STUDIA INŻYNIERSKIEE
KIERUNEK: BUDOWNICTWO
Przedmiot:
NAWIERZCHNIE DROGOWE I TECHNOLOGIA ROBÓT DROGOWYCH
Temat: Nawierzchnie z kostki brukowej betonowej
dr inż. Piotr Zieliński
Politechnika Krakowska
Katedra Budowy Dróg i Inżynierii Ruchu
Rok akademicki 2012/2013
Charakterystyka nawierzchni z kostki
wð Z racji niewielkich wymiarów kostek uÅ‚ożonych na podsypce piaskowej
warstwy te mogą zachowywać się pod ruchem w sposób elastyczny,
zatem praca ich jest zbliżona bardziej do nawierzchni podatnych niż do
sztywnych.
wð GiÄ™tkość poÅ‚Ä…czeÅ„ pomiÄ™dzy kostkami (spoiny wypeÅ‚nione piaskiem),
ograniczająca występowanie spękań pozwala na zmniejszenie grubości
warstwy w porównaniu do monolitycznej warstwy sztywnej i daje dzięki
temu wymierne oszczędności.
wð Obecnie ukÅ‚adanie może być już dokonywane w peÅ‚ni mechanicznie,
przy użyciu znacznie prostszego i tańszego sprzętu niż wykonywane na
miejscu nawierzchnie betonowe.
wð Kostki wyprodukowane mechanicznie przy speÅ‚nieniu wszystkich
wymogów technologicznych mają bardzo dobre własności w zakresie
wytrzymałości i trwałości.
Zastosowanie nawierzchni z kostki brukowej betonowej:
wð przejÅ›cia dla pieszych, infrastruktura architektoniczna, powierzchnie nie
obciążone ruchem pojazdów (około 1/3 rocznej produkcji kostki)  posadzki,
tarasy, skarpy nasypów, stożki przyczółków mostowych, ścieżki rowerowe,
chodniki, place, schody terenowe itd.
wð ulice w osiedlach mieszkaniowych  podatność na zmiany w ksztaÅ‚towaniu
terenu, wartości estetyczne, niski koszt utrzymania
wð ulice o charakterze ruchowym  dobre przenoszenie powolnego i ciężkiego
ruchu pojazdów
wð przystanki i stacje autobusowe  odporność na rozlane paliwo i olej, odporność
na silne obciążenia poziome
wð posadzki przemysÅ‚owe  odporność na skoncentrowane znaczne obciążenia, na
ruch od kół pojazdów nietypowych jak wózki widłowe, przyczepy
niskopodłogowe, kontenery
wð lotniska  w ukÅ‚adzie dróg obsÅ‚ugujÄ…cych, pasów startowych dla lekkich
samochodów, lądowania helikopterów
wð zamiejskie drogi lokalne  gÅ‚ownie w Europie Północnej i Ameryce Centralnej
Funkcje poszczególnych warstw nawierzchni
kostkowej
wð Kostki peÅ‚niÄ… funkcjÄ™ nie tylko warstwy Å›cieralnej ale także warstwy
nośnej, pod warunkiem prawidłowego jej wykonania. Wg badań prof.
Shackel a, dla nacisków do 80 kN/oś udział warstwy kostek w
przenoszeniu obciążeń jest często zasadniczy, przy wzroście nacisków od
osi większy udział przypada już podbudowie.
wð Kostki betonowe ukÅ‚adane sÄ… na podsypce z materiaÅ‚u ziarnistego
grubości 20-40 mm, szerokość spoin również wypełnionych piaskiem
wynosi 2-4 mm. Zarówno ułożenie kostek, wzajemne zaklinowanie się
jak i prawidłowe wypełnienie spoin piaskiem są decydujące dla
prawidłowej pracy nawierzchni pod ruchem.
wð Obecność piasku w spoinach umożliwia kostkom współpracÄ™: uÅ‚atwia
niewielkie ruchy obrotowe od naprężeń poziomych przy zawracaniu
pojazdów, zapewnia prawidłowy rozkład naprężeń od obciążenia ruchem
oraz pozwala na przenoszenie naprężeń termicznych.
Czynniki wpływające na pracę nawierzchni kostkowych
Podsypka  funkcje i wymagania
wð Podsypka piaskowa dziaÅ‚a zarówno jako bariera przeciwdziaÅ‚ajÄ…ca
powstawaniu spękań odbitych, jako warstwa podkładowa pod kostki
które mogą być w niej osadzone oraz jako dolna część wypełnienia
spoin. Na pracę kostek wpływa w szczególności grubość, uziarnienie i
kształt ziarn podsypki.
wð Badania wykazaÅ‚y, że jeżeli grubość podsypki maleje, maleje również
podatność nawierzchni na koleiny, jednak zbyt mała grubość podsypki
nie zapewnia dobrego zazębienia się kostek, tym samym nie zapewniając
dobrej ich współpracy. Korzystna grubość warstwy podsypki powinna
się zawierać w granicach 20-40 mm po zagęszczeniu.
wð Powierzchnia podsypki musi być idealnie równa - po jej rozÅ‚ożeniu
poruszanie siÄ™ na niej jest niedopuszczalne
Wypełnienie spoin
wð W czasie zagÄ™szczania kostek, materiaÅ‚ podsypki podnosi siÄ™ w spoinach
do wysokości 20-30 mm. Pozostała część spoin powinna być wypełniona
przez wprowadzanie do nich piasku szczotkami.
wð Ruch pojazdów na nawierzchni o spoinach niewypeÅ‚nionych jest
wzbroniony do momentu zakończenia procesu wypełniania. Badania
wykazały, że uziarnienie piasku do wypełniania spoin nie jest decydujące
dla pracy kostek. Ogólnie uważa się, że piasek o uziarnieniu dostatecznie
drobnym dla Å‚atwego wprowadzenia go w spoiny jest wystarczajÄ…co
odpowiedni do tych celów.
wð Wg wymagaÅ„ austriackich jako materiaÅ‚ wypeÅ‚niajÄ…cy szczeliny w
nawierzchni kostkowej powinien być używany materiał ostrokrawędzisty
tj. piasek o uziarnieniu 0/2 do 0/3 mm, korzystne jest także stosowanie
piasku Å‚amanego.
Podbudowa nawierzchni z kostki
Podbudowa pod nawierzchnię z kostek betonowych powinna wykazywać
przede wszystkim:
wð wysokÄ… noÅ›ność
wð dobre zagÄ™szczenie
wð idealnie pÅ‚askÄ… powierzchniÄ™ (nie dopuszcza siÄ™ wyrównania materiaÅ‚em
podsypki)
wð szerokość, zapewniajÄ…cÄ… odpowiednie podparcie nawierzchni
(poszerzenia boczne, obramowanie)
wð nie może posiadać kolein od ruchu budowlanego
Powyższe wymagania najlepiej spełnia podbudowa związana cementem.
Zalety nawierzchni kostkowych
wð zdolność do przepuszczania wody;
wð Å‚atwa w utrzymaniu;
wð
wð możliwość ponownego użycia kostek z rozbiórki;
wð Å‚atwy dostÄ™p do instalacji podziemnych;
wð walory estetyczne;
wð bezpoÅ›rednio po wykonaniu dopuszczenie do ruchu;
wð wysoka trwaÅ‚ość i wytrzymaÅ‚ość
Wady nawierzchni z betonowej kostki brukowej
wð nadmierny haÅ‚as,
wð gorsza równość niż w przypadku nawierzchni asfaltowej,
wð ubytki masy kostek po kilku latach eksploatacji,
wð ukÅ‚adanie rÄ™czne,
wð odbarwienia, wykwity,
wð wady technologiczne (Å‚uszczenie, odpryski),
Uszkodzenia nawierzchni z kostki  wypłukany
materiał podsypki
Zatoka autobusowa z kostki betonowej
(koleiny, spękania kostek, lokalne zapadnięcia)
Nawierzchnie z kostki  podsumowanie (1)
wð Możliwość stosowania dla różnych warunków obciążeÅ„
wð Ze wzglÄ™du na polerowanie oraz równość prÄ™dkość do 70 km/h
wð W przypadku obciążeÅ„ powyżej 80 kN/oÅ› noÅ›ność zapewnia siÄ™
dzięki podbudowie, dla ruchu ciężkiego kostki 8-10 cm, dla b.
ciężkiego 10-12cm.
wð Najczęściej sÄ… to nawierzchni przepuszczalne, w uzasadnionych
przypadkach spoiny wypełnia się materiałem związanym.
wð Odwodnienie zapewnia siÄ™ nadajÄ…c nawierzchni spadek (zalecany
min. 2%) oraz odprowadzając wodę z wnętrza konstrukcji.
wð ukoÅ›na, które dajÄ… najmniejsze wartoÅ›ci odksztaÅ‚cenia trwaÅ‚ego.
Nawierzchnie z kostki  podsumowanie (2)
wð Stosowanie do podsypki i wypeÅ‚nienia spoin materiaÅ‚u
niezwiązanego ogranicza występowanie spękań, optymalna
grubość podsypki to 30 mm po zagęszczeniu, najlepiej piasek
Å‚amany lub drobny grys do 4 mm.
wð podbudowa musi mieć odpowiedniÄ… noÅ›ność i równość, nie wolno
jej wyrównywać materiałem podsypki.
wð Ze wzglÄ™du na zimowe utrzymanie (solanki) cement do produkcji
kostek i podbudowy powinien być czystym cementem
portlandzkim, o niskiej zawartości alkaliów (do 0,6%) i C3A 7%.
wð Najkorzystniejszy ksztaÅ‚t kostek to taki, który zapewnia wzajemne
ich zaklinowanie się z czterech stron. Najwłaściwszy deseń to
jodełka podłużna, poprzeczna lub ukośna, które dają najmniejsze
wartości odkształcenia trwałego.
Porównanie nawierzchni kostkowych, asfaltowych i z betonu cementowego
Porównanie nawierzchni kostkowych, asfaltowych i z betonu cementowego
Porównanie nawierzchni kostkowych, asfaltowych i z betonu cementowego