STUDIA INŻYNIERSKIEE

KIERUNEK: BUDOWNICTWO

Przedmiot:

NAWIERZCHNIE DROGOWE I TECHNOLOGIA ROBÓT DROGOWYCH

Nawierzchnie z betonu cementowego

– klasyfikacja, konstrukcje i

projektowanie

dr inż. Piotr Zieliński

Politechnika Krakowska

Katedra Budowy Dróg i Inżynierii Ruchu

Rok akademicki 2012/2013

Charakterystyka nawierzchni z betonu

cementowego

Nawierzchniowa

płyta betonowa przenosi obciążenia samoistnie,

redukując w znacznym stopniu obciążenia podbudów, co
przyczynia

się do znacznego obniżenia ich odkształceń.

Podstawowe zalety nawierzchni z betonu cementowego to:
• Duża nośność i zdolność przenoszenia obciążeń
• Wyższa niż w nawierzchniach asfaltowych trwałość

eksploatacyjna

• Odporność na odkształcenia trwałe (koleiny, wgnioty, itp.)
• Jasny kolor (poprawa widoczności w nocy, niższe koszty

oświetlenia)

• Niskie koszty eksploatacji

Typowy układ warstw nawierzchni z betonu

cementowego wraz z ulepszonym podłożem

Rodzaje konstrukcji nawierzchni z

betonu cementowego

1.

Nawierzchnie niezbrojone i niedyblowane

2.

Nawierzchnie niezbrojone ale z dyblami (w szczelinach
poprzecznych) i kotwami (w szczelinach

podłużnych)

3.

Nawierzchnie zbrojone siatkami ze szczelinami dyblowanymi

4.

Nawierzchnie ze zbrojeniem

ciągłym

5.

Nawierzchnie z zbrojone

włóknami rozproszonymi

6.

Nawierzchnie z betonu

wałowanego

7.

Nawierzchnie z betonu porowatego

8.

Nawierzchnie z betonu

sprężonego

9.

Nawierzchnie prefabrykowane

(także sprężone)

10. Nawierzchnie

złożone (mieszane) np. płyta betonowa przykryta

cienką warstwą MMA lub nawierzchnia asfaltowa z nakładką
betonową (wtitetopping)

Nawierzchnia z betonu cementowego

niezbrojona i niedyblowana

Nawierzchnia z betonu cementowego ze

szczelinami dyblowanymi i kotwionymi

Nawierzchnia z betonu cementowego o

zbrojeniu ciągłym

Whitetopping

Nawierzchnie z prefabrykowanych płyt

betonu sprężonego

Projektowanie nawierzchni z betonu

cementowego wg Katalogu

Okres eksploatacji nawierzchni z betonu cementowego wynosi:

• Dla dróg klasy A, S, GP, G i Z – 30 lat
• Dla dróg klasy L i D oraz powierzchni innych niż jezdnie – 20 lat
Ruch

istniejący przelicza się na liczbę zastępczych osi

obliczeniowych o nacisku:
• 100 kN - gdy udział pojazdów o obciążeniu 115 kN/oś nie

przekracza 8%,

• 115 kN - gdy udział pojazdów o obciążeniu 115 kN/oś przekracza

8%.

Współczynniki przeliczeniowe poszczególnych grup pojazdów
ciężkich na osie obliczeniowe są wyznaczone z wykorzystaniem tzw.
prawa czwartej

potęgi, ale dla wykładnika potęgowego równego 8.

Sposób wyznaczania obciążenia ruchem

Do projektowania konstrukcji nawierzchni drogi przyjmuje się średni dobowy
ruch w roku (SDR) w przekroju drogi, prognozowany dla połowy okresu
eksploatacji.
Pojazdy powinny być przeliczone na liczbę osi obliczeniowych 100 lub 115 kN
na dobę na obliczeniowy pas ruchu, za pomocą wzoru:

L=(N

1

r

1

+N

2

r

2

+N

3

r

3

) f

gdzie:

L -

liczba osi obliczeniowych na dobę na obliczeniowy pas ruchu,

N

1

-

średni dobowy ruch samochodów ciężarowych bez przyczep w przekroju

drogi, w połowie okresu eksploatacji,

N

2

-

średni dobowy ruch pojazdów członowych (samochodów ciężarowych z

przyczepami i ciągników siodłowych z naczepami) w przekroju drogi, w
połowie okresu eksploatacji,

N

3

-

średni dobowy ruch autobusów w przekroju drogi, w połowie okresu

eksploatacji,

Wymagania dla podłoża ulepszonego

Wymagania dla

podłoża ulepszonego pod nawierzchnią z

betonu cementowego

są takie same jak dla nawierzchni

asfaltowej,

sposób wyznaczenia grupy nośności podłoża oraz

zapewnienia

mrozoodporności i odwodnienia podłoża konstrukcji

nawierzchni

także obowiązuje.

Typowe konstrukcje nawierzchni betonowej na

podbudowie z chudego betonu

Typowe konstrukcje nawierzchni betonowej na

podbudowie z gruntu stabilizowanego cementem

Typowe konstrukcje nawierzchni betonowej na

podbudowie z kruszywa łamanego stabilizowanego

mechanicznie oraz betonie asfaltowym

Typowe konstrukcje nawierzchni betonowej na

podbudowie z betonu asfaltowego

Wymiarowanie grubości płyty betonowej w

polskim katalogu

Wykorzystano model

płyty o skończonych wymiarach w planie,

ułożonej

na

wielowarstwowej

półprzestrzeni

sprężystej

(podbudowa +

podłoże), obciążonej kołem samochodu o nacisku

50 lub 57,5 kN (na

krawędzi, w środku i narożu płyty).

Ponadto

uwzględniono powtarzalność obciążeń, występowanie

dybli oraz

wpływ temperatury (przyjęto gradient temperatury

0,8 C/cm).

Do

wymiarowania

nawierzchni

betonowych

wykorzystano

sprężystą fazę pracy betonu, zakładając liniowy

przebieg

naprężeń i odkształceń. Następnie wyznaczono

wielkości naprężeń i od odciążenia i temperatury w
charakterystycznych 3 lokalizacjach,

które wstawiono do wzoru

wykorzystującego

metodę

rozdzielonych

współczynników

bezpieczeństwa.

Wpływ temperatury na zachowanie nawierzchni

betonowej (1)

Wpływ temperatury na zachowanie nawierzchni

betonowej (2)

Długość krytyczna płyt – rozstaw szczelin

Nawierzchnie z betonu cementowego w Polsce

współczesnej