Iparipadló egypercesek: Útügyi Műszaki Előírás

A következő címkéjű bejegyzések mutatása: Útügyi Műszaki Előírás. Összes bejegyzés megjelenítése

2021. november 17., szerda

Kültéri betonlemezek (5.)

Tisztelt Kollégák!

A kültéri betonlemezek statikai méretezéséhez a környezeti és a mechanikai igénybevételeket egyaránt figyelembe kell venni. Az alábbi kiindulási adatok szükségesek ahhoz, hogy ezen terhelésekre méretezni lehessen egy kültéri, vasalatlan betonlemezt:

· Alépítmény, ágyazat ágyazási tényezője: k (N/mm3).

· Betonlemez vastagsága: h (cm)

· Beton nyomószilárdsági osztály: pl. C30/37 (a CP 4/2,7 bazaltbeton ebbe az osztályba tartozik)

· Beton egyéb tervezési tulajdonságai, amik általában az Eurocode szerint vannak felvéve a nyomószilárdsági osztálynak megfelelően. Pl. rugalmassági modulus, hajlító-húzószilárdság, harántkontrakció (keresztirányú alakváltozási képesség) stb.

· Várható max. hőmérsékletváltozás: ΔT (˚C)

· Fugatávolság egyik és másik irányban (fugatávolság): L (m)

· Jármű kerékteher és kontaktfelület: P (kN) és A (mm²)

Természetesen, kiegészítő adatokra is szükség van, pl. a beton hajlító-húzószilárdságára, hőtágulási együtthatójára, hőtágulási grádiense. A grádiens azt fejezi ki meg, hogy a beton felületi hőmérsékletéhez képest hogyan alakul a változik hőfok a keresztmetszet alsóbb rétege felé és ebből mekkora mértékű boltozódás, vetemedés keletkezik. A beton hőmérsékleti grádiense 0,09 ˚C/mm (a közép-európai térségre elfogadott Eisenmann ajánlás), ami a napi hőingadozás hatását számszerűsíti. Ha a betonlemez felső síkja hidegebb mint az alsó, a táblaszélek felhajlanak, és a szerkezet önsúlyából adódóan felül húzófeszültségek keletkeznek. Ez a húzófeszültség, ahol nagyobb, mint a betonhajlító-húzószilárdsága, akkor a szerkezet ott megreped, eltörik.

A vetemedési feszültség nagysága függ az egyenlőtlen hőmérsékletváltozáson túl, a táblamérettől (ami nem szabad nagyobb legyen, mint a lemezvastagság 25-szöröse /pl. 20 cm-es vastagság esetén max. 5 m/) és az oldalak arányától (ami nem szabad nagyobb legyen 3:2-nél), az alépítmény, ágyazat teherbírásától (amit azágyazási tényező jellemez) és az ún. merevségi hossztól (rugalmas hossz, ami az ágyazási tényezőtől, a beton rugalmassági modulusától, a keresztirányú alakváltozási képességtől függ). A cél mindig az, hogy minél kisebb legyen a vetemedési feszültség és magának a felhajlásnak a mértéke. A felhajlás mértékét és a letörésérzékenységet hézagvasalással lehet még csökkenteni.

A hőmérsékletváltozás nem csak vetemedést, hanem vízszintesen fellépő kényszeralakváltozást, hőmozgást is okoz, illetve mozgásgátlás esetén nyomó-, illetve húzófeszültségeket is kelt. A betonlemez súrlódása annak alsó síkjában gátolja a mozgási képességét a lemeznek. Ezért is szükséges polietilén fóliát, lehetőleg 2 rétegben az ágyazat felső síkjára fektetni és erre építeni a térbeton burkolatot. Minél kisebb a súrlódási ellenállás, annál kisebb lesz a gátolt alakváltozásból származó feszültség, annál kisebb lesz a betonszerkezet repedésérzékenysége. A súrlódási feszültségeknek a vékonyabb és hosszabb tábláknál van nagyobb jelentősége, ezért szükséges terjeszkedési hézagokat is beépíteni, illetve vakhézagokat képezni a fent jelzett távolságokban lemezvastagság x 25 (25xh). A hőmérsékletváltozást a betonozáskori betonhőmérséklethez képest kell figyelembe venni.

A beton zsugorodásából származó feszültségeket is figyelembe kell venni, de általában erre az igénybevételre nem méreteznek, hanem a vakhézagok kiosztásával és ennek megfelelő képzésével védekeznek a zsugorodási repedések kialakulásával szemben.

Ezen fenti környezetfizikai hatásokba tartozik még az ún. nedvesség-grádiensből eredő feszültségek kialakulása és figyelembevétele. A betontáblák nedvessége a felső és alsó zónában, főleg az időjárás következtében, különböző. Ebből feszültség keletkezik, aminek a nagysága olyan csekély, hogy azt a tervezéskor nem szükséges figyelembe venni. Természetesen, az utókezelés, a nedvesen tartás a száradáskor szükséges, de ez főleg nem ezen igénybevétel miatt.

A környezeti hatások figyelembevétele nagyobb jelentőséggel bír a kültéri betonszerkezetek esetén, sokkal mértékadóbbak ezek, mint pl. a beltéri ipari padlóknál. Ezek mellett, természetesen, a forgalmi, és más hasznos terhelésekre kell még a méretezést elvégezni.

A forgalmi terhelés főleg kerékterhelést jelent, ami a táblák szélén és középső zónájában más-más feszültséget gerjeszt. Általában a lemezek széle és sarka az, ami kritikus a teherbírás, lehajlás szempontjából. A betonlemezek tönkremenetelei is ezeken a helyeken szoktak kezdődni, végbe menni. A mértékadó feszültségek, nyomatékok lehajlások számításához a kerékterheléseken kívül (beleszámítva a dinamikus hatásokat és a kerékfelfekvést is) az ágyazási tényezőt, a lemezvastagságot, a vetemedési feszültséget, a beton rugalmassági modulusát is figyelembe kell venni. A vakhézagok, dilatációs és egyéb hézagok vasalása esetén a számított szélső feszültség csökkenthető (általában 30%-kal) a szomszéd lemezek felé történő teherátadás miatt. Ha vannak egyéb terhek (pl. küldő pocrendszerek, állványok, rakatok, stb.), azokra is el kell végezni a statikai méretezést. Vasalatlan szerkezet estében repedésmentes, ún. I. feszültségi állapotban maradó szerkezetet kell tervezni.

A kültéri betonlemezek statikai méretezése a fenti szempontok alapján, általában már elégséges ahhoz, hogy stabil, állékony szerkezet készülhessen. A teljes tervezéshez azonban még beletartozik a hézag- és táblakiosztás, azok kialakításának, csomópontjának, vasalásának meghatározása. Ezen feladatrész jó megoldása a jó statikai méretezéssel együtt már biztosítja azt, hogy szakszerű kivitelezés és a használat során megfelelő karbantartás esetén a szerkezet a rendeltetésszerű használatra tartósan alkalmas lesz. A hézagok kiosztásának, megtervezésének szempontjai sokrétűek, az erre vonatkozó tervezési és építési instrukciók az útügyi műszaki előírásokban (e-UT 06.03.15, régi számozás szerint ÚT 2-3.211 és az e-ÚT 06.03.31, régi számozás szerint ÚT 2-3.201) megtalálhatók.

Csorba Gábor

okl. építőmérnök, MSc Civil Eng.

igazságügyi szakértő, szakterület: építéstechnológia

kivitelezéstechnológiai, építési ár- és költségszakértő (ÉT-Sz)

felelős műszaki vezető

elnök, Esztrich és Ipari Padló Egyesület

Tel.: 06-30-900-3552

www.betonmix.hu

www.geoszken.hu

http://iparipadlo.blogspot.com (itt megtalálhatók a korábbi hírlevelek)

csorba.gabor@betonmix.hu

Innen letölthető szabadon, ingyenesen az ipari padló műszaki irányelv:

http://www.emi.hu/EMI/web.nsf/Pub/JDTUDE/$FILE/Ipari_padlok_tervezesi_es_kivitelezesi_szabalyai.pdf

2021. szeptember 30., csütörtök

Kültéri betonlemezek (2.)

Kedves Kollégák!

A pályaburkolat betonját a Beton pályaburkolatok építése (e-ÚT 06.03.31, régi számozás szerint ÚT 2-3.201) Útügyi Műszaki Előírás szerint kell megnevezni, ami a CP betonokat jelenti (Concrete Pavement). Az alacsonyabb A, B, C forgalmi osztályban elegendő a CP3,5/2,4 betonjel kiírása, nagyobb igénybevétel esetén a CP4/2,7 beton szükséges. Általában a térbetonokat is ilyen betonnal tervezik és kivitelezik. Az első szám a hajlító-húzószilárdságot jelenti (28 napos korban vizsgálva 150 mm x 150 mm x 600 mm-es hasábon), a második szám a hasító-húzószilárdságot (28 napos korban vizsgálva Ø 150 mm x 150 mm-es kifúrt hengermintán).

Az útpályák alépítményére vonatkozó útügyi műszaki előírások által megadott rétegrendek, ezek típusai a földművek talajainak tulajdonságaitól függenek, gyakori a felső ágyazati réteg cementtel stabilizált módon való kialakítása. Az ipari padlóknál ritkább a cementstabilizáció a legfelső ágyazati rétegben, de ahogy az utaknál, úgy a térbetonoknál is gyakran előfordul. A merevebb, teherbíróbb alátámasztás kedvezőbb a beton burkolatok tartósan stabil alátámasztására, mint az ipari padlók alatt levő zúzottkő ágyazat. Az ipari padlóknál a vasalás, vagy az acélszálerősítés rugalmasságot, szívósságot ad a szerkezetnek, a beton pályaburkolatok és a térbetonok azonban, általában vasalatlanok.

Az Útügyi Műszaki Előírás meghatároz pályaszerkezet típusokat, melyek nem csak a burkolati réteget adják meg (beton nyomószilárdsági osztályát és a lemez vastagságát), hanem az alapréteget is (cement kötőanyagú alapréteg, CKt vagy pl. C12/15), esetenként a védőréteget is definiálják vízkivezetés céljából. A térbetonoknál gyakori a CKt alkalmazása, ebben is hasonlítanak egymásra. Az útpálya betonszerkezeteknél, forgalmi osztálytól függően, de a nagyobb forgalmi terhelésű utaknál 20-23-26 cm vtg. szükséges, a térbetonoknál 20-23 cm vtg. a leggyakoribb lemezvastagság.

Hasonlóan az utakhoz, a beton térburkolatoknál is komoly igénybevételt jelent a zsugorodás és a hőmozgás, a betontáblák vetemedése, a táblaszélek felhajlása. A beton pályaburkolatok építésénél a különböző hézagok (vakhézagok hossz- és keresztirányban, terjeszkedési hézagok, csatlakozási hézagok, szoros hézagok, munkahézagok, elválasztó hézagok) kialakítása, teherátadó és vetemedésgátló vasalása külön tervezési részfeladat és a vonalas létesítmény jelleggel függ össze. A térbetonoknál kevesebb hézagtípus van, lévén, hogy a forgalom nem annyira egzakt irányú, mint a vonalas létesítmények esetében. A térbetonok esetében a hézagok vasalása jelentősen megnehezíti, lelassítja a kivitelezést az útépítéshez képest, ahol a vonalas jelleg miatt a betonfiniserek jól használhatók. A térbetonok általában surrantott mixerbetonból készülnek, jó esetben laserscreed (szintvezérelt beton lehúzó és tömörítő gép) terítéssel, bedolgozással.

Mind a beton útpályák, mind a beton térburkolatok hézag- és fugakiosztása külön tervezési folyamat, ahogy a szükséges teherátadó vasalások meghatározása is. A repedések kialakulási kockázatának csökkentése végett alacsony zsugorodású betonkeverék szükséges, valamint szakszerű kivitelezés és utókezelés. Így is, viszonylag sűrűbb hézagkiosztásra van szükség az ipari padlókhoz képest, mert a hőmérsékletváltozásból, ezen belül az egyenlőtlen hőmérsékletváltozásból adódó tágulás, összehúzódás és a táblaszélek felhajlása jelentős kockázati tényező mind a teherbírás, mind a tartósság miatt. A következő részben a térbetonok méretezési és betontechnológiai szempontjait és azok megoldásait járjuk körül.