Strona 0

Nawierzchnie drogowe z betonu cementowego

Tabela 12.4. Graniczne wartości wskaźnika IRI (mm/m]

Klasa drogi	Rodzaj warstwy	^9 50%	80%	100%
A, S. G, P	ścieralna	£1,2	5 2,0	53,3
G, Z	ścieralna	5 2)8	5 3,9	5 4,9

12.5. Nieniszczące metody pomiarów wytrzymałości

W nawierzchniach betonowych należy sprawdzić wytrzymałość betonu cementowego. Można tego dokonać, wycinając w nawierzchni próbki i przeprowadzając badania, np. na ściskanie, określić jego wytrzymałość na zginanie lub wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu (metoda brazylijska). Można też zastosować metody nieniszczące. Do najbardziej znanych należą: metoda ultradźwiękowa oraz metoda sklerometryczna (młotka Schmidta).

Metoda ultradźióifkowa

Metody ultradźwiękowe opierają się na związkach pomiędzy prędkościami fal o wysokiej częstotliwości (20 - 500 kHz), rozprzestrzeniających się w ośrodku stałym. Znając czas propagacji i odległość pomiędzy głowicami (nadawczą i odbiorczą), można wyznaczyć prędkość rozprzestrzeniania się fali ultradźwiękowej, której wartość jest związana ze stałą sprężystością materiału i jego wytrzymałością. Badania przeprowadza się, przykładając do górnej powierzchni płyty głowicę nadawczą i odbiorczą. Badania wykonuje się przy stałej odległości pomiędzy głowicami. Kontrola wytrzymałości betonu z zastosowaniem metody ultradźwiękowej powinna być poprzedzona określeniem krzywej skalowania, czyli wyznaczeniem zależności między wytrzymałością betonu R a prędkością propagacji podłużnej fali ultradźwiękowej V_L dla betonu. Polega to na wykonaniu badań ultradźwiękowych i wytrzymałościowych na próbkach. Następnie dokonuje się analizy korelacyjnej i poza określeniem równań regresji R ^m f[V_l), wyznacza się współczynniki korelacji charakteryzujące dokładność badania. Stwierdzone różnice w prędkości propagacji podłużnej fali ultradźwiękowej, uzyskane metodą przepuszczania i metodą powierzchniową, wynikają ze sposobu przebiegu fali pomiędzy głowicami. Należy zatem wprowadzić współczynniki korygujące, zależne od bazy pomiarowej według zależności:

V.

^X=V\    , (12.6)

gdzie:

Z - współczynnik korygujący,

V_L - średnia prędkość propagacji podłużnej fali ultradźwiękowej w metodzie przepuszczania.

V\-średnia prędkość propagacji podłużnej fali ultradźwiękowej w metodzie powierzchniowej.

Podczas badania płyt betonowych metodą powierzchniową należy zastosować tę samą co dla próbek bazę pomiarową i wyznaczyć dla każdej płyty odczyty propagacji fali. Zebrane wyniki należy poddać analizie statystycznej, a średnią prędkość fali ultradźwiękowej obliczyć z zależności:

V_L^mV'_L Z    (12.7)

Średnią wytrzymałość betonu należy określić z (12.8) przy założeniu, że zależność pomiędzy R i V_L jest w postaci paraboli R “ C {aV_L³ + bV_L * c):

gdzie:

R - średnia wytrzymałość betonu na ściskanie, MPa,

CI współczynnik poprawkowy,

a, b, c- współczynniki parabolicznego równania regresji,

v - współczynnik zmienności.

Minimalna wartość wytrzymałości określana jest z zależności:

(12.9)

I gdzie:

R^ - minimalna wytrzymałość z badań ultradźwiękowych, t_min - parametr zależny od rozkładu wytrzymałości i prawdopodobieństwa przekroczenia ,

I s(ip - odchylenie standardowe wytrzymałości z badań ultradźwiękowych.

Do najważniejszych zalet metody można zaliczyć:

-    możliwość określania wytrzymałości i jednorodności płyt nawierzchniowych bez H konieczności wycinania próbek,

-    możliwość wielokrotnego powtarzania wyników pomiarów, g prostą i łatwą w stosowaniu aparaturę pomiarową.

Zostały opracowane nomogramy umożliwiające szybkie i proste wyznaczenie parametrów betonu badanego metodami ultradźwiękowymi.

Badania sklerometryczne

Metody sklerometryczne służą do oceny wytrzymałości betonu na podstawie oceny twardości powierzchniowej, wykorzystując związki między lokalną powierzchniową odpornością betonu na działanie skupionego obciążenia a jego wytrzymałością. Młotki Schmidta określają twardość powierzchniową na podstawie pomiaru odskoku od badanej powierzchni ciężaru uderzającego z określoną silą. Uderzenie jest wywoływane układem sprężynowym młotka. Do badań w drogownictwie przydatne są młotki typu:

251