Systémy hospodaření s dopravní infrastrukturou

1. Systémy hospodaření s dopravní infrastrukturou Doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D. Katedra dopravního stavitelství, Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava

2. Opravy, obnova a rekonstrukce cementobetonových (CB) vozovek Opravy – soubor stavebních prací, odstraňující poruchy a obnovující vlastnosti pro provozní způsobilost. Obnova a rekonstrukce – stavební práce většího rozsahu s cílem zlepšit jejich některé technické parametry a dosáhnout vyšší úrovně dopravně-provozních charakteristik. Obnova rovnosti povrchu (schody) – broušení, vyplnění dutin pod deskami. Rekonstrukce – zvýšení únosnosti nebo životnosti CB vozovky: * souvislá výměna desek s příp. opravou podkladu * zesílení = položení dalších vrstev (po opravě) * úplná výměna všech vrstev vozovky (úprava pláně)

3. Opravy, obnova a rekonstrukce cementobetonových (CB) vozovek Menší náročnost na údržbu a opravy, dlouhá životnost při preventivní a cyklické údržbě. Na vozovce se provádí zejména: • impregnace povrchu CB krytu = postřik (nátěr) proti účinkům vody, mrazu a chemických posypových látek, • údržba spár = nefunkční zálivková hmota se odstraní, spára vyčistí a vyplní (zálivkou, tmelem nebo vložkou), • obnova protismykových vlastností - odebíráním CB (frézování, rýhování, otryskání) - přidáním materiálu (zdrsňující nátěry asf., pryskyřice, kaly aj.

4. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Kritériem pro zahájení diagnostiky a plánování rekonstrukce je ISV: Pro hodnocení stavu vozovky podle jednotlivých poruch:

5. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Aktuální diagnostika CB vozovky: • zjištění skladby konstrukce (vrtaná/kopaná sonda vozovky/podloží) • inventarizace poruch (katalog poruch) • zatěžovací zkoušky (měření průhybu statická/dynamická, umístění: na středu, na příčné hraně na volné podélné hraně, na rohu desky) • nedestruktivní zkoušky (georadar)

6. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Hlediska hodnocení stavu CB vozovky: (souhrnné = agregované, jednotlivé = segregované): • rovnosti povrchu • kluzkosti povrchu • únosnosti (mechanické účinnosti) • způsobu porušení a množství poruch desek (krytu)

7. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Hodnocení rovnosti povrchu Vn – průměrná výška schodů na sekci (úseku) v mm τ – procento z celkového počtu desek v sekci (úseku)

8. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Hodnocení kluzkosti (drsnosti) povrchu Podle výsledků měření součinitele podélného tření fp (dynamometrickým přívěsem při rychlosti 60 km/h) fp > 0,36 velmi dobrá 5 fp= 0,30 – 0,35 dobrá 4 fp = 0,25 – 0,29 vyhovující 3 fp= 0,20 – 0,24 špatná 2 fp< 0,20 nevyhovující 1

9. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Hodnocení únosnosti (mechanické účinnosti) Hu= (2,5u1+0,5u2+u3+u4+u5) .1/6 u1 – hodnocení pevnosti na základě poměru redukované pevnosti v tahu za ohybu a radiálního napětí v desce při zatížení vozidlem 5 u2 – hodnocení kvality odvodnění 4 u3 – hodnocení porušení betonu krytu 3 u4 – hodnocení stavu podkladu 2 u5 – hodnocení kvality podloží s uvážením modulu pružnosti podloží, namrzavosti a vodního režimu 1

10. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Hodnocení stavu povrchu krytu (vizuální prohlídka) Ss = 2s1+s2+0,5s3+s4+0,5s5 s1 - % desek rozpadlých na dvě a více částí 5 s2 - % desek s jednou trhlinou 4 s3 - % desek s povrchovými trhlinami 3 s4 - % desek s odlomenými rohy 2 s5 - % desek s porušenými hranami 1

11. Rozhodování o potřebě a způsobu rekonstrukce Hodnocení únosnosti pomocí průhybů Vyhodnocení naměřených hodnot průhybů umožňuje dělení zkoumaného úseku na homogenní sekce, které jsou charakterizované Průměrnou (střední) odchylkou. Na homogenní sekci se může uvažovat směrodatný průhyb: yn = y`+ 1,3 σy y`- průhyb σy – směrodatná odchylka průhybu pro požadavek, aby 90 % hodnot nepřekračovalo stanovenou hodnotu

12. Opravy poruch CB vozovek • Předmětem oprav jsou zejména skupiny poruch: • Trhliny Nerovnosti na stycích • příčné - na příčných spárách • podélné - na podélných spárách • síťové otevřené • Olámané hrany a rohyPoruchy ve spárách • olámané příčné a podélné hrany - poruchy výplně spár • olámané rohy - rozšířené spáry • Poruchy povrchu • odlupování povrchu • koroze povrchu • kaverny a výtluky • vyhlazený povrch

13. Materiály a technologie na opravy poruch A – opravy s použitím asfaltů nebo asfaltových směsí (stav podkladu) - nátěrové technologie - tenké asfaltové vrstvy - mikrokoberce - emulzní kalové zákryty

14. Materiály a technologie na opravy poruch • B - opravy s použitím směsí stmelených hydraulickými pojivy • Nabetonování další vrstvy tloušťky 50 – 70 (100) mm. Postup: • úprava povrchu původního CB krytu • nanesení spojovací vrstvy • betonování nové CB vrstvy krytu (beton s rozptýletou výztuží, • plastifikační přísady) • úprava povrchu • ošetření povrchu nové vrstvy krytu

15. Materiály a technologie na opravy poruch C - opravy s použitím speciálních směsí (polymery, plastmalty) Tenké polymercementobetonové vrstvy Na očištěný povrch bez výtluků se nanese zamíchaná polymercementová malta = silniční cement, křemičitýpísek, voda, příměsi a plniva). Tenké silikonové mikroemulzní vrstvy (na bázi siloxanu) Impregnace odpuzující vodu, ochrana proti mrazu. Technologie Fibresceed Opravy poruch na deskách, které vykazují pohyby a pro opravy spár. Membrána kompenzuje kopírování trhlin do horních vrstev. Technologie Filaflex Vyztužená membrána z vláken aplikovaných na vrstvu elastomerného pojiva, která zabraňuje kopírování trhlin do horních vrstev.

16. Obnova CB vozovek zesílením (CB)

17. Obnova CB vozovek zesílením (A)

18. Materiály a technologie na obnovu CB vozovek • Nevyhovující stav převážně způsobují vlastnosti konstrukcí vozovek, • nikoli cementového betonu (kopírování trhlin, pumpování aj.). • Kompenzační mezivrstva (zabraňuje kopírování spár a trhlin): • membrány (nátěry - modifikovaný asfalt nebo emulze, dávkování • dle typu trhlin a makrotextury podkladu).

19. Materiály a technologie na obnovu CB vozovek • Kompenzační mezivrstva (zabraňuje kopírování spár a trhlin): • geomembrány - přilepení geosyntetiky, geotextilie asf. na CB podklad. • - vyztužené geomembrány - geomříž /v uzlech pevná/, geosíť /v uzlech • volná/, geokompozit /geomříž+geotextilie/).

20. Materiály a technologie na obnovu CB vozovek • Kompenzační mezivrstva (zabraňuje kopírování spár a trhlin): • Vyztužení kovovými sítěmi - na podklad se síť připevní tenkou • vrstvou asfaltové směsi. Tloušťka zesilující vrstvy je min. 100 mm.

21. Materiály a technologie na obnovu CB vozovek Zesílení CB vozovky: Spojitě vyztužený CB kryt Beze spár, předpoklad – vlivem vyztužení se budou tvořit mikrotrhliny (0,3 – 0,5 mm). Podélná výztuž ø 14 – 20 mm, příčná ø 10 – 14 mm. Speciální finišer. Rozlamování CB desek (crak and seat) Vytvoření bloků s dobrým kontaktem s podkladem, rozbíjení závažím. Rozměry bloků 0,5 – 1,2 m, u hran do 0,5 m. CB s rozptýlenou výztuží Rozptýlená výztuž omezuje tvorbu trhlin a zlepšují odolnost proti opotřebení povrchu. Vlákna jsou kovová nebo plastická (20 – 60 mm, Ø 0,2 – 0,5 mm, množství 60 – 120 kg/m3.