Opublikowano: 5.1.1967 52531 KI. 19 c, 5/00 / P MKP E 01 c J)/00 UKD 625.82A87. .002.2 • Adam Drecki, Warszawa (Polska), Antoni Tar- V wlasciciele patentu: czewski, Warszawa(Polska) M&J^^i: Elementy prefabrykowane do wykonywania nawierzchni Przedmiotem wynalazku sa elementy prefabry¬ kowane przeznaczone do wykonywania nawierz¬ chni wzglednie posadzki, które maja zastosowa¬ nie przy budowie ulic, placów, jezdni, dróg, pa¬ sów jezdnych, ramp kolejowych, hangarów lotni¬ czych, skladowisk, oraz jako posadzka hal fab¬ rycznych, zajezdni, obiektów sportowych itp. Na¬ wierzchnia z elementów wedlug wynalazku moze byc przenosna lub stala.Dotychczas znane rozwiazania nawierzchni prze¬ nosnych lub stalych — polegaja na ukladaniu na przygotowanym podlozu pelnych warstw odpo¬ wiednich materialów. W okresie eksploatacji tych nawierzchni pod obciazeniem uzytkowym kól — warstwy te pracuja badz to glównie na zginanie wobec sprezystosci podloza gruntowego, albo tez w przypadku bruku — na docisk.Nawierzchnie z bruku sa dzisiaj pod wieloma wzgledami przestarzale. Z drugiej strony — zja¬ wisko pracy na zginanie wystepujace w obecnie znanych nawierzchniach jest takze niekorzystne technicznie i ekonomicznie.Ujemne strony tego zjawiska szczególnie wy¬ raznie wystepuja na przyklad w elementach na¬ wierzchni prefabrykowanych zbrojonych, sred¬ nio i wielkowymiarowych — systemów dotad zna¬ nych i wypróbowanych, w których praca ele¬ mentów na zginanie, wymaga duzej ilosci defi¬ cytowej i drogiej stali zbrojeniowej. Wplywa to oczywiscie na wysoki koszt produkcji znanych do¬ tychczas elementów nawierzchni, majacych z re¬ guly znacznie wieksze wymiary od normalnej be¬ tonowej kostki drogowej niezbrojonej. W wielu przypadkach, wysoki koszt tych elementów po- 5 wstrzymuje przedsiebiorstwa od stosowania na¬ der dogodnego rozwiazania prowizorycznych dróg dojazdowych do budowy, montowanych z duzych prefabrykowanych elementów zelbetowych.Przy zabudowie dróg stalych z prefabrykatów, 10 stosowane sa dotychczas pelne plaskie elementy betonowe, drobnowymiarowe, niezbrojone, np. try- linka. Wymagaja one duzej ilosci betonu dla stworzenia, pelnej odpowiednio grubej warstwy nawierzchni — mogacej bezpiecznie przyjac ob- 15 ciazenia ruchu kolowego.Poza tym element plaski, opierajacy sie cala swoja powierzchnia na sprezystym podlozu, wy¬ kazuje zawsze, pod obciazeniem ruchu kolowe¬ go — tendencje do klawiszowania. Zjawisko to 20 jest wyrazniejsze przy elementach o wiekszych wymiarach nawierzchni przenosnych, lecz wy¬ stepuje takze przy elementach drobnowymiaro- wych, powodujac nawet czesto destrukcje jezdni, jezeli kostki nie sa dostatecznie zespolone przez dokladne zaszlamowanie piaskiem lub zalanie od¬ powiednia zaprawa. Oprócz tego obserwuje sie przesuwanie sie elementów po podlozu w rezulta¬ cie dzialania sil poziomych od ruchu.Poza tym, elementy plaskie ukladane dotykowo 30 w znanych nawierzchniach przenosnych montowa- 25 525313 nych przewaznie bez krawezników, wlasnie dzie¬ ki temu przesuwaniu sie i klawiszowaniu — zmieniaja swoje polozenie, rozsuwajac sie na bo¬ ki, co powoduje stale poszerzanie sie niekorzyst¬ nych dla ruchu kolowego spoin podluznych. Stad wynika potrzeba stalej, uciazliwej i kosztownej konserwacji nawierzchni, a nawet koniecznosc jeszcze kosztowniejszej przebudowy calego odcin¬ ka jezdni, na przyklad po roztopach wiosennych.Znane z publikacji zelbetowe plyty drogowe ka¬ setonowe, wzglednie szescioboczne plyty kablobe- tonowe o zmiennym przekroju, a wiec o koncep¬ cji dazacej do odstepstwa od elementów plas¬ kich — nie rozwiazuja zagadnienia w sposób da¬ jacy pozytywne efekty. Plyty kasetonowe, aczkol¬ wiek lzejsze od plyt pelnych, wymagaja znacznie wiekszej ilosci zbrojenia niz plyty pelne, ze wzgle¬ du na zabezpieczenie dostatecznej wytrzymalosci kasetonów na zginanie. Tym samym plyty te sa w produkcji drozsze, a wiec ekonomicznie nie¬ uzasadnione. Plyta kablobetonowa, szesciokatna o zmiennym przekroju, z lekkim wyzlobieniem od spodu, ma w bocznych pionowych sciankach ro¬ wek wokolo calej plyty — na pomieszczenie wia¬ zek kabli, nawijanych juz po stwardnieniu beto¬ nu. Naciag kabli odbywa sie na naciagowym sto¬ le obrotowym. Jest to wiec plyta kablobetonowa o zmiennym przekroju, lecz w zasadzie nie wiele odbiegajaca od elementu plaskiego, jak to wyni¬ ka z jej wymiarów.W rezultacie pracuje ona przede wszystkim na zginanie, podobnie jak plyta plaska. Wytrzyma¬ losc plyty na zginanie od obciazenia ruchem ko¬ lowym zostaje jedynie zwiekszona przez zastoso¬ wanie sprezenia kablami. W tym rozwiazaniu mozna stwierdzic, ze trwalosc nawierzchni, któ¬ rej wytrzymalosc uzalezniona jest jedynie od pra¬ cy kabli nawinietych na zewnatrz plyty lezacej na otwartym terenie, nawet pomimo ewentualnego zatarcia kabli zaprawa cementowa, jest bardzo ograniczona. Korozja kabli w elementach na¬ wierzchni stale narazonej na zawilzenie przez deszcze lub zalegajacy wilgotny snieg — nastepuje bardzo szybko, co powoduje kompletna dewasta¬ cje nawierzchni. Zatarcie packa, zaprawa cemen¬ towa kabli umieszczonych w rowku na zewnatrz plyty, absolutnie nie gwarantuje dostatecznej szczelnosci rzekomego zabezpieczenia kabli, szcze¬ gólnie wobec stalego doplywu wilgoci zarówno gruntowej — od spodu plyty, jak i od opadów atmosferycznych. Opisana koncepcje zastosowa¬ nia plyt kablobetonowych o zmiennym prze¬ kroju nie dajaca ostatecznego rozwiazania zagad¬ nienia technicznego, mozna potraktowac jedynie jako teoretyczne rozwazanie.Niezaleznie od blednych zalozen technicznych wymienionej koncepcji — sama produkcja tego rodzaju elementów przez swoja trójfazowosc by¬ laby zbyt kosztowna. Poza tym produkcja tego rodzaju plyt wymagalaby kosztownych urzadzen, a w szczególnosci naciagowego stolu obrotowego, co powodowaloby koniecznosc lokalizowania tej produkcji jedynie w wielkich stalych zakladach prefabrykacji i rozwozenia plyt po calym kraju; 52531 4 byloby to dodatkowe podrozenie elementów o koszty transportu.Znana z publikacji kostka brukowa — równiez nie usuwa wszystkich niedogodnosci i braków. 5 Elementy tego rodzaju majac odpowiednio uksztaltowane powierzchnie scian bocznych — sa powiazane pomiedzy soba w pionie i tworza plyte o cechach monolitu. Wyraza sie to tym, ze obcia¬ zenia uzytkowe dzialajace na jeden z elemen- 10 tów — przenosza sie na elementy sasiednie. Po¬ miedzy kostkami wystepuja znaczne sily scinajace, które przy drobnych niedokladnosciach moga po¬ wodowac deformacje. Kostki brukowe tworza wiec plyte o cechach do pewnego stopnia kase- 15 tonu, a wyzlobienia w dolnej ich powierzchni je¬ dynie zmniejszaja zuzycie materialu, bowiem za¬ sada ksztaltowania monolitycznej plyty takiej na¬ wierzchni nie wymaga, aby kostki mialy propo¬ nowane wydrazenie, gdyz nie jest to podstawowa 20 cecha rozwiazania.Produkcja kostki brukowej jest utrudniona z uwagi na uformowanie skosnych i nieregular¬ nych scian bocznych. Elementy te musza ponadto byc produkowane ze szczególnie duza precyzja, 25 aby montaz pozwalal na uzyskanie plaskiej po¬ wierzchni jezdni. Kostka brukowa nie moze byc wyjeta z dowolnego miejsca wykonanej na¬ wierzchni — bez naruszenia wiekszego pola na¬ wierzchni. 30 Sam montaz nawierzchni wymaga zachowania okreslonej kolejnosci ukladania kostek i duzej precyzji. Kostka brukowa moze miec jedynie dro¬ bne wymiary, co jest warunkowane koniecznoscia recznego montazu. Ponadto omawiane rozwiazanie 35 nie rozwiazuje jednak konsolidacji obrzezy na¬ wierzchni.Wyzej wymienione braki dotychczasowego sta¬ nu techniki — usuwa wynalazek, który wprowa^ dza nowa konstrukcje prefabrykowanych elemen- 40 tów, rozwiazujaca szereg problemów eksploatacyj¬ nych nawierzchni drogowej, wzglednie posadzek.Elementy prefabrykowane, wedlug wynalazku maja dolna powierzchnie uksztaltowana w postaci wycinków r33^ 45 "Tchkombinacjiif charakteryzujacych sie wynio¬ sloscia okreslona stosunkiem strzalki do rozpie¬ tosci, zawartym w granicach od 0,08 do /f,0; przy czym elementy te pracuja pod wplywem obciazen jako sklepienia. W tym rozwiazaniu elementy, 50 wedlug wynalazku, pracuja w zasadzie tylko na sciskanie w odróznieniu od obecnie znanych roz- wiazen elementów prefabrykowanych nawierzchni, opartych na innych zasadach pracy elementu w jezdni, gdzie konieczna jest duza ilosc zbróje- 55 nia. Nowa konstrukcja elementów pozwala wiec na najracjonalniejsze wykorzystanie wlasciwosci materialu i na zmniejszenie zuzycia betonu oraz wyeliminowanie znaczne] ilosci stali. Jest to opty¬ malne rozwiazanie elementów nawierzchni. Z OT uwagi na uksztaltowane od spodu sklepienie — element opiera sie na podlozu tylko wyraznie za¬ rysowanymi ^bramPloporowymi," usy^iuowanymi na obwodzje, ffMftPifffflffr TTmnLHwHr^ffi pewne zassanie sie elementu w podloze i unieruchomie- 95 nie go, oraz wyklucza klawiszowanie poszczegól-52531 nych elementów, ,t^ jflk frzicft przesuw pozjp: Nawierzchnie z elBmefitWTSRBBI1" wynalazku — charakteryzuje optymalna praktycznie sprawdzo¬ na stabilnosc, w < odróznieniu od rozwiazan zna¬ nych^ ..,,,¦, ^ -., ; 5 W wyniku zastosowania opisanych elementów sklepionych wedlug wynalazku powstaja w prze¬ kroju konstrukcyjnym nawierzchni pustki po¬ wietrzne. Dzieki sklepieniom nastepuje powiaza¬ nie, elementów nawierzchni z^podlofem. polega-^ ,. jace na pewnym zassaniu sia zeber oporowych elementu w gruncie, Wzglednie w podsypce po^ ctloza, w odróznieniu od swobodnego ulozenia ele^ mentu plaskiego, lub prawie plaskiego, opieraja¬ cego sie praktycznie cala swoja powierzchnia na podlozu — w dotychczas znanych rozwiazaniach.Nowa konstrukcja elementów nawierzchni, wzgle¬ dnie posadzki -T wedlug wynalazku — pozwala zatem na znaczne zmniejszenie ilosci materialu nawierzchni i powazne obnizenie kosztów trans¬ portu.Duza stabilnosc nawierzchni (wzglednie po^ sadzki) z elementów wedlug wynalazku — zna¬ cznie przedluza okres amortyzacji nawierzchni przenosnych i stalych w stosunku do innych do¬ tychczas znanych rozwiazan. Niezaleznie od tego elementy dopelniajace w nawierzchni umozliwiaja umocnienie jej obrzezy podluznych, bez potrzeby stosowania krawezników drogowych i to zarówno w jezdniach przenosnych pelnych, jak i w jezd¬ niach pasowycji co równiez jest nowoscia rozwia¬ zania. Krawezniki sa tu zastapione: przez zebra kraweznikowe uksztaltowane w odpowiednich elementach lub tez przez element trójkatny za¬ glebiony podobnie jak zebro kraweznikowe poni¬ zej zeber oporowych. tazdy z elementów wedlug wynalazku ma nioj iowe scianki boczne, a elementy sa rozmieszczone w nawierzchni tak, aby nie tworzyly spoin równo¬ leglych do kierunku ruchu.Najbardziej charakterystyczna odmiana uksztal¬ towania elementu nawierzchni lub posadzki, we¬ dlug wynalazku, jest element podstawowy o obry¬ sie szesciokata foremnego. W celu umozliwienia wykonania wszelkich odmian pasów nawierzchni o okreslonej szerokosci, wprowadza sie oprócz elementu podstawowego — elementy dopelniajace, jak: tak zwana „infule" o obrysie pieciokata, po¬ lówke elementu podstawowego oraz element trój¬ katny kraweznikowy. Wszystkie te wymienione elementy oprócz trójkatnego — sa sklepieniami o górnej powierzchni plaskiej.Elementy nawierzchni wedlug wynalazku moga byc dostosowane ciezarem i wymiarami do wa¬ runków montazu recznego, lub montazu lekkim sprzetem mechanicznym.Odmiany elementów wedlug wynalazku zawie¬ raja odcinki sklepien cylindrycznych, stozkowych i ich kombinacji, przy czym górna powierzchnia elementów jest plaska.Wspólna cecha wszystkich odmian elementów nawierzchni i posadzki — fest Drz^kazjywanie obciazen na grunt za pomoca~ zeber o^oro^jcfi^ wzglednie kraweznikowych oraz mozliwosc mon- towania i demontowania elementów w dowolnej 65 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 kolejnosci, a takze wyjmowania poszczególnych elementów — bez naruszania sasiednich. W ele¬ mentach o ciezarze przekraczajacym mozliwosci montowania:, ich przez jednego czlowieka,; wyko¬ nane sa otwory dla zaczepów urzadzen monta¬ zowych. v ^ti. t Produkcja elementów nawierzchni wedlug wy¬ nalazku, jest prosta, .wymaga jedynie uzycia form nierozbieralnych i moze byc prowadzona w beto- niarniach polowych obok obiek^ów^ przeznaczo¬ nych do budowy, w zwiazku z czym odpada ko¬ niecznosc transportu elementów na dluzszych tra¬ sach. Istota wynalazku zostala zilustrowana w przykladach wykonania na rysunkach |f na któ¬ rych: fig. 1 przedstawia rzut z góry elementu o obrysie szescioboku foremnego, fig. 2 — prze¬ krój elementu, wedlug flg. 1, fig. 3 — rzut, z góry odmiany elementu o obrysie piecioboku — tak zwanej „infuly", fig. 4 —, przekrój odmiany ele¬ mentu pokazanego na fig. 3, $ig, 5 — rzut z góry odmiany elementu o obrysie polówki szescioboku foremnego, fig. 6 — przekrój odmiany elementu wedlug fig. 5, fig. 7 — widok aksonometryczny odmiany elementu pelnego o obrysie trójkata, fig. 8 — rzut przykladowego uksztaltowania na¬ wierzchni jezdni jednolitej przy uzyciu elemen¬ tów podstawowych szesciobocznych i elementów uzupelniajacych — „inful", fig. 9 — przekrój po¬ przeczny jezdni pokazanej na fig. 8, fig. 10 — rzut jezdni dwupasowej, zlozonej z elementów szescio¬ bocznych (fig. 1), ich polówek (fig. 5) i trójkata (fig. 7); fig. 11 — przekrój jezdni pokazanej na fig. 10, A-A przez elementy szescioboczne i B-B przez elementy dopelniajace — trójkatne, fig. 12 — widok aksonometryczny odmiany elementu o ob¬ rysie kwadratu i o sklepieniu klasztornym, oraz przekrój tegoz elementu, fig. 13 — rzut przykla¬ dowego uksztaltowania nawierzchni jezdni jedno¬ litej przy uzyciu elementów podstawowych kwa¬ dratowych (fig. 12) i -elementów dopelniajacych trójkatnych (fig. 7), oraz przekrój poprzeczny tejze nawierzchni, fig. 14 — widok aksonometryczny od spodu odmiany elementu o sklepieniu jedno- krzywiznowym i dwustronnym zebrze krawezni¬ kowym, oraz dwa wzajemne prostopadle przekroje tegoz elementu, fig. 15 — widok aksonometryczny odmiany elementu o obrysie prostokata, sklepie¬ niu klasztornym i dwustronnym zebrze krawezni¬ kowym — uzywanym tylko do jezdni pasowych, oraz dwa prostopadle przekroje tego elementu, fig. 16 — widok aksonometryczny odmiany ele¬ mentu o obrysie trapezu, sklepieniu nieckowym- stozkowym i dwustronnym zebrze krawezniko¬ wym, — oraz dwa wzajemne prostopadle prze¬ kroje tegoz elementu, fig. 17 — rzut przyklado¬ wego uksztaltowania nawierzchni jezdni dwupa¬ sowej przy uzyciu elementów przedstawionych na fig. 15.Na fig. 1 i fig. 2 pokazano element wedlug wy¬ nalazku o obrysie, szescioboku foremnego 1, który stanowi odmiane o najbardziej charakterystycz¬ nym ksztalcie. Element prefabrykowany 1 zawiera sklepienie symetryczno-obrotowe 2 i ma obrzeze, oporowe 3, przy czym Tego scianki boczne 5 sa pionowe. Otwory 4 zwezajace sie ku górze dla52531 ulatwienia podnoszenia elementu i ukladania na¬ wierzchni, wykonywane sa tylko w elementach o wiekszym ciezarze i wymiarach.Szescioboczny ksztalt elementów daje zwarta nawierzchnie, tworzaca w rzucie konstrukcje „pla¬ stra miodu". Nawierzchnie, wzglednie posadzke wykonuje sie ukladajac elementy jeden przy dru¬ gim na wyrównanym terenie, wzglednie na pod¬ sypce.Uklad szesciokatny elementów eliminuje nie¬ korzystne w eksploatacji jezdni spoiny podluzne, co zapewnia wieksza trwalosc nawierzchni. Skle¬ pienie 2 umozliwia zassanie sie elementu w po¬ dlozu i unieruchomienie go.Na fig. 3 i fig. 4 przedstawiono element uzupel¬ niajacy 6 omawianej odmiany nawierzchni z ele¬ mentów wedlug wynalazku o obrysie piecioboku zwany „infula". Element 6 ma obrzeze oporowe 3, oraz scianki boczne 5 pionowe. Zawiera on^^skle- pienie o zmienirej ^zywjznie 2, przy czym naj¬ dluzsze ramie dfirzeza oporowego, w duzych ele¬ mentach nawierzchni przenosnych jest specjalnie uksztaltowane i pelni funkcje zebra krawezniko¬ wego 7. Element 6 ukladany jest na obrzezach jezdni, a jego czesc oporowa 7 eliminuje potrzebe stosowania krawezników.Na fig. 5 i fig. 6 przedstawiono dalsza odmiane elementu uzupelniajacego 8 wedlug wynalazku omawianej nawierzchni, wzglednie posadzki, który w obrysie jest polowa elementu podstawowego o ksztalcie szescioboku foremnego i ma scianki boczne 5 pionowe. Element uzupelniajacy, po¬ lówkowy zawiera sklepienie ou zmiennej krzywi- znie 2, ma obrzeze oporowe 3, oraz zebro kra¬ weznikowe 7. Element 8 ukladany jest na obrze¬ zach czolowych, to jest na poczatku i na zakon¬ czeniu jezdni (fig. 8).Jako element uzupelniajacy stosowany moze byc element 9 o obrysie trójkata i o wysokosci równej zebrom kraweznikowym 7, tworzacy kraweznik, szczegónie w przypadku jezdni pasowych. Ele¬ ment ten jest pelny i ma scianki boczne 5 pio¬ nowe.Na fig. 8 i fig. 9 pokazano przykladowo odpo¬ wiednio w rzucie i w przekroju nawierzchnie (wzglednie posadzke) omawianej tu odmiany, wy¬ konana przy uzyciu odmian elementów 1, 6, 8.Fig. 10 i fig. 11 przedstawiaja przykladowo roz¬ wiazania odpowiednio w rzucie i w charaktery¬ stycznych przekrojach A-A i B-B jezdni dwupa- sowej, wykonanej z elementów 1 i 9 wedlug wy¬ nalazku wchodzacych w sklad innego przykladu nawierzchni.Na fig. 12 pokazano inna odmiane elementu 10 nawierzchni wzglednie posadzki, który ma obrys kwadratu i zawiera sklepienie powstale z prze¬ ciecia dwóch cylindrów jednokrzywiznowych 14.Element ten ma na obrzezu zebro oporowe 3, a je¬ go scianki boczne 5 sa pionowe.Na fig. 13 pokazano przykladowe uksztaltowa¬ nie nawierzchni wzglednie posadzki z zastosowa¬ niem elementów 9 i 10.Fig. 14 przedstawia odmiane elementu na¬ wierzchni o obrysie prostokata 11, który ma skle¬ pienie jednokrzywiznowe 14, oraz na obwodzie sy¬ tuowane naprzemianlegle zebra oporowe 3 i zebra kraweznikowe 7. Scianki boczne 5 elementu 11 sa pionowe.Na fig. 15 uwidoczniono odmiane elementu 12 o obrysie prostokata, który ma sklepienie kla¬ sztorne 14, oraz na obwodzie sytuowane naprze¬ mianlegle zebra oporowe 3 i zebra kraweznikowe 7, przy czym scianki boczne 5 tego elementu sa pionowe.Fig. 16 przedstawia odmiane elementu na¬ wierzchni o obrysie trapezu 13, który ma skle^ pieniestozfeffiffe—A^ a na obwodzie zeBrsf kra¬ weznikowe 7 wzdluz boków równoleglych, oraz pozostale zebra oporowe 3, przy czym scianki boczne 5 elementu sa pionowe.Fig. 17 pokazuje przykladowy uklad nawierzchni dwupasowej, wykonanej z elementów 12.Wszystkie odmiany uksztaltowania nawierzchni, wzglednie posadzki wykonanej z elementów we¬ dlug wynalazku, zawieraja pustki powietrzne 15 pod czaszami sklepien 2 lub 14. PL