Alépítmény Talajmechanika földművek
Az alépítmény és a földmű szerepe a pálya minőség biztosításában Az építési költségek 20-30%-a, A lehajlások 80-85%-a a földmű hibájából adódik, húzófeszületségek, repedések, Helyi anyagok, talajok felhasználása, A nyomvonal tervezés szerepe, alkalmatlan talajok elkerülése, Közúti pályák - alépítmény 2
A nyomvonal alakítása földmű A nyomvonal kialakítási szempontjai, földművek, töltések, bevágások, a műszaki paraméterek és a terepviszonyok meghatározó szerepe vonzatai Közúti pályák - alépítmény 3
A hossz szelvény és a minta keresztszelvények szerepe Közúti pályák - alépítmény 4
Keresztszelvény változatok Közúti pályák - alépítmény 5
Földművek A természetes, vagy mesterséges terepfelszínt a különböző mérnöki építmények létrehozásához át kell alakítani. Az átalakítás során bevágásokat, kisebbnagyobb munkagödröket, munkaárkokat, illetve töltéseket, tereprendezéseket készítünk. A kiemelt föld fejtését, szállítását és beépítését földmunkának, az elkészült létesítményt földműnek nevezzük. Közúti pályák - alépítmény 6
A helyszínrajz alapja egy megfelelő méretarányú szintvonalas térkép, amelyen megszerkeszthetőek a létesítendő földmű határoló vonalai, ábrázolható a tengelyvonal, koronasík, a vízépítés árkai, stb Közúti pályák - alépítmény 7
A hossz-szelvény, a földmű tengelyén vezetett, síkban kifejtett függőleges metszet. Hosszléptéke megegyezik a helyszínrajz léptékével, magassági léptéke pedig a domborzati viszonyoktól függően 1:100, 1:200 esetleg 1:500 A hossz-szelvény meghatározott távolságokban felvett szelvényezési helyeken, illetve a jellemző tereppontoknál, műtárgyaknál ábrázolja a terepmagasságot és a pálya (korona) szintet, bevágásmélységet, töltésmagasságot, a vízelvezetési létesítményeket számadatokkal is. Az irányviszonyok, és az emelkedési viszonyok is a hossz-szelvény adatait képezik, a műtárgyak torzított rajzával egyetemben. Közúti pályák - alépítmény 8
- Keresztszelvényen a földműnek a tengely vízszintes vetületére merőleges, függőleges síkmetszetét értjük. - Legegyszerűbb esetben a keresztszelvényt a közel vízszintes koronasík, a rézsűsík és a terep metszésvonala határolja - A koronasíkot lejtéssel alakítjuk ki a csapadékvizek elvezetése céljából. - Bevágásokban a korona mellett oldalárkokat létesítünk Közúti pályák - alépítmény 9
Az alépítményi minőség biztosítás jelentősége Közúti pályák - alépítmény 10
Talajmechanika - talajfizika Építmény talaj kölcsönhatása talajmechanika A talajok minősítése, osztályozása talajfizika Talajok: Geológiai: üledékes, szélhordta, mállott, lerakott, Szerkezet: szemcsés ( kohézió, súrlódás ) Kötött ( kohézió, Szerves súrlódás) Közúti pályák - alépítmény 11
Talajmechanika - szemszerkezet Szemnagyság vízáteresztő képesség 2 mm-ig akadálytalanul 0,1 mm-ig vízáteresztő 0,02 mm ig kapilláris hatás, 0,02 alatt lebegés 0,002 alatt kolloid jelleg Szemeloszlás, u = d 60 / d 10, Közúti pályák - alépítmény 12
Szemeloszlás szemcsés talajok Közúti pályák - alépítmény 13
Talajok jellemzése szemeloszlási görbe a durva és szemcsés anyagok szemeloszlását az egyenlőtlenségi mutató, c u = d 60 / d 10 ill. a görbeségi mutató c c = (d 30 ) 2 / (d 60. d 10 ) jellemzi Közúti pályák - alépítmény 14
További jellemzők víztartalom: w = 100. ( G n G 0 ) / G 0 % hézagtényező: e = v / v hézagtérfogat / szemcsetérfogat hézagtérfogat: n = hézagok / összes térfogat - a tömörség jellemzése sűrűség: test, halom, g/cm 3 relatív nedvesség tartalom: r = vízzel töltött térfogat / összes térfogat Közúti pályák - alépítmény 15
Tömörségi jellemzők Tömörség jellemzése: Relatív tömörség e hézagtényező, T re = ( e max e) / (e max e min ) 0 1 Tömörségi fok: T r = ρ 0 / ρ 0max. 100 (%) - Proctor tömörség Közúti pályák - alépítmény 16
Proctor vizsgálat Közúti pályák - alépítmény 17
Víztartalom, konzisztencia határok Telítési határ w t szemcsehézagok vízzel telve Folyási határ w f Casagrande vizsgálat Plasztikus határ w p sodrási vizsgálat Zsugorodási határ w zs térfogat változás megszűnik Kapcsolódó indexek: I P = w f - w p plasztikus index, kohézió képesség K i = ( w f w) / (w f w p ) Relatív konzisztencia index Közúti pályák - alépítmény 18
Tömörség Növekvő Belső súrlódás, Kohézió, Nyírószilárdság, Csökkenő Összenyomhatóság, Vízérzékenység Tömöríthetőség függ: Víztartalom, Sűrűség, Tömörítési munka, Közúti pályák - alépítmény 19
Tömörség - minősítések - CBR vizsgálat CBR % Közúti pályák - alépítmény 20
Tömörség minősítések - E 2 teherbírási modulus (MN/m 2 ) E 2 25-35 MN/m 2 gyenge teherbírású 40-50 MN/m 2 közepes teherbírású 60-80 MN/m 2 jó teherbírású talaj Közúti pályák - alépítmény 21
A talajminta vételből származó információk Közúti pályák - alépítmény 22
Egyenletes víztartalom fagy hatására történő felfelé vándorlása 70cm-es talajrétegben Közúti pályák - alépítmény 23
Fagyveszélyes talajok Fagyérzékeny I p Sovány agyag, 15-20% Közepes agyag, 20-25% Kövér agyag, >30% Fagyveszélyes Iszapos finom homok, 5-10% Iszap, 10-15% Közúti pályák - alépítmény 24
Olvadási kár jelensége vízutánpótlás nélküli esetben, víz-érzékeny földmű és pályaszerkezet esetén Közúti pályák - alépítmény 25
Olvadási kár jelensége alulról jövő kapilláris víz utánpótlás mellett a víztartalom feldúsulása és a teherbírás csökkenés olvadáskor még veszélyesebb Közúti pályák - alépítmény 26
Hazai tapasztalati kritérium az olvadási kárra veszélyes, víz-érzékeny, teherbírásukat hamar elvesztő talajokra Közúti pályák - alépítmény 27
Hazai talajok tájékoztató teherbírási modulusainak és az építéskor a földmű felszínen elérendő modulusok megkövetelt értékei Közúti pályák - alépítmény 28
Különböző talajfajták teherbírási értékei a w opt mellett, a tömörségi fok függvényében Közúti pályák - alépítmény 29
A javítóréteg vastagságának meghatározása + talajvízszint csökkentés, szivárgókkal, útpálya szerkezet szintje 2 m-el a talajvíz szint felett Közúti pályák - alépítmény 30
Stabilizációs eljárások alkalmazhatósága, egyes talajokon Közúti pályák - alépítmény 31
A földmunka főbb fázisai Humuszolás, Fejtés, rézsűkialakítás, Anyagszállítás, Elterítés, felület kialakítás, Tömörítés, Optimális víztartalom biztosítása, Közúti pályák - alépítmény 32
Az egyes munkafolyamatok jellemző gépei Humusz eltávolítás szkréper Anyagkitermelés, rézsű kialakítás Kotró anyagszállítás tehergépkocsi Anyag elterítés, felület kialakítás gréder Kitermelés, terítés dózer tömörítés Optimális víztartalom biztosítása Gumihenger, acélköpenyes kombihenger, acélköpenyes henger, juhláb henger, locsolókocsi Közúti pályák - alépítmény 33
A munkafolyamatok összehangolása A nyomvonalon a magasabban fekvő helyeken kell az anyagnyerő helyeket megnyitni, A töltésépítésre nem alkalmas anyagokat a mélyebben fekvő helyeken kell deponálni, A szállító utak a lehető legszélesebbek legyenek, a víztartalom szabályozásával, és gréderezéssel fenntartva, Az építés megkezdésekor a talaj víztartalma a w opt közelében legyen, Az épülő földmű és az anyagnyerő helyek folyamatos víztelenítése hangsúlyozott, Nem folytatható a töltésépítés, ha szemmel látható rugózó hatás áll elő (telítettség) Ha a depóniák anyagát nem használják fel, akkor azok utólagos rendezéséről gondoskodni kell, Közúti pályák - alépítmény 34
Földműanyagok E-ÚT 06.02.11 [ÚT 2-1.222] M-1 kiváló földanyag M-2 jó földanyag M-3 megfelelő földanyag M-4 elfogadható földanyag M-5 kezeléssel alkalmassá tehető földanyag M-6 földműanyaként nem hasznosítható Közúti pályák - alépítmény 35
Földműanyagok M-1 durva szemcséjű, s 0,063 5%, c u 6 folytonos szemmegoszlás kavics, homokos kavics, kavicsos homok, homok M-2 durva szemcséjű s 0,063 5%, c u 6 szemmegoszlásuk hiányos, ill. 3 c u 6 - kavics, homokos kavics, kavicsos homok, homok, vegyes szemcséjű 5 s 0,063 15% talajok, folytonos szemmegoszlás iszapos és vagy homokos kavicsok, és vagy homokok Közúti pályák - alépítmény 36
Földműanyagok M-3 durva szemcséjű, s 0,063 5%, 3 c u 6 hiányos szemmegoszlás kavics, homokos kavics, kavicsos homok, homok vegyes szemcséjű 5 s 0,063 15% talajok, hiányos szemmegoszlás iszapos és vagy agyagos kavicsok, és vagy homokok M-4 durva szemcséjű, kissé szerves talajok c u 3 finom szemcséjű 25 I p 40% - talajok, ha, 12 w 24% mállásra nem hajlamos, kissé változó szemmegoszlású kőzettörmelék, ha legnagyobb szemnagyságuk nem nagyobb 320 mm-nél, Közúti pályák - alépítmény 37
Földműanyagok M-5 durva szemcséjű, c u > 3, vegyes szemcséjű 15 s 0,063 40% és I p 10% talajok, ha w 8% vagy w > 18% (erősen iszapos és vagy agyagos kavicsok, és vagy homokok) finom szemcséjű 10 I p 25% talajok, ha 7 w 12 %, ill. 20 w 24 %, Aprózódásra és mállásra enyhén hajlamos, és vagy változékony kőzettörmelék, M-6 finom szemcséjű talajok 10 I p 25% - ha, w 7% ill. w 25% Finom szemcséjű 25 I p 40% talajok, közepesen és nagyon szerves, szikes, mállásra hajlamos, talajok, kőzetek, ill. max 1,65 g/cm 3 Közúti pályák - alépítmény 38
Minőségi követelmények Tükör szinten E 2 80 MN/m 2, felső 15 cm stabilizációja, Felső 15 cm-es stabilizáció, fagyvédelem, Felső 15 cm szemcsés anyag, fagyvédő réteg követelményei, Felső 50 cm csak kiváló fagyálló anyagból, Bevágásban talajstabilizációval, vagy talajcserével, Közúti pályák - alépítmény 39
Teherbírás Tükörszinten: E 2 80 MN/m 2 Tükörszinttől -15 cm: E 2 60 MN/m 2 Tükörszinttől -50 cm: E 2 40 MN/m 2 Tükörszinttől -100 cm: E 2 30 MN/m 2 töltés Tömörség Földmű felső 100 cm T r 97 % 100 cm alatti töltéstest: T r 85 % Közúti pályák - alépítmény 40