1

Nawierzchnie z kostki betonowej –
drogowe i portowe

Betonowa kostka

brukowa

I f

j ól

d k j

i

Informacje ogólne, produkcja i

badania

Co to jest kostka betonowa?

‡

prefabrykat betonowy

‡

wykonany metodą wibroprasowania z

betonu nie zbrojonego

‡

niebarwionego lub barwionego

‡

niebarwionego lub barwionego

‡

kształt umożliwiający wzajemne

przystawianie elementów

Zastosowanie kostki betonowej na
świecie

Nowe nawierzchnie z kostki betonowej [mln m

2

/rok]

Zastosowanie nawierzchni z kostki
betonowej

‡

Drogi

‡

Obiekty komercyjne

‡

Powierzchnie przemysłowe

‡

Powierzchnie przemysłowe

‡

Obiekty mieszkalne

‡

Zastosowania specjalne

Zastosowanie nawierzchni z kostki
betonowej

‡

Drogi

•

Drogi główne

•

Drogi osiedlowe

‡

Powierzchnie przemysłowe

•

Fabryki i magazyny

•

Terminale kontenerowe

•

Drogi osiedlowe

•

Naprawa uszkodzeń na drogach miejskich

•

Skrzyżowania

•

Przejścia dla pieszych

•

Postoje dla taksówek

•

Strome skarpy

•

Terminale kontenerowe

•

Obiekty wojskowe

•

Kopalnie

•

Oczyszczalnie ścieków

•

Kamieniołomy

•

Lotniska i porty

2

Przepisy normalizacyjne

‡

Polska:

„

Rozporządzenie ministra transportu i

gospodarki morskiej z 2 marca 1999r.
Dz. U. 43, poz. 430

„

PN EN 1338 „Betonowe kostki brukowe.

Wymagania i metody badań”

Materiały do produkcji kostki betonowej

‡

Cement

„

Cement portlandzki CEM I 42,5 i 52,5 (R)

„

Cement portlandzki krzemionkowy lub żużlowy CEM II

‡

Kruszywo

„

Najwyższej jakości kruszywa frakcjonowane żwirowo-

„

Najwyższej jakości kruszywa frakcjonowane, żwirowo

otoczakowe i łamane 2/8 i 2/16

„

Piaski 0/2

‡

Dodatki mineralne

‡

Domieszki chemiczne

‡

Pigmenty

‡

Woda

Metody produkcji kostki betonowej (1)

‡

Metoda stacjonarna A

„

Zalety:

‡

Duża wydajność

‡

Nieskomplikowana

technologia
M żli

ść bi ż

j k

li

‡

Możliwość bieżącej kontroli

jakości

‡

Bardzo dobre warunki

dojrzewania betonu

„

Wady:

‡

Konieczność posiadania

dużej pow. Produkcyjnej

‡

Wysokie koszty

inwestycyjne

Metody produkcji kostki betonowej (2)

‡

Metoda Stacjonarna B

„

Zalety

‡

Wysoka wydajność

‡

Nieduża powierzchnia

produkcyjna

‡

Stosunkowo niskie nakłady

inwestycyjne

es ycyj e

„

Wady

‡

Brak możliwości kontroli

produkcji

‡

Możliwość powstawania dużej

liczby braków

‡

Najgorsze warunki

dojrzewania kostki

‡

Wysoki stopień

skomplikowania technologii

Metody produkcji kostki betonowej (3)

‡

Metoda przejezdna C

„

Zalety:

‡

Niskie nakłady inwestycyjne

‡

Możliwość stosunkowo szybkiego uruchomienia

produkcji

produkcji

‡

Możliwość bieżącej kontroli wyrobów

„

Wady:

‡

Niska wydajność wibroprasy

‡

Zmienne warunki dojrzewania wyrobów

‡

Konieczność dostarczania mieszanki betonowej do

miejsca formowania wyrobów

Wymagania dla kostki betonowej (1)

‡

Wymagania ogólne

„

Wymiar poziomy od jakiegokolwiek brzegu co

najmniej 50mm

„

Stosunek najdłuższego boku do grubości

i j

l b ó

4

mniejszy lub równy 4

„

Jedna lub 2 warstwy betonu

„

Grubość warstwy górnej minimum 4cm

„

Krawędzie ścięte lub zaokrąglone

„

Odchyłki w wymiarach do 2mm

„

Ścięcia ponad 2mm uważa się za ukosowanie

3

Wymagania dla kostki betonowej (2)

‡

Kształt i wymiary

Kostka o grubości

Długość

Szerokość

Grubość

mm

80

100

±2
±3

±2
±3

±3
±4

Dopuszczalne tolerancje wymiarów kostki

100

3

3

4

Dopuszczalne różnice przekątnych

Klasa

Znak

Różnica [mm]

1
2

J

K

5
3

Wymagania dla kostki betonowej (3)

‡

Odporność na działanie wody i mrozu

M

M

Nasiąkliwość wodą (tabela 4.1 normy)

Klasa

Znak

Nasiąkliwość w % masy

1
2

A
B

Bez pomiarów

Mniej lub równo 6

1

2

2

100%

a

M

M

W

M

−

=

⋅

gdzie: M

1

– masa próbki namoczonej [g]

M

2

– masa próbki wysuszonej [g]

Mrozoodporność z udziałem soli odladzających

2

1, 0

M

kG

L

m

A

=

≤

gdzie: M

– masa

mat.

odspojonego

[kg]

A – pow. badanych próbek [m

2

]

Wymagania dla kostki betonowej (4)

‡

Oznaczenie

wytrzymałości

S

l t

= ⋅

Powierzchnia przełamu [mm

2

]

Wytrzymałość charakterystyczna kostki

S

l t

= ⋅

0, 637

3, 6

P

T

k

MPa

S

=

⋅ ⋅ ≥

k – współczynnik korekcyjny zależny od

grubości kostki

Obciążenie łamiące na jednostkę długości

250

P

N

F

mm

l

=

≥

Wymagania dla kostki betonowej (5)

‡

Oznaczenie odporności na ścieranie

„

Koło ścierające 200 mm

„

Proszek elektrokorundowy

„

Prędkość wysypywania proszku 2,5litra/60s

„

Wymiar próbki co najmniej 100x70 mm

„

Badana powierzchnia płaska z tolerancją ±1 mm

„

Badana powierzchnia płaska z tolerancją ±1 mm

„

Ścieralność ≤23mm

Wymagania dla kostki betonowej (6)

‡

Oznaczenie szorstkości

„

Wahadło brytyjskie

„

5 kostek o tej samej powierzchni

„

Temp 20±2°C

„

Przed badaniem próbka w wodzie 30min 20°C

„

Zwilżamy powierzchnię próbki

„

Uruchamiamy wahadło 5 razy

„

3 ostatnie wahnięcia odczytujemy na skali

„

Obracamy próbke o 180° i powtarzamy badanie

Wymagania dla kostki betonowej (7)

‡

Cechy wizualne

„

Wygląd

„

Tekstura

„

Zabarwienie (barwiona może być warstwa

ścieralna lub cały element)

4

Asortyment (1)

Holland

Behaton

Unidecor

Unistone

Asortyment (2)

Plaster miodu

Conleaf

Tiffany

Aristocrat

Asortyment (3) – zalecenia niemieckie

Betonowa kostka

brukowa

Ch

kt

t k i

h i

Charakterystyka nawierzchni,

projektowanie i wykonawstwo

Charakterystyka nawierzchni (1)

‡

Konstrukcja podatna

„

Podbudowa wykonana z KŁSM, KNSM

„

Podbudowa z MMA

‡

Konstrukcja sztywna

j

y

„

Podbudowa wykonane z kruszyw naturalnych

lub łamanych stabilizowanych cementem

„

Podbudowa wykonana z chudego betonu

Charakterystyka nawierzchni (2)

‡

Uzyskiwanie sztywności wraz z upływem czasu

‡

Przenoszenie obciążeń z kostki na kostkę wywołuje w

niej tylko naprężenia ściskające i ścinające
W i

h i t j i i t t

ż

i

‡

W nawierzchni powstają nieistotne naprężenia

zginające

‡

Nawierzchnia praktycznie nie wrażliwa na spękania

‡

Warstwa jezdna ma mały i pomijalny wpływ na

nośność nawierzchni (ciężkie konstrukcje podatne)

5

Obciążenia nawierzchni

‡

Obciążenia dla dróg i placów postojowych

‡

Dobowe obciążenie ruchem

‡

Rodzaj ruchu

‡

Rodzaj ruchu

‡

Obciążenia dla portów

‡

Obciążenia od kontenerów

‡

Obciążenia od maszyn transportowych

Obciążenia od kontenerów

‡

Wymiary stopki narożnikowej

(178x162mm),wystającej poniżej spodu

kontenera

‡

Ciśnienie kontaktowe przekazywane na

nawierzchnię przez stopkę narożnikową

2,59MPa – 1 kontener

12,5MPa

– 8 kontenerów

‡

Liczba kontenerów w stosie

‡

Redukcja ciężaru w zależności od liczby

kontenerów w stosie

‡

Obciążenie na nawierzchnię w zależności od

konfiguracji składowania

Obciążenia od maszyn transportowych

‡

Przykład obciążenia

wozem bramowym

Przykłady maszyn transportowych

Ogólne zasady projektowe

‡

Obciążenia nawierzchni są bardzo duże, zarówno

od maszyn, jak i od stosu kontenerów

‡

Obciążenia od sąsiadujących kół maszyn,

położonych blisko siebie, nakładają się

‡

Przy ruchu ciężkich maszyn występują duże

‡

Przy ruchu ciężkich maszyn występują duże

efekty dynamiczne

‡

Nawierzchnie poddawane są wielokrotnym

obciążeniom

Do obliczania naprężeń w poszczególnych

warstwach nawierzchni może być stosowany

program BISAR

Konstrukcja nawierzchni

Warstwa ścieralna z kostki betonowej

Podsypka

Podbudowa zasadnicza

Podbudowa pomocnicza

Podbudowa pomocnicza

Warstwa mrozoochronna

Ulepszone podłoże

Podłoże gruntowe

6

Ulepszone podłoże

Stosowane w przypadku małej nośności

podłoża gruntowego CBR<5%

‡

Stabilizacja gruntu rodzimego lub

d

i i

d d tk

i

i

dowiezionego z dodatkami spoiw

hydraulicznych

‡

Wykonanie warstwy z kruszywa

naturalnego o CBR>20% i k>8m/dobę

‡

Warstwa wzmacniająca z kruszywa

zbrojonego geosiatką

Podbudowa pomocnicza

Do podbudów pomocniczych stosowane są:

‡

KŁSM o CBR>50%

‡

Żużle hutnicze

‡

Żużle hutnicze

‡

KNSM

‡

KN stabilizowane spoiwami hydraulicznymi

(cement, wapno, popioły lotne)

Podbudowa zasadnicza

Konstrukcje ciężkie:

„

Beton cementowy B30 i B40

„

Beton cementowy B30 i B40 z włóknami stalowymi 20-40

kg/m3 lub włóknami polipropylenowymi

„

Chudy beton (klasy 7,5;10;15;20 MPa)

„

Kruszywo związane cementem (klasy 4,5;7;10;15 MPa)

„

KŁSM wysokiej jakości CBR>80%

„

MMA

Konstrukcje lekkie:

„

KŁSM

„

KNSM

„

Tłuczeń kamienny

Podsypka piaskowa

‡

Grubość warstwy 3-5cm

‡

Piasek łamany lub KŁ o uziarnieniu 0/5 lub 0/8

‡

Piasek naturalny lub KN o uziarnieniu 0/4 lub 0/8

W dk

t

i

db dó

b

ś dkó i ż

h

W przypadku stosowania podbudów bez środków wiążących

powinny być spełnione warunki:

15

50

85

50

5

25

D

D

d

d

≤

≤

Materiał fugujący

‡

Łatwość wypełniania szczelin między kostkami

‡

Odporność na wywiewanie pod wpływem ruchu

samochodowego

W

k

dl

i

i

d

i d i j

filt

ji

Warunek wymagany dla zapewnienia odpowiedniej filtracji:

15

50

85

50

4

10

D

D

d

d

≤

≤

Przykładowe konstrukcje nawierzchni
Dz. U. 43, poz. 430

Chodniki i ścieżki rowerowe

Miejsca parkingowe (2500kg)

Miejsca parkingowe (2500kg)

Miejsca parkingowe (pojazdy ciężkie)

Zatoki autobusowe KR5

7

Przykładowa nawierzchnia portowa

Terminal kontenerowy

‡

Podstawowa maszyna transportowa – wóz bramowy

‡

Masa własna wozu 56310 kg

‡

Masa obliczeniowa kontenera 40-stopowego 22000 kg

‡

Rozstaw kół (jak na rys.)

‡

Szerokość jezdni

‡

Liczba przejść pojazdu 960000

‡

Współczynnik dynamiczny 60%

‡

CBR podłoża 3%

Lotniskowa płyta postojowa

‡

Obciążenie 45000 kg (na koło)

‡

Masa własna samolotu 79 379 kg

‡

Maksymalna masa startowa 156 489 kg

Zasady układania kostki betonowej

‡

Przygotowanie podbudowy

‡

Wykonanie podsypki

Zasady układania kostki betonowej

‡

Ręczne układanie kostki

Zasady układania kostki betonowej

‡

Mechaniczne układanie kostki

Zasady układania kostki betonowej

‡

Przycinanie kostki

Zasady układania kostki betonowej

8

Zasady układania kostki betonowej

‡

Wykonanie obrzeży i odwodnienia

Zasady układania kostki betonowej

‡

Wypełnienie fug i zagęczczenie nawierzchni

Betonowa kostka

brukowa

U k d

i i

h i

Uszkodzenia nawierzchni,

przykładowe realizacje i

podsumowanie

Uszkodzenia nawierzchni kostkowej

Pęknięcia i ubytki

Zmiażdżenie

Wykruszenia

Wykwity

Przykładowe realizacje

‡

Międzynarodowy port lotniczy w Hong-Kongu

„

464000 m

2

nawierzchni z kostki betonowej

Przykładowe realizacje

9

Przykładowe realizacje

Przykładowe realizacje

Przykładowe realizacje

Podsumowanie

‡

Zalety

„

Wysoka jednorodność i jakość

kostki

„

Przy zastosowaniu mechanicznego

układania wysoka równość i

jednorodność

„

Charakterystyka pracy

‡

Wady

„

Niski komfort jazdy dla

ruchu szybkiego

„

Na skomplikowanych

nawierzchniach ręczne

układanie

„

Odporność na czynniki chemiczne

„

Szybka budowa przy zastosowaniu

mechanicznej układki

„

Możliwość ponownego użycia

kostek

„

Wyraźne zalety estetyczne

„

Na lotniskach możliwość

wywiewania pod wpływem

gazów spalinowych piasku

ze spoin

Wykorzystane materiały

‡

http://www.pavingexpert.com

‡

http://www.paving.org.uk

‡

http://www.icpi.org

‡

http://lab-trade.com

‡

http://www.techmatik.pl/

‡

http://www.optimas.de

‡

http://www.sf-kooperation.de

‡

PN EN 1339:2004 Betonowa kostka brukowa

‡

PN-EN 1339:2004 „Betonowa kostka brukowa.

Wymagania i metody badań.”

‡

„Nawierzchnie w portach morskich i terminalach kontenerowych” –

prof. dr hab. inż. Józef Judycki – Drogownictwo 3/2006

‡

„Nawierzchnia z betonowej kostki brukowej” –

Mirosław Kossakowski – Drogownictwo 4/2006

‡

„Drogowe normy europejskie. Betonowa kostka brukowa” –

Stefan Rolla – Drogownictwo 11/2004, 12/2004

‡

„Kostka brukowa z betonu wibroprasowanego” – Witold Brylicki

‡

„Grundlagen Verkehrsbau I”

‡

„Strassenbau – Strassenbautechnik”