01.12.2012
CB kryty vozovek
Rozdělení, výroba, pokládka, hutnění
Jan Valentin
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Podpořeno projektem FRVŠ F1/795/2012; Modernizace a rozšíření výuky předmětu Stavba Pozemních Komunikací
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Normy a technické předpisy pro CB kryty
ČSN EN 13877-1 Cementobetonové kryty – Část 1: Materiály
ČSN EN 13877-2 Cementobetonové kryty – Část 2:Funkční požadavky
ČSN EN 13877-3 Cementobetonové kryty – Část 3:Specifikace pro kluzné trny
ČSN 73 6123-1 Stavba vozovek – Cementobetonové kryty- Část 1: Provádění a
kontrola shody
1
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Definice
Cementobetonový kryt: kryt vozovky z nevyztuženého nebo vyztuženého
betonu, pokládaný v jedné nebo dvou vrstvách.
Značení v technické dokumentaci:
Technologie
Značka
CB kryt jednovrstvový
CB
Horní vrstva CB krytu dvouvrstvého
CB(H)
Spodní vrstva CB krytu dvouvrstvého
CB(S)
Dle skupiny krytu se přidává označení: I, II, III
Značení : značka technologie ; tloušťka vrstvy v mm ; číslo normy
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Výhody a nevýhody CB krytů
Klady (+) :
• vyšší životnost než asfaltové kryty,
• žádné koleje od vyjíždění,
• odolnější proti tangenciálním silám,
• nižší energetická náročnost (z domácích materiálů),
• vysoký stupeň automatizace a mechanizace výroby,
• odolné vůči pohonným hmotám a olejům,
• světlost (náklady na osvětlení až o 30 % nižší),
• vysoká roznášecí schopnost.
Zápory (-) :
• spáry,
• opravy jsou obtížnější,
• zatížení možno připustit až po určité době,
• je třeba dodržení přesnějšího technologického postupu,
• musí se zajistit odolnost proti střídavým účinkům mrazu a vody a
rozmrazovacím látkám.
2
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Dělení dle technologie vyztužování
a) kryt z prostého betonu
• délka desek 4-7,5 m,
• spáry jsou kotvené, či bez kotev,
• tloušťka desky h = 160 mm – 260 mm (na letištích ovšem až 400 mm),
• provádějí se jako:
jednovrstvový CB kryt,
dvouvrstvový CB kryt – obě vrstvy se pokládají s min. časovou
prodlevou tak, aby CB v obou vrstvách tuhnul a tvrdnul současně.
Většinou první vrstva cca 0,5 až 0,66 h, v případě kotvení spár se do
této vrstvy zatlačují kluzné trny a kotvy.
b) kryty lehce vyztužené: 1-5kg výztuže/m2 – výztuž v jedné či ve dvou
vrstvách, použití hlavně jako rekonstrukční vrstvy.
c) tenká vyztužená CB deska (TEVYCED): 100-160 mm vyztužená sítěmi KARI
(d = 8mm, 100x100mm resp. 100x200mm). Použití na dálnicích a letištích.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Dělení dle technologie vyztužování
d) desky s kontinuální výztuží (SPOVYCED):
Stupeň vyztužení cca 0,75 %, tj. 7-12 kg výztuže/m2, u nás například ve
Strahovském tunelu. Princip je v rozdělení desky na soustavu bloků
rozdělených mikrotrhlinami, které jsou navlečeny na podélnou výztuž.
Podélná výztuž je na obou stranách ukotvena v betonových blocích.
Kontinuálně vyztuženou desku lze využít jako rekonstrukční desku při opravě
dálnic, ale i na vojenských letištích.
e) desky předpjaté : předpětí buď kabely nebo vnějším předpětím.
3
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Dělení dle technologie vyztužování
f) betonové vozovky panelové: silniční dílce – hlavně pro dočasné stavby
g) velkoplošné tramvajové panely: tramvajové tratě pojížděné současně
nekolejovou dopravou. Základním prvkem je kolejový panel. Tloušťka je
definovaná výškou nahrazované kolejnice (180 mm) tak, aby byl možná
ekvivalentní výměna.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Dělení dle třídy dopravního zatížení
CB kryty letišť a vozovek PK se pro účely navrhování dělí podle nových ČSN EN,
resp. ČSN do tří skupin dle dopravního zatížení.
Zařazení
do skupin
Specifikace komunikace
TDZ
I
letištní dráhy a plochy (převážně VPD
s předpokládanou délkou > 1200m), dálnice, rychlostní
silnice, silnice I. třídy
S, I - III
II
silnice II. a III. třídy, sběrné a obslužné místní
komunikace a odstavné a parkovací plochy
III –V
III
ostatní místní komunikace, účelové komunikace a
parkoviště pro osobní vozidla
IV - VI
4
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Podklad pod CB kryt
Podkladní vrstvy mohou být zhotovené:
• ze stmeleného kameniva nebo ze stmelených zemin a jiných vhodných
materiálů,
• z nestmeleného kameniva,
• z prolévaných vrstev.
Použití se liší dle vrstvy podkladu a skupiny CB vozovky.
U vozovek skupin I, II musí být horní podkladní vrstva stmelená hydraulickým
nebo asfaltovým pojivem.
Ze stavebního hlediska je nutno zajistit takovou šířku podkladních vrstev, aby
byl umožněn pojezd strojů při pokládání CB krytů vozovky. Minimální
rozšíření na každou stranu pro pojezd finišeru musí být 600 mm.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Podklad pod CB kryt
5
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
CB kryt - zásady
Šířka desky – tj. vzdálenost „okraj-podélná spára“ nebo „podélná spára-podélná
spára“ u krytů bez výztuže nesmí být větší než:
• 4,25 m na PK a okrajích letištních ploch – vnitřní okraj vodícího pružku je min.
300 mm od podélné hrany
• 8,5 m na letištních drahách a plochách
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
CB kryt - zásady
Délka desky – tj. vzdálenost mezi dvěma příčnými spárami v případě
nevyztuženého CB krytu resp. krytu s kluznými trny je max. 25násobek tloušťky
desky. Délka desky také nesmí překročit 1,5násobek šířky desky, max. 6 m a
min. 3 m. U letištních drah a ploch je největší rozměr desky 8,5 m.
6
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
CB kryt - zásady
Tloušťka desky – minimální technologická tloušťka je 100 mm. U
dvouvrstvového krytu je minimální tloušťka každé vrstvy 50 mm. U skupin
L, I, II, III je tloušťka horní vrstvy min. 70 mm.
Skupina krytů
Tloušťka desky
(mm)
I
II
III
Minimální
220
200
100
Maximální
400
240
180
Krytí výztuže:
• u horního povrchu CB krytu min. 40mm, jmenovité krytí min. 50 mm,
• u spodního povrchu CB krytu min. 40mm, jmenovité krytí min. 50 mm.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Spáry u CB krytů
Dělíme dle prostorové orientace:
• příčné – smršťovací x prostorové
(dilatační) x pracovní,
• podélné – smršťovací x pracovní x
kloubové.
Dle konstrukční úpravy a technologického postupu se příčné spáry dělí:
• smršťovací (kontrační) - s kluznými trny
- bez kluzných trnů
• prostorové(dilatační) - s kluznými trny
- bez kluzných trnů
• pracovní
- s kluznými trny
- bez kluzných trnů
7
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Spáry smršťovací
Dělají se v čerstvém nebo ztvrdlém betonu. Většinou se vytvářejí řezáním
ztvrdlého CB krytu kotoučovými pilami (t = 4mm). Hloubka řezu u příčných
spár s kluznými trny je 0,35-0,40h , u spár podélných kotvených 0,40-0,45h,
kde h je tloušťka CB desky. V horní části se spára rozšíří na tloušťku vyplývající
z typu spáry. Je možné provést i zešikmení hran, max. na 2 mm (měřeno
vodorovně). Při šířce drážky do 12 mm se doporučuje modul těsnění 1:1 a při
šířce nad 12 mm modul těsnění 2:1.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Spáry prostorové
Vytvářejí se přerušením CB krytu na celou tloušťku oddělovacími vložkami. Ty
musí být dostatečně tuhé z důvodu jejich malých deformací. Před utěsněním
spáry musí být oddělovací vložka odstraněna do specifikované hloubky od
povrchu vozovky.
Těsnění spár:
Aby docházelo k adhezi těsnících hmot k betonu, používá se penetrační nebo
lepící nátěr. Nanáší se rovnoměrně na čelní stěny betonových desek ve
spáře. Spáry jde zalévat jak za tepla, tak za studena či tmelem.
8
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Kluzné ocelové trny a ocelové kotvy, výztuž
Kluzné ocelové trny – d=25mm, l=500mm, po celé délce umělohmotný povlak,
aby byl umožněn vodorovný posun CB desek, protože jejich hlavní účel je zajistit
stejnoměrný svislý pohyb desek. Kluzné ocelové trny musí být uloženy
uprostřed tloušťky desky v jedné rovině, rovnoběžně s povrchem vozovky a
kolmo na spáru, zpravidla ve vzájemné vzdálenosti 250 mm (max. však 500
mm). Vzdálenost vnějších trnů od kraje desky nebo od podélné páry je 250 mm.
Maximální odchylky od navržené polohy:
a) 20mm ve směru svislém,
b) 20 mm ve směru vodorovném,
c)
50 mm vůči příčné spáře vozovky (podélný posun trnů).
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Kluzné ocelové trny a ocelové kotvy, výztuž
9
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Kluzné ocelové trny a ocelové kotvy, výztuž
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Možnosti vyztužení příčné spáry
a) silně zatížené komunikace se zřetelem na změnu jízdního proudu
b) slabě zatížený jízdní pruh
10
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Možnosti vyztužení příčné spáry
c) silně zatížený jízdní a přídatný pruh
d) krajnice
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Možnosti vyztužení příčné spáry
Ocelové kotvy – d=20mm, l=800mm - vkládají se do spár ručním, resp.
automatickým vibračním zařízením a to tři kusy na délku desky. Jsou
z žebírkové oceli a mají plastový povlak ve střední části na l=200mm. Hlavní
úkol spočívá v zabránění rozevírání podélných spár.
Výztuž (kryty lehce vyztužené) – provádí se pouze při zvláštních
požadavcích, tj., je-li délka desky > 25h, na mostech, v tunelech či ve
zvláštních případech. Procento vyztužení je určeno dokumentací. Min.
procento vyztužení u skupiny I, II je 0,3 %, u ostatních skupin 0,2 %.
Hmotnost podélné výztuže by měla cca odpovídat 2,5násobek hmotnosti
výztuže příčné. Min průměr výztuže 5 mm.
Maximální povolené odchylky:
• 20mm ve směru svislém,
• 30 mm ve směru horizontálním.
11
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Výroba CB směsí
Pro představu – na 1 km poloviny dálnice je potřeba cca 250 m3 zpracovaného
betonu, tj. 320 m3 CB směsi. Zásoba cementu zhruba 100 tun.
Složky se dávkují:
a) cement hmotnostně – přesnost 1%; teplota cementu na dávkovači nesmí
být větší než 60 °C,
b) voda lze hmotnostně i objemově,
c) kamenivo hmotnostně,
d) tekuté přísady objemově či hmotnostně, práškové vždy hmotnostně.
Čerstvý beton se musí vyrábět v míchačkách, které zajistí jeho dokonalé
promísení a homogenizaci a svým výkonem zaručují plynulý provoz finišeru.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Výroba CB směsí – parametry složek
a) cement – pro skupiny L,I se musí použít portlandský cement třídy 42,5. Pro
ostatní skupiny je doporučen portlandský cement třídy 42,5, případně lze
použít jiný portlandský nebo portlandský struskový cement, který bude mít
požadované vlastnosti. V případě dvouvrstvého krytu musí být spodní i
horní vrstvy vyrobené z cementu stejného druhu a třídy.
informativní hodnoty dávkování cementu:
CB kryty I a II – min. 350 kg/m3
CB kryty III – min. 330 kg/m3
b) kamenivo – v současné době platí norma ČSN EN 13043 – Kamenivo do
betonu, ve které jsou definovány všechny potřebné parametry kameniva.
c) voda – musí být přezkoušena na nezávadnost a vyhovovat příslušným
požadavkům. Optimální vodní součinitel u CB se pohybuje okolo hodnoty 0,4.
12
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Výroba CB směsí – parametry složek
d) přísady – mohou se používat přísady plastifikační, ztekucující a
provzdušňovací – tyto přísady se používají ke zlepšení konzistence čerstvého
betonu a ke zvýšení trvanlivosti CB krytu. Je také možno použít přísady
zpožďující tuhnutí betonu.
Nejčastější jsou plastifikační přísady: umožňují snížení obsahu záměsové vody
nebo při stejném obsahu záměsové vody sníží konzistenci čerstvého betonu.
Plastifikátory přispívají ke:
• zvýšení pevnosti betonu v tlaku i v tahu ohybem,
• zlepšení zpracovatelnosti čerstvé betonové směsi,
• snížení potřeby hutnění betonu,
• zvýšení mrazuvzdornosti a trvanlivosti,
• zvýšení vodotěsnosti,
• snížení smršťování betonu.
Typy: ligninsulfonany, Plastifikátor S, naftalenformaldehyd,
melaninformaldehyd, Liquiment M
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Zkoušky při výrobě čerstvého betonu
a)
konzistence,
zpracovatelnost,
b) objemová hmotnost,
c)
obsah vzduchu, cementu,
d) obsah částic menších než
0,25 mm.
13
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Doprava a pokládka CB směsi
Hlavní podmínka – finišer se nesmí zastavit.
Používají se sklápěcí nákladní automobily s vodotěsnou korbou (12-16 t).
Vozidla dopravující čerstvý beton musí při přepravě používat ochranné
plachty, které chrání čerstvý beton před vysycháním.
Pro zajištění plynulosti betonáže se počet nákladních aut zvyšuje o 20 %.
Doba mezi přidáním záměsové vody a zpracování finišerem je maximálně 45
min.
Optimální rozvozná vzdálenost je cca 15 km.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Doprava a pokládka CB směsi
14
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Zkoušky ztvrdlého betonu
a)
odolnost proti zmrazování/rozmrazování,
b)
odolnost proti rozmrazovacím prostředkům,
c)
mechanická pevnost (pevnost v tlaku, příčném tahu, v tahu ohybem).
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí
Úprava podkladu – podklad musí být rovný a čistý – nepřípustné nerovnosti a
odchylky musí být odstraněny.
V případě vysokých teplot se před pokládkou musí podklad vlhčit, aby se
zabránilo odebírání vody podkladem z čerstvého betonu.
Pokládka by měla probíhat v za teplot +5°C - +25°C, relativní vlhkost vzduchu
větší než 70 % a teplotním rozdílu maximální a minimální denní teploty < 10°C.
Při teplotě +1°C - +5°C musí být teplota čerstvého betonu při pokládce vyšší
než +5°C. Při poklesu teploty vzduchu pod -3°C nebo teploty čerstvého betonu
pod +5°C se musí betonáž přerušit.
V případě nezbytné betonáže za teplot nižších než 5°C se doporučuje:
• zvýšit množství cementu
• použití vyšší třídy cementu
• použití přísad
Při teplotách > 30°C nebo poklesu relativní vlhkosti vzduchu pod 40 % se musí
betonáž přerušit. Teplota čerstvého betonu musí být max. +30°C.
15
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Rozprostírání CB směsí
Nákladní vozidla vyklápějí čerstvý beton před finišer čelně na celou šířku
betonového pásu. Nelze-li z technologických důvodů vysypávat beton čelně, je
čerstvý beton dopravován před finišer pomocí podavače s rozdělovacím
zásobníkem.
Jestliže z nějakých důvodů dojde k přerušení pokládky na dobu delší než cca 90
minut, je nezbytné vytvořit pracovní spáru. Při technologii betonáže do bočnic
se odstraní bočnice po 8 hodinách (doba je odvislá od teploty).
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí
16
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí
17
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí
18
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí - finišery
a) s pevnými bočnicemi – bočnice tvoří vodící dráhu pro finišer a současně i
bednění pro CB směs. Musí být uložené na dostatečně únosném podkladu po celé
své šířce a délce a musí být zajištěny proti posunu, vybočení a podtékání betonu.
Bočnice musí být čisté, před betonáží na nich má být separační nátěr.
Klady (+) :
• nedochází k poklesu hran,
• maximální šířka 7,5m,
• v případě nečekaného deště se finišer může vrátit po pevných bočnicích a
upravit znovu povrch.
Zápory (-) :
• pokládka bočnic poměrně namáhavá (délka bočnice l=3m) a výšková aretace
poměrně obtížná,
• je třeba počítat s tím, že bočnice bude zatížená vahou finišeru -> změna
nivelety,
• je třeba mít na stavbě min. 3x více bočnic.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí - finišery
b) s kluznými bočnicemi – finišer vleče bočnice za sebou. Při vedení finišerů
s posuvnými bočnicemi je možné při betonáži použít vodící prvek, například drát,
popřípadě už znivelovaný obrubník. Odchylka vodícího drátu je max. +/-3 mm.
Vzdálenost opěrných bodů je v přímé trase max. 10 m, v obloucích se zkracuje.
Poznámka: Při plném vytížení je finišer na dálnici schopen zvládnout až
900m/směnu.
c) a+b – betonáž do bočnic finišerem s kluznými bočnicemi – v ČR nepoužíváno.
19
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí - finišery
a)
rozdělovací zařízení – šnekový trám, lopatové rozhrnovače – musí zajistit,
aby k vibračnímu zařízení přicházelo stále stejné množství směsi o stejné
mezerovitosti, aby se zajistilo konstantní sednutí
b) hutnící zařízení - nesený příložný vibrační trám s přítlakem či bez přítlaku
- řada ponorných vibrátorů + uklidňující trám + bočnice
hladící zařízení - nesený nebo zavěšený trám s vibrací nebo bez vibrace
- hladící ližina, umožňující jak příčné, tak podélné hlazení
Účelem je uzavřít a uhladit povrch CB desky.
c)
d) zařízená pro texturování čerstvého povrchu betonu – košťata, vlečená
juta, vymývaný beton
e) zařízení pro postřik povrchu parotěsnou zábranou
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Pokládka CB směsí
20
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Zhutňování CB směsi a úprava povrchu
Zhutňování
Výhradně strojně, musí se zhutňovat po celé šířce betonového pásu tak, aby byl
beton zpracován v celé tloušťce. Po zhutnění musí být povrch krytu rovný a
uzavřený. Kluzné trny do příčných spár je vhodné vkládat automaticky pomocí
přídavného zařízení, namontovaného na finišer. Do podélných spár lze vkládat
kotvící prvky ručně.
U dvouvrstvových CB vozovek se doporučují stejné požadavky na obě dvě vrstvy.
Čerstvý beton horní vrstvy CB krytu musí být při teplém, suchém počasí zhutněn
min. do půl hodiny, při chladném, vlhkém počasí min do jedné hodiny po
rozprostření spodní vrstvy.
Úprava povrchu
Nesmí se kropit čerstvý beton hned po zhutnění za účelem uzavření
povrchu.U skupiny I a II je finišer vybaven hladící přídavnou lištou. Po položení
krytu se vytvoří protismyková úprava. Lze použít i jutový závěs. Je doporučeno
před uvedením do provozu provést impregnaci povrchu.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Zhutňování CB směsi a úprava povrchu
21
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Ošetřování a ochrana povrchu
CB kryt vozovky se musí chránit proti rychlému odpařování vody. To lze provést
pomocí parotěsných látek, přikrytím folií, geotextilií, rohoží apod. Při
očekávaném rychlém ochlazení je nutno beton chránit min do doby nařezání
spár tepelně izolačními rohožemi.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Ošetřování a ochrana povrchu
22
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Řezání a těsnění spár
Spáry se ve ztvrdlém betonu musí řezat včas, aby se zamezilo vzniku trhlin.
Poloha spár se vyznačuje na betonovém krytu s přesností ± 10 mm.
Příčné smršťovací spáry musí být řezány postupně.
Podélné spáry musí být řezány nejpozději do 48 hodin po dokončení řezání spár
příčných.
Ve výjimečných případech (např. při prudkém poklesu vlhkosti) lze řezat nejdříve
každou třetí spáru a dodatečně spáry mezilehlé.
Před zahájením provozu musí být všechny spáry řádně utěsněny.
Zálivka nebo tmel nesmí přesahovat nad povrch CB krytu. V závislosti na teplotě
se doporučuje vyplňovat spáru přibližně 1-3 mm pod úroveň krytu.
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Řezání a těsnění spár
23
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Řezání a těsnění spár
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Řezání a těsnění spár
24
01.12.2012
ČVUT, FSv, Katedra silničních staveb
Řezání a těsnění spár
25
Download

CB kryty vozovek - Katedra silničních staveb