Balaton parti tızegen épült úttöltés deformációja

Átírás

1 Balaton parti tızegen épült úttöltés deformációja

2 A burkolatkárosodás képei

3 Töltésszélesítés és magasítás 4,0 1,5 3,5 5,0 4,0 új töltés régi töltés georács besüllyedt rész tızeg 1,3 5,7 4,3 2,7 0,9 1,5 1,0 5,0 homok

4 Részlet a terv mőszaki leírásából az alakkal kötött georácsok nagy szilárdságot adnak, a süllyedéseket a minimálisra csökkentik kihasználva a puha altalaj teljes támasztóképességét

5 A töltéstest feltárása

6 0 ütésszám N mélység z m D1 D2 D3 D4 D5 6 Szon- A tızeg- Összesített Teher- Minısítési dázás réteg ütésszám a bírási sorjele vastagsága H mélységig mutató rend - H N 20 N 20 /H - m db db/m D1 4, ,6 I. D2 6, ,9 V. D3 6, ,8 IV. D4 6, ,5 II. D5 6, ,3 III. 7 8 A tızegréteg vastagságának és minıségének feltérképezése dinamikus szondával

7 drénezetlen nyírószilárdság c u kpa mélység z m csúcs-érték reziduális érték A tızeg nyírószilárdságának mérése nyírószondával

8 4,0 1,5 3,5 5,0 4,0 9,0 új töltés régi töltés georács besüllyedt rész 0,9 1,5 1,0 E 0 3,4 tızeg 1,3 5,7 4,3 2,7 5,0 F sz T csúszólap homok 5,65 3,25 Állékonyságvizsgálatok E 0 < F sz + T 7,0 9,0 σ σ 2,4 F sz 6,0 E a E p csúszólap 6,0 E a < F sz + E p vizsgált függély σ < 5 c u

9 idı log t min 1 nap 1 hét 1 hó 7 hó 26 hó 10 év Ödométeres vizsgálatok eredményei t+ t ε = C α log t σ m + σ r σ m + σ ε = C log C u sε + σ m cε σ m + σ r fajlagos összenyomódás ε % 0, p kpa teher lgp kn/m fajlagos összenyomódás ε % nap 26 hó kompressziós index C Cε C Sε terhelési ág elsı terhelés újraterhelés minta terhelés idıtartama 1,0 m 2,0 m 1 nap 0,13 0,34 26 hó 0,14 0,36 1 nap 0,04 0,06 26 hó 0,08 0,15

10 4,0 1,5 3,5 5,0 4,0 süllyedés- számítás új töltés régi töltés georács besüllyedt rész 0,9 1,5 1,0 tızeg 1,3 5,7 4,3 2,7 5,0 függıleges feszültség σ z kn/m 2 homok régi töltés alatt mélység z m bontás után új töltés alatt régi töltés alatt bontás után új töltés alatt régi töltés alatt bontás után számított süllyedések jobb oldali burkolatszél alatt s j =54 cm a tengely alatt s t =51 cm a bal oldali burkolatszél alatt s b =51 cm 6 új töltés alatt

11 a geodéziai mérések értékelése szögtorzulás % szelvényszám süllyedés s cm idı t nap minısítési dokumentum? km szelvény az átadáskor valójában mért adat A kétoldali burkolatesés változásának összegzett értéke: + érték = tetısödés - érték = teknısödés általam mért adat Egy tengelypont süllyedésnek nyomozati anyaga

12 Megoldási lehetıségek új szakasz építése a tızeges terület elkerülésével a szakasz újjáépítése kavicscölöpös alapozással a töltésváll alatti talajzóna megerısítése kavicscölöpökkel burkolatjavítás, várakozás, a földmőrés kitöltése injektálással, végleges burkolatjavítás

13

14 idı t nap b.o. t. j.o. süllyedés s cm km szelvény 109,00 Ellenırzı mérések értékelése 2002-ben 108,75 108,50 108,25 108, km szelvény terv

15 Tanulságok A helyi tapasztalatból fıleg újjáépítéskor illik tanulni! A georács sem old meg mindent! A reklámszöveg nem tervezési utasítás! A földmő is méretezendı szerkezet! Minıségbiztosítást minıségtanúsítás helyett! Sokirányú vizsgálat kell a jó diagnózishoz! A szemilogaritmikus alakváltozási összefüggések jól használhatók! Az MS Excel kitőnı segítıtárs!

16 Burkolatkárok térfogatváltozó agyagtalajokon M3 autópálya Békés megyei közutak

17 2003-ban vizsgált Békés megyei utak 4231 j. közút Dévaványa Gyomaendrıd 11,2 km szakasz 4232 j. közút Kırösladány Gyomaendrıd 16,3 km szakasz 47 sz. fıút Kırösladány Kıröstarcsa 7,0 km szakasz

18 Vizsgálatok célja 4231 és 4232 j. utak talajvizsgálatok a rehabilitáció elıkészítéséhez romlások okainak megállapítása szerkezeti és technológiai javaslatok 47 sz. fıút lokális repedések okainak megállapítása helyreállítási lehetıségek felvázolása általános hasznosítás agyagok térfogatváltozásának vizsgálata károsodási mechanizmusok azonosítása útrehabilitációk általános elveinek elemzése

19 Vizsgálati program földtani, hidrológiai tájékozódás talajadottságok, talajvízviszonyok, csapadékviszonyok, úttörténet tanulmányozása földút, rakott kı, portalanítás, szélesítés, aszfaltbeton, javítások helyszíni szemle: útállapot, károsodás, földmő és a környezet leírása, a földmő geometriájának felmérése méretek, deformáció talajfeltárások fúrásokkal rétegzıdés, talajvíz a pályaszerkezet és a földmő felsı részének nyílt feltárása szerkezet, altalaj leírása behajlásmérés a burkolaton sávonként két vonalban 50 m-enként m rutin laborvizsgálatok: azonosítás, víztartalom speciális laborvizsgálatok: tömöríthetıség, nyírószilárdság, duzzadási jellemzık

20 fıpálya Jellemzı pályaszerkezet 4 cm JU 35 aszfaltbeton kopóréteg cm emulziós felületi bevonat cm utántömörödı aszfaltmakadám 1977 itatásos hengerlés több rétegben cm szórt vagy rakott alap 1920 szélesítés 4 cm JU 35 aszfaltbeton kopóréteg vagy cm emulziós felületi bevonat cm emulziós záróréteg 1960/ cm kohósalak útalap b/j 1960/80

21

22 A 4231 j. út azonosító jellemzıi a képlékenységi diagramban plasztikus index IP % A-vonal a középsı szakaszon végzett fúrásokból vett agyagminták az út elején és végén végzett fúrásokból származó agyagminták az út végén végzett fúrásból származó nem agyagminta a burkolatfeltárásból vett minták folyási határ w L %

23 4231 j. út talajjelmezıinek mélység szerinti alakulása % mélység m 1 2 víztartalom folyási határ sodrási határ 3

24

25

26

27

28

29 2,00 p d kpa 47. sz. út duzzadási nyomás alakulása w L =58,7 % w P =31,1 % I P =27,6 % i 0 =9,2 % 715 1, S r =0,8 S r =1,0 p d =600 kpa 395 száraz térfogatsőrőség g/cm 3 1,80 1,70 1,60 ρ dmax =1,805 g/cm 3 T rρ =100 % T rρ =100 % T rρ =90 % 5x25 ütés 270 MNm/m 3 T rρ =85 % p d =400 kpa p d =300 kpa p d =200 kpa p d =100 kpa természetes állapot 1,50 3x12 ütés 78 MNm/m 3 p d =50 kpa 1,40 w opt =12 % víztartalom w % 80

30 d s % 47. sz. út duzzadás alakulása w L =58,7 % w P =31,1 % I P =27,6 % i 0 =9,2 % 2,00 20,6 14,8 S r =1,0 1,90 18,1 17,0 S r =0,8 d s =20 % d s =15 % száraz térfogatsőrőség g/cm 3 1,80 1,70 1,60 ρ dmax =1,805 g/cm 3 T rρ =100 % T rρ =90 % T rρ =85 % 5x25 ütés 270 MNm/m 3 d s =10 % 10,9 11,1 8,3 8,7 4,5 6,0 9,9 6,1 3,7 2,8 3,6 2,9 1,8 2,6 természetes állapot 1,50 3x12 ütés d s =5 % d s =2,5 % 78 MNm/m 3 w opt =12 % 1, víztartalom w % 5,3

31 A duzzadás vektora és végállapota a kezdeti állapot függvényében száraz térfogatsőrőség ρd g/cm 3 Nedves oldali tömörítés elınyösebb S r =0,95 víztartalom w %

32 a) A burkolatszél alátámasztásának megszőnése a földmőfelszín zsugorodás miatt kerékterhelés burkolat önsúlya megrepedı burkolat süllyedés zsugorodó földmőfeszín talpnyomás b) Rézsőmozgás a zsugorodás miatti kohéziócsökkenés következtében kerékterhelés burkolat önsúlya kiszáradó, mozaikosodó rézsőanyag elnyíródó burkolat mozgás kifelé csúszólap c) A burkolatszél romlása a burkolat alatti függıleges zsugorodási hosszrepedés felett kerékterhelés burkolat önsúlya megrepedı burkolat besüllyedés berepedı földmőfelszín talpnyomás d) Rézsőmozgás a padka alatti zsugorodási hosszrepedés miatt elnyíródó burkolat másodlagos csúszólap kerék terhelés burkolat önsúlya elsıdleges csúszólap függıleges repedés víznyomással mozgás kifelé

33 e) Burkolatrepedés a burkolat alatt egyenlıtlenül kifejlıdı duzzadási nyomás miatt kerékterhelés burkolat önsúlya megrepedı burkolat emelkedés f) Oldalirányú mozgás a töltéstestben kifelé ható duzzadási nyomások miatt kerék terhelés burkolat önsúlya valószínő extrém eset eset duzzadó földmőfeszín talpnyomás jármő nélkül duzzadási nyomás repedı, deformálódó burkolat mozgás kifelé talpnyomás jármő esetén szétcsúszás az g) Burkolatkárosodás a földmőfelszín duzzadás okozta teherbíráscsökkenése miatt kerékterhelés burkolat önsúlya megrepedı burkolat emelkedés besüppedı földmőfeszín talpnyomás h) Rézsőmozgás a duzzadás okozta szilárdságcsökkenés miatt elnyíródó burkolat kerék terhelés burkolat önsúlya csúszólap felpuhuló rézsőanyag mozgás kifelé gyenge jó talaj talaj

34

35 500 bal oldal külsı bal oldal belsı 400 behajlás 1/100 mm 300 átlagos jobb oldal belsı jobb oldal külsı szelvény

36 A 4232 j. út mértékadó behajlásai kezdı szelvény szakasz bal oldal jobb oldal végszelvény külsı belsı belsı külsı összesen összesen A mértékadó értékeket az s m =s átlag +1,28 s szórás képlettel számítottuk

37 47. sz. fıút felújított szakasza laza humuszos rézsőanyag 0,30 0,70 0,50 1,20 pályaszerkezet burkolatrepedés 0,30 0,45 0,25 0,30 0,35 0,15 0,50 0,30 laza régi agyagtöltés tömörített új agyagréteg homok réteg

38 A károsodás hatástényezıi az éghajlati viszonyok és változásaik 2000 év szárazsága meghatározó lehetett a talajvízszint mélysége nem látszik meghatározónak a környezı növényzet fasorok kedvezıek bozótos kedvezıtlen a földmő geometriája töltésben: repedés, csúszás terepen: zsugorodás, teherbíráscsökkenés a földmő anyaga fiatal öntéstalaj veszélyes, szikesek nem közepes agyag is térfogatváltozik a felszín közelében a pályaszerkezet anyaga, minısége hajlékony deformálódik, törik merev hosszreped gyenge szélesítések; vékony erısítés, kátyúzás: hiábavaló forgalmi terhelés nem számottevı a szokásos leromlási folyamat szempontjából nehézjármővek kerekének közvetlen terhelı hatása jelentıs

39 Agyag altalajú utak rehabilitációja Békés megyében A földmő és a pályaszerkezet felépítése semmiben sem felel meg a mai elveknek. Sokszor javítás, vastag aszfaltszerő rétegek, ismételten leromló állapot. Új pálya vagy újabb erısítés?

40 útmérnök geotechnikus mérnök a tönkremenetel értelmezése szemléletmód jellemzıi forgalom okozta szabályos leromlás rendszerek, szabványok, típusmegoldások földmő romlása miatt bekövetkezett hiba egyedi esetek, szakértıi munka, speciális megoldások a megoldás tartománya szakaszokban, egy bizonyos idıszakra lokálisan, véglegesen preferált technológia erısítés aszfaltrétegekkel víztelenítés, teljes újjáépítés elsıdleges követelmény helyreállítás gyorsan, kis zavarással helyreállítás tartós megoldással

41 A rehabilitáció lehetıségei Teljes újjáépítés Pályaszerkezet javítása Földmő javítása Kiegészítı beavatkozások

42 Mértéke teljes szélességben félpályán csak a szélesítés helyén Teljes újjáépítés Módszer talajcsere min. 1,0 m szemcsés anyaggal az agyagtalaj meszes kezelése geotextília az altalaj és a védıréteg közé típus-pályaszerkezet építése. Indokoltsága töltésszélesítés mozog, anyaga rossz pályaszerkezeti anyagok elöregedtek szélesítés rossz altalaj puha

43 Pályaszerkezet javítása erısítés hidegremix-technológiával aszfaltbeton kötı- és kopóréteggel leromlott, de értékes, javítható pályaszerkezeti anyagok esetén ha nem kell tartani a földmő függıleges repedéseitıl FZKA réteg (min. 15 cm) aszfaltbeton vagy itatásos makadám kopóréteggel erısen deformálódott, kátyús burkolatfelületek esetén ha a földmő duzzadása további deformációkat okozhat aszfaltbeton erısítı-kiegyenlítı-, kötı- és kopórétegek aszfaltráccsal kevéssé deformálódott, mozaikos, kátyús szakaszokon ha alapvetıen megfelelı a földmő teherbírása foltszerő földmő- és burkolatalap javítás után aszfaltbeton vagy itatásos makadám erısítıréteg aszfaltráccsal jó profilú, foltszerően tönkrement burkolat esetén ha egészében jó, de lokálisan gyenge a földmő teherbírása repedések kitöltése bitumenemulzióval a pályaszerkezet teherbírása megfelelı ha nincs deformáció a repedés mentén

44 A földmőjavítási technológiák meszes (vagy más szilárdító anyagú) kezeléssel szemcsés talajjal javított helyi agyagból, vagy alkalmas anyagnyerıbıl georács alkalmazásával a töltésrézsők anyagának kicserélése a lehetı legteljesebb mértékben a burkolatszéltıl indulva ahol a rézsőcsúszás jelei érzékelhetık meliorációs árkok feltöltése szükség esetén az elıbbivel kombinálva ahol az árok koronaéle 3,0 m-nél jobban megközelíti a burkolat szélét a padka anyagának kicserélése min. 1,0 m mélységig alacsony töltésben és a terepen vezetett pályán ahol függıleges repedések észlelhetık a padkán, illetve ahol a burkolat széle erısen károsodott, de a teljes újjáépítés lehetetlen a padka szintre hozása, szélesítése min. 3,0 m-re, 5 % oldalesés kialakítása alacsony töltésekben és a terepszinten vezetett szakaszokon lehumuszolás után a pályaszerkezet javításához kacsolódva.

45 Kiegészítı beavatkozások a vízháztartás kedvezı befolyásolása céljából fasor telepítése a lehetı legkisebb távolságra a burkolattól lehetıség szerint mindkét oldalon bozótosok, cserjések eltávolítása a burkolatot 3,0 m-nél jobban megközelítı növényzet esetén vízzáró fólia beépítése a padkába és/vagy a rézső oldalába legalább 50 cm takarással csúszásveszélyt nem okozó hajlással.