52715 Strona2 (2)

Nawierzchnie dmgowc: betonu cementowego

W 1888 roku [13] we Wrocławiu wybudowano pierwszą w Niemczech nawierzchnię z. makadamu cementowego; byl to fragment placu Bliichera. Ten typ nawierzchni na drogach niemieckich utrzymywał się do I wojny światowej.

W 1892 roku w miejscowości Bcllefontaine (Ohio - USA) wybudowano nawierzchnię z betonu cementowego, składającego się z następuji\cych materiałów: cement, piasek, kruszywo kamienne o wzajemnym stosunku 1:133- Nawierzchnia zbudowana jest z płyt o wymiarach 13x1,5 m. Wykonane w 1962 roku odwierty w nawierzchni wykazały, że wytrzymałość betonu wynosi ok. 56 MPa [1.3].

Pierwsza nawierzchnia betonowa w dzisiejszym tego słowa znaczeniu pojawiła się w Stanach Zjednoczonych w 1909 roku w Wayne - północnej części dzisiejszego miasta Detroit (kolebki amerykańskiego przemysłu samochodowego). Nawierzchnia miała długość 1 mili, a szerokość 4,5 m. Grubość płyt betonowych wynosiła 0,175 m, szczeliny rozszerzania z drewnianymi wkładkami występowały co 73 m. Skład betonu był podobny jak w Bcllefontaine [1.8].

Amerykanie w latach dwudziestych XX wieku wybudowali wiele odcinków dróg z nawierzchniami betonowymi. Równocześnie prowadzili prace studialne z zakresu projektowania grubości tych nawierzchni (w 1926 roku prof. Westergaard podał teorię płyt o skończonych wymiarach [1.10]).

Niemą- przed II wojną światową, w latach 1926-1933, jako pierwsze państwo na świecie opracowały sieć autostrad o docelowej długości 14 000 km. W 1925 roku powstały pierwsze w Niemczech wytyczne do budowy nawierzchni drogowych z betonu cementowego przygotowane przez drogowe biuro studyjno-projektowe (Studiengesellschaft fur Automobilstrasscn - STUFA). W 1933 roku pojawiły się pierwsze wytyczne do budowy nawierzchni betonowych na autostradach. Do 1939 roku Niemcy wybudowali 52 miliony m^: dróg o nawierzchni betonowej, z czego ok. 41 milionów inj na autostradach.

W famach realizowanego programu budowy autostrad IHS (Interstate High-way System) w Stanach Zjednoczonych, rozpoczętego w 1956 roku, gdzie łączna długość sieci autostrad międzystanowych wynosiła 75 000 km, około 75% (tj. ponad 50 000 km) tych autostrad miało nawierzchnię betonową [1.9],

W Polsce pierwszą nawierzchnię betonową wybudowano w 1912 roku w Krakowie. Na szerszą skalę nawierzchnie te stosowano na ulicach miasta Krakowa od 1924 roku. Jednym z pierwszych odcinków wybudowanych, zgodnie z wspomnianymi już „Wytycznymi budowy nawierzchni betonowych", był odcinek drogi Ra-dzymin-Wyszków. W latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku wybudowano w Polsce ok. 700 km dróg o nawierzchni z betonu cementowego. Niestety nawierzchnie te nie były odporne na działanie soli używanej podczas tzw. zimowego utrzymania i uległy korozji. Pierwsza norma odnosząca się do budowy nawierzchni pojawiła się w 1953 roku, a ostatnia jej wersja ukazała się w 1975 roku.

W latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych nawierzchnie betonowe budowano w Polsce jedynie na lotniskach. Dopiero w 1995 roku wybudowano 17 km dwujezdniowej drogi A-18 o nawierzchni z betonu cementowego, wykorzystując materiał pochodzący ze starych recyklowanych płyt betonowych. W 2002 roku rozpoczęto modernizację autostrady A-4 z Wrocławia w kierunku granicy z Niemcami, na której układana jest nawierzchnia betonowa. W sumie ułożonych zostanie ok. 160 km nawierzchni betonowej na obu jezdniach.

Nawierzchnie betonowe przeszły ewolucję i rewolucję technologiczną w porównaniu ze swoimi pierwowzorami z początku lat dwudziestych ubiegłego wieku. Już w latach trzydziestych na podstawie obliczeń Westergaarda uważano, że odstępy między szczelinami poprzecznymi powinny być krótkie (do 6 metrów). Mimo to stosowano odstępy między szczelinami od 8 do 25 m. Taki wybór spowodowany był mniejszymi nakładami na wykonanie i utrzymanie szczelin. Odstępy między szczelinami rozszerzania wynosiły od trzech- do dziesięciokrotności odstępów między szczelinami pozornymi. Jednakże z czasem powszechny stal się pogląd, że także nawierzchnie betonowe można budować bez szczelin rozszerzania, gdyż beton bez uszczerbku przenosi siły ściskające.

Od lat trzydziestych nie dyskutuje się już o konieczności dyblowania i kotwienia płyt. Niezbędną liczbę dybli i kotew określano różnie, zmieniając ich rozstaw. Ochronę dybli i kotew przed korozją, któremu to zagadnieniu początkowo nie poświęcano uwagi, obecnie zapewnia się poprzez ich powleczenie warstwą sztucznego tworzywa.

Ponieważ przy stosowaniu długich płyt obserwowano ich pęknięcia poprzeczne, zaczęto stosować wkładki stalowe, a z czasem zbrojenie ciągle. W Europie prace w tej technologii podejmowane były na początku lat pięćdziesiątych, głównie w Niemczech. W niektórych krajach, np. Belgii, technologia ta z powodzeniem stosowana jest do dzisiaj.

Problem likwidacji pęknięć długich płyt próbowano rozwiązać nie tylko poprzez zbrojenie ciągle, ale również poprzez zastosowanie betonu sprężonego. Na początku lat pięćdziesiątych XX wieku na drogach Wielkiej Brytanii oraz Niemiec wykonano odcinki próbne. Po tych próbach zaniechano stosowania betonu sprężonego w drogownictwie. Natomiast zbudowano wiele nawierzchni lotniskowych. Pierwsze prace prowadzone były przez Freyssinefa we Francji na lotnisku Orły.

Duży wpływ na rozwój nawierzchni betonowych wywarły badania wykonywane na wielką skalę na poligonach drogowych, głównie w USA. Do bardziej znanych należą: badania na poligonie w Arlington, gdzie zweryfikowano model Westergaarda oraz badania na poligonach WASHO (1953) oraz AASHO (1958-1962) [1.1].

Za przełomowe wydarzenia w historii budowy dróg o nawierzchni betonowej należy uznać zmniejszenie odległości pomiędzy szczelinami poprzecznymi do 5 m, wprowadzenie podbudów płyt betonowych oraz obowiązku stosowania domieszek napowietrzających beton i zastosowanie środków pielęgnacji świeżego betonu. W dzisiejszych czasach podstawowym problemem związanym z nawierzchniami betonowymi jest wykonanie betonu odznaczającego się dużą odpornością na zamrażanie, oblodzenie oraz środki zimowego utrzymania.

Obecnie mieszankę betonową wykonuje się w zautomatyzowanych nowoczesnych węzłach betoniarskich, a samochody transportują ją na niewielkie odległości. Nowoczesne rozkladarki z deskowaniami ślizgowymi sterowane są elektronicznie z wielką precyzją. Nawet wielowarstwowe nawierzchnie betonowe mogą być układane w jednym ciągu technologicznym. Znacznie wzrosła wydajność maszyn ukła-