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=(N1 r1+N2 r2+N3 r3) f
gdzie:
L - liczba osi obliczeniowych na dobę na obliczeniowy pas ruchu,
N1 - średni dobowy ruch samochodów ciężarowych bez przyczep w przekroju
drogi, w połowie okresu eksploatacji,
N2 - średni dobowy ruch pojazdów członowych (samochodów ciężarowych z
przyczepami i ciągników siodłowych z naczepami) w przekroju drogi, w
połowie okresu eksploatacji,
N3 - 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