TATABÁNYA

Átírás

1 Kiselemes burkolatokról, hogy azok valóban tartósak legyenek. Járdáktól lakóutakon át a repülőterekig TATABÁNYA Előadó: Tárczy László, útépítő mérnök Mérnökkamarai azonosító: A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem vendégelőadója, az AIPCR Útügyi Világszervezet delegáltja között, vezető tervező, felelős műszaki vezető, beruházás lebonyolító, műszaki ellenőr, a Főmterv szakfőmérnöke, a Reformút Kft cégtulajdonosa 169 1

2 I. rész tartalomjegyzéke Térkő történelem, természetes kövek, betonkövek Tervezésről Felszíni és felszín alatti vízelvezetésről Vízáteresztő pályaszerkezetek-ről Néhány érdekesség felvillantása a világból 2

3 3

4 Via appia Via Appia: 570 km Via Traiaina: 250 km 4

5 Via Appia Hosszú utak királynője 4,15m széles volt Colosseumtól indult Felvonulási út volt a hadsereg számára Az első 185 km 5 évig épült (37km/év) Édesvízi kemény mészkőből épült Kr. Előtt 312-ben kezdték el építeni 5

6 6

7 Kálvin tér az 1880-as években 7

8 8

9 Hazai köveink Hazánk legősibb kövei 1100millió évesek, Alföld alatti mélyen fekvő palák A felszíni köveink közül a Zemplén hegység csillámpalái a legidősebbek 900 millió évesek 100MPa-alatti kövek kis szilárdságúak, nem alkalmasak kültéri burkolásra mert nem tartósak MPa közé esőek a közepes szilárdságúak, ezek egy része már számításba jöhet alacsony igénybevételű helyszíneken 200MPa felettiek a kemény kövek, ezek a legkedvezőbbek kültéri burkolatokhoz 9

10 Kőzetek egyirányú nyomó szilárdsága MSZ EN ISO táblázata szerint A kő osztály típusa Terepi azonosítás Egyirányú nyomószilárdság N/mm 2 4. Mérsékelten szilárd Késsel nem karcolható, geológus kalapács tompa végével megütve egy darab letörhető Szilárd Geológus kalapács tompa végével többször megütve egy darab letörhető 6. Nagyon szilárd Geológus kalapács tompa végével sokszor erősen megütve törhető le egy darab Rendkívül szilárd Geológus kalapáccsal csak forgácsolható, csak kisebb szilánkok pattinthatók le

11 Aprózódási vizsgálat Legismertebb Los Angeles vizsgálat Micro Deval (MSZ EN 12620) Szilárdsági csoportok LA MDE Osztályok A (0)* B (A) C (B) D (C1) E (C2) F (D1) G (D2) H (megadott) 45 megadott *zárójelben a korábbi műszaki előírás szerinti kategóriák 11

12 Melyik a hazai köveink közül a legkopásállóbb? 12

13 Főbb hazai köveink LA értékei Helyszín Kőtípus LA érték Egerbakta Diabáz 9,5! Somoskőújfalu Andezit 12,6! Zalahaláp Bazalt 13,1! Komló Andezit (szürke) 14,0 Uzsa Bazalt 14,1 Recsk Andezit 14,1 Komló Andezit (vörös) 20,7 Somoskő Bazalt 25 Iszkaszentgyörgy Dolomit 26,8 13

14 Egerbakta Forrás: 14

15 Via Appia: több mint 3000 éves Pest városa a BME alapításától 19 évig, 1801-ig nem alkalmazott mérnököket Budapesten 1830-ban raktak le először nagykockakövet (18x18x18 cm) mauthauzeni gránitból (185 éve!) Az első kiskockakőburkolat Németországban épült, 1885-ben (130 éve!) Hazánkban 1903-ban rakták le az első útburkoló kiskockaköveket (macskakő) Katzen Kopfstein (macskafejkő) 1981 óta nincs faragott kockakő gyártás (Szobon volt utoljára) Riccerek - kőhasítók 15

16 16

17 A kőburkolatnak 4 fő ellensége van! 17

18 Tervezésről 18

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47

48 48

49 49

50 50

51 51

52 52

53 53

54 54

55 55

56 56

57 57

58 A tervezés megkezdése előtti ellenőrzőlista fontosabb pontjai: Figyelembe veendő szabványok, műszaki előírások számba vétele Talajmechanikai, talajazonosító vizsgálatok a térkő tervező rendelkezésére állnak-e? A tervezési feladat nagyságától, összetettségétől, helyszínétől, körülményeitől függően építési engedély köteles-e a munka, vagy nem? A kiindulási adatok birtokában a Megbízó jóváhagyását megszerezni az alábbi alapkérdésben: funkció? vízzáró, vagy vízáteresztő rétegrend legyen? Tervezési időtáv egyeztetése a Megbízóval. Minőségügyi követelmények szintjének tisztázása a Megbízóval. Az építőanyagok minőségének, paramétereinek pontos meghatározása, beszerzési lehetőségeinek tisztázása a Megbízóval. 58

59 A siker, vagy a bukás okai a földbe vannak rejtve. (Dr Farkas József: Építmények világtörténete) 59

60 Funkcióra tervezés: Nagy, 3-4t-nál nagyobb terhelésre szánt burkolathoz kockázatos vízáteresztő kiselemes burkolatot tervezni! Nagy terhelések tartós viselésére csak a lemezként viselkedő, összekapcsolt természetes kövek képesek leginkább. különleges esetekben a hagyományos kiselemes térkő is számításba jöhet megkötéssel, sőt még vízáteresztő rétegrend is elképzelhető, megkötésekkel. Ehhez speciális, pld polimer homok polimer gél, vízzáró hézagkitöltő anyagok kellenek (24 óra után a gyalogos forgalom használhatja, a nehéz közúti forgalom 7 napos utókezelést követően tudja igénybe venni a burkolatot) 60

61 MSZ EN 1341, 1342, 1343, 1467, 1468, 12047, 12440, Ki ismeri a természetes kövek beépítésének (tervezés, építés, karbantartás) hazai szabályozását???? Felhasználás előtt a termékről semmilyen dokumentum sem állapítja meg, mire alkalmazható. A felelősség a tervezőt (ha van) és a felhasználót terheli. Dr Gálos Miklós Határozottan állítható, hogy bármely épített létesítmény olyan minőségi színvonalú, amilyen annak a tervezése Dr Habil Gáspár László: Közlekedési létesítmények élettartama 61

62 Az Útügyi Műszaki Előírás csak kiselemes betonkő burkolatra vonatkozik. Sok megállapítása, tanácsa túlhaladott. MSZ EN 1338 Beton útburkoló elemek, követelmények, vizsgálati módszerek e-út (ÚT ) Betonkő burkolatú útpályaszerkezetek tervezése és építése követelmények Dr Brian Shackel: Betonkő burkolatok kézikönyve (Terc, 2002) MSZ EN 1341:2002 Természetes útburkoló kőlapok külső kövezésre MSZ EN 1342:2002 Természetes útburkoló kövek külső kövezésre, követelmények és vizsgálati módszerek MSZ EN 1343:2002 Természetes útszegély kövek külső kövezésre 62

63 TÉRKŐ ÉS SZEGÉLY MECHANIKAI TULAJDONSÁGOK MSZ EN a TÉRKÖVEKRŐL: Hasító-húzó szilárdság Karakterisztikus érték: 3.6Mpa, min. 2,9Mpa MSZ EN 1339 a szegélyekről: Hajlító húzó szilárdság: 1. osztály S 3,5Mpa, min. 2,8Mpa 2.osztály T 4.0Mpa, min. 3,2Mpa 3.osztály U 5,0Mpa, min. 4,0Mpa 63

64 Caterpillar 797F 200 t Australia Mack, 610 LE, 112 pótkocsi, 1475 m 1300 t 64

65 Forgalmi kategóriákhoz rendelt koncepció, terhelések (funkcióra tervezés) Sétáló utca, kerékpárút, bevásárlóközpont, stb. (VIGYÁZAT! Tűzoltó gépjármű 160 kn (16 t) tengelyenként 90 kn (9 t) nyomás a burkolatra kitámasztáskor: 80N/cm 2 (0,8N/mm 2 )) 3,5 t terhelésig! vízáteresztő lehetőség 2 feltétel: k 10-5 m/s, talajvíz 2,0 m alatt legyen 3,5 t felett vízzáró rétegrend előnyösebb! Legrosszabb eset a kombinált megoldás, eredmény a következő diákon 65

66 66

67 67

68 NEM A TÉRKŐ A HIBÁS!!! 68

69 3tonnás terhelés esete Tengelyterhelés 6to. 69

70 A keréknyomás is igen eltérő lehet 70

71 Volán autóbusz végállomás, Népliget 71

72 72

73 Kationaktív baggeres emulzió 60% triglicerid 34%víz 6% tenzides emulgeátor BAH Bagger emulziós homok keverék FORGALMAZÓ, GYÁRTÓ PENTA Kft. NMÉ Nemzeti Műszaki Értékelés 73

74 Modellezés 74

75 Fagy-olvadási károkról 75

76 Hazánk fagyérzékenységi zónái 76

77 Talajok fagyérzékenysége 77

78 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Fagyveszélyességi kategóriák A fagyveszélyesség minősítése X-1 fagyálló X-2 fagyérzékeny X-3 fagyveszélyes Megnevezés homokos kavics kavicsos homok homok iszapos kavics iszapos homok A szemeloszlás jellemzői 0,02 mm-nél 0,1 mm-nél kisebb szemcsék tömegszázaléka Plaszticitási index I P, % < 10 < sovány agyag közepes agyag kövér agyag > 30 iszapos kavics > 20 iszapos homok > 15 > 40 finom homok < 10 > 50 iszapos finom homok > iszap Ha egy talaj kétféle besorolást is kaphatna, akkor a kedvezőtlenebbet kell mértékadónak tekinteni. 78

79 79

80 80

81 Kockázatok: BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM TÖNKREMENETEL FAGY-OLVADÁSI KÁROK MIATT Nem a használati forgalomhoz illeszkedő teherhordó pályaszerkezet és földmű Felszíni csapadékvíz elvezetés nem megfelelő padkák felhíztak víz bejutás+forgalmi terhelés Pályaszerkezet víztelenítés hiánya Földmű nem megfelelősége Fagy és olvadási károkkal szemben nem elég ellenálló a pályaszerkezet Nincs a koronaélen túl víztelenítés (sem árok, sem egyéb gravitációs vízelvezetés) 81

82 82

83 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM a, Hajlékony (félhajlékony) Burkolat MI AZ ÚTPÁLYASZERKEZET? Kopó réteg Kötőréteg Alapréteg (1 vagy 2) Földmű védőréteggel b, Merev Betonburkolat Alapréteg Védőréteg Földmű c, Különleges kiselemes - Természetes kövek - Beton előregyártott elemek - Ágyazat - Alaprétegek 83

84 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM 84

85 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM TISZTÁN KÜLÖNBÖZIK Felszíni csapadékvíz elvezetés Talajvíz, rétegvíz, belvíz, forrás, szivárgó vizek függetlenül, szinte a pálya szerkezettől Pályaszerkezetbe, földműbe jutó vizek elvezetése 85

86 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Azzal az illúzióval, hogy a hagyományos pályaszerkezetek víztaszítók, vízzárók LE KELL SZÁMOLNI! Üzemeltetés hiányosságai, keletkező mikrorepedések, ezek elfajulása, eltérő hővezetőképességű anyagok érintkezései felületei kritikusak vízbejutás szempontjából Hajlékony pályaszerkezetek sebezhetőbbek pláne a MAKADÁM alapúak A vizek stagnálása a fagy-olvad és a forgalmi terhelés együttes igény-bevétele felgyorsítja a pályaszerkezet tönkre menetelét 86

87 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM DRÉNEZÉS FOGALMA Összegző fogalom: Talajban, pályaszerkezetben megjelenő vizek elvezetése, kártétel nélküli elvezetés Belső vizek eredhetnek: - Infiltráción keresztül rétegek között, talaj pályaszerkezete között - Padkán keresztüli beszivárgásból a rétegek határaihoz érkezve alaprétegig érkezve - Oldalról vízgyűjtő felől, bevágásban felszín alatti vizekből 87

88 88

89 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Talajfajták Jól drénező talajok, nem szükséges külön drén tervezése homokok, homok lisztek, homokos kavics Előnytelenek Ip 15%-25% - iszapos anyagok, enyhén kötött talajok Drénezés elengedhetetlen Nagyon előnytelen talajok: Ip 25% quasi vízzárók, vagy vízzárók: itt gondos tervezés szükséges Előnyösek a bitumennel kezelt rétegek, előnytelenek a ckt típusú alaprétegek Pályaszerkezet szélesítés = kötelező a drénezés! Padka víztelenítése is fontos 89

90 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM MIKOR KELL DRÉNEZNI? Szisztematikusan kell: - A földmű felületéről elvezetni - Az alaprétegből kivezetni ha az nem kötött, ha kötött a felületéről elvezetni - Építés közbeni drénezés - Vizsgálat, ha 2,2 m-nél jobban megközelíti a pályaszintet a talajvíz, fagyvédelem - Tartós földmű védelem 90

91 M5 autópálya elválasztósáv utólagos drénezése 30 év után 91

92 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM A víz jelen van: - több kevesebb mennyiségben természetben - Rézsün, töltésben, bevágásban - Útfelületen - Padkán Jól drénezett pályaszerkezet = megfelelően szilárd földmű, teherbírás megfelelő, E2 40 N/mm 2 élete során Fagy-olvad, fagy-olvad, páralecsapódás, vízfeldúsulás, stb. Pályaszerkezet alá víz juthat! TARTÓSAN kell védeni a víz (belső) hatásától a pályaszerkezetet és a földművet. 92

93 Kapilláris vízemelkedés DV: diszponibilis víz 0,2-10 μm átmérőjű a pórusokban 0,3-15 atm (bar) szívóerővel tapad a talajhoz. Jurin képlete: a kapilláris vízemelkedés magassága fordítva arányos a kapilláris cső átmérőjével 93

94 Kapilláris vízemelkedés homokos kavics: 0,1-0,2m iszap: 2-3m kövér agyag:10-50m! Forrás: utugyilapok.hu 94

95 PÁLYASZERKEZET VÍZTELENÍTÉS CÉLJA A földmű teherbíró képességének megőrzése Védelem a fagykárokkal szemben Úgy is egyszerűsíthetnénk a földmű oldaláról a védőréteg víztelenítése 95

96 VÉDŐRÉTEG Paplanszerű szemcsés réteg kivezetés Konzerválás, talajstabilizálás, agyagos talajok mésszel, homokos lösz talajok cementtel ill. ezek kombinációja meszezés+cementtel keverése a talajoknak Régen 6-8m-ként szivárgó léc, eltömődik, nem működőképes 30 éve nem használjuk! 96

97 Talajjavító megoldások alkalmazása Cementes I p 15% Meszes I p 15% 97

98 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM DRÉNEZÉS HATÁSA A KÖRNYEZETRE Hazai szabályozás szegényes Negatív következmények is lehetnek Környező növényzet kiszárad, korábbi egyensúly felborul, süllyedések keletkezhetnek! Bevágásban felborul az egyensúly a hirtelen leszállított talajvíz, talajtörést, csúszást is eredményezhet Vízfolyás irányának megváltoztatása gáthatást káros feldúsulást eredményezhet 98

99 99

100 Hogyan enyhítsük a mindent beépíteni, mindent leburkolni vízzáróvá tenni, hibás gyakorlatán Árvízi kockázat csökkentés Vízhiány enyhítés Globális felmelegedés mérséklés Biológiai sokféleség megőrzése Program 2050-ig, kerüljük el a vízzáró burkolások terjeszkedését EU burkolat növekedés=hu 100

101 101

102 102

103 103

104 104

105 105

106 Vízáteresztő pályaszerkezetek 106

107 Új? Megoldás ez? 107

108 A vízáteresztő rétegrend: Vízáteresztő rétegrend 3 alaptípusa: A térkő vízáteresztő, porózus betonból készült A térkő hagyományos vízzáró betonból készült, de a fugák szélesek, vízáteresztőek Vízáteresztő geometriájú burkolókő vízáteresztő rétegrenden füvesítve 108

109 Amennyiben 1,0 m-nél közelebb helyezkedik el a talajvíz a pályaszinthez képest ilyen rétegrendet TILOS tervezni! Akkor sem célszerű ennek a típusnak a választása, ha a talajvíz ugyan 1,0 m-nél mélyebben van és a befogadó talaj is jó vízáteresztő (k 10-5 m/s), de a burkolatot 3,5t feletti gépjárművek fogják használni. Öko burkolatnál fontos a karbantartás, mert idővel a hézagok eltömődhetnek, vízáteresztő képességük csökken. 109

110 110