Tematika. Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezése

Átírás

1 Fejér Megyei Mérnöki Kamra KÖZLEKEDÉSI SZAKMAI TOVÁBBKÉPZÉS Székesfehérvár, november 03. Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezése Tóth Csaba PhD. okl. építőmérnök, MBA Tematika A hajlékony és félmerev útpályaszerkezetek jelenleg érvényes méretezési eljárásának elméleti háttere Többrétegű útpályaszerkezetekben kialakuló igénybevételek meghatározása mechanikai modellek segítségével Kitekintés. Nemzetközi méretezési eljárások 1

2 I. rész A HAJLÉKONY ÉS FÉLMEREV ÚTPÁLYASZERKEZETEK JELENLEG ÉRVÉNYES MÉRETEZÉSI ELJÁRÁSÁNAK ELMÉLETI HÁTTERE Empirikus módszerek AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) (2002) Klasszikus tesztszakaszok (PSI, SN) log W = Z S + 9,36 log SN + 1 0,20 + 2,32 log M 8,07 /,,, /, + Forrás: Fi: Útburkolatok méretezése,

3 Klasszikus méretezési elvek Egyenes rúd méretezése húzásra F: a rúd hosszanti súlyvonalában működő terhelőerő A: rúdtengelyre merőleges keresztmetszet σ : egytengelyű feszültségi állapot első főfeszültsége σ meg : a rúd anyagára jellemző, kísérleti adatokból meghatározott megengedett érték F A E l l meg Különböző megközelítés KLASSZIKUS TEHERHORDÓ SZERKEZETEK ANYAGAI rugalmassági modulus állandó nem függ a hőmérséklettől terhelési időtől a feszültség értéke nem változik, amíg a terhelés tart ASZFALTANYAGÚ TEHERHORDÓ SZERKEZETEK rugalmassági modulus függ: a hőmérséklettől a terhelési időtől a feszültség értéke változik a terhelés alatt 3

4 A méretezés alapelve Méretezési kritériumok: földmű függőleges összenyomódása A szemcsés rétegekkel kapcsolatos követelményeket közvetve pl. szemeloszlásra, tömörségre, víztartalomra, stb. vonatkoztatva írjuk elő és ezen építési feltételek megvalósulását tételezzük fel a méretezés során (hidraulikus réteg húzófeszültsége félmerev szerkezetek esetén) aszfalt alsó szálában keletkező megnyúlás Típus-útpályaszerkezetek: az öt csoport rendszermodellje 1. Teljes aszfalt pályaszerkezet 2. Zúzottkő alapréteg 3. Cementstabilizációs alap 4. Cementstabilizáción 10 cm zúzottkő 5. Sovány beton alap A forgalomtól függő kategóriákban az alsó alapréteg vastagsága azonos, a felső alapréteg és a kötő+kopóréteg vastagsága változik. 4

5 Teljes aszfalt típus pályaszerkezetek Alapréteg variációk Kötőanyag nélküli szemcsés alapréteggel épült szerkezetek, ahol az alsó alapréteg lehet: mechanikai stabilizáció, szakaszos megoszlású makadám rendszerű zúzottkő réteg vagy folytonos szemmegoszlású zúzottkő alap Hidraulikus kötőanyagú stabilizációs alapréteggel épült pályaszerkezetek Soványbeton alapréteggel épült pályaszerkezetek Katalógus rendszer 5

6 Típus-útpályaszerkezetek: nyúlás vs. lehajlás A méretezés menete Tervezési forgalom (TF) számítása Forgalmi terhelési osztály meghatározása (A, B, C, D, E, K, R) A földmű méretezési teherbírási modulusának (E 2m ) meghatározása Javítóréteg méretezése szükség szerint Típus-pályaszerkezet választás megfelelő burkolatalap-fajta Az aszfalt összvastagság alapján az egyes rétegfajták és vastagságok megadása Ellenőrzés fagy és olvadási kárra, szükség szerint fagyvédőréteg tervezés 6

7 Jelenlegi szabályozás és egyebek K.É.SZ (?) NFM rendelete a közutak építésének szabályozásáról (tervezet) I. Magyar Közlekedési Konferencia (42. Útügyi Napok és 8. Nemzeti Közlekedési Napok) letölthető előadásai ( 7

8 Tervezett változások I. Várható megjelenés: első félév Hatály: helyi közuton, el nem zárt magánutakon is Tárgya: előkészítés, kivitelezés, minőségszabályozás Forgalmi igénybevételek: J-N-F-I Több egyenértékű útszerkezeti változat Tervezett változások II. Különböző teherbírású földműkategória: MPa Tervezési forgalom: 3,5 t össztömeg felett, EKÁER adatok felhasználása Élettartam: autópálya 30 év, gyorsút 20 év, földmű 100 év Minőségszabályozás 8

9 MEGJEGYZÉSEK A TERVEZÉSI FORGALOM MEGHATÁROZÁSÁHOZ TF számítása összevont járműosztályok alapján TF = z 1, t r s f (ÁNF e + ÁNF e + ÁNF e + ÁNF e ) TF a tervezési forgalom, [et. áthaladás, db.] z az egyes 115 kn, a kettős 180 kn és az útkímélő 190 kn tengely többlet fárasztó hatását figyelembe vevő szorzó, értéke 1,5 1,25 a biztonsági tényező, t a tervezési élettartam [év], r a keresztmetszeti forgalom irányonkénti számítására használt irányszorzó, s a sávszorzó az egy irányban vezető forgalmi sávok száma szerint, f N összevont járműosztály forgalomfejlődési szorzója, az út forgalomba helyezési évétől számított t/2. évre. ÁNF i az i-edik járműosztály átlagos napi forgalma [jármű/nap], e i az i-edik járműosztály járműátszámítási szorzója 9

10 Egységtengely és a megengedett tengelyterhelés A forgalomban résztvevő eltérő terhelésű tengelyek áthaladási számát a méretezésnél a tervezési élettartam alatt a 100 kn terhelésű egységtengelyek áthaladási számára kell átszámítani. Az útpályaszerkezetek túlterhelésének és élettartam megrövidülésének korlátozása érdekében megszabott legnagyobb tengelyterhelés, amelyet túllépő nehéz járműveknél büntető túlsúly díjat kell fizetni. Jelenleg Magyarországon ennek nagysága egyestengely esetén 115 kn!!! és nem függ össze az egységtengely fogalmával Rongáló hatás mértéke - példa, +, +, +, =4,24, +, =0, ,24/0,000005= db szgk 10

11 Euro-nyerges-vontató Forrás: Bast:Modell zur straßenbautechnischen Analyse der durch den Schwerverkehr induzierten Beanspruchung des BAB-Netzes, 2006 n=5. kitevő e=0,10 e=0,64 e=2,25 A rongáló hatás COST 334 Effects of Wide Single Tyres and Dual Tyres (2001) Soós Z: Az aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek megerősítésének mechanikai elvű módszere és a szükséges paraméterek vizsgálata. PhD értekezés,

12 ??? Járműtípus Sebesség ~0-30 km/h Kihasználtsági fok % megengedett Össztömeg Abroncstípus Abroncsnyomás Forrás: Dr.-Ing. Ulf Zander: Aufbau gemäß RStO oder freie Bemessung? 2005 Egységtengely átszámítási szorzók Járműkategória Járműátszámítási szorzó, ei Autóbusz (egyes, csuklós) e a 1,3 Nehéz tehergépkocsi (össztömeg >7,5 tonna) e n 0,6 Pótkocsis tehergépkocsi e p 1,6 Nyerges tehergépkocsi e ny 1,7 Speciális jármű e s 1,7 12

13 Mindeközben a betonosok Forgalmi terhelési osztály meghat. (betonburk. I.) A tervezési élettartam a mértékadó forgalmi sávban áthaladó 100 kn-os súlyú egységtengelyek száma, amelyet az ÚT szerint kell meghatározni azzal a különbséggel, hogy az egységtengelyre való átszámításnál az ÚT útügyi műszaki előírásban megadott járműátszámítási szorzókat (e i ) kell alkalmazni, de a következő módosítással: e ó = e, 13

14 Forgalmi terhelési osztály meghat. (betonburk. II.) TF meghatározás beton vagy aszfalt esetén TF = z 1, t r s f N (ÁNF a e a + ÁNF n e n + ÁNF p e p + ÁNF ny e ny ) Feladat: buszsáv pályaszerkezetének meghatározása, napi 80 szóló és 50 csuklós esetén. Tervezési élettartam: 20 év. (idealizált, csak szemléltető számítás), e ó = e TF (aszfalt) = 20*365*1,3*(80+50) = Et TF (beton) = 20*365*0,187*1,3*(80+50) = Et (D) (B) 14

15 A tervezési forgalom alakulása a hazai autópályákon Tervezési forgalom [millió et.] 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 97% 1,0 164% M1 Pest megye (2000-) 181% 150% 159% 204% 172% y = 1,492x 0,3676 R² = 0, % 200% 150% 100% 50% 0,0 0% TF M1 Pest megye, t=20 év (a) Valós M1 Pest megye (b) Különbség M1 Pest megye (b)/(a) Hatvány (Valós M1 Pest megye (b)) M1 Komárom-Esztergom megye (2000-) Lefutott / becsült forgalom aránya Tervezési forgalom [millió et.] 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 97% 1,0 M1 Fejér megye (2000-) 195% 149% 151% 147% 207% y = 1,5666x 0,426 R² = 0, % 200% 150% 100% 50% 0,0 0% TF M1 Fejér megye, t=20 év (a) Valós M1 Fejér megye (b) Különbség M1 Fejér megye (b)/(a) Hatvány (Valós M1 Fejér megye (b)) M1 Győr-Moson-Sopron megye (2000-) Lefutott / becsült forgalom aránya Tervezési forgalom [millió et.] 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 97% 1,0 142% 177% 140% 221% 197% y = 1,5081x 0,4386 R² = 0, % 200% 150% 100% 50% 0,0 0% TF M1 Komárom megye, t=20 év (a) Különbség M1 Komárom megye (b)/(a) Valós M1 Komárom megye (b) Hatv ány (Valós M1 Komárom megye (b)) Lefutott / becsült forgalom aránya Tervezési forgalom [millió et.] 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 97% 1,0 137% 148% Forrás: Soós Z: Az aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek megerősítésének mechanikai elvű módszere és a szükséges paraméterek vizsgálata. PhD értekezés, % 213% 238% y = 1,1052x0,5571 R² = 0, % 200% 150% 100% 50% 0,0 0% TF M1 Győr megye, t=20 év (a) Valós M1 Győr megye (b) Különbség M1 Győr megye (b)/(a) Hatvány (Valós M1 Győr megye (b)) Lefutott / becsült forgalom aránya Új bázis: 2000 helyett

16 UME tervezett (2010 körül) TF = 1,25*365*M*w*t*r*s* f T/2 (ÉÁNF a *e a + ÉÁNF n *e n + ÉÁNF p *e p + ÉÁNF ny *e ny ), ahol: 1,25 - dinamikus tényező M - megbízhatósági szorzó, a következő táblázatok szerint Az út tervezési osztálya Megbízhatósági szorzó, M Megbízhatósági szint, % Gyorsforgalmi utak 1,76 95 Főutak 1,56 90 Mellékutak 1,34 80 UME tervezett (2010 körül) w - Sávon belüli kerékvándorlást figyelembe vevő szorzó, a következő táblázat szerint: 6,0 méternél szélesebb útpályák esetén Forgalmi sáv szélessége, m < 3,0 3,25 3,50 < 3,75 w szorzó értéke 1,0 0,86 0,82 0,76 Keskeny pályák kétirányú forgalom esetén Burkolat szélessége, m 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 w szorzó értéke 1,0 0,85 0,65 0,55 0,50 16

17 A TERVEZÉSI FORGALOM MEGHATÁROZÁS AKTUALIZÁLÁSA? önálló és a betonburkolatú szabályozással egységes szerkezet az egyes 115 kn, a kettős 180 kn és az útkímélő 190 kn tengely többlet fárasztó hatását figyelembe vevő szorzó kivezetése a szabályozásból a biztonsági tényező finomítása útkategória függvényében forgalomfejlődési szorzók aktualizálása és évenkénti meghatározása t/2 év helyett járműátszámítási szorzók pontosítása nemzetközi gyakorlatban használt egyéb paraméterek figyelembevételének megfontolása K.É.SZ. MEGJEGYZÉSEK AZ ÚJ TÍPUS- PÁLYASZERKEZET MEGVÁLASZTÁSÁHOZ ÉS RÉTEGVASTAGSÁGAINAK MEGHATÁROZÁSÁHOZ 17

18 A francia méretezési eljárás dél-amerikai adaptálásása Forrás: Jean Maurice Balay, Yves Brosseaud, Breno BARA, Eduardo Castaneda: Adaptation of the French pavement design to countries in South America A merevség alakulása a gyártás során S át l ag S min = 7000 MPa = *σ = 8500 MPa S max = MPa IT-CY SPT (0,5 Hz) m er evs ég ( MPa ) σ IT-CY SPT merevség (MPa) (MPa) átlag n a p szórás /20/

19 Fúrt minták merevség vizsgálata ASZFALT- TÍPUS SMA 11 kopó (mf) 25/55-65 AC 11 kopó (F) 50/70 AC 11 kopó (mf) 25/55-65 AC 16 kötő 50/70 AC 22 kötő (F) 50/70 AC 16 (mnm) kötő 10/40-65 AC 22 (mnm) kötő 10/40-65 ELEM- ÁTLAG SZÓRÁS VARIANCIA MIN (MPa) MAX (MPa) SZÁM (db) (MPa) (MPa) , , , , , , , AC 22 (mnm) kötő 10/40-65 AC 16 (mnm) kötő 10/40-65 AC 22 kötő (F) 50/70 AC 16 kötő 50/70 AC 11 kopó (mf) 25/55-65 AC 11 kopó (F) 50/70 SMA 11 kopó (mf) 25/ m er evs ég á tl a g ( MPa ) 37 ÚJ TÍPUS-PÁLYASZERKEZET MEGVÁLASZTÁSA AKTUALIZÁLÁSA jelenjen meg az analitikus méretezés elvi és gyakorlati lehetősége, összehangolás a csatlakozó műszaki előírásokkal (kisforgalmú utak, mezőgazdasági utak pályaszerkezetei, másodnyersanyagok, helyi anyagok felhasználhatósága, ) kötőanyag nélküli és hidraulikus rétegek kutatása alap és burkolati rétegek (méretezéshez szükséges) paramétereinek gyűjtése, elemzése a szélesítések javasolt kialakításának átdolgozása? K.É.SZ. 19

20 ASZFALTBURKOLATÚ ÚTPÁLYASZERKEZETEK MEGERŐSÍTÉSE ASZFALTTAL Burkolat-felújítási tervek - korábbi - megrendelői specifikációja 20

21 A pályaszerkezet és a földmű együttes vizsgálata évszaki szorzó /(napszaki szorzó) víztartalom változás útpadka, útárok szerepe léghőmérséklet burkolathőmérséklet legcsapadékosabb ill. legszárazabb hónap Év/hónap Átlag 1 53,6 82,9 22,9 30,9 58,8 42,5 55,4 49,6 2 48,2 71,5 15,0 22,9 84,5 36,3 18,2 42,4 3 48,8 20,9 43,5 0,4 92,8 7,3 15,9 32,8 4 1,8 71,7 20,3 18,5 19,9 38,1 8,8 25,6 5 41,1 160,6 40,9 23,6 106,8 111,8 80,8 6 84,5 83,9 59,0 95,0 61,5 20,9 67,5 7 34,9 87,8 57,6 98,3 0,1 101,4 63,4 8 46,8 77,9 5,3 1,1 39,0 97,0 Nincs 44,5 9 14,4 95,5 1,1 48,5 24,7 75,9 adat 43, ,3 24,7 14,9 77,0 42,2 50,3 39, ,2 73,3 0,0 15,4 42,7 10,9 38, ,6 121,7 69,9 48,9 1,1 37,0 53,7 Szumma 535,2 972,4 350,4 480,5 574,1 629,4 98,3 Átlag 44,6 81,0 29,2 40,0 47,8 52,5 24,6 A 3. lehetőség! 21

22 és ekkor megjött a Curviamètre Bearing Capacity at Traffic Speed 22

23 Investigation and design of durable pavement structure rehabilitation Oct 13, 2015 by László Gáspár and Márton Karoliny Hogyan tovább megerősítés méretezés? II. rész TÖBBRÉTEGŰ ÚTPÁLYASZERKEZETEKBEN KIALAKULÓ IGÉNYBEVÉTELEK MEGHATÁROZÁSA MECHANIKAI MODELLEK SEGÍTSÉGÉVEL 23

24 Analitikus méretezés ANALITIKUS : (gör lat) elemző; az analízissel kapcsolatos, az analízist alkalmazó, ANALÍZIS: (gör) elemzés, részekre, elemekre bontás, mint tudományos kutató módszer Bakos: Idegen szavak és kifejezések szótára, 1986 A méretezés menete Forrás: Dr. Primusz Péter 24

25 Nem jövő, már jelen Forrás: Dr. Ambrus Kálmán Shell programcsomag BISAR (Bitumen Stress Analysis in Roads) program bemenő adatai: a rétegek száma, vastagsága, a Young s modulusa a rétegeknek, Poisson tényezője a rétegeknek, a terhelés száma és típusa (tangenciális, horizontális) és helye) 25

26 Input adatok: terhelés Input adatok: rétegek 26

27 Input adatok: kritikus igénybevételi helyek Eredmény tábla s = 0,43 mm ε aszfalt = 59 μstrain ε földmű = -27 μstrain 27

28 Fáradási eredmények Élettartam b 6 m N 10 Ahol: N : élettartam (e.t) ε m : megengedett aszfalt megnyúlás 10 C-on [µm/m] ε : számított aszfalt megnyúlás a szélső szálban [µm/m] b : anyagállandó υ : a laboratóriumi és az üzemi viselkedés közötti eltérést figyelembe vevő eltolási tényező, Shift-faktor teljes aszfaltvastagság (cm) kísérleti fáradási egyenes alapján élettartam (egységtengely) elméleti fáradási egyenes alapján 20, , , ,

29 A TF meghatározás bizonytalansága biztonsági tényező (1,25) x irány és sávszám korrekciók x forgalom -fejlődési szorzók x járműátszámítási szorzó x tengelyáthaladási szám Típus-pályaszerkezetek: Pl: K különösen nehéz forgalomterhelési osztály esetén 10 < TF < 30 rongálóhatás ( 5 ) egységtengely tengelysúlyosztályköz középértéke élettartam t éves terhelés abroncs belső ny. abroncsfajta miatti korrekció Valószínűség-elméleten alapuló méretezés-elmélet f(x) S < R f(x) S < R Kockázat Terhelés (S) Teherbírás (R) S R R S R 0 R t f R (R) kockázat S 0 S t f S (S) idő (t) 29

30 ALTERNATÍV MÉRETEZÉSI ELJÁRÁS KONCEPCIÓ Nem az olcsóbb, hanem a gazdaságosabb szerkezeteket keressük. Ne elégedjünk meg egy minimális földmű modulussal és majd az értékes pályaszerkezeti rétegekkel hozzuk csak az elvárt teherbírást, hanem a helyi és vállalkozói adottságokat kihasználva a lehető legjobb tükörteherbírást célozzuk meg és akkor lehet, hogy vékonyabb pályaszerkezeti réteg is megfelelő lesz. Alulról építkezünk Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszere tervezet, egyeztetési változat: április (24 oldal) átdolgozotva: november (29 oldal) Letölthető: 30

31 A méretezési modulusok és a pályaszerkezet általános rétegrendje Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia, AZ ANALITIKUS MÉRETEZÉSI ELJÁRÁS FOLYAMATÁBRÁJA Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia,

32 A FÖLDMŰ TEHERBÍRÁS TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia, A FÖLDMŰ TEHERBÍRÁS TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA ~ Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia,

33 A FÖLDMŰ TEHERBÍRÁS TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia, A FÖLDMŰ TEHERBÍRÁS TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA ~ ~ Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia,

34 A FÖLDMŰ TEHERBÍRÁS TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia, A FÖLDMŰ TEHERBÍRÁS TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA Próbaszámítások Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia,

35 AZ ALSÓ ALAPRÉTEG TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia, AZ ALSÓ ALAPRÉTEG TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia,

36 AZ ALSÓ ALAPRÉTEG TERVEZÉS FOLYAMATÁBRÁJA Az FZKA réteg pályaszerkezeten belüli modulus becslése (E b ) a tervezett úttükör teherbírás (E m ) és az alsó alapréteg vastagságának (h b ) függvényében határozható meg. ASZFALTRÉTEGREND TERVEZÉSE EGYENÉRTÉKŰ ASZFALTRÉTEG SZÁMÍTÁSA Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia,

37 HÁROMRÉTEGŰ PÁLYASZERKEZET MODELL? Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia, AZ ASZFALTRÉTEG MEGENGEDETT MEGNYÚLÁSA 37

38 20 CM VASTAG KÖTŐANYAG NÉLKÜLI (FZKA) ALAPRÉTEG Forrás: Primusz Péter: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezésének alternatív módszerei. VIACALCO konferencia, Számolás 3 rétegű rendszerben 2017?

39 Elza 1.0 III. rész KITEKINTÉS. NEMZETKÖZI MÉRETEZÉSI ELJÁRÁSOK 39

40 Az angol szabályozás három pillére HD 24 Traffic Assessment FORGALMI TERHELÉS HD 25 Foundation Design FÖLDMŰ TERVEZÉS HD 26 Pavement Design PÁLYASZERKEZET TERVEZÉS Design Manual for Roads and Bridges: Volume 7 Section 1 Preamble Section 2 Pavement Design and Construction Part 1 HD 24/06 Traffic Assessment [Incorporating Correction No.1 dated November 2006] Part 2 Not In Use - Users should refer to IAN 73/06 Rev 1 Part 3 HD 26/06 Pavement Design Part 4 HD 27/15 Pavement Construction Methods Part 5 HD 39/16 Footway and Cycleway Design Section 3 Pavement Maintenance Assessment Section 4 Pavement Maintenance Methods Section 5 Surfacing and Surfacing Materials Forrás: 40

41 Terminológiai különbségek Forrás: e-ut (ÚT :2006) Forrás: M. Rogers B. Enright: Highway Engineering Foundation design ~ földmű tervezés 1994: DMRB Volume 7 Section 2 Part 2 (HD 25/94) Pavement design and maintenance. Pavement design and construction. Foundations 2006: IAN 73/06 Design guidance for road pavement foundations (draft HD 25) 2009: 1. felülvizsgálat 41

42 Foundation design Mottó: Erősebb alap = vékonyabb aszfalt Forrás: IAN 73/06 Design guidance for road pavement foundations (draft HD 25) Két megközelítés - Két eljárás RESTRICTED Foundation design method Performance Foundation Design Method 42

43 Foundation classes : földmű osztályok Forrás: M. Rogers B. Enright: Highway Engineering RESTRICTED Foundation design method Altalaj: CBR=5% Tervezze az alsó alapréteget 3. szintűre! 275 mm Forrás: IAN 73/06 Design guidance for road pavement foundations (draft HD 25) 43

44 RESTRICTED Foundation design method Altalaj: CBR=5% Tervezze az alsó alapréteget javítóréteggel 2. szintűre! mm Forrás: IAN 73/06 Design guidance for road pavement foundations (draft HD 25) Performance Foundation Design Forrás: M. Rogers B. Enright: Highway Engineering

45 Méretező görbe (példa) Forrás: IAN 73/06 Design guidance for road pavement foundations (draft HD 25) Követelmények Forrás: IAN 73/06 Design guidance for road pavement foundations (draft HD 25) 45

46 Mintapélda Forrás: IAN 73/06 Design guidance for road pavement foundations (draft HD 25) Pályaszerkezet méretezés 46

47 Pályaszerkezet tervezés I. TF=60 msa Alap: 2. szint 180 mm aszfalt 180 mm HBH (C) Forrás: HD 26/06 Pavement Design Pályaszerkezet tervezés II. (hosszú élettartamú szerkezettel) TF > 80 msa (long life) Alap: 3. szint 320 mm aszfalt (DBM50 kötő, DBM50 alap) Forrás: HD 26/06 Pavement Design 47

48 Az angol aszfaltok DBM125 (Dense bitumen macadam): AC 32 dense 100/150 DBM50 : AC 32 dense base 40/60 HRA50 (Hot rolled asphalt): HRA 60/32 bin 40/60 HDM50 (High-density macadam): AC 32 HDM base 40/60 EME2 (Enrobé á module elevé): AC 10 EME2 base 10/20 Az osztrák analitikus módszer Lukas Eberhardsteiner & Ronald Blab (2017): Design of bituminous pavements a performance-related approach, Road Materials and Pavement Design, FSV 2016b. RVS Rechnerische Dimensionierung von Asphaltstraßen. Wien: Österreichische Forschungsgesellschaft Straße-Schiene-Verkehr. 48

49 Németország: RDO - Asphalt 09 (Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus von Verkehrsflächen mit Asphaltdeckschicht ) 4 4 Warum? Forrás: Christoph Schmidt M.Sc. - Jonas Rademacher M.Sc.: Dimensionierung von Verkehrsflächen aus Asphalt Gegenüberstellung der standardisierten und der rechnerischen Dimensionierung 49

50 Anyagparaméterek ,4 17,6 18,6 relative Häufigkeit [%] ,9 1,5 8,6 14 8,4 5,5 3,8 2,5 0,6 0,6 0 < -12,5-7,5-2,5 2,5 7,5 12,5 17,5 22,5 27,5 32,5 37,5 42,5 >47,5 Oberflächentemperatur C Forgalom Pl.: Tervezési forgalom: tengelyáthaladás (~67,7 millió Et) 50

51 Pályaszerkezeti modell 4 cm kopóréteg 8 cm kötőréteg 21 cm alapréteg 57 cm védőréteg ( ) Ev2=120 MPa Ev2=45 MPa 51

52 Igénybevételi állapotok 13 hőmérsékleti tartomány 11 terhelési osztály (LK) 13*11=143 különböző igénybevételi állapot vizsgálata aszfalt alsó szála = 33 cm pl. LK5 (10 tonna) terhelés esetén számított megnyúlás (LK1 LK4; LK6 LK11 között hasonlóan) Szoftver támogatás ADtoPave: Analysing and Design Tool for Pavements PaDesTo Forrás: Dr.-Ing. Alexander Zeißler: (International Workshop on Pavement Design Austria 2016) 52

53 Napjaink nemzetközi gyakorlata Forrás: Mike Mamlouk: Pavement Design: Art or Science? forrás: A new approach to asphalt pavement design. Webinar, Konzekvenciák: Az aktualizálás igénye - MOST Közbeszerzési Értesítő, 2014 Tekintettel ugyanakkor arra, hogy a talaj-megerősítés révén a pályaszerkezet állapota lehetővé teszi az aszfaltréteg vastagságának csökkentését, a. km szelvények közötti szakaszán m3 mennyiségű AC-16 jelű és m3 mennyiségű AC-11 jelű aszfaltkeverék elhagyásra kerül. A szükségtelenné váló és elmaradó mennyiséget Felek a HUMU (Hajlékony Útpályaszerkezetek Méretezési Utasítása) un. egyenérték vastagság szerinti méretezésének figyelembe vételével meghatározták. Forrás: Dr. Ambrus Kálmán Az elmaradó mennyiség értéke nettó mft. 53

54 Köszönöm a figyelmet! toth.csaba@epito.bme.hu 54