Burkolatalapok fajtái és alkalmazásaik

Átírás

1 Burkolatalapok fajtái és alkalmazásaik A pályaszerkezetnek a burkolat és a földmű (vagy védőréteg) közötti része a burkolatalap. Feladata: a burkolatra jutó terhelés elosztása; részvétel a teherviselésben; a földmű védelme. A burkolatalapokkal szemben támasztott legfontosabb követelmények: növeljék a pályaszerkezet teherbíró képességét: megfelelő anyagú, minőségű és vastagságú legyen, az után tömörödés mértéke ne legyen káros a pályaszerkezetre ne legyen se víz érzékeny, se fagyás érzékeny a felülete sík és egyenletes legyen mint építési pálya alkalmas legyen az építési forgalom lebonyolítására az esetleges dilatációs repedések ne üssenek át a felette levő rétegen gazdaságos legyen Mivel a pályaszerkezeti rétegek közül általában a burkolatalap a legvastagabb, készítéséhez lehetőleg olcsó és kellő mennyiségben rendelkezésre álló anyagot kell használni. A burkolatalapnak a további rétegek építéséig a munkahelyi forgalmat el kell viselnie, ezért úgy kell megépíteni, hogy nagyobb rongálódások ne alakulhassanak ki. A burkolatalapok fajtái: zúzottkő alapok drágák, nehéz forgalom hatására utántömörödnek, építésük egyszerű sovány cementbeton alapok nem utántömörödők, főleg városi utak alsó alaprétegeként alkalmazzák stabilizált burkolatalapok helyi anyagok felhasználásával készül, korszerű, elsősorban alaprétegként használják bitumenes kötőanyagú zúzottkőrétegek alsó- és felső alaprétegként is használják. Az alkalmazott kötőanyag függvényében a következő burkolatalapok különböztethetők meg: kötőanyag nélküli alaprétegek; hidraulikus kötőanyagú alaprétegek; bitumen kötőanyagú alaprétegek. A burkolatalapok egy vagy több rétegből épülhetnek. A többrétegű alapok esetében az alsó alapréteggel szemben kisebbek a minőségi követelmények, mint a felsőbb rétegekével szemben. Kötőanyag nélküli alaprétegek Mechanikai stabilizáció. Olyan tömör talajkeverék, amelyben a durva és a finomszemcsék aránya meghatározott, és a szerkezet stabilitását főleg a szemcsék belső súrlódása adja meg. A keverék akkor tömöríthető a legeredményesebben és akkor állékony, ha a különböző szemcsék aránya és eloszlása olyan, hogy a durva szemek közötti hézagokat a finomabb szemcsék éppen kitöltik. A mechanikai stabilizációra a természetben előforduló anyagok közül elsősorban az iszapos, kissé agyagos kavicsok, murvák alkalmasak, de jó stabilizáció

2 készíthető a kőbányai meddők, ipari melléktermékek, téglagyári törmelékek felhasználásával is. A felhasznált anyagok fagyállók és mállással szemben ellenállók legyenek. A szabvány M 50 és M 20 jelű stabilizációt különböztet meg, amelyek legnagyobb szemcsemérete 50, ill. 20 mm. Olyan anyag, amely nem elégíti ki a szabvány követelményeit, nem lehet stabilizáció, de védőrétegként vagy javított földműként megfelelhet. finom szemcsék nélkül elegendő finom szemcse sok finom szemcse egymással érintkező szemcsék egymással érintkező szemcsék a szemcsék úsznak" a talajban változóan tömör tömör nem tömör vízáteresztő vízzáró vízzáró fagyálló fagyérzékeny fagyveszélyes zárt helyen stabil, egyébként stabil nem stabil stabil nem víztartalom-változásra nem érzékeny víztartalom-változásra nem nagyon érzékeny víztartalom-változásra nagyon érzékeny nehéz tömöríteni kissé nehéz tömöríteni könnyű tömöríteni A mechanikailag stabil szerkezet követelményeit a durva és a finom szemcsék optimális arányával lehet kielégíteni (középső oszlop) Zúzottkő alap. Szemnagyság szerint osztályozott termékekből készített alapréteg. A szabvány szerint a Z 55/80vagy Z 20/80 jelű zúzottkő ajánlott. A zúzottkő alap az A-C terhelési osztályú utakon alkalmazható. A zúzottkő termékek legalább a C kőzetfizikai csoport követelményeit elégítsék ki. A zúzottkő alap célszerű vastagsága 20 cm ( cm). A legnagyobb szemcseméret a tömör réteg vastagságának 2/3- ánál nem lehet nagyobb. Acélhengeres tömörítés alatt a hatékonyságát víz locsolásával lehet fokozni. Kötött talajon a zúzottkő alap alá legalább 10 cm vastag szemcsés védőréteget kell teríteni. Kohósalakkő alap. Zúzottkőből és osztályozott kohósalakkőből készült alap. Az anyagot durva és finom részre kell osztani. Alulra a durvább, felülre a finomabb részt kell teríteni (15 20 cm), majd vízzel való locsolás mellett behengerelni, a zúzottkő alapnál említett módon. Vízzel kötött makadám. Zúzottkőből előállított útpályaszerkezet, ill. a hajlékony pályaszerkezet alaprétege. A hazai régi, hagyományos makadámok háromféle kivitelűek voltak: rakott terméskő alapon; durva zúzottkő alapon; alap nélkül. A rakott alap vastagsága 15 cm. Az egyes köveket kézzel rakták le úgy, hogy a kő széles lapja volt alul. Az egyes köveket kisebb kövekkel ékelték egymáshoz. Az alapréteg gyenge hengerlése után, cm laza vastagságban, Z 40/60-as méretű zúzottkövet terítettek, és

3 locsolás közben acélköpenyű hengerrel tömörítették. Erre 2 cm vastagságban Z 5/15-ös zúzalékot, majd 2 cm vastagságban homokot terítettek és hengereltek. A durva zúzottkő alapú makadám készítése az előzőhöz hasonló, de rakott alap helyett 15 cm vastag, Z 80/100-as zúzottkő alapot készítenek. Az alap nélküli makadám készítése cm vastagságban az előbbi technológiával, Z 40/20-as zúzottkővel történt. A makadám pályaszerkezet a fogatolt járművek idejében megfelelő volt, a gépjárműforgalom számára viszont már kevésbé alkalmas, mert a gumiabroncs szívóhatása a finomabb szemcséket megbontja (kiszívja), így hosszirányú hullámosodást idéz elő. Mivel a zúzottkő rétegek nagy hézagtartalmúak, nehezebb forgalom esetén nagy az utólagos tömörödés és ezáltal a nyomvályú képződés. A hazai utak korszerűsítésekor a régi makadám pályaszerkezeteket itatott és kötőzúzalékos aszfaltmakadám burkolattal vagy aszfaltbeton burkolattal látták el. Folytonos szemeloszlású zúzottkő réteg. A legtömörebb keverék szemeloszlását (Fullergörbe) megközelítő szemeloszlású, különösen jó minőségű zúzottkő réteg, amelyet még a kőbányában vagy a telephelyen keverőgépben több zúzottkőfrakcióból kevernek össze, megfelelő nedvesítés mellett (wet mix macadam). Az eljárás célja a lehető legkisebb hézagtartalmú zúzottkő réteg előállítása, amelynek urántömörödése, vályúsodósa még nehéz forgalom alatt is kismértékű marad. A hengeres tömörítés eredményessége érdekében a maximális szemnagyság nem lehet nagyobb a rétegvastagság harmadánál. Az építésnél ügyelni kell arra, hogy szétkeveredés a megkevert anyagban sem a szállításnál, sem pedig a rendszerint finiseres beépítés során ne következzen be. Néha jó minőségű zúzottkő alapként, újabban pedig a cementstabilizáció felett, mint feszültségoldó, a reflexiós aszfaltrepedéseket gátló rétegként alkalmazzák. A szabvány FZ k - val jelöli. Hidraulikus kötőanyagú alaprétegek Hidraulikus kötőanyagú alap. Szemcsés anyag vagy talaj, hidraulikus kötőképességű anyag és víz megfelelő arányú keverékéből egyenletes keveréssel, majd tömörítéssel előállított pályaszerkezeti alapréteg. Ilyen kötőanyagok: a cement; a hidraulikus pernye; a mész; a nem hidraulikus pernye mésszel keverve. A keverék előállítható telepen vagy helyszínen, mozgó keverőgéppel (pl. talajmaróval). A szabvány az alapokat betűjelzési rendszerben különbözteti meg. Az első nagybetű a kötőanyagra, a második az alapanyagra utal, a harmadik, a kisbetű a keverék előállítási módját jelzi, pl. CKt - cementtel stabilizált kavics, telepen keverve. A hidraulikus kötőanyagok előnye, hogy készítésükhöz gyengébb minőségű anyagok is felhasználhatók. Vízzáróságuk folytán megvédik a földművet az elnedvesedéstől. A zúzottkő alapokkal szemben nem urántömörödők, és mivel némi húzószilárdságuk is van, teherviselésük is kedvezőbb. Hátrányuk a zsugorodásra való hajlam miatti repedésképződés. Idővel keresztirányú repedések képződnek, és ha ezek több méter távolságban vannak, az ép

4 részek a hőmérséklet-változásnak megfelelően hosszukat változtatják. Ezek a repedések az aszfaltburkolatokra is átütnek (1. reflexiós repedések). Elnedvesedett földmű szárítása eredményes a hidraulikus kötőanyag bekeverésével, ezáltal a munkagépek közlekedése is megkönnyíthető. Ez az eljárás azonban csak talajkezelés vagy talajjavítás, és nem tekinthető burkolatalap-készítésnek. Talajstabilizáció. A talajstabilizáció a helyi talaj kötőanyaggal való keverése és tömörítése. Kisforgalmú utaknál önálló burkolatalapként is megfelelő, nagyobb forgalmú utakon az alsó alapréteg, esetleg a védőréteg szerepét tölti be. A kötőanyagok lehetnek: cement; pernye; mész. Cement kötőanyagú alap. Szemcsés anyag vagy talaj, cement és víz megfelelő arányú keverékéből, tömörítéssel előállított pályaszerkezeti alapréteg. A szabvány háromféle alapot különböztet meg: a CE jelű erősítő alapréteg anyaga zúzottkő termékek, zúzott kohósalakkő, homokos kavics, murva, kőbányameddős a CK jelű alap anyaga bármely szemcsés anyag (általában homokos vagy iszapos kavics); a CT jelű alap anyaga homok vagy kissé kötött talaj lehet (más néven cementes talajstabilizáció). A keverék alkotóelemeinek arányát alkalmassági vizsgálattal kell meghatározni. Az optimális tömörítési víztartalmat Proctor-vizsgálattal, az optimális cementtartalmat egyirányú nyomószilárdsági vizsgálattal állapítják meg. (Az optimális cementtartalom a 350-es cement esetében %, ill kg/m3 között van.) A telepen előállított keveréket finiserrel terítik és tömörítik. Az elkészült alapréteget legalább 7 napig nedvesen kell tartani (locsolással vagy bitumenemulziós zárással). Az elkészült réteg minőségi követelményei: vastagság, szélesség, szilárdság, tömörség. A helyszínen a következőképpen készítik a réteget: a talaj lazítása, porítása, a cement elterítése, bekeverése, nedvesítés, tömörítés, utókezelés. A helyszínen előállított alapréteg műszaki tulajdonságai nem olyan megbízhatóak, mint a telepen keverteké, ezért alkalmazási területük és a velük szemben támasztott követelmények is eltérőek. Hidraulikus pernye kötőanyagú alap. Szemcsés anyag vagy talaj, hidraulikus pernye és víz megfelelő arányú keverékéből, tömörítéssel előállított pályaszerkezeti alapréteg. A szabvány háromféle alapot különböztet meg: a PE és a PK jelű erősítő alapréteg anyaga azonos a CE jelű, cement kötőanyagú erősítő alapréteg anyagával, a PT jelű alap anyaga azonos a CT jelű, cementes talajstabilizáció anyagával. Az alkalmassági vizsgálat és a kivitelezés lényeges elemei azonosak a cement kötőanyagú alap elemeivel, azzal az eltéréssel, hogy a lassúbb szilárdulás miatt az alkalmassági vizsgálat szilárdsági követelményei huzamosabb időre vonatkoznak (pl. a cementes alap 14 napos értéke helyett ebben az esetben 60 nap lesz). A hidraulikus pernye szükséges mennyisége 6...9% körüli. Kivitelezés után a szilárdulási idő alatt az elkészült alapréteg a mérsékelt forgalomnak átadható. Mésszel stabilizált talaj. A savanyú kémhatású kötött talajok vagy iszapos homokok és a mész (őrölt égetett mész, mészhidrát, oltott mész, mésztej), valamint víz megfelelő arányú keverékéből, tömörítéssel előállított alsó pályaszerkezeti alapréteg. Az alkalmazás feltételei

5 azonosak a hidraulikus pernye kötőanyagú alap feltételeivel, azzal az eltéréssel, hogy az alkalmassági vizsgálat követelményei a CT cementtel stabilizált talaj szilárdsági követelményeinek felel meg 28 és 42 napos korban. A mész szükséges mennyisége 3...6% között van. A keverék csaknem minden esetben helyszíni keveréssel készül. Ha a talaj nedves, akkor por alakú, ha száraz, akkor oltott mésszel ajánlott kezelni. Beton burkolatalap. A beton tervezési előírásai szerint előállított és tömörített pályaszerkezeti alapréteg. A beton szilárdsága a szabvány szerint C4, C6, C8, C10, C12 lehet. Az alapréteg vastagsága utak és terhelésnek kitett térburkolatok esetében C8 betonminőségnél 20 cm vagy 25 cm. Más betonminőségnél a szükséges vastagság a szilárdságtól függően változik. Az így készült beton burkolatalap előnyei a következők: a tömörítéséhez elegendő a vibrátor is; kis szilárdságú adalékanyag használható; felszíne pontosan kiképezhető; nem utántömörödő; vízzáró; szűk munkahelyen is elkészíthető. A beton burkolatalap készülhet hézagokkal vagy hézagok nélkül. Ez utóbbi esetben a kereszthézagokat vakhézagként kell kialakítani, egymástól legfeljebb 5 m távolságokban. Ha a beton alaprétegre 14 cm-nél vékonyabb aszfalt kerül, akkor a kereszthézagok legfeljebb 2,5 m-re lehetnek egymástól. Ha az alapréteg szélessége meghaladja az 5 m-t, akkor hosszhézagot kell készíteni vakhézagként vagy szoros hézagként. A beton burkolatalapra 7 napos utókezelés után engedhető az építési forgalom, és építhető rá a következő réteg. Bitumenes alaprétegek Szemcsés anyag és útépítési bitumen meleg keverésével és betömörítésével előállított alapréteg. A szemcsés anyag lehet homok, kavics, murva és zúzalék. A következő bitumenes alaprétegek különböztethetők meg: BAHA jelű, bitumenes alsó alapréteg, helyi anyagokból; U-12 jelű, bitumenes homok; U-20 jelű, bitumenes kavics; U-35 jelű, bitumenes kavics; JU-20 jelű, javított bitumenes kavics; JU-35 jelű, javított bitumenes kavics. A szabvány mindegyik alapréteghez megadja a szemcseeloszlási határgörbéket. Nehezebb forgalom és nagyobb külső hőmérséklet esetén keményebb bitument kell alkalmazni. A minőségi követelmények a felsőbb rétegeknél magasabbak. A javított bitumenes kavicsok esetében a stabilitás növelésére 30% zúzott anyagot adagolnak. Az elkészült bitumenes alaprétegek a forgalom számára azonnal átadhatók, de az elszennyeződéstől megóvandók.