornjeg nosećeg sloja. Ovaj sloj (ili slojevi) je odmah ispod asfaltnog zastora i obično se sastoji od drobljenog agregata povezanog bitumenom ili samo mehanički stabilizovanog.
Donjeg nosećeg sloja. Ovo je sloj (ili slojevi) ispod gornjeg nosećeg sloja, nije uvek neophodan (na primer, u slučaju posteljice u stenskom materijalu, zamenjuje ga izravnavajući sloj od kamene sitneži).
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (1)
Doc. dr Bojan Matić, dig 21
Primer rešenja fleksibine kolovozne konstrukcije iz Idejnog projekta
autoputa Beograd – Južni Jadran, deonica Prijevor – Lučane
(Saobraćajni institut CIP, 2006.)
Doc. dr Bojan Matić, dig 22
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (2)
Kolovozni zastor je površinski sloj koji je u kontaktu sa saobraćajem i obično se izrađuje od materijala najvišeg kvaliteta.
On obezbeđuje površinske karakteristike kao što su trenje, ravnost, kontrolu buke i zaštitu od atmosferskih padavina. Kolovozni zastor se ponekad deli na dva sloja: habajući sloj i vezni sloj.
Habajući sloj je obično od asfalt betona (AB), velike je krutosti i otporan na habanje, ima veliku gustinu i ne propušta vodu (osim ako se primenjuje drenažni asfalt).
Doc. dr Bojan Matić, dig 23
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (3)
Habajući sloj
Pravilno osmišljen program za održavanje trebalo bi da omogući uvid u istrošenost habajućeg sloja dok se još uvek može zaštititi od daljeg propadanja.
Na taj način, primenom preventivnih mera, habajući sloj može biti obnovljen pre nego što se oštećenja prošire na donje noseće slojeve.
Doc. dr Bojan Matić, dig 24
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (4)
Habajući sloj U našoj praksi su debljine habajućeg sloja od AB uglavnom između
4 i 7 cm. U novije vrema se koriste i skeletne mešavine sa bitumenskim
mastiksom koje su otpornije na deformacije i mogu se ugrađivati u manjim debljinama (2,5 do 4 cm).
Iznimno, kod vrlo lakog opterećenja se može koristiti
’’bituminizirani habajući noseći sloj (BHNS)’’ od mešavine koja je jeftinija i manje zahtevna u odnosu na AB.
Doc. dr Bojan Matić, dig 25
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (5)
Vezni sloj je neposredno ispod habajućeg sloja i ima ulogu da poveća nosivost u gornjem delu kolovozne konstrukcije, tako što će raspodeliti, još uvek dosta koncentrisano opterećenje, na veću površinu.
Izrađuje se od asfalt betona, kod koga su kriterijumi kvaliteta niži nego kod habajućeg sloja.
Danas se dosta retko koristi, ali je do pre dve decenije redovno primenjivan kod teško opterećenih puteva, tako da većina naših magistralnih puteva, građenih 1970-ih i 80-ih ima zastor od 4 do 5 cm veznog + 4 cm habajućeg sloja.
Primer za to je stara kolovozna traka (desna) poluautoputa Subotica – N. Sad – Beograd.
Doc. dr Bojan Matić, dig 26
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (6)
Gornji noseći sloj
Gornji noseći sloj je odmah ispod zastora i stoga je koncentracija opterećenja dosta velika, pa je potrebno da ima
odgovarajući kvalitet.
Njegova glavna funkcija je da obezbedi dodatnu raspodelu opterećenja i time smanji silu po jedinici površine donjeg
nosećeg sloja.
Takođe ima svoju funkciju u poboljšanju odvodnjavanja i zaštiti od dejstva mraza.
Doc. dr Bojan Matić, dig 27
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (7)
Gornji noseći sloj se obično sastoji od:
1. Drobljenog kamenog agregata. Ovo je klasičan GNS, izrađen od dobro granulisanog i kvalitetnog drobljenog kamena, otpornog na vlagu i mraz.
2. Bituminizirani noseći sloj (BNS) – asfalt sličan asfalt betonu, ali sa manje oštrim zahtevima kvaliteta pojedinih materijala i gotove mešavine. Može sadržati i manji deo prirodnog peskovitog šljunka, ali samo za lako saobraćajno opterećenje.
Оvakvi GNS se obavezno koriste u situacijama gde je neohodna velika nosivost, tj. kada je kolovoz opterećen teškim saobraćajnim opterećenjem.
Doc. dr Bojan Matić, dig 28
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (8)
Donji noseći sloj (DNS)
DNS je između gornjeg nosećeg sloja i posteljice. Pre svega služi kao noseći sloj kolovozne konstrukcije, čija je uloga velikim delom u ojačanju nedovoljno nosive posteljice, pa je njegova debljina i izbor vrste materijala u uskoj vezi sa kvalitetom posteljice (pored saobraćajnog opterećenja).
Pored zahteva da se formira dobra, nosiva podloga za GNS, uloga DNS je i da:
1. smanji prodor materijala posteljice u kolovoznu konstrukciju
2. poboljša odvodnjavanje
3. smanji uticaj smrzavanja
4. obezbedi platformu za rad
Doc. dr Bojan Matić, dig 29
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (9)
Donji noseći sloj (DNS)
•DNS se sastoji od materijala lošijeg kvaliteta od onog u gornjem nosećem sloju, ali boljeg od zemljišta posteljice.
•Ovaj sloj nije uvek neophodan - na primer, za kolovoz izgrađen na veoma kvalitetnoj, krutoj posteljici (na primer u steni), neće biti potrebno poboljšanje nosivosti i drugih karakteristika posteljice koje se postiže ugradnjom donjeg nosećeg sloja, tako da DNS može biti izostavljen ili zamenjen tanjim izravnavajućim slojem (što je obično slučaj kod posteljice u steni).
Doc. dr Bojan Matić, dig 30
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (10)
Donji noseći sloj (DNS)
Na suprot tome, kolovoz koji se gradi na nekvalitetnom zemljištu poput gline ili prašine sklone bubrenju ili vrlo osetljive na smrzavanje, zahteva dodatna ispitivanja i poboljšanje karakteristika podloge.
U takvom slučaju donji sloj mora biti od odgovarajućeg materijala i mora imati odgovarajuću debljinu, a po potrebi se i deo posteljice posebno stabilizuje ili zamenjuje kvalitetnijim materijalom, do potrebne dubine (nakon dodatnog iskopavanja).
Doc. dr Bojan Matić, dig 31
Tipična fleksibilna kolovozna konstrukcija (11)
Distribucija opterećenja na
posteljicu u slučaju deblje i
tanke kolovozne
konstrukcije (sa i bez DNS)
Dispozicija opterećenja od
udvojenog točka i
superpozicija napona
32
Distribucija opterećenja
Tipovi fleksibilnih kolovoza (1)
Tipovi asfalta se međusobno razlikuju uglavnom po
sastavu, vrsti i kvalitetu materijala u asfaltnoh mešavini:
veličini maksimalnog zrna agregata,
granulometrijskom sastavu i kvalitetu agregata kao i
po vrsti i količini veziva u asfaltnoj mešavini.
Doc. dr Bojan Matić, dig 33
Tipovi fleksibilnih kolovoza (2)
Osnovna tri tipa su:
1. Guste asfaltne mešavine. Najčeće ih klasifikujemo kao ’’asfaltni beton’’ - AB i ’’bituminizirani agregat’’ - BNS, DBNS, BHNS.
2. Skeletna asfaltna mešavina. I ako je relativno nova, dosta se koristi kao površinski sloj koji može godinama da podnosi opterećenja od saobraćaja velikog intenziteta.
3. Porozna asfaltna mešavina. Porozne asfaltne mešavine (‘’drenažni asfalt’’) se obično koriste za habajući sloj ili (ređe) za donje slojeve za drenažu, zbog prednosti koje donosi njihova poroznost – smanjuju mogućnost pojave ‘’akvaplaninga’’ i utiču na smanjenje buke.
Doc. dr Bojan Matić, dig 34
Guste asfaltne mešavine
Guste asfaltne mešavine se proizvode po vrućem postupku,
korišćenjem dobro granulisane mineralne mešavine - često se
opisuju kao ’’zatvorene mineralne mešavine’’, kontinualne
granulacije, sa malim procentom šupljina.
Namenjene su za široku upotrebu u površinskim i nosećim
slojevima kolovozne konstrukcije. Kada se proizvedu i ugrade na
pravi način, ovakve mešavine su relativno vodonepropusne.
Doc. dr Bojan Matić, dig 35
Tipovi fleksibilnih kolovoza (3)
Guste asfaltne mešavine Guste asfaltne mešavine se uglavnom opisuju preko nominalne
maksimalne veličine agregata, kao na primer AB 11, AB 16. – gde AB označava ’’asfalt beton’’ a brojka maksimalnu
veličinu zrna u milimetrima, ili BNS 16, BNS 22, BNS 32, gde BNS označava ’’bituminizirani noseći sloj’’, tj asfaltnu mešavinu
za noseće slojeve, koja se od afaltnog betona razlikuje uglavnom po slobodnijem granulometrijskom sastavu i kvalitetu materijala, što daje nešto slabije mehaničke karakteristike nego što ih ima asfaltni beton.
Doc. dr Bojan Matić, dig 36
Tipovi fleksibilnih kolovoza (4)
Guste asfaltne mešavine
Guste asfaltne mešavine se dalje mogu klasifikovati kao
finozrne (sitnozrne) ili grubozrne. Finozrne smeše imaju više
sitnih čestica veličine zrna peska.
Doc. dr Bojan Matić, dig 37
Tipovi fleksibilnih kolovoza (5)
Guste asfaltne mešavine Guste asfaltne smeše su pogodne za ugradnju u sve slojeve
kolovoza i za sve uslove saobraćaja.
Koriste se u novogradnji - za izradu nosećih ili habajućih slojeva; obezbeđuju nosivost, trenje, vodonepropustljivost; omogućuju dobru nivelaciju a koriste se takođe za popravke i pojačanja postojećih kolovoza.
Guste asfaltne mešavine se projektuju po Maršalovoj metodi
(kod nas najviše primenjivana), ’’Superpave’’ metodi ili Hvimovoj metodi (koristi se uglavnom u SAD)
Doc. dr Bojan Matić, dig 38
Tipovi fleksibilnih kolovoza (6)
Primeri graničnog pojasa granulometrijskog sastava
Doc. dr Bojan Matić, dig 39
Skeletna asfaltna mešavina (SMA)
Skeletna asfaltna mešavina je napravljena da poveća otpornost na deformacije i poveća svoje mehaničke osobine pomoću uklještenja ’’kamen-na-kamen’’.
Sva zrna agregata su u međusobnom kontaktu, pa otpornost na kolotrage proizilazi pre iz osobina agregata nego iz osobina asfaltnog veziva.
Kamena zrna se ne deformišu pod opterećenjem kao asfalt, pa kontakt kamen-na-kamen značajno smanjuje deformacije - kolotrage.
Doc. dr Bojan Matić, dig 40
Tipovi fleksibilnih kolovoza (7)
Skeletna asfaltna mešavina (SMA)
Skeletna asfaltna mešavina je obično skuplja od tipične guste asfaltne mešavine (oko 20-25 posto) zbog toga što zahteva izdržljivije agregate, veću količinu bitumena i obično primenu modifikovanih bitumenskih veziva i dodatak vlakana.
Ako se ispravno pristupi, veća cena se isplati zbog povećane otpornosti na kolotrage i povećane trajnosti. S obzirom da je svrha upotrebe skeletne asfaltne mešavine da poboljšana otpornost na kolotrage i izdržljivost, ovakve mešavine se skoro isključivo koriste za površinske slojeve.
Doc. dr Bojan Matić, dig 41
Tipovi fleksibilnih kolovoza (8)
Skeletna asfaltna mešavina (SMA)
Zbog velikog sadržaja bitumenskog veziva (oko 6 %), postoji opasnost od izdvajanja veziva dok je smeša u silosima za skladištenje, kamionima za transport i nakon ugrađivanja, a protiv toga se borimo dodavanjem celuloznih ili mineralnih vlakana u asfaltnu mešavinu.
Ostale prednosti skeletne asfaltne mešavine uključuju veće trenje po vlažnom vremenu (zbog površinske teksture), manju buku prilikom kotrljanja točkova (zbog površinske teksture), i manje opasnih pukotina.
Ove asfaltne mešavine se projektuju po Maršalovoj metodi ili ’’Superpave’’ metodi.
Doc. dr Bojan Matić, dig 42
Tipovi fleksibilnih kolovoza (9)
Doc. dr Bojan Matić, dig 43
Tipovi fleksibilnih kolovoza (10)
Porozne asfaltne mešavine
Porozne afaltne mešavine se prave da bude vodopropusne (guste i skeletne asfaltne mešavine obično nisu vodopropusne).
Za porozne afaltne mešavine se koriste drobljeni kamen i drobljeni pesak, sa modifikovanim bitumenskim vezivom.
Porozne afaltne mešavine se koriste uglavnom za površinske slojeve.
Smanjuju zadržavanje vode na površini za vreme padavina i njihove velike vazdušne praznine smanjuju buku od kotrljanja točka i do 50%.
Doc. dr Bojan Matić, dig 44
Tipovi fleksibilnih kolovoza (11)
Porozne asfaltne mešavine
Porozne afaltne mešavine su skuplje po toni nego guste asfaltne smeše, ali je zbog manje zapreminske mase, potrebna količina na mestu ugrađivanja manja, što delimično nadoknađuje cenu po toni.
Poroznost podrazumeva pore u smeši, što je od osnovnog značaja za pravilno funkcionisanje sloja.
Stoga, bilo šta što bi moglo začepiti te pore, poput sporog sobraćaja, velike količine prašine na putu ili nanesenog peska treba izbegavati.
Doc. dr Bojan Matić, dig 45
Tipovi fleksibilnih kolovoza (12)
Doc. dr Bojan Matić, dig 46
Tipovi fleksibilnih kolovoza (13)
Recikliranje fleksibilnih kolovoza (1)
Topla reciklaža
Kod toplog recikliranja, stari asfalt se uklanja, sitni i pretvara u agregatna zrna koja se ponovo mešaju sa novim vrućim asfaltom.
Postoje dve osnovne metode toplog recikliranja:
1. Konvencionalno toplo recikliranje podrazumeva da se novi asfalt proizvodi u postrojenjima gde se novom asfaltu dodaje određeni 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 uobičajena forma toplog recikliranja asfalta, mada se u poslednje vreme sve više primenjuje, zahvaljujući brzom napretku tehnologija i opreme. Ovaj način recikliranja se vrši pomoću specijalnih pokretnih mašina koje imaju opremu da izvrše struganje i usitnjavanje gornjeg sloja (ili slojeva) kolovozne konstrukcije, zagrevanje i mešanje tog asfalta i njegovo ponovno ugrađivanje. Prilikom mešanja se mogu dodavati različiti materijali radi popravke sastava mineralne mešavine ili veziva.
Hladna reciklaža
Hladno recikliranje se tako naziva zato što se reciklirani asfalt koristi kao agregat u hladnoj asfaltnoj mešavini. Kod hladne reciklaže stari asfaltni deo kolovoza se uklanja, sitni u agregatna zrna i onda kombinuje sa asfaltnom emulzijom ili asfaltnom penom. Ova mešavina se onda uglavnom koristi kao stabilizovani noseći sloj za rekonstrukciju kolovoza.
Postoje dva osnovna načina hladnog recikliranja:
1. Hladno recikliranje u postrojenjima je manje uobičajen način hladnog recikliranja od ova dva. Podrazumeva se mešanje recikliranog asfalta sa asfaltnom emulzijom ili asfaltnom penom u specijalnom postrojenju, a uz to se, po potrebi može dodati nov agregat za popravku granulacije.
2. Hladno recikliranje na licu mesta vrši se u specijalnim postrojenjima za hladnu reciklažu, na licu mesta uz pomoć pokretne opreme. Obično se podrazumeva i tretman istruganog i usitnjenog materijala sa dodatnim bituminoznim i/ili hemijskim dodacima (bez zagrevanja) čime se postiže željeni kvalitet recikliranog sloja.
Doc. dr Bojan Matić, dig 47
Reciklirani asfalt pretvoren u agregatna zrna
Doc. dr Bojan Matić, dig 48
Recikliranje fleksibilnih kolovoza (2)
Osnove krutih kolovoza (1)
Krute kolovozne konstrukcije pod opterećenjem imaju mali stepen savijanja zbog visokog modula elastičnosti i samim tim se opterećenje od točka distribuira po većoj površini.
Pored napona koji nastaju od dejstva opterećenog točka, u betonskoj ploči betonskog kolovoza se javljaju i naponi usled ambijentalnih uticaja, kao što su:
naponi izvijanja u ploči usled delovanja temperaturnog gradijenta (razlike u temperaturama na površini i dnu ploče)
naponi trenja između ploče i podloge (usled onemogućavanja skupljanja - širenja ploča), prilikom jednolike promene temperature u betonskoj ploči
naponi savijanja usled promene vlažnosti (na površini i dnu ploče)
naponi pritiska usled prodora nestišljivih materijala u spojnice (onemogućavanje skupljanja spojnica) između ploča (pritajeni naponi u betonu)
Doc. dr Bojan Matić, dig 49
Klasična kruta kolovozna konstrukcija se obično sastoji od betonskog površinskog sloja i donjeg nosećeg sloja.
U novije vreme se kod teškog saobraćajnog opterećenja i na aerodromskim poletno sletnim i rulnim stazama, ugrađuje i gornji noseći sloj.
Dugo vremene su betonski kolovozi rađeni bez nosećeg sloja – betonske ploče su livene direktno na posteljici, ali takva praksa se više ne primenjuje.
Doc. dr Bojan Matić, dig 50
Osnove krutih kolovoza (2)
Osnovni konstruktivni elementi
Tipična savremena kruta kolovozna konstrukcija se sastoji od površinskog sloja, gornjeg i donjeg nosećeg sloja i posteljice.
Površinski sloj je napravljen od cementnog betona i ima veliku krutost (zbog velikog modula elastičnosti) i obezbeđuje najveći deo nosivosti kolovoza.
Donji slojevi su manje krutosti, ali takođe doprinose nosivosti kolovoza, služe za zaštitu od mraza i za dreniranje vode koja eventualno prodre u kolovoz.
Doc. dr Bojan Matić, dig 51
Osnove krutih kolovoza (3)
Površinski sloj
Površinski sloj je u kontaktu sa pokretnim opterećenjem i izrađen je od betona.
Ima ulogu da omogući trenje, ravnost, ne stvara buku i obezbeđuje odvod atmosferske vode i sprečava prodor vode u donje slojeve.
Debljina površinskog betonskog sloja može varirati od 150mm do 300mm.
Doc. dr Bojan Matić, dig 52
Osnove krutih kolovoza (4)
Gornji noseći sloj
Ovaj sloj se nalazi odmah ispod površinskog sloja, ima ulogu da
prihvati i raspodeli opterećenje, služi i za odvodnjavanje, otporan
je na mraz i doprinosi nosivosti kolovoza.
U toku gradnje služi kao tehnološka podloga za kvalitetno
ugrađivanje betonskih ploča.
Doc. dr Bojan Matić, dig 53
Osnove krutih kolovoza (5)
Gornj noseći sloj može biti izrađen od:
- nevezanog agregata – jednostavan materijal koji se može lako ugraditi, danas je veoma zastupljen.
- stabilizovanog agregata – stabilizacije (cementna, bitumenska); osnovni materijal je drobljeni kameni agregat, peskoviti šljunak ili mešavina ovih materijala koja se vezuje najčešće sa oko 4 do 7% cementa i time dobija čvrstoću koja iznosi oko 20 do 25% čvrstoće zastora od betona.
Doc. dr Bojan Matić, dig 54
Osnove krutih kolovoza (6)
Gornji noseći sloj može biti izrađen od:
- guste asfaltne mešavine po vrućem postupku (BNS) – formiraju dobro nosivu i vodonepropusnu podlogu za betonski zastor
- vodopropustljivi asfalt (diskontinualna vruća asfaltna mešavina) – koristi se u situacijama kada je potrebna dobra drenaža
- mršavi beton – ima osobine slične kao betonski zastor, ali zbog manjeg sadržaja veziva čvrstoća mu je uglavnom manja od 50% čvrstoće betonskog zastora; ipak, mora da ima dilatacione spojnice.
Doc. dr Bojan Matić, dig 55
Osnove krutih kolovoza (7)
Doc. dr Bojan Matić, dig 56
Osnove krutih kolovoza (8)
Donji noseći sloj
Donji sloj je deo kolovozne konstrukcije koji se nalazi između
gornjeg nosećeg sloja i posteljice.
Prvenstveno, njegov zadatak je da: spreči mešanje materijala
kolovozne konstrukcije i posteljice, da poboljša dreniranje vode,
služi i kao zaštita od prodiranja mraza u podtlo i obezbeđuje
radnu površinu za izgradnju gornjih slojeva.
Donji noseći slojevi se uglavnom rade od materijala lošijeg kvaliteta
od gornjih slojeva, ali boljih od posteljice.
Oni po nekad nisu potrebni u betonskoj kolovoznoj konstrukciji.
Doc. dr Bojan Matić, dig 57
Osnove krutih kolovoza (9)
Spojnice
Spojnice se rade da bi se sprečilo nekontrolisano pucanje betonskih
ploča pod uticajem pomene temperature i vlažnosti.
Dva osnovna tipa spojnica su:
poprečne (transverzalne spojnice)
podužne (longitudinalne spojnice)
Doc. dr Bojan Matić, dig 58
Osnove krutih kolovoza (10)
Spojnice
Doc. dr Bojan Matić, dig 59
Osnove krutih kolovoza (11)
Spojnice
Podužne spojnice služe da u podužnom pravcu spreče pojavu nepravilnih podužnih pukotina i omoguće građenje kolovoza projektovanih širina.
Za ovu svrhu se koriste najčešće vitoperne ili radne konstrukcione spojnice. Ako se kolovozne trake rade u različito vreme, nema smisla postavljati podmetač za izazivanje pukotina niti oslabljivati presek (radi se samo žljeb, a kontaktna površina sa jedne strane poprska premazom za sprečavanje vezivanja sa betonom).
Poprečne spojnice se po funkciji dele: 1. kontrakcione (prividne) spojnice 2. ekspanzione (dilatacione) spojnice 3. vitoperne spojnice 4. radne spojnice 5. izolacione spojnice
Doc. dr Bojan Matić, dig 60
Osnove krutih kolovoza (12)
Poprečne spojnice - kontrakcione spojnice
Osnovna namena im je da omoguće skupljanje betonskih ploča
i spreče ili kontrolišu nastajanje pukotina.
Doc. dr Bojan Matić, dig 61
Osnove krutih kolovoza (13)
Doc. dr Bojan Matić, dig 62
Osnove krutih kolovoza (14)
Poprečne spojnice - kontrakcione spojnice
Poprečne spojnice - Ekspanzione spojnice
Osnovna namena im je da obezbede prostor za širenje betonskih
ploča u slučajevima kada se temperatura podigne iznad one pri
ugrađivanju. Takođe, omogućavaju obavljanje funkcija svih
ostalih tipova spojnica.
Doc. dr Bojan Matić, dig 63
Osnove krutih kolovoza (15)
Poprečne spojnice - Ekspanzione spojnice
Doc. dr Bojan Matić, dig 64
Osnove krutih kolovoza (16)
Poprečne spojnice - Vitoperne spojnice
Omogućuju mala ugaona pomeranja između ploča i na taj način
sprečavaju pojavu većih napona od temperature pri savijanju ili
vitoperenju ploča.
Ove spojnice mogu da zamene kontrakcione spojnice, ali ne bi
trebalo da ih bude više od tri – jedna do druge.
Doc. dr Bojan Matić, dig 65
Osnove krutih kolovoza (17)
Poprečne spojnice - Radne spojnice
Pri građenju betonskih kolovoza prinuđeni smo da pravimo
prekide u radu (loše vremenske prilike ili kraj radnog vremena).
Na mestu prekida se radi spojnica koja je najčešće kontrakciona i
pri tome se ugrađuju moždanici.
Doc. dr Bojan Matić, dig 66
Osnove krutih kolovoza (18)
Izolacione spojnice
Izolacione spojnice se koriste da odvoje betonsku ploču kolovoza
od objekta i time omoguće nezavisna pomeranja kolovoza, bez bitnih
uticaja na drugi objekat.
Primenjuju se na kontaktima betonskog zastora sa drenažnim
objektima, temeljima zgrada, bočnim stazama, građevinama – posebno
na kontaktu sa mostom i bilo gde kada može da dođe do oštećenja
usled interakcije kolovozne ploče i objekta.
One su uglavnom ispunjene određenim materijalom da bi sprečile
prodiranje prljavštine i vode.
Doc. dr Bojan Matić, dig 67
Osnove krutih kolovoza (19)
Poprečne spojnice - Izolacione spojnice
Doc. dr Bojan Matić, dig 68
Osnove krutih kolovoza (20)
Tipovi krutih kolovoza (1)
Nearmirani betonski kolovozi
Kada se radi o prenosu opterećenja, za manje opterećene puteve
uglavnom je dovoljan agregatni spoj, međutim za više opterećene
puteve, neophodni su moždanici u svakoj poprečnoj spojnici.
Doc. dr Bojan Matić, dig 69
Armirani betonski kolovozi
U grupu armiranih betonskih kolovoza spadaju:
1. Klasični armirani betonski kolovozi (Jointed reinforced
concrete pavements – JPCP)
2. Neprekidno armirani betonski kolovozi (Continious
reinforced concrete pavements)
3. Betonski kolovozi armirani vlaknima (Micro–fiber
reinforced concrete pavements)
4. Prednapregnuti betonski kolovozi (Prestressed portland
cement concrete pavements)
Doc. dr Bojan Matić, dig 70
Tipovi krutih kolovoza (2)
Armirani betonski kolovozi
Armiranjem se povećava trajnost i dužina ploča između spojnica a
neznatno se smanjuje debljina.
Većina novoizgrađenih autoputeva i poletno sletnih staza je od
betonskih kolovoznih konstrukcija i najčešće od neprekidno
armiranih betonskih kolovoza.
Doc. dr Bojan Matić, dig 71
Tipovi krutih kolovoza (3)
Klasični armirani betonski kolovoz
Dužina ploče kod ovakvih kolovoza uglavnom iznosi od oko 7m do
15m.
Pored smanjenja osetljivosti na prsline, armiranjem betonskog
kolovoza se povećava njegova trajnost.
Smanjivanjem otvaranja prslina se sprečava prodiranje
nepoželjnih materijala u masu ploče (voda i otpaci) i smanjuje
mogućnost stvaranja težih oštećenja koja dovode do propadanja
kolovoznih konstrukcija.
Doc. dr Bojan Matić, dig 72
Tipovi krutih kolovoza (4)
Klasični armirani betonski kolovoz
Doc. dr Bojan Matić, dig 73
Tipovi krutih kolovoza (5)
Kontinualno armirani betonski kolovozi
Doc. dr Bojan Matić, dig 74
Tipovi krutih kolovoza (6)
Uloga armature je da zidove nastalih prslina u kolovozu drži na
bliskom odstojanju, sa međusobno uklještenim zrnima agregata, što
omogućava stoprocentno prenošenje opterećenja s jedne na
drugu stranu prsline i istovremeno sprečava prodiranje vode i
stranih materijala.
Prsline se obično formiraju na odstojanju od 1,1m do 2,4m, a
prema izvršenim istraživanjima, njihov otvor ne sme biti veći od
oko 0,5mm.
Doc. dr Bojan Matić, dig 75
Kontinualno armirani betonski kolovozi
Tipovi krutih kolovoza (7)
Betonski kolovozi armirani vlaknima
Ovaj tip kolovoza je napravljen od betona sa umešanim sitnim
čeličnim, staklenim ili nekim drugim vlaknima raspoređenim u
svim pravcima.
Osnovna betonska mešavina je sastavljena od sitnozrnih agregata sa
povećanom količinom cementa.
Čelična vlakna su dužine 25 do 76 mm, a prečnika 0.25 do 0.76
mm.
Doc. dr Bojan Matić, dig 76
Tipovi krutih kolovoza (8)
Betonski kolovozi armirani vlaknima
Staklena vlakna su prečnika od 0.005 do 0.015 mm, ali su ona često
spojena u vlakna prečnika od 0.013 do 1.3 mm.
Količina vlakana u betonu je od 0.5 do 2 % po zapremini betona,
odnosno čeličnih vlakana od 35 do 200 kg/m3 betona.
Zbog manje debljine ovakvih betonskih kolovoza i veće elastičnosti
(manje krutosti), opterećenje se prenosi na manju površinu podloge, i
zato su dozvoljeni veći ugibi nego kod klasičnih betonskih
kolovoznih ploča .
Doc. dr Bojan Matić, dig 77
Tipovi krutih kolovoza (9)
Prednapregnuti betonski kolovozi
KOD BETONSKIH KOLOVOZA SE PUKOTINE KONTROLIŠU
ARMIRANJEM ILI SPOJNICAMA.
Velike razlika u čvrsoćama na zatezanje i pritisak u betonskim
kolovozima može biti smanjena prednaprezanjem.
Doc. dr Bojan Matić, dig 78
Tipovi krutih kolovoza (10)
Osnovne prednosti su:
Uvođenjem sila pritiska sprečava se nastajanje i
otvaranje pukotina, a samim tim povećava trajnost i
nosivost kolovozne konstrukcije
Odbacivanje velikog broja poprečnih spojnica i
ostvarivanje veoma dugačkih ploča
Povećanje nosivosti i pored veće fleksibilnosti i manjih
debljina prednapregnutih kolovoza
Smanjenjem troškova zbog manje debljine betonskih
ploča i manje količine armature (važi za armirane i
neprekidno armirane betonske kolovoze)
Osnovni nedostaci su:
Popravka oštećenih kolovoza je složena i skupa
Ograničena upotreba kod oštrih vertikalnih i
horizontalnih krivina
Zahteva se kvalifikovanije osoblje na ugrađivanju
Potreba za strožim standardima pri građenju i
kvalitetnijim materijalima
Specijalne spojnice
Veliki uticaj sredine – vremenskih prilika
Doc. dr Bojan Matić, dig 79
Tipovi krutih kolovoza (11)
Prednapregnuti betonski kolovozi
Projektni parametri – posteljica
Osobine posteljice 1. Nosivost. Posteljica mora da izdrži opterećenje koje se prenosi
preko slojeva kolovozne konstrukcije. Nosivost zavisi od stepena zbijenosti posteljice, vlažnosti i vrste tla. Dobrom posteljicom se smatra ona, koja može da podnese vieliki broj ponavljanja opterećenja, bez značajnih deformacija.
2. Vlažnost tla. Vlažnost utiče na nosivost posteljice, bubrenje i skupljanje. Na vlažnost utiču faktori kao što su: drenaža, nivo podzemnih voda ili vodopropustljivost kolovoza (usled oštećenosti). Prekomerno vlažna posteljica će se brže deformisati pod opterećenjem.
3. Skupljanje i/ili bubrenje kod nekih tla se javlja usled promene vlažnosti materijala. Pored toga, sitnozrna (koherentna) tla
mogu biti osetljiva na smrzavanje. Skupljanje, širenje i mržnjenje tla mogu izazvati deformacije i pojavu pukotina u kolovoznoj konstrukciji.
Doc. dr Bojan Matić, dig 80
Mogućnosti poboljšanja posteljice (1)
Zamena lošeg materijala kvalitetnijim. Zavisno od vrste
materijala, posebno od njegove plastičnosti i sadržaja organskih
primesa, najčešće se zamena materijala vrši do dubine od 0,5m do
2,0 m.
Stabilizacija posteljice hidrauličkim ili bitumenskim vezivom
(kreč, asfaltna emulzija, portland cement). Na ovaj način se tlo
stabilizuje uglavnom do dubine 0,3 do 0,5 metara.
Izgradnja dodatnog (pomoćnog) sloja od nevezanog materijala.
Preporučljive debljine pomoćnog sloja i donje podloge:
Doc. dr Bojan Matić, dig 81
Mogućnosti poboljšanja posteljice (2)
Doc. dr Bojan Matić, dig 82
Terminologija i klasifikacija materijala tla (1)
Primeri granulometrijskog sastava osnovnih vrsta tla
Doc. dr Bojan Matić, dig 83
Doc. dr Bojan Matić, dig 84
Terminologija i klasifikacija materijala tla (2)
Doc. dr Bojan Matić, dig 85
Terminologija i klasifikacija materijala tla (3)
Postupak identifikacije i klasifikacije tla i utvrđivanje fizičko
mehaničkih karakteristika
Osnovna laboratorijska isptivanja koja su od značaja za projektovanje kolovozne konstrukcije, kod nas se vrše prema postojećim standardima :
- Uzimanje uzoraka SRPS U. B1. 010
- Određivanje prirodne vlažnosti SRPS U. B1. 012
- Određivanje specifične mase tla SRPS U. B1. 014
- Određivanje zapreminske mase tla SRPS U. B1. 016
- Određivanje granulometrijskog sastava SRPS U. B1. 018
- Određivanje granice tečenja i valjanja SRPS U. B1. 020
- Određivanje odnosa vlažnosti i suve zapreminske mase tla (Proctor) SRPS U. B1. 038
- Određivanje Kalifornijskog indeksa nosivosti SRPS U. B1. 042
Doc. dr Bojan Matić, dig 86
Terminologija i klasifikacija materijala tla (4)
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 veličine zrna
za pojedine vrste materijala su:
• šljunak (G) – zrna između 60 i 2 mm
• pesak (S) – zrna između 2 i 0.06 mm
• prašina(M) – zrna između 0.06 i 0.002 mm
• glina (C) – sva zrna manja od 0.002 mm Doc. dr Bojan Matić, dig 87
Terminologija i klasifikacija materijala tla (5)
Određivanje konzistencije tla – Aterbergove granice
Granica tečenja (WL)
Doc. dr Bojan Matić, dig 88
Terminologija i klasifikacija materijala tla (6)
Granica plastičnosti (Wp)
Na uzorku koherentnog tla određuje se sadržaj vode pri kojem
valjak prečnika od 3 mm prilikom valjanja počinje da dobija
pukotine. Ispitani sadržaj vode je granica plastičnosti ( Wp ).
Doc. dr Bojan Matić, dig 89
Terminologija i klasifikacija materijala tla (7)
Ispitivanje nosivosti / otpornosti tla
Materijali u posteljici se uglavnom karakterišu preko njihove otpornosti na deformacije pod opterećenjem, što se može odrediti merenjem njihove čvrstoće (napon potreban da dovede do loma materijala) ili krutosti i elastičnosti (veza izmedju napona i deformacije u elastičnom opsegu, odnosno koliko je materijal u stanju da povrati svoj početni oblik i veličinu posle dejstva opterećenja).
Ove karakteristike često uopšteno nazivamo ’’nosivost posteljice’’.
Doc. dr Bojan Matić, dig 90
Terminologija i klasifikacija materijala tla (8)
Ispitivanje nosivosti / otpornosti tla
Što je veća otpornost posteljice na deformacije, moguće je naneti veće opterećenje do dostizanja kritične deformacije.
Danas se koristi više različitih metoda za karakterizaciju nosivosti posteljice: Kalifornijski indeks nosivosti (CBR), R - vrednost (Modul otpornosti tla), modul elastičnosti, rezilientni modul, modul stišljivosti.
Doc. dr Bojan Matić, dig 91
Terminologija i klasifikacija materijala tla (9)
Određivanje odnosa vlažnosti i suve zapreminske mase tla
(Proktorov opit)
’’Proktorov opit’’ – opit kojim se ispituje maksimalna zbijenost i
optimalna vlažnost za zbijanje uz primenu određene 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 određivanje odnosa vlažnosti i suve
zapreminske mase dobija naziv standardni ili modifikovani opit.
Doc. dr Bojan Matić, dig 92
Terminologija i klasifikacija materijala tla (10)
Određivanje odnosa vlažnosti i suve zapreminske mase tla
(Proktorov opit)
Doc. dr Bojan Matić, dig 93
Terminologija i klasifikacija materijala tla (11)
Kalifornijski indeks nosivosti - CBR
Kalifornijski indeks nosivosti ’’CBR’’ (%) je jednostavan test penetracije na osnovu koje se određuje kvalitet materijala u odnosu na nosivost zbijenog, dobro granulisanog drobljenog kamena (čiji je CBR=100%).
Materijal se zbija u standardnom cilindru pri optimalnoj vlažnosti do maksimalne zbijemosti po Proktoru, formirajući uzorak prečnika 152,4 mm (6 inča) i visine 177,8 mm (7 inča).
Opit se sastoji od nanošenja opterećenja na mali klip (prečnika 49,6 mm (1,95 inča), koji prodire u materijal brzinom 1.3 mm/min (0.05 inča/min). Beleženjem opterećenja pri prodiranju klipa počevši 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
Terminologija i klasifikacija materijala tla (12)
Doc. dr Bojan Matić, dig 95
Kalifornijski indeks nosivosti - CBR
Terminologija i klasifikacija materijala tla (13)
Kalifornijski indeks nosivosti - CBR
Doc. dr Bojan Matić, dig 96
Terminologija i klasifikacija materijala tla (14)
Doc. dr Bojan Matić, dig 97
Kalifornijski indeks nosivosti - CBR
Terminologija i klasifikacija materijala tla (15)
PROJEKTNI PARAMETRI (1)
Kameni materijali
Doc. dr Bojan Matić, dig 98
Prema načinu nastanka ili proizvodnje, materijali se razvrstavaju
na prirodne, drobljene i mlevene.
- Prirodno usitnjeni materijali dobijaju se iz rečnih korita, sprudišta ili iz pozajmišta (pesak i šljunak), a koriste se neprerađeni - u prirodnom stanju, ili se prosejavanjem odvajaju na frakcije željene veličine (pesak, šljunak, kamen ili oblutak, itd.), koje se opet - prema propisanom granulometrijskom sastavu - mogu komponovati u određenoj razmeri. Zrna su najčešće sa zaobljenim ivicama - loptastog ili elipsoidnog oblika.
- Delimično drobljeni materijali proizvode se propuštanjem kroz drobilišna postrojenja prirodnog materijala iz koga je prethodnim odsejavanjem odvojen pesak. Izdrobljeni deo se razdvaja na frakcije koje se deponuju u odgovarajuće silose ili pregrade, prema veličini prečnika zrna.
Doc. dr Bojan Matić, dig 99
PROJEKTNI PARAMETRI (2)
Kameni materijali
- Drobljeni materijali se proizvode drobljenjem krupnih zrna izdvojenih iz šljunkovitih materijala ili kamenog materijala iz kamenoloma. Delimo ih na:
- Drobljeni materijali kontinualnog granulometrijskog sastava; iz njih se mogu prosejavanjem ili pranjem izdvojiti sitne prašinaste ili glinovite frakcije i zrna čija je veličina veća od maksimalno dozvoljenog (D); isporučuje se kao mešavina sa zmima 0/Dmm (ili kao d/D – od najsitnijeg zrna prečnika d (mm) do najkrupnijeg, prečnika D (mm)).
- Drobljeni materijali diskontinualne granulacije, sa utvrđenom linijom granulometrijskog sastava, dobijenom prosejavanjem kroz sita određene veličine (pri čemu se dobijaju frakcije: pesak, kamena sitnež, tucanik, itd.) i naknadnim komponovanjem linije granulometrijskog sastava da bi se dobila zahtevana granulacija u opsegu d/D.
Doc. dr Bojan Matić, dig 100
PROJEKTNI PARAMETRI (3)
Kameni materijali
Mleveni materijali, dobijaju se sitnjenjem ili mlevenjem drobljenog kamenog materijala u specijalnim postrojenjima i mlinovima, da bi se dobila odgovarajuća granulacija i finoća mliva: kameno brašno,
finozrni pesak i sl.)
Doc. dr Bojan Matić, dig 101
PROJEKTNI PARAMETRI (4)
Kameni materijali
Pod agregatom se podrazumjevaju mineralni materijali kao što su pesak, drobljeni kamen i šljunak, koji zajedno sa vezivima ulaze u sastav mešavina kao što su asfalt ili cementni beton.
Kao vezivo se koriste različiti materijali, a najčešći su portland cement, bitumen, kreč i voda. Zapreminski, agregat zauzima oko 92 do 96% prostora u asfaltnim mešavinama po vrućem postupku, a oko 70 do 80% u cementnom betonu.
Kameni agregat ima veliku primenu i kao nevezan materijal, dobro zbijen uz prisustvo vode često čini donji, pa i gornji noseći sloj kod fleksibilnih i krutih kolovoznih konstrukcija.
Doc. dr Bojan Matić, dig 102
PROJEKTNI PARAMETRI (5)
Agregat
Agregati mogu biti prirodni ili veštački.
Prirodni agregati se eksploatišu iz velikih stenskih formacija u kamenolomima. Izvađeni materijal se mehaničkim putem pomoću mašina usitnjava na potrebnu veličinu zavisno od primene.
Prerađeni industrijski agregati su najčešće sekundarni proizvodi ili otpadni materijali u nekoj industriskoj preradi (najčešće se u izgradnji puteva koristi šljaka iz visokih peći)
Doc. dr Bojan Matić, dig 103
PROJEKTNI PARAMETRI (6)
Agregat
Fizička svojstva najjasnije definišu karakteristike agregata i imaju najveći uticaj na njegovo ponašanje.
Najčesće određivana fizička svojstva su:
- veličina zrna i granulometrijski sastav
- žilavost i otpornost na habanje (Los Anđeles, polirnost)
- trajnost i postojanost
- oblik zrna i tekstura površine
- čistoća i oštećenost materijala
- zapreminska masa
To nisu jedina fizička svojstva agregata, navedena svojstva koja se najčešće ispituju i to uglavnom empirijskim opitima.
Doc. dr Bojan Matić, dig 104
PROJEKTNI PARAMETRI (7)
Agregat
Veličina zrna i granulometrijski sastav
Granulometrijski sastav ima primaran značaj i za beton i za asfaltne
mešavine, pa se obavezno propisuju granične linije granulometrijskog
sastava za različite vrste mešavina u skladu sa traženim osobinama.
105
PROJEKTNI PARAMETRI (8)
Agregat
Test na habanje (Los Angeles)
Opitom ’’ Los Anđeles’’ se ispituje žilavost i otpornost na habanje kamenog agregata.
Za ovaj test se koriste frakcije iz uzorka agregata koje su se zadržali na ’’situ 12’’ veličine otvora 1.70 mm.
Takav uzorak se stavlja u bubanj zajedno sa čeličnim kuglama i zatim se okreće 500 puta pri brzini od 30 – 33 okretaja u minuti.
Doc. dr Bojan Matić, dig 106
PROJEKTNI PARAMETRI (9)
Agregat
Test na habanje (Los Angeles)
Posle toga se vrši sejanje i razdvajanje materijala koji prolazi kroz sito 12 (1.70mm) od onog dela koji se zadržava na situ.
Težina materijala koji se zadržao na situ upoređuje sa prvobitnom težinom, odnosno njigova težina pre i posle bubnja
.
Dobijena razlika u težini se se izražava kao procentualni gubitak.
Naš standard za asfalt betone zahteva otpornost na habanje po Los Anđelesu (za sve gradacije), kao na slici % (m/m):
Doc. dr Bojan Matić, dig 107
PROJEKTNI PARAMETRI (10)
Agregat
Test na habanje (Los Angeles)
Doc. dr Bojan Matić, dig 108
PROJEKTNI PARAMETRI (11)
Agregat
Zaključak o agregatu
Agregati su ili prirodni ili proizvedeni u kamenolomoma, a karakterišu se njihovim fizičkim svojstvima, od kojih su najčešće u primeni:
- Granulacija i veličina maksimalnog zrna
- Žilavost i otpornost na habanje
- Trajnost i postojanost
- Oblik zrna i tekstura površine zrna
- Zapreminska masa
- Čistoća i prisustvo štetnih materija
- Upijanje vode i vlažnost
- Mineraloško petrografski sastav
Doc. dr Bojan Matić, dig 109
PROJEKTNI PARAMETRI (12)
Agregat
BITUMEN (1)
Hemijska svojstva
Bitumenska veziva se mogu karakterisati njihovim hemijskim sastavom, ili se to retko čini za primenu kod asfaltnih mešavina. Hemijska svojstva određuju fizičke karakteristike bitumena, pa poznavanjem hemijskog sastava možemo protumačiti ponašanje bitumena pod različitim uticajima.
Doc. dr Bojan Matić, dig 110
BITUMEN (2)
Fizička svojstva Bitumenska veziva najbolje opisuju njihova fizička svojstva. To određuje kako će se ugrađivati na kolovoz (vruću asfaltnu mešavinu). Ovde je dugo značajnu ulogu imao test za penetraciju koji se koristio veoma uspešno u 20 veku. Kasniji testovi kao što su testovi za viskoznost imali su ulogu da bolje objasne fizička svojstva bitumenskog veziva. Kasnije 80` i 90` razvijeni su ’’superpave’’ testovi sa ciljem da bolje odrede specifična fizička svojstva asfaltnih veziva koji su direktno vezani za široki spektar inženjerskih potreba. Ovi testovi su složeni ali su napredni i daju rezultata.
Doc. dr Bojan Matić, dig 111
Reologija
Reologija proučava deformacije i tok materija.
Deformacije i tok asfaltnog veziva su važni pri određivanju karakteristika kolovoza.
Reološka svojstva asfaltnog veziva variraju s promenom temperature.
Tu postoje dva ključna razmatranja:
- za upoređivanje različitih asfaltnih veziva njihova reološka svojstva moraju se meriti na istim temperturama.
- za potpuno okarakterisano asfaltno vezivo njegova reološka svojstva moraju biti ispitana u temperaturnom intervalu koje susreće tokom trajanja kolovozne konstrukcije.
Doc. dr Bojan Matić, dig 112
BITUMEN (3)
Opit penetracije
Penetracioni test je najstariji opit za asfalt.
Osnovni princip penetracije je da odredi koliki će biti prodor opterećene 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 sledećim
uslovima:
Opterećeje = 100 g
Temperatura = 25 oC (77 oF)
Vreme = 5 sec
Doc. dr Bojan Matić, dig 113
BITUMEN (4)
Opit penetracije
Doc. dr Bojan Matić, dig 114
BITUMEN (6)
Tačka razmekšavanja PK
Tačka razmekšvaanja je definisana kao temperature na kojoj
bitumenski uzorak ne može da podržava težinu čelične kuglice.
Bitumen se ugradi u u mesingani prsten koji se tokom opita zagreva u
vodenom kupatilu.
Tačka razmekšavanja je temperatura pri kojoj će bitumen toliko
omekšati da loptica potone do dubine 25 mm.
Doc. dr Bojan Matić, dig 115
BITUMEN (7)
Tačka razmekšavanja PK
Doc. dr Bojan Matić, dig 116
BITUMEN (8)
Duktilnost
Duktilitet je dužina izrazena u cm, do koje se uzorak bitumena
određenog oblika i pri određenim uslovima može 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 rasteže brzinom od 5 cm/min dok
se nastala nit ne prekine.
Doc. dr Bojan Matić, dig 117
BITUMEN (9)
Duktilnost
Doc. dr Bojan Matić, dig 118
BITUMEN (10)
Određivanje tačke loma po Frasu
Tačka loma po Frasu je temperatura na kojoj sloj bitumenskog veziva određene debljine (manje od 1 mm) pukne ako se hladi i savija pod tačno određenim uslovima. Na savitljivu pločicu se izlije tanak fim bitumena po tačno propisanom postupku. Pločica sa uzorkom se postavi u aparat i zatim se počne sa hlađenjem takvom brzinom da temperatura vazduha u unutrašnjoj epruveti pada brzinom od 1 °C u minuti. U momentu kada se na filmu veziva pojavi prva pukotina, očita se temperatura na termometru sa tačnošću 0,5 °C.
Doc. dr Bojan Matić, dig 119
BITUMEN (11)
Doc. dr Bojan Matić, dig 120
BITUMEN (12)
Projektovanje asfaltnih mešavina po Maršalovoj metodi
Projektovana asfaltna mešavina treba da zadovolji sledeće uslove kvaliteta: Otpornost na deformacije pri dejstvu opterećenja. Ova otpornost
u najvećoj meri zavisi od granulometrijskog sastava agregata, površine zrna i njihove otpornosti na habanje, sadržaja bitumena i njegove viskoznosti pri visokim temperaturama.
Otpornost na zamor. Asfalt treba da bude otporan na pojavu pukotina pri dejstvu ponovljenog opterećenja. Otpornost je zavisna (pre svega) od sadržaja 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.
Doc. dr Bojan Matić, dig 121
ASFALTNA MEŠAVINA (1)
Projektovanje asfaltnih mešavina po Maršalovoj metodi
Projektovana asfaltna mešavina treba da zadovolji sledeće uslove kvaliteta: Trajnost. Asfaltne mešavine koje se proizvode i ugrađuju po
vrućem postupku, ne treba brzo da pokazuju znake starenja tokom pripreme, ugrađivanja i eksploatacionog perioda. Trajnost ovakvih mešavina je povezana sa količinom šupljina ispunjenih vazduhom i za debljinu bitumenskog filma koji je vezan za svaku česticu agregata.
Otpornost na uticaj vlage. Asfaltne mešavine ne bi trebale da se osetno degradiraju prilikom prodora vlage u ugrađeni sloj. Osetljivost na vlagu je vezana uglavnom za šupljine ispunjene vazduhom i za mineralni i hemijski sastav agregata.
Doc. dr Bojan Matić, dig 122
ASFALTNA MEŠAVINA (2)
Projektovanje asfaltnih mešavina po Maršalovoj metodi
Projektovana asfaltna mešavina treba da zadovolji sledeće uslove kvaliteta: Otpornost na klizanje. Asfaltna mešavina koja se koristi za
habajući sloj mora da obezbedi dovoljan koeficijent trenja između površine kolovoza i pneumatika. Nizak koeficijent trenja je uglavnom posledica neodgovarajućih karakteristika agregata ili prevelikog sadržaja bitumena.
Ugradljivost. Asfaltna mešavina koja se proizvodi i ugrađuje po vrućem postupku treba da omogući razastiranje i zbijanje primenom razumne energije. Ugradljivost je pre svega zavisna od agregata, odnosno njegove teksture, oblika i veličine zrna i granulacije, ali i od sadržaja veziva i njegove viskoznosti na temperaturama pri kojima se vrši mešanje i ugrađivanje.
Doc. dr Bojan Matić, dig 123
ASFALTNA MEŠAVINA (3)
Osnovne postavke metode Marshall
Polazeći od optimalnog granulometrijskog sastava za usvojeno
maksimalno zrno i tip mešavine, određuje se procenat učešća
pojedinih frakcija agregata i filera u mešavini.
Zatim se prelazi na izradu uzoraka: zagrevanjem, mešanjem sa
bitumenom i sabijanjem u standardni cilindar pomoću standardnog
’’Maršalovog’’ nabijača. Uzorci se rade sa različitim sadržajem
bitumena i zatim sledi njihovo ispitivanje pod propisanim uslovima.
124
ASFALTNA MEŠAVINA (4)
Osnovne postavke metode Marshall
U osnovi, Maršalova metoda projektovanja mešavina obuhvata 6
koraka:
Selekcija agregata
Izbor biumenskog veziva
Priprema uzorka (uključujući zbijanje postandardnoj proceduri)
Ispitivanje stabilnosti i tečenja u Maršalovoj presi
Određivanje gustine i sadržaja šupljina
Određivanje optimalnog sadržaja bitumena (na osnovu rezultata
dobijenih na serijama uzoraka sa različitim sadržajem bitumena)
125
ASFALTNA MEŠAVINA (5)
Maršalova metoda je kod nas definisana standardom SRPS
U.M8.090. Opitima se određuju sledeća svojstva asfaltne
mešavine:
stabilnost (čvrstoća na pritisak ispitana u Maršalovoj presi),
tečenje (deformacija uzorka pri lomu u Maršalovoj presi),
zapreminska masa,
šupljine u mineralnoj mešavini
šupljine u asfaltnom uzorku
šupljine ispunjene bitumenom
Doc. dr Bojan Matić, dig 126
ASFALTNA MEŠAVINA (6)
Osnovne postavke metode Marshall
Stabilnost (po Maršalu) je maksimalno opterećenje (u KPa) koje
se postiže u momentu loma uzorka.
Tečenje je deformacija uzorka (u mm) u momentu loma.
Merenjem težine i dimenzije uzoraka posle izrade određuje se
zapreminska težina, a preko zapreminske težine sračunava se procenat
šupljina ispunjenih vezivom i procenat zaostalih šupljina u mešavini.
Doc. dr Bojan Matić, dig 127
ASFALTNA MEŠAVINA (7)
Osnovne postavke metode Marshall
Uzorak, koji je pre ispitivanja 30 minuta bio potopljen u vodu sa
temperaturom 60 OC se stavlja u čeljusti prese, zagrejane takođe na 60 oC.
Ispitivanje se vrši posebnom presom, sa brzinom nanošenja
opterećenja kojim se postiže deformacija od 0.846 mm/s (2 inča u
minuti).
Opterećenje se nanosi sve dok raste, a u trenutku loma, počinje naglo
da opada. To je kraj opita, koji traje do 30 sekundi.
Doc. dr Bojan Matić, dig 128
ASFALTNA MEŠAVINA (8)
Osnovne postavke metode Marshall
Doc. dr Bojan Matić, dig 129
ASFALTNA MEŠAVINA (9)
Osnovne postavke metode Marshall
Rezultati Maršalove metode
Na osnovu podataka ispitivanjem napred iznetih karakteristika potrebno je konstruisati sledeće dijagrame:
dijagram promene stabilnosti u zavisnosti od sadržaja veziva (slika 1),
dijagram promene zapreminske težine u zavisnosti od sadržaja veziva (slika 2),
dijagram promene zaostalih šupljina u zavisnosti od sadržaja veziva (slika 3),
dijagram promene ispunjenih šupljina u zavisnosti od sadržaja veziva (slika 4),
dijagram promene tečenja u zavisnosti od sadržja veziva (slika 5).
Doc. dr Bojan Matić, dig 130
ASFALTNA MEŠAVINA (10)
Rezultati Maršalove metode
Doc. dr Bojan Matić, dig 131
ASFALTNA MEŠAVINA (10)
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (1)
Karakteristike opterećenja
Opterećene od pneumatika
Raspored osovina i točkova
Ponavljanje opterećenja
Distribucija saobraćajnog opterećenja u poprečnom profilu
Brzina vozila
Doc. dr Bojan Matić, dig 132
Različite konfiguracije osovina teških vozila
Doc. dr Bojan Matić, dig 133
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (2)
Ekvivalentno opterećenje od jednostruke standardne osovine (ESO)
Doc. dr Bojan Matić, dig 134
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (3)
Određivanje ukupnog ekvivalentnog saobraćajnog opterećenja za
dimenzionisanje asfaltnih kolovoznih konstrukcija, prema standardu JUS
U.C4.010 iz 1981. godine
U analizi saobraćajnog opterećenja uzimaju se u obzir sledeći parametri:
Prosečni godišnji dnevni (24-časovni) broj teških tertetnih vozila
(sa procentualnim učešćem pojednih kategorija) u početnoj godini eksploatacije puta. Određuje se prvenstveno brojanjem saobraćaja i prognozama.
Prosečna godišnja stopa rasta broja teških teretnih vozila u
projektnom periodu, koja se određuje na osnovu podataka o početnoj godini uz primenu dugoročnih prognoza saobraćajnih tokova.
Doc. dr Bojan Matić, dig 135
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (4)
Određivanje ukupnog ekvivalentnog saobraćajnog opterećenja za
dimenzionisanje asfaltnih kolovoznih konstrukcija, prema standardu JUS
U.C4.010 iz 1981. godine
Osovinska opterećenja reprezentativnih vrsta vozila (vozila
koje reprezentuju svaku kategoriju, kao na primer: srednje težak kamion, težak kamion, kamion sa prikolicom, autobus, tegljač sa poluprikolicom)
Prosečna iskorišćenost nosivosti teških teretnih vozila (ako ne
postoje precizni podaci, preporučuje se iskorišćenost od 70%) Raspodela saobraćajnog opterećenja po voznim trakama
Doc. dr Bojan Matić, dig 136
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (5)
Raspodela saobraćajnog opterećenja po voznim trakama SRPS
U.C4.010)
Doc. dr Bojan Matić, dig 137
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (6)
Faktori ekvivalencije:
Za jednostruke osovine: Za dvostruke osovine:
Doc. dr Bojan Matić, dig 138
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (7)
Ukupan broj standardnih osovina za pojedine vrste teških
teretnih vozila (fi – faktor ekvivalencije za pojedine osovine
teških teretnih vozila)
Ukupno ekvivalentno dnevno saobraćajno opterećenje teških
teretnih vozila u početnoj godini eksploatacije (Fe – ukupni
broj standardnih osovina za pojedine vrste teških teretnih
vozila ; ni – prosečni godišnji dnevni broj pojedinih teških
teretnih vozila u početnoj godini eksploatacije na
najopterećenijoj saobraćajnoj traci).
Ukupno ekvivalentno saobraćajno opterećenje teških
teretnih vozila u početnoj godini eksploatacije
Ukupno ekvivalentno saobraćajno opterećenje teških
teretnih vozila u projektnom periodu dimenzionisanja
(q – faktor rasta, p – projektni period dimenzionisanja
kolovozne konstrukcije izražen u godinama i – 1,2,3.....p
(godina)
r – prosečna godišnja stopa rasta broja teških teretnih vozila) 139
PROJEKTNI PARAMETRI - SAOBRAĆAJNO
OPTEREĆENJE (8)
Uticaj mraza može biti veoma štetan za kolovozne konstrukcije
i odnosi se na dva različita, ali povezana procesa:
1. Izdizanje površine kolovoza usled mraza – Izdizanje posteljice kao rezultat bubrenja usled formiranja ledenih sočiva u vlažnom zemljištu izloženom smrzavanju. Ovde nije u pitanju samo povećanje zapremine vode prilikom smrzavanja, veći utiucaj ima rast kristala leda koji počinju da se formiraju u porama materijala posteljice (kada je materijal takav da ima pore veličine koja odgovara procesu kristalizacije) i zatim dejstvo moćnih kristalizacionih sila privlači vlagu odozdo ka zoni fronta smrzavanja hraneći kristale leda vodom, što dovodi do formiranja ledenih sočiva u zoni smrzavanja. Količina leda koji će se formirati, najviše zavisi od karakteristika materijala tla i dužine trajanja temperature smrzavanja u posteljici ili podtlu.
. Doc. dr Bojan Matić, dig 140
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (1)
Uticaj mraza može biti veoma štetan za kolovozne konstrukcije i
odnosi se na dva različita, ali povezana procesa:
2. Slabljenje sloja posteljice usled otapanja leda -Slabljenje sloja posteljice može biti katastrofalno, kada se pri porastu temperatura tlo natapa vodom iz otopljenog leda. Posebnpo je nepovoljna situacija kada zamrznuti sloj počinje da se kravi odozgo, pri čemu se formira velika količina vode (blata) koja ne može da se drenira kroz još uvek smrznut donji sloj.
Doc. dr Bojan Matić, dig 141
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (2)
Izdizanje površine kolovoza usled mraza
Doc. dr Bojan Matić, dig 142
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (3)
Neophodna su tri osnovna elementa da bi se stvorili kristali leda i da bi došlo do uzdizanja kolovozne konstrukcije:
1. Tlo osetljivo na led (značajan sadržaj finih frakcija)
2. Temperature ispod nivoa zamrzavanja (temperature zamrzavanja – ’’izoterma 0’’ moraju prodreti u tlo i uopšteno, debljina ledenih kristala biće veća što je sporiji proces zamrzavanja, odnosno što duže ’’izoterma 0’’ deluje na približno istoj dubini posteljice ili podtla)
3. Voda ili vlaga (mora biti dostupna iz nivoa pozemnih voda, infiltracijom, iz nekog podzemnog vodonosnog sloja ili iz šupljina fino-granulisanog tla). do pucanja i grubih pukotina na kolovoznoj konstrukciji.
Doc. dr Bojan Matić, dig 143
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (4)
Otklanjanjem bilo kog od ova tri gornja uslova, efekat
zamrzavanja će biti eliminisan ili bar umanjem.
Ako se ova tri uslova pojavljuju ujednačeno, bubrenje kolovozne
konstrukcije biće ujednačeno; u suprotnom, različiti nivoi izdizanja
kolovozne konstrukcije dovešće do pucanja i grubih pukotina na
kolovoznoj konstrukciji.
Doc. dr Bojan Matić, dig 144
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (5)
Slabljenje sloja posteljice usled otapanja leda
Doc. dr Bojan Matić, dig 145
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (6)
Procenjivanje dubine sloja zamrzavanja ili kravljenja u
kolovoznim konstrukcijama
Indeks mraza
Period mraza koji izaziva smrzavanje u kolovoznoj konstrukciji i
podtlu se obično karakteriše ’’indeksom mraza’’.
Ovaj indeks predstavlja ’’količinu hladnoće’’ koja deluje na
površinu kolovoza tokom mraznog perioda i izražava se u ‘C x
dani prema:
Doc. dr Bojan Matić, dig 146
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (7)
Doc. dr Bojan Matić, dig 147
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (8)
Ublažavanje uticaja mraza
Ograničavanje dubine smrzavanja u materijalu posteljice. Tipičan način za ovo jeste određivanje debljine kolovozne konstrukcije kao neki procentualni minimum u odnosu na dubinu smrzavanja. Povećanjem debljine kolovozne konstrukcije tako da ona dobrim delom pokrije dubinu smrzavanja redukuje se debljina posteljice (osetljive na mraz) koja će biti izložena smrzavanju. Predpostavka je da će redukovana (smanjena) dubina tla koje je izloženo uticaju mraza dovesti do značajno manjih oštećenja.
Zamena materijala posteljice koji je osetljiv na mraz. Idealno, materijal u posteljici koji je osetljiv na mraz, zameniće se materijalom neosetljivim na smrzavanje do dubine prodiranja mraza. Otklanjanjem sloja tla koji je osetljiv na smrzavanje otklanja se i uticaj mraza.
Doc. dr Bojan Matić, dig 148
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (9)
Ublažavanje uticaja mraza
Dimenzionisanje kolovozne konstrukcije zasnovano na redukovanoj nosivosti posteljice. Ovaj metod jednostavno podrzumeva povećanje debljine kolovozne strukture uzimajući u obzir moguća oštećenja usled gubitka nosivosti posteljice prouzrokovanog delovanjem mraza.
Formiranje kapilarne brane. Presecanjem kapilarnih tokova, uticaj mraza će biti manje štetan, jer je bubrenje pri smrzavanju uslovljeno privlačenjem znatno veće količine vode nego što prirodno postoji u porama materijala tla.
Doc. dr Bojan Matić, dig 149
PROJEKTNI PARAMETRI - UTICAJ MRAZA NA
KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE (10)
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (1)
Kolovozne konstrukcije se uobičajeno projektuju za određeni „projektni vek“.
Projektni vek (ili ’’životni vek’’ ili „projektni period“) predstavlja vreme od završetka izgradnje do krajnjeg stanja koje se smatra kao neprihvatljivo za dalje funkcionisanje kolovozne konstrukcije.
To znači da se projektovanje kolovozne konstrukcije izvodi tako da ona bude sposobna da podnese saobraćajno opterećenje tokom njenog projektnog veka.
Podrazumeva se da mogu biti predviđeni povremeni radovi održavanja i rehabilitacije za očuvanje kvaliteta površine kolovoza i da bi se osiguralo da konstrukcija izdrži projektni period.
Doc. dr Bojan Matić, dig 150
Empirijski i teorijski pristup
Za fleksibilne kolovoze, projektovanje kolovozne konstrukcije je orijentisano na utvrđivanje potrebne debljine slojeva i njihovog sastava.
Proračuni se uglavnom usmeravaju na analizu napona i deformacija koji nastaju usled dejstva saobraćajnog opterećenja, a ostali uticaji, naročito oni koji potiču iz ambijentalnih uslova (kao što su temperature) uzimaju se u obzir pri izboru vrste asfaltnih mešavina i bitumena.
Metoda za projektovanje fleksibilnih kolovoza koje se danas primenjuju, dele se na dve glavne grupe: empirijske i mehanističko-empirijske.
Doc. dr Bojan Matić, dig 151
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (2)
Empirijski i teorijski pristup
Za krute kolovoze, dimenzionisanje je uglavnom usmereno na određivanje potrebne debljine betonskih ploča na osnovu saobraćajnog opterećenja i karakteristika podloge i zatim na proračun spojnica.
To se vrši putem proračuna napona koji deluju na krutu kolovoznu ploču, a potiču od: opterećenja od točka, temperaturnih promena, skupljanja i promene vlažnosti pri vezivanju.
Kao i kod fleksibilnih kolovoza i ovde se primenjuju dve glavne grupe metoda: empirijske i mehanističko-empirijske.
Doc. dr Bojan Matić, dig 152
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (3)
Empirijski pristup
Tipična i najobimnija istraživanja ove vrste su urađena u okviru AASHO opita (American Association of State Highway Officials)1. Istraživanja 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 nosećim slojem. Tokom opita, svaka od ovih deonica je bila izložena opterećenju od oko milion pokretnih točkova i najvažniji rezultati su:
Utvrđene su zakonitosti ekvivalencije za različito opterećene osovine vozila
Statističkom analizom je upostavljena korelacija između strukture kolovozne konstrukcije i veličine defleksija
Definisan je indeks kvaliteta usluge kolovozne konstrukcije i proučavane su njegove promene u zavisnosti od saobraćaja i sastava kolovozne konstrukcije.
Doc. dr Bojan Matić, dig 153
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (4)
Teorijski pristup
Teorijski pristup se zasniva na analizi mehaničkog ponašanja kolovozne konstrukcije, koristeći principe mehanike kontinualnih sredina, što je dovelo do formiranja ’’Mehanike kolovoza’’ kao specifične discipline
Tokom protekle tri decenije, teorijski pristup ima veliku podršku u razvoju računara i softverskih rešenja za sračunavanje napona i deformacija u pojedinim slojevima kolovozne konstrukcije i podtlu, na osnovu uspostavljenog matematičkog modela kolovozne konstrukcije.
Doc. dr Bojan Matić, dig 154
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (5)
Teorijski pristup
Moguće je modelirati i različite dispozicije opterećenja, kao i uticaje različitih ambijentalnih uslova. Time se dobija osnova za analizu ponašanja različitih materijala u pojedinim slojevima kolovozne konstrukcije, što se u najvećoj meri ostvaruje kroz analizu zamora.
Kao posledica zamora se uglavnom posmatraju:
lom izražen kao pojava pukotina koje nastaju usled savijanja u donjoj zoni vezanih slojeva i šire se ka površini i
pojava neravnosti na površini kolovoza (podužna neravnost i poprečna – kolotrazi), usled akumulacije trajnih deformacija pod dejstvom ponovljenog opterećenja.
Doc. dr Bojan Matić, dig 155
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (6)
Kriterijumi loma i teorija zamora
Glavni empirijski deo mehaničko-empirijskog projektnog procesa su jednačine koje se koriste za izračunavanje broja ciklusa opterećenja do loma.
To su empirijske jednačine, izvedene posmatranjem promena performansi kolovoza tokom eksploatacije.
Dobijaju se uspostavljanjem zakonitosti između vrste i intenziteta posmatranog oštećenja koje je definisano kao lom (sa jedne strane) i uzroka - deformacija koje nastaju pod različitim opterećenjima (sa druge strane).
156
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (7)
Kriterijumi loma i teorija zamora
Danas su opšte prihvaćena dva kriterijuma loma:
nastajanje pukotina od zamora usled savijanja,
pojava kolotraga iniciranih deformacijama posteljice.
Treći kriterijum, zasnovan na defleksijama se koristi za specifične namene, kao što su procena preostalog veka kolovoza ili potrebne debljine pojačanja.
Treba imati u vidu da su kriterijumi loma utvrđeni empirijski, pa se zato moraju kalibrisati prema specifičnim lokalnim uslovima.
157
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (8)
Velerova kriva zamora (Wohler)
Osnovno pitanje koje se postavlja o ponašanju materijala pri
zamoru od ponovljenog opterećenja, je utvrđivanje broja
ponavljanja koji dovodi do loma.
To se ispituje na epruveti izloženoj ponovljenom, identičnom
opterećenju radi utvrđivanja broja ponavljanja koji dovodi do
loma
Broj ciklusa (N) koji dovodi do loma usled ponovljenog
opterećenja određene veličine, često se naziva ’’životni vek’’.
Doc. dr Bojan Matić, dig 158
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (9)
Velerova kriva zamora (Wohler)
Oblik krive je najčešće:
= A×N-y
(Velerova kriva ima oblik prave u logaritamskoj razmeri)
= a - b×logN (Velerova kriva ima oblik prave u semi-logaritamskoj razmeri) Doc. dr Bojan Matić, dig 159
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (10)
Akumulacija zamora – Minerov zakon
Kod Velerove krive se podrazumeva ponavljanje opterećenja iste
veličine do loma, a taj slučaj se u praksi ne dešava.
Ako posmatramo slučaj sa dva nivoa opterećenja koja se
primenjuju tokom dva perioda, imaćemo sledeće:
n1 - broj ponavljanja opterećenja 1 , koje dovodi do loma posle N1
ponavljanja (pri tome je n1 < N1)
n2 - broj ponavljanja opterećenja 2 , koje dovodi do loma posle N2
ponavljanja (pri tome je n2 < N2)
Doc. dr Bojan Matić, dig 160
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (11)
Akumulacija zamora – Minerov zakon
Količnik : n1/N1 predstavlja deo ’’utrošene’’ otpornosti na zamor
usled n1 ponavljanja opterećenja 1.
Ako bi bilo n1 = N1, tada bi bilo: n1/N1 = 1, tj. došlo bi do loma.
Minerov zakon definiše akumulaciju zamora usled dejstva različitih
opterećenja, pa bi za slučaj dva različita opterećenja, uslov da ne
dođe do loma bio:
n1/N1 + n2/N2 < 1
Doc. dr Bojan Matić, dig 161
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (12)
Akumulacija zamora – Minerov zakon
Ili uopšteno, pri dejstvu više različitih nivoa opterećenja, imaćemo
lom ako je zadovoljeno:
U suštini, primena faktora ekvivalencije osovinskog opterećenja
za svođenje realnog saobraćajnog opterećenja na ekvivalentan
broj standardnih osovina, zasniva se na Minerovom zakonu.
Doc. dr Bojan Matić, dig 162
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (13)
Kriterijum loma usled zamora
Opiti na materijalima kolovoza stabilizovanim hidrauličkim ili
bitumenskim vezivima (ako je opterećenje dinamičko, ispituje se
otpornost na zamor)
Doc. dr Bojan Matić, dig 163
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (14)
Lom usled zamora
Za procenu broja ponavljanja opterećenja do loma usled
zamora za guste asfaltne mešavine, (asfalt beton, BNS) razvijene su
brojne empirijske jednačine.
Većina njih uspostavlja vezu horizontalnih deformacija od zatezanja
na dnu asfaltnog sloja (t), sa modulom elastičnosti asfalta.
Doc. dr Bojan Matić, dig 164
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (15)
Lom usled zamora
Često se koristi kriterijum Fina-a (Finn et al. 1977.):
Prikazana jednačina definiše lom kao pojavu pukotina usled zamora na 10% od površine kolotraga.
Doc. dr Bojan Matić, dig 165
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (16)
Slika pokazuje vezu između deformacije od zatezanja u dnu sloja
asfalt betona i broja ciklusa do loma za dve veličine modula
elastičnosti asfalt betona.
Pretpostavlja se da pukotina nastaje na dnu sloja i širi se ka vrhu.
Doc. dr Bojan Matić, dig 166
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (17)
Kriterijum loma usled pojave kolotraga
Kolotrazi mogu biti inicirani u bilo kom sloju konstrukcije, što ih čini
teže predvidljivim od pukotina usled zamora.
Najčešće korišćeni kriterijumi loma za kolotrage odnose se uglavnom
na akumulaciju trajnih deformacija posteljice, što je tipično za
slabe kolovoze.
Tipičan izraz za vezu deformacije usled vertikalnog opterećenja
posteljice (ev) i broja ponavljanja do loma je:
Doc. dr Bojan Matić, dig 167
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (18)
Kriterijum loma usled pojave kolotraga
Gornja jednačina definiše lom kao ulegnuće dubine 12.5 mm (0.5-
inča) u kolotragu – tj. na delu površine kolovoza po kojoj se najčešće
kreću točkovi teških vozila.
Doc. dr Bojan Matić, dig 168
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (19)
Kriterijum loma od defleksije
U poslednjih pola veka, razvijen je veliki broj relacija koje povezuju
defleksiju, veličinu i broj ponavljanja opterećenja.
Ovde se prikazuju kriterijumi iz AASHO Testa i ’’Roads and
Transportation Association of Canada (RTAC)’’.
Oba kriterijuma su razvijana na osnovu defleksija izmerenih u
prolećno vreme (u periodu posle kravljenja, kada je nosivost
posteljice najmanja).
Doc. dr Bojan Matić, dig 169
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (20)
Kriterijum loma od defleksije
Tabela pokazuje granične vrednosti defleksija dobijene iz oba
navedena kriterijuma:
Doc. dr Bojan Matić, dig 170
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (21)
Dimenzionisanje fleksibilnih kolovoznih konstrukcija u praksi
Jugoslavije i Srbije
U Jugoslaviji nije postojala jedinstvena usvojena metoda za dimenzionisanje kolovoznih konstrukcija sve do donošenja standarda: ’’JUS U.C4.012 - Dimenzionisanje asfaltnih kolovoznih konstrukcija’’, (Beograd 1981).
Do tada su uglavnom korišćene inostrane empirijske ili poluempirijske metode, zasnovane na CBR metodi ili rezultatima AASHO testa (1) a kao osnova su često služila tipska kataloška rešenja, kao što su data u JUS U.S4.050, ’’Tipovi kolovoznih konstrukcija za lak i srednji saobraćaj’’, i JUS U.S4.051, ’’Tipovi kolovoznih konstrukcija za težak saobraćaj’’, oba izdata 1964. godine.
Doc. dr Bojan Matić, dig 171
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (22)
Dimenzionisanje fleksibilnih kolovoznih konstrukcija u praksi
Jugoslavije i Srbije
Tokom osamdesetih i devedesetih godina prošlog veka, donet je određen broj standarda i propisa o metodama, materijalima, tehničkim standardima i uputstvima (3) a u pogledu metoda dimenzionisanja kolovoznih konstrukcija, posebno se mogu istaći standardi JUS iz 1994 godine, sa današnjim oznakama:
ICS broj 93.080.10, SRPS U.C4.014 (1994), Projektovanje i građenje puteva – Dimenzionisanje novih cementnobetonskih nearmiranih kolovoznih konstrukcija
ICS broj 93.080.10, SRPS U.C4.015 (1994), Projektovanje i građenje puteva - Dimenzionisanje novih fleksibilnih kolovoznih konstrukcija
Doc. dr Bojan Matić, dig 172
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (23)
Pored pomenutih metoda, u praksi se kod nas, počevši od osamdesetih godina, koristi i više savremenih metoda koje su primenjivane širom sveta, uglavnom sa odgovarajućom softverskom podrškom.
Najčešće bile zastupljene metoda SHELL-a sa softverom ’’Bisar’’ i metoda Asfaltnog Instituta SAD sa programom ’’DAMA’’.
Pri tome i ’’Bisar’’ i ’’DAMA’’ računaju napone i deformacije u kolovozu pod standardnim opterećenjem prema Burmister-ovoj teoriji višeslojnog sistema na beskonačnom poluprostoru i zatim sračunate napone i deformacije u kritičnim tačkama upoređuju sa dozvoljenim vrednostima. Doc. dr Bojan Matić, dig 173
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (24)
Dimenzionisanje fleksibilnih kolovoznih konstrukcija u praksi
Jugoslavije i Srbije
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 prilagođenja lokalnim uslovima
Doc. dr Bojan Matić, dig 174
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (25)
Merodavni parametri za dimenzionisanje
U postupku dimenzionisanja uzimaju se u obzir sledeći parametri:
- projektni period (uglavnom 20 do 25 godina)
- vozna sposobnost površine kolovoznog zastora na kraju
projektnog perioda (p=0 za potpuno nov kolovoz, p=0 za
uništen, uzima se 2.5 kao kraj upotrebljivosti KK)
- saobraćajno opterećenje (ukupan broj ekvivalentinih osovina
od 82 kN
- klimatsko-hidrološki uslovi (Regionalni faktor od 0.5 do 5.0,
usvojen kod nas 2.0)
- nosivost materijala posteljice (izražena vrednošću CBR)
- kvalitet primenjenih materijala u kolovoznoj konstrukciji
(koeficijenti zamene) Doc. dr Bojan Matić, dig 175
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (26)
Prosečni koeficijenti zamene pojedinih vrsta materijala
Doc. dr Bojan Matić, dig 176
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (27)
Osnovni sastav asfaltnih kolovoznih konstrukcija
Doc. dr Bojan Matić, dig 177
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (28)
Postupak dimenzionisanja
Postupak dimenzionisanja obuhvata:
određivanje merodavnih parametara za dimenzionisanje.
određivanje sastava i debljine pojedinih slojeva kolovozne konstrukcije.
Doc. dr Bojan Matić, dig 178
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (29)
Postupak dimenzionisanja
Dimenzionisanje se obavlja pomoću dijagrama koji su dati za
dva slučaja:
1. Fleksibilna kolovozna konstrukcija sa asfaltnim zastorom i asfaltnim nosećim slojem i sa donjim nosećim slojem od nevezanog kamenog materija (tip 1)
2. Polukruta kolovozna konstrukcija sa asfaltnim gornjim slojevima i sa nosećim 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) dimenzionišu se prema konstrukciji – tip 2, uz odgovarajuće preračunavanje dobijenih mera pomoću koeflcijenata zamene materijala.
Doc. dr Bojan Matić, dig 179
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (29)
Doc. dr Bojan Matić, dig 180
Dimenzionisanje krutih kolovoza
Glavni faktori koji utiču na dimenzionisanje betonskih
kolovoznih konstrukcija su:
Saobraćaj (veličina i broj ponavljanja opterećenja)
Klimatski uslovi (temperatura i vlažnost)
Podloga (tip i nosivost)
Tip betonske kolovozne konstrukcije (nearmirana, armirana, neprekidno armirana i prednapregnuta)
Spojnice (tip i rastojanje)
Očekivani kvalitet prilikom izgradnje kolovozne konstrukcije i održavanja.
Dimenzionisanje betonskih kolovoznih konstrukcija se sastoji od:
Određivanja debljine betonske ploče i podloge
Dimenzionisanja spojnica Doc. dr Bojan Matić, dig 181
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (30)
Osnovni naponi koje treba analizirati u betonskim kolovoznim
konstrukcijama su:
Naponi pri izvijanju ploče nastali zbog razlike u temperaturama na površini i dnu betonske ploče (temperaturni gradijent) i naponi pri vitoperenju nastali zbog vlažnosti.
Naponi pri trenju između ploče i podloge, nastali usled širenja i skupljanja betonskih ploča
Pritajeni naponi nastali usled ispunjavanja spojnica nedozvoljenim materijalima ili ’’pumpanja’’ vode i materijala ispod ploče
Naponi od opterećenja vozila
Doc. dr Bojan Matić, dig 182
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (31)
Dimenzionisanje krutih kolovoza
Naponi usled saobraćajnog opterećenja - Vestergardova metoda
Osnovne postavke su:
Betonska ploča se ponaša kao homogeno, izotropno i elastično telo
u ravnoteži.
Reakcija posteljice je vertikalna i proporcionalna ugibu ploče.
Reakcija posteljice po jedinici površine u bilo kojoj tački je jednaka
proizvodu konstante “K” (modul reakcije podloge [MN/m]) i
ugiba u odgovarajućoj tački, nezavisno od ugiba i položaja.
Debljina ploče je nepromenljiva.
Opterećenje se prenosi ravnomerno preko kružne (po novijoj
verziji i eliptične ili kvadratne) površine kada je opterećenje unutar
ili u uglu ploče, a kada je opterećenje na ivici ploče preko polukružne
(polueliptične) površine .
Doc. dr Bojan Matić, dig 183
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (32)
Dimenzionisanje krutih kolovoza
Tri osnovna položaja opterećenja su:
Opterećenje deluje u unutrašnjosti ploče dovoljno daleko od
ivica
Opterećenje deluje uz ivicu ploče dovoljno daleko od uglova
Opterećenje deluje u uglu ploče
Doc. dr Bojan Matić, dig 184
DIMENZIONISANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (33)
Dimenzionisanje krutih kolovoza
Doc. dr Bojan Matić, dig 185
Doc. dr Bojan Matić, dig 186
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (1)
Četiri osnovna indikatora stanja kolovoza:
Oštećenost površine kolovoza (izraženo obično kao procenat površiene zahvaćene oštećenjima u odnosu na ukupnu površinu posmatranog – homogenog odseka
Ravnost (podužna – IRI i kolotrazi – dubina cm)
Hrapavost / otpor trenju površine kolovoza
Defleksije (nosivost) merena kao vertikalni ugib ispod standardno opterećenog točka (osovina od 82 kN)
Doc. dr Bojan Matić, dig 187
Oštećenost površine kolovoza
‘’Ukupna oštećena površina’’ je indikator koji se izražava kao
procenat od ukupne površine i predstavlja sumu površina koje su
zahvaćene aligatorskim pukotinama, poprečnim pukotinama i
podužnim pukotinama.
Taj indikator je takođe koristan za stručnjake, jer pukotine obično
prouzrokuju razvoj težih oštećenja, kao što su udarne rupe,
prodiranje vode i oštećenja ivica kolovoza.
Doc. dr Bojan Matić, dig 188
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
K1
K2
Linijske pojedina~ne
pukotine { irine 1-3mm
Linijske pojedina~ne
pukotine { irine > 3mm
Reflektovane pojedina~ne
pukotine { irine do 3mm
Reflektovane pojedina~ne
pukotine { irine > 3mm
Mre` aste pukotine
{ irine 1-3mm
Mre` aste pukotine
{ irine > 3mm
Kolotrazi dubine do 2 cm
Kolotrazi dubine 2-5 cm
m2
Datum snimanja o { te} enja :
Ocenjiva~i :
Vremenske prilike :
NAPOMENA :
11/08/2000
Sr| en Jovanovi} , dipl.gra| .in` .
Ljiljana Vukosav, dipl.in` .gra| .
Sun~ano i toplo, t= 30°C
Deonica sa malim procentom o { te} enosti povr{ ine kolovoza.
Usled razli~itih klasa ta~nosti merenja rastojanja (polo`aj
pojedinih tipova o { te} enja je meren ciklometrom) i grafi~ke
preciznosti prezentacije podataka, mogu } a su manja
odstupanja (1-10m) u identifikaciji registrovanih o { te} enja
(pojava) na terenu.
98
114
207
60
174
666
0
0
m2
m2
m2
m'
m'
m'
m'
M2
M2
M2 M2
M2
M2
M2M1
M1
M1
M1
M1
M1
M1
L2
L2
L1L1
L1
R1
R1
R1
R1
R1
R1
R1
R1
R1
R1
R1R1
R1
R1
R2
592
radni spoj
736
radni spoj
M2
640
osa
nad
pu
tnja
ka
M2M2M2
M2
M2
M2M2
M2
M2
M2M1
M1 M1M1
M1
M1 M1
M1
R1
R1
R1R1 R1
R1
L2
L2 L2
L2
R1
R1
R1
R1
R1
R1R1
R1 R1
L1
L1
L1
R2R2R2
R2
R2
R2
R2
L1
Doc. dr Bojan Matić, dig 189
Oštećenost površine kolovoza
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (3)
Podužna ravnost (IRI) i kolotrazi (cm)
međunarodni indeks ravnosti (IRI – International Roughness
Index) se izražava u m/km (ili in/milji), a predstavlja sumu
amplituda - ukupnih vertikalnih pomeranja vozila (u cm) po 1
km puta
reflektuje različite defekte koji dovode do razaranja puta, kao
što su udarne rupe i pukotine
ravnost utiče na troškove korisnika puteva kroz vreme
putovanja,, povećane troškove vozila, bezbednost...
Doc. dr Bojan Matić, dig 190
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (4)
Podužna ravnost (IRI) i kolotrazi (cm)
Doc. dr Bojan Matić, dig 191
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (5)
Kolotrazi
Doc. dr Bojan Matić, dig 192
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (6)
Karakterističan profil kolotraga usled nedovoljne zbijenosti
Doc. dr Bojan Matić, dig 193
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (7)
Video snimci vozila IMS opšti snimak i detaljan snimak kolovoza
Doc. dr Bojan Matić, dig 194
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (8)
Otpor trenju – hrapavost –tekstura površine
Doc. dr Bojan Matić, dig 195
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (9)
Merenja teksture
Makrotekstura
Mikrotekstura – hrapavost površine zrna Doc. dr Bojan Matić, dig 196
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (10)
Defleksije
Merenje vertikalng ugiba ispod standardno opterećenog točka (osovina od 82
kN)
Doc. dr Bojan Matić, dig 197
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (11)
Deflektometri
Prikolica sa FWD Vozilo sa FWD Portabl
Doc. dr Bojan Matić, dig 198
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (12)
Granične vrednosti defleksija za određeni broj ponavljanja
opterećenja (AASHO i RTAC – Kanada)
Doc. dr Bojan Matić, dig 199
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (13)
Automatska akvizicija podataka o stanju puta pomoću specijalno
opremljenog vozila
Doc. dr Bojan Matić, dig 200
ISPITIVANJE KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA (14)