CZ304374B6

CZ304374B6 - Způsob vytváření krytu vozovky

Info

Publication number: CZ304374B6
Application number: CZ2012-530A
Authority: CZ
Inventors: Karel Blažek; Igor Večerka; Věra Vrtěnová
Original assignee: Silmos S.R.O.
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-04-02
Also published as: CZ2012530A3

Abstract

Způsob vytváření krytu vozovky na principu prolévaných vrstev, kdy základní část prolévané vrstvy krytu vozovky tvoří kostra z hrubého drceného kameniva, která se pro alespoň částečné vyplnění mezer prolévá výplňovou směsí, přičemž se do kostry kameniva vpravuje směs čistého pojiva tvořená hydraulickou maltovinou s vodou, čímž se vlivem opotřebení vrstvy krytu vozovky lokálně vylamují hrubá zrna kostry kameniva a drsnost povrchu této vrstvy a protismykové vlastnosti vozovky se průběžně obnovují po celou dobu její životnosti.

Description

Způsob vytváření krytu vozovky

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu vytváření krytu vozovky pozemních komunikací a jiných účelových komunikací a ploch, s obnovovanými protismykovými vlastnostmi.

Dosavadní stav techniky

Mezi širokou škálou nejrůznějších konstrukčních vrstev vozovek, které jsou zpravidla budovány rozprostřením a zhutněním samostatně vyrobené homogenní stavební směsi, tvoří zvláštní technologickou skupinu tak zvané prolévané vrstvy (ČSN 73 6127). Technologický proces rozprostření je dvoufázový, stavební materiál je heterogenní. Základní část prolévané vrstvy tvoří zpravidla kostra z hrubého drceného kameniva, která je následně prolita s úplným nebo částečným vyplněním mezer výplňovou směsí (maltou, pojivém).

Technologie prolévaných vrstev má dva limity. Prvním limitem je rozdíl mezi nejmenším zrnem kamenné kostry a největším zrnem výplňové směsi. Na příkladu technologie štěrku částečně vyplněného cementovou maltou (SCM) je dokázáno, že ani cementová malta s frakcí kameniva 0 až 4 mm nezaplní veškeré mezery mezi zrny kamenné kostry s velikostí nejmenšího zrna (22) 32 mm. Výsledkem je pouze částečné, tedy neúplné vyplnění mezer vrstvy, přičemž ve spodní části je vrstva nestmelená, mezerovitá, méně únosná a náchylnější k porušení.

Druhým limitem prolévaných vrstev je přítomnost, resp. množství pojivá ve výplňové směsi. Historickým předchůdcem prolévaných vrstev je kalený štěrk (KS), u něhož byla kalicí malta vyráběna pouze z drobných minerálních zrn bez přidání pojivá. Rovněž další vývojové typy prolévaných vrstev omezovaly množství pojivá - z ekonomických důvodů. Tak například penetračrií makadam (PM) není ani dávkován z hlediska mezerovitosti objemově, ale pouze v hmotnostních dávkách na jednotku plochy, takže nedochází k zaplnění mezer kamenné kostry, pojivo slouží jen ke stykovému zpevnění kostry. Stejně tak vývojově nejmladší prolévaná vrstva kameniva zpevněného popílkovou suspenzí (KAPS) je navrhována buď bez pojivá (KAPS IV - nepožadovaná pevnost suspenze), nebo s omezeným menšinovým množstvím pojivá, odstupňovaným podle pevnosti suspenze v tlaku po 28 dnech (KAPS III - R_{T 28} = 0,5 MPa. KAPS II - R_T28 = 2,0 MPa. KAPS I - R_Tj28 = 3,5 MPa, podle revidované ČSN 73 6127-4 KAPS - Rc,₂₈ = 6/8 MPa). Výsledkem obou uvedených limitů je omezení použití prolévaných vrstev v konstrukci vozovky s typickými reprezentanty SCM a KAPS pouze do podkladních vrstev vozovek.

Podstata vynálezu

Vynález se týká způsobu vytváření krytu vozovky na principu prolévaných vrstev, kdy základní část prolévané vrstvy krytu vozovky tvoří kostra z hrubého drceného kameniva, která se pro alespoň částečné vyplnění mezer prolévá výplňovou směsí. Podstata vynálezu spočívá v tom, že do kostry kameniva se vpravuje směs čistého pojivá, tvořená hydraulickou maltovinou s vodou, čímž se vlivem opotřebení vrstvy krytu vozovky lokálně vylamují hrubá zrna kostry kameniva a drsnost povrchu této vrstvy a protismykové vlastnosti vozovky se průběžně obnovují po celou dobu její životnosti.

Tekutost výplňové směsi, stanovená zkouškou konzistence rozlitím z Vicatova prstence, je nejvýše 160 mm, čímž směs zaplňuje mezery v kostře kameniva a současně samovolně z ní nevytéká.

- 1 CZ 304374 B6

Pro vytváření protismykového krytu účelové komunikace, zejména lesní cesty, může být kostra z hrubého přírodního drceného kameniva tvořena frakcí 32 až 63 mm, přičemž do výplňové směsi, která obsahuje v suchém stavu nejméně 25 % cementu, se přidá nejvíce 75 % popílku, přičemž pevnost výplňové směsi v tlaku po 28 dnech je nejméně 6,1 MPa.

Pro vytváření protismykového krytu pozemní komunikace, zejména zesílení stávajícího vyhlazeného opotřebovaného, deformovaného a částečně porušeného asfaltového krytu, je kostra z hrubého přírodního drceného kameniva tvořena frakcí 4 až 8 mm, vyplněného výplňovou směsí z cementu a vody v množství 1045 kg/m³ cementu a 585 kg/m³ vody, v celkové tloušťce vrstvy okolo 30 mm.

Princip prolévaných vrstev může být využit i bez přítomnosti zrnitého materiálu ve výplňové směsi. Do kostry kameniva je vpravena pouze směs čistého pojivá hydraulické (cementové) maltoviny s vodou. Tím se radikálně mění množství použitého pojivá z nulového nebo silně menšinového množství na stoprocentní podíl v suché směsi pro výplň. Samozřejmě tím dochází k významnému zvýšení pevnosti výplňové směsi. Povýšením parametrů výplňové směsi se podstatným způsobem mění fyzikálně mechanické vlastnosti a parametry celé vrstvy. Dříve dominantní kostra kameniva přenášela mechanickou soudržností zaklíněných zrn rozhodující podíl zatížení. Dosud používaná výplňová směs s menšinovým podílem pojivá pomáhala fixovat uspořádání zaklíněných zrn proti posunu vlivem vnějšího zatížení. V novém pojetí hraje výplňová směs mnohem větší úlohu a díky nárůstu pevnosti se stává srovnatelným činitelem přenosu zatížení ve vrstvě. Díky významnému zvýšení výsledných parametrů celé vrstvy dochází - oproti v minulosti limitujícím faktorům - i k ekonomickému zhodnocení. Místo obvyklé tloušťky podkladních vrstev z prolévaných směsí okolo zhruba 200 mm (rozmezí 80 až 300 mm) může být kvalitativně vyšší krytová vrstva v tloušťce 20 až 50 mm. Tyto vysoce tuhé vrstvy se z hlediska mechaniky vozovek logicky posouvají z podkladních vrstev směrem k povrchu do krytů s přímým kontaktem přenášeného zatížení. To je první kvalitativní důsledek nového typu vrstvy - posun od podkladu ke krytu.

Druhý významný efekt nového typu konstrukční vrstvy, který přináší vrstvě i charakteristické označení „protismyková“, spočívá v mechanismu opotřebení vrstvy. Nedochází totiž k jejímu postupnému ohlazování a ztrátě makrotextury jako u vrstev s plynulou křivkou zrnitosti kameniva typu asfaltového nebo cementového betonu. Vlivem opotřebení vrstvy dopravou dochází k lokálnímu vylamování hrubých zrn kostry, což přináší stále obnovovanou drsnost povrchu vrstvy, a tím i udržitelné protismykové vlastnosti vozovky po celou dobu její životnosti.

Mezi popsaným typem nového protismykového krytu vozovky jako prolévané vrstvy bez další povrchové úpravy a dosud prováděnými klasickými podkladními prolévanými vrstvami je podstatný rozdíl exaktně vyjádřený podílem obsahu pojivá ve výplňové směsi. Nová krytová vrstva má ve výplňové směsi podíl 100% hmotnostních (v suchém stavu) hydraulického pojivá. Obvykle prováděné prolévané podkladní vrstvy např. typu KAPS používají do výplňové směsi obvykle 15, 18, nejvýše pak 25 % hydraulické maltoviny a zbytek tvoří plnivo (popílek). Z hlediska budoucí praxe je důležité pokrýt toto široké přechodové pásmo (75 % hmotnostního podílu v suchém stavu), neboť umožní optimalizaci tlouštěk nových krytových vrstev s ohledem na zrnitost kamenné kostry a množství pojivá ve výplni. Je zřejmé, že vrstva s výplňovou směsí o obsahu 85 nebo 90 % pojivá, doplněného výrazně jemnozrnným minerálním materiálem (např. popílkem, nikoli pískem, kamenivem, recyklátem aj.), se bude mnohem více přibližovat vlastnostem čisté výplňové směsi výhradně z pojivá - novému proti smykovému krytu, než dnes používané prolévané vrstvy s hraničním množstvím pojivá do 25 % ve výplňové směsi. Proto se zde uvádí celé pásmo v rozsahu složení od 25 až do 100 % množství pojivá v suché výplňové směsi. Konzistence výplňové směsi je dalším rozhodujícím faktorem pro technické požadavky na novou konstrukční vrstvu. Směs musí být velmi hutná, aby z kamenné kostry samovolně nevytékala a současně byla schopná ztekucení do té míry, aby zaplnila mezery v kostře kameniva, což je předepsáno parametrem zkoušky konzistence rozlitím z Vicatova prstence (ČSN EN 14227-3) hod-2 CZ 304374 B6 notou nejvýše 160 mm. Při použití vysoce jemnozmného minerálního materiálu (popílku) do výplňové směsi musí být zajištěno, že 90 % zrn je menších než 0,5 mm.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Protismykový kryt vozovky pozemní komunikace provedený jako zesílení stávajícího vyhlazeného, opotřebovaného, deformovaného a částečně porušeného asfaltového krytu, sestává z kostry z hrubého přírodního drceného kameniva frakce 4 až 8 mm, vyplněné výplňovou směsí z cementu CEM II/B - S 42,5 R a vody v množství 1045 kg/m³ cementu a 585 kg/m³ vody, v celkové tloušťce vrstvy 30 mm.

Příklad 2

Protismykový kryt lesní cesty (účelové komunikace) provedený jako celoplošné zpevnění předchozí nestmelené vrstvy, sestává z kostry z hrubého přírodního drceného kameniva frakce 32 až 63 mm, vyplněné vysokopevnostní výplňovou směsí ve složení cement (50 %) a popílek (50 %) v suchém stavu a výrobní recepturou 560 kg cementu CEM II/B - S 32,5 R, 560 kg elektrárenského popílku, 535 kg vody, přičemž celá vrstva krytu má tloušťku 300 mm.

Claims

1. Způsob vytváření krytu vozovky na principu prolévaných vrstev, kdy základní část prolévané vrstvy krytu vozovky tvoří kostra z hrubého drceného kameniva, která se pro alespoň částečné vyplnění mezer prolévá výplňovou směsí, vyznačující se tím, že do kostry kameniva se vpravuje směs čistého pojivá, tvořená hydraulickou maltovinou s vodou, čímž se vlivem opotřebení vrstvy krytu vozovky lokálně vylamují hrubá zrna kostry kameniva a drsnost povrchu této vrstvy a protismykové vlastnosti vozovky se průběžně obnovují po celou dobu její životnosti.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tekutost výplňové směsi, stanovená zkouškou konzistence rozlitím z Vicatova prstence, je nejvýše 160 mm, čímž směs zaplňuje mezery v kostře kameniva a současně samovolně z ní nevytéká.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, pro vytváření proti smykového krytu účelové komunikace, zejména lesní cesty, vyznačující se tím, že kostra z hrubého přírodního drceného kameniva je tvořena frakcí 32 až 63 mm, přičemž do výplňové směsi, která obsahuje v suchém stavu nejméně 25 % cementu, se přidá nejvíce 75 % popílku, přičemž pevnost výplňové směsi v tlaku po 28 dnech je nejméně 6,1 MPa.

4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, pro vytváření protismykového krytu pozemní komunikace, zejména zesílení stávajícího vyhlazeného opotřebovaného, deformovaného a částečně porušeného asfaltového krytu, vyznačující se tím, že kostra z hrubého přírodního drceného kameniva je tvořena frakcí 4 až 8 mm, vyplněného výplňovou směsí z cementu a vody v množství 1045 kg/m³ cementu a 585 kg/m³ vody, v celkové tloušťce vrstvy okolo 30 mm.