Systémy hospodaření s dopravní infrastrukturou

Systémy hospodaření s dopravní infrastrukturou

Doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Katedra dopravního stavitelství,

Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava

Opravy, obnova a rekonstrukce cementobetonových (CB) vozovek

Opravy – soubor stavebních prací, odstraňující poruchy a obnovující vlastnosti pro provozní způsobilost.Obnova a rekonstrukce – stavební práce většího rozsahu s cílem zlepšit jejich některé technické parametry a dosáhnout vyšší úrovně dopravně-provozních charakteristik.

Obnova rovnosti povrchu (schody) – broušení, vyplnění dutin pod deskami.Rekonstrukce – zvýšení únosnosti nebo životnosti CB vozovky: * souvislá výměna desek s příp. opravou podkladu * zesílení = položení dalších vrstev (po opravě) * úplná výměna všech vrstev vozovky (úprava pláně)

Opravy, obnova a rekonstrukce cementobetonových (CB) vozovek

Menší náročnost na údržbu a opravy, dlouhá životnost při preventivní a cyklické údržbě. Na vozovce se provádí zejména:

- impregnace povrchu CB krytu = postřik (nátěr) proti účinkům vody, mrazu a chemických posypových látek, - údržba spár = nefunkční zálivková hmota se odstraní, spára vyčistí a vyplní (zálivkou, tmelem nebo vložkou),- obnova protismykových vlastností - odebíráním CB (frézování, rýhování, otryskání) - přidáním materiálu (zdrsňující nátěry asf., pryskyřice, kaly aj.

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukceKritériem pro zahájení diagnostiky a plánování rekonstrukce je ISV:

Pro hodnocení stavu vozovky podle jednotlivých poruch:

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce

Aktuální diagnostika CB vozovky:

- zjištění skladby konstrukce (vrtaná/kopaná sonda vozovky/podloží)- inventarizace poruch (katalog poruch)- zatěžovací zkoušky (měření průhybu statická/dynamická, umístění: na středu, na příčné hraně na volné podélné hraně, na rohu desky)- nedestruktivní zkoušky (georadar)

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce

Hlediska hodnocení stavu CB vozovky:(souhrnné = agregované, jednotlivé = segregované):

- rovnosti povrchu- kluzkosti povrchu- únosnosti (mechanické účinnosti)- způsobu porušení a množství poruch desek (krytu)

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce

Hodnocení rovnosti povrchu

Vn – průměrná výška schodů na sekci (úseku) v mmτ – procento z celkového počtu desek v sekci (úseku)

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce

Hodnocení kluzkosti (drsnosti) povrchu

Podle výsledků měření součinitele podélného tření fp (dynamometrickým přívěsem při rychlosti 60 km/h)

fp > 0,36 velmi dobrá 5fp = 0,30 – 0,35 dobrá 4fp = 0,25 – 0,29 vyhovující 3fp = 0,20 – 0,24 špatná 2fp < 0,20 nevyhovující 1

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce

Hodnocení únosnosti (mechanické účinnosti)

Hu = (2,5u1+0,5u2+u3+u4+u5) .1/6

u1 – hodnocení pevnosti na základě poměru redukované pevnosti v tahu za ohybu a radiálního napětí v desce při zatížení vozidlem

5u2 – hodnocení kvality odvodnění 4u3 – hodnocení porušení betonu krytu 3u4 – hodnocení stavu podkladu 2u5 – hodnocení kvality podloží s uvážením modulu pružnosti podloží, namrzavosti a vodního režimu 1

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce

Hodnocení stavu povrchu krytu (vizuální prohlídka)

Ss = 2s1+s2+0,5s3+s4+0,5s5

s1 - % desek rozpadlých na dvě a více částí 5s2 - % desek s jednou trhlinou 4s3 - % desek s povrchovými trhlinami 3s4 - % desek s odlomenými rohy 2s5 - % desek s porušenými hranami 1

Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce

Hodnocení únosnosti pomocí průhybů Vyhodnocení naměřených hodnot průhybů umožňuje dělení zkoumaného úseku na homogenní sekce, které jsou charakterizovanéPrůměrnou (střední) odchylkou. Na homogenní sekci se může uvažovatsměrodatný průhyb:

yn = y`+ 1,3 σy

y`- průhybσy – směrodatná odchylka průhybu pro požadavek, aby 90 % hodnot nepřekračovalo stanovenou hodnotu

Opravy poruch CB vozovekPředmětem oprav jsou zejména skupiny poruch:

Trhliny Nerovnosti na stycích- příčné - na příčných spárách- podélné - na podélných spárách - síťové otevřené

Olámané hrany a rohy Poruchy ve spárách- olámané příčné a podélné hrany - poruchy výplně spár- olámané rohy - rozšířené spáry

Poruchy povrchu- odlupování povrchu- koroze povrchu- kaverny a výtluky- vyhlazený povrch

Materiály a technologie na opravy poruch

A – opravy s použitím asfaltů nebo asfaltových směsí (stav podkladu)- nátěrové technologie- tenké asfaltové vrstvy- mikrokoberce- emulzní kalové zákryty

Materiály a technologie na opravy poruchB - opravy s použitím směsí stmelených hydraulickými pojivy

Nabetonování další vrstvy tloušťky 50 – 70 (100) mm. Postup: - úprava povrchu původního CB krytu- nanesení spojovací vrstvy- betonování nové CB vrstvy krytu (beton s rozptýletou výztuží, plastifikační přísady)- úprava povrchu - ošetření povrchu nové vrstvy krytu

Materiály a technologie na opravy poruchC - opravy s použitím speciálních směsí (polymery, plastmalty)

Tenké polymercementobetonové vrstvyNa očištěný povrch bez výtluků se nanese zamíchaná polymercementová malta = silniční cement, křemičitýpísek, voda, příměsi a plniva).

Tenké silikonové mikroemulzní vrstvy (na bázi siloxanu)Impregnace odpuzující vodu, ochrana proti mrazu.

Technologie FibresceedOpravy poruch na deskách, které vykazují pohyby a pro opravy spár.Membrána kompenzuje kopírování trhlin do horních vrstev.

Technologie FilaflexVyztužená membrána z vláken aplikovaných na vrstvu elastomerného pojiva, která zabraňuje kopírování trhlin do horních vrstev.

Obnova CB vozovek zesílením (CB)

Obnova CB vozovek zesílením (A)

Materiály a technologie na obnovu CB vozovek

Nevyhovující stav převážně způsobují vlastnosti konstrukcí vozovek, nikoli cementového betonu (kopírování trhlin, pumpování aj.).

Kompenzační mezivrstva (zabraňuje kopírování spár a trhlin):- membrány (nátěry - modifikovaný asfalt nebo emulze, dávkování dle typu trhlin a makrotextury podkladu).

Materiály a technologie na obnovu CB vozovekKompenzační mezivrstva (zabraňuje kopírování spár a trhlin):- geomembrány - přilepení geosyntetiky, geotextilie asf. na CB podklad. - vyztužené geomembrány - geomříž /v uzlech pevná/, geosíť /v uzlech volná/, geokompozit /geomříž+geotextilie/).

Materiály a technologie na obnovu CB vozovek

Kompenzační mezivrstva (zabraňuje kopírování spár a trhlin):- Vyztužení kovovými sítěmi - na podklad se síť připevní tenkou vrstvou asfaltové směsi. Tloušťka zesilující vrstvy je min. 100 mm.

Materiály a technologie na obnovu CB vozovek

Zesílení CB vozovky:Spojitě vyztužený CB krytBeze spár, předpoklad – vlivem vyztužení se budou tvořit mikrotrhliny(0,3 – 0,5 mm). Podélná výztuž ø 14 – 20 mm, příčná ø 10 – 14 mm.Speciální finišer.

Rozlamování CB desek (crak and seat)Vytvoření bloků s dobrým kontaktem s podkladem, rozbíjení závažím.Rozměry bloků 0,5 – 1,2 m, u hran do 0,5 m.

CB s rozptýlenou výztužíRozptýlená výztuž omezuje tvorbu trhlin a zlepšují odolnost proti opotřebení povrchu. Vlákna jsou kovová nebo plastická (20 – 60 mm,Ø 0,2 – 0,5 mm, množství 60 – 120 kg/m3.