bemutatja... Az S&P épület-megerősítések anyagának gyártója N/mm 2 3000 2500 2000 1500 1000 500 Szén Aramid Üveg Az S&P megerősítések száltípusai PP PES Acél 0 A szál típusa Szén Aramid Üveg PES / PP acél 0 5 10 15 ε % E-modulus kn/mm 2 240-640 120 70 10-15 210 Húzószilárdság N/mm 2 2500-4000 2900 2000 1200-3000 Az S&P szálerősítésű anyagok csak akkor működnek, ha a felületi tapadás segítségével az erőket a hordozófelületen lehet lehorgonyozni. 370 1
Az acél és s beton kapcsolata korábban (a síma acélbetétek végeinek kampózása) ma (a bordázott acélbetétek lehorgonyzása a jó tapadás következtében) Mechanikai alapelvek vasbeton útépítés Magyarországon 2
Tartós s terhelés s EMPA (CH) által végzett v vizsgálata különböző helyzetű aszfalterősítések hatása tartós terhelés esetén Az EMPA kísérletek elrendezése és eredményei Próbatest 0 A B C A szénszálas erősítés helye nincs 3cm mélyen 4 cm mélyen a próbatest alsó síkján Keresztirányú feszültség alakulása 100 % -13% -26% nincs feszültségcsökkenés 3
Az aszfaltrétegekkel tapadás révén kiválóan együttdolgozó erősítés a nagy kerékterhek következtében fellépő feszültségcsúcsokat, és a burkolat károsodását is mértékadóan csökkenti. A tartósság ennek megfelelően megnövekedik. Fáradási repedések tartós dinamikus teher hatására AZ NPC Netherlands vizsgálata A repedések megnyílása hajlító-húzó feszültségek következtében. 180mm 180mm 180mm Alakváltozás Erő állandó hőmérséklet két pontban terhelt gerenda 4
Az NPC eredményei: különböző aszfalterősítések összehasonlítása 1 1.15 millió terhelési ciklus S&P Carbophalt 200 kn/m terhelési ciklusok száma 150 000 100 000 50 000 5 C poliészter 60 kn/m S&P Glasphalt 120 kn/m polipropilén-textíl referencia-próbatest 10 20 alakváltozás [mm] Repedés áttükröződése fagyhatás következtében Fagyás-olvadás ciklusok hatására a meglévő aszfaltburkolat repedései áttükröződnek az új fedőrétegbe. A BRRC kifejlesztett egy vizsgálati módszert a jelenség ellenőrzésére. 5
A reflexiós repedések kialakulását csak magas rugalmassági modulusú erősítések képesek megakadályozni. A kísérlet végeselemes programmal végzett numerikus ellenőrzése A kísérlet ellenőrzéséhez használt végeselemes modell geometriája 6
Eredmények a repedésmentes kiindulási állapot feltételezésével LOAD CASE = 1 Delta T = -10 RESULTS FILE = 1 STRESS CONTOURS OF SX -3.32189E3 0 3.32189E3 6.64378E3 9.96566E3 13.2 8 7 6 E 3 16.6094E3 19.9313E3 23.2532E3 26.5751E3 29.8 9 7 E 3 33.2189E3 36.5408E3 39.8627E3 43.1 8 4 5 E 3 46.5064E3 Max 0.4682E+05 at Node Min -6326. a t Node 2259 Az aszfaltban ébredő eredő húzófeszültségek jóval meghaladják az aszfalt húzószilárdságát (3,5 N/mm 2 ). Repedésképződés LOAD CASE = 1 Delta T = -10 RESULTS FILE = 1 STRESS CONTOURS OF SX A feltételezett, áttükröződött repedések alapján nyert eredmények az új aszfaltrétegben -7.63461E3-5.08974E3-2.54487E3 0 2.54487E3 5.08974E3 7.63461E3 10.1795 E3 12.7243 E3 15.2692 E3 17.8141 E3 20.359E3 22.9038 E3 25.4487 E3 27.9936 E3 30.5384 E3 Max 0.3174E+05 at Node 4 Min -8979. a t Node 151 Repedések száma -- 6 6 Repedés hossza [m] 0.0 0.02 0.06 σ x eredő húzófeszültség a repedéscsúcsokban [N/mm 2 ] 34.02 9.8 3.4 < 3.5 N/mm 2 A modellkísérletek alapján 25 40 %-os feszültségcsökkenés érhető el az aszfaltban. 7
Felületi tapadás felületi tapadás = mechanikus fogazott kapcsolat + ragasztóhatás A SAMI-rendszerekben nincs mechanikus fogazott kapcsolat. Az osztrák irányelv is utal rá, hogy a SAMI-rendszer a tapadás csökkenését okozza. A SAMI-rendszereknél általában 0,1-0,4 N/mm 2 nyírási ellenállás adódik. Aszfaltburkolatok tapadása Lengyel szabvány: nyírószilárdság min.: 0,8 N/mm 2 Középtávon a nyírási szilárdságra vonatkozó 0,7-0,9 N/mm 2 előírás az európai szabvány része lesz. Németország, Svájc: a rétegek tapadását rendszeresen ellenőrzik Leutner-féle nyírásvizsgálat 8
SO 1 próba: erősítés nélkül (150 200 g/m 2 kötőanyag) (3 kísérlet) átlagos nyírási ellenállás 9.7 / 14.3 / 17.5 = 13.8 kn (~0,80 N/mm 2 ) SG 1.1 próba: hagyományos rács átlagos nyírási ellenállás 2.8 kn (~0,15 N/mm 2 ) elnyíródás a rács síkjában 9
Szendvics-szerű építésmód tapadás (nyírási ellenállás) nélkül Csak útravalónak jó. Egy többrétegű burkolatnak más tulajdonságokkal kell rendelkeznie. SC 1.1 próba: bitumenbe ágyazott aszfaltrács S&P Carbophalt G/ Glasphalt G átlagos nyírási ellenállás 10.0 / 15.8 = 12.9 kn (~0,80 N/mm 2 ) elnyíródás a burkolati rétegen belül 10
Az aszfalterősítések fejlődése A rács típusa Beépítés Tapadás Összegzés hagyományos rács alig lehetséges csak 1-2 kg/m 2 bitumennel + zúzottkő szórással kombinálva Magyarországon nincs elég zúzottkő. A kőszórás drága. hagyományos rács (20-50 g/m 2 textíllel fedve) OK csak 1-2 kg/m 2 bitumennel + zúzottkő szórással kombinálva Magyarországon nincs elég zúzottkő. A kőszórás drága. hagyományos rács SAMI-rendszerben OK csak 1-2 kg/m 2 bitumennel + zúzottkő szórással kombinálva Magyarországon nincs elég zúzottkő. A kőszórás drága. bitumennel átitatott S&P aszfaltrács OK OK A 150-200 g/m 2 felületi kenéssel problémamentesen beépíthető. SAMI-hálóval végzett aszfalterősítés Nincs meg mechanikus kapcsolat. Követelmény a SAMI rendszerrel szemben 130 g/m 2 műsz. textília (a kötőanyag hordozója) 1-1,2 kg/m 2 bitumen (1,6-1,8 kg/m 2 emulzió) csúsztató réteg erősítés bitumen nyúlás (-25 C) 50 2 Fennáll a kötőanyag ridegedésének a veszélye alacsony hőmérséklet esetén Németországban a SAMIrendszerekhez mindig hidegtűrő bitument követelnek meg. 11
S&P bitumennel átitatott rács Van mechanikus kapcsolat a rétegek között! A bitumennel átitatott S&P rácsot hagyományos 150-200 g/m 2 felületi kenéssel terítik. 3 lehetséges végeredmény Az erősítés megszakítja a repedés kialakulását A repedés áttükröződik, az erősítés ép marad A repedés átütött, az erősítés elszakadt Összegzés az erősítés teljesíti a vele szemben támasztott követelményeket lehorgonyzási hiányosságok okozzák az erősítés túl gyenge volt Különböző magyarországi projekteken végzett minőségellenőrzések megmutatták, hogy a textil hordozórétegű rács a C12-es betonban keletkezett repedések átütését is meg tudta akadályozni. 12
A megoldás az aszfaltrács a jó tapadás révén együttdolgozik a két bitumenes burkolattal a textíl elválasztórétegként működik Európai eladások 5,0 4,0 [millió m 2 ] 3,0 2,0 Textíl erősítésű rács (GS) Bitumennel átitatott rács (G) 1,0 0,0 2003 2004 2005 2006* 13
Nagymodulusú szénszálas erősítések alkalmazása Varsó / PL meglévő aszfaltburkolatok felújítása vékony, aszfalt erősítéssel ellátott kopóréteggel Lakroá kocsival végzett kísérlet N2P, Hospental >> Andermatt 3 cm marás + Carbophalt rács terítése + 3 cm-es új kopóréteg forgó tengely mérőkar 14
Az S&P Carbophalt-erősítés 3-3.5 cm aszfaltburkolat erősítő hatásának felel meg. erősítő hatás látszólagos aszfaltvastagságban [cm] kifejezve A mért erősítő hatás 4 cm burkolat + bitumenes szénszálas rács esetén 4 cm burkolat aszfaltrács nélkül Behajlás értéke a megerősítés előtt [1/100mm] A szénszál erősítésű vékony burkolat előnyei az útszerkezet feljavulása rövidebb építési idő lecsökken a felmart aszfalt mennyisége az aszfaltban ébredő feszültségek csökkenése miatt kevesebb reflexiós és fáradási repedés S&P Carbophalt útszerkezeti egyenértéke kb. 3 cm aszfaltnak felel meg S&P Carbophalt útszerkezeti egyenértéke kb. 3 cm aszfaltnak felel meg a nyersanyagkészletek megóvása megnövekedett tartósság és kisebb fenntartási költségek 15
Végezetül Film 65 Bild 11 A termékek megfelelő felhasználása: textíl - mozgást biztosító elválasztóréteg (a C12 ill. Ckt / aszfaltréteg között) bitumennel átitatott - együttdolgozó aszfalterősítés két aszfaltüvegszálas rács réteg között bitumennel átitatott - aszfalterősítés megújítása vékony, aszfaltszénszálas rács erősítéssel ellátott kopóréteggel 16