Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

Nowoczesne nawierzchnie na mostach. Asfalt lany

01.03.2018

Realizowany od kilkunastu lat duży krajowy program budowy dróg skÅ‚ania do refleksji, czy jakość budowanych obiektów jest wystarczajÄ…ca.

W naszym kraju od kilkunastu lat notuje siÄ™ wyjÄ…tkowo dużo inwestycji drogowych, których nierozłącznym elementem sÄ… obiekty mostowe - poczÄ…wszy od standardowych i typowych mostów i wiaduktów aż po obiekty mostowe charakteryzujÄ…ce siÄ™ nowoczesnymi i zaawansowanymi rozwiÄ…zaniami technicznymi. Do interesujÄ…cych realizacji należy zaliczyć np. mosty o konstrukcji Å‚ukowej. W ocenie miÄ™dzynarodowej konferencji mostowej „Arch Bridge 2016" Polska jest obok Chin krajem wyróżniajÄ…cym siÄ™ w realizacji ciekawych mostów Å‚ukowych.

Czy jednak podobnie jak w latach 70. i 80. XX w. przy rozmachu inwestycyjnym nie popeÅ‚niamy błędów jakoÅ›ci, które spowodowaÅ‚y, że trwaÅ‚ość obiektów zostaÅ‚a zmniejszona nawet czterokrotnie (np. rozbiórka wiaduktu po 20 latach). Ocena zrealizowanych wtedy obiektów mostowych pokazaÅ‚a, że popeÅ‚nione zostaÅ‚y błędy w sferze projektowania i budowy, a dotyczyÅ‚y one gÅ‚ównie: jakoÅ›ci betonu, zabezpieczenia antykorozyjnego, dylatacji, odwodnienia oraz izolacji wraz z nawierzchniÄ….

 

Fot. 1 Most przez Wisłę w Toruniu (fot. M. Litwin, archiwum MZD Toruń)

 

TrwaÅ‚ość „zestawu" izolacja-nawierzchnia wpÅ‚ywa istotnie na koszty utrzymania caÅ‚ego obiektu i dotyczy to również obecnie realizowanych inwestycji. Wymiana nawierzchni wiąże siÄ™ z ingerencjÄ… w izolacjÄ™, drenaż, sÄ…czki, dylatacje oraz niejednokrotnie caÅ‚e pobocza (krawężniki, kapy chodnikowe, bariery, balustrady). Rodzi to czÄ™sto oprócz kosztu wymiany samej nawierzchni dużo wiÄ™ksze koszty dodatkowe oraz powoduje czasowe wyłączenie obiektu z eksploatacji. To z kolei pociÄ…ga za sobÄ… dodatkowe koszty spoÅ‚eczne. W przypadku przepraw przez duże rzeki, drogi wyższych klas i strategiczne pod wzglÄ™dem komunikacyjnym drogi miejskie koszty te sÄ… znaczÄ…ce.

ObowiÄ…zujÄ…ce regulacje normowe i wytyczne do projektowania i budowy obiektów mostowych prezentujÄ… zupeÅ‚nie inne podejÅ›cie niż te z lat 70. Zdaniem autora jednak, jak wskazuje obecna praktyka, sÄ… spore wÄ…tpliwoÅ›ci w zakresie doboru izolacji i nawierzchni na obiektach mostowych. Już na etapie projektowania izolacja i nawierzchnia na obiekcie traktowane sÄ… przez mostowców jak przysÅ‚owiowe klocki lego. Do tego uważane sÄ… za elementy niezależne od siebie, nie zaÅ› wspóÅ‚pracujÄ…ce. Nieprecyzyjne krajowe wymagania [1] oraz zagraniczne zalecenia i wytyczne sÄ… niestety czÄ™sto ignorowane przez projektantów. Skutki takiego podejÅ›cia prowadzÄ… zdecydowanie do skrócenia trwaÅ‚oÅ›ci nawierzchni na moÅ›cie.

Problem ten najdobitniej uwidoczniÅ‚y realizacje mostów z pÅ‚ytÄ… ortotropowÄ… (most w Kiezmarku i w PÅ‚ocku). W wiÄ™kszym czy mniejszym zakresie problem ten dotyczy również pomostów betonowych.

 

Rys. 1 Efekt ciśnieniowego pompowania wody

 

W Polsce nawierzchnie bitumiczne na obiektach mostowych to przytłaczająca większość, pomijając nieliczne
przypadki nawierzchni betonowych i drewnianych. Jednak materia mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA) jest niemal caÅ‚kowicie nieznana mostowcom, a powinna. Nawierzchnie z MMA sÄ… domenÄ… drogowców, gdzie proces projektowania dróg obejmuje szczegóÅ‚owe obliczenia gruboÅ›ci warstw nawierzchni w zależnoÅ›ci od rodzaju zastosowanych materiaÅ‚ów z uwzglÄ™dnieniem podatnoÅ›ci podÅ‚oża. Jednak w przypadku obiektów mostowych analizy te nie majÄ… zastosowania ze wzglÄ™du na inny charakter pracy nawierzchni wynikajÄ…cy z odmiennego podÅ‚oża, charakteryzujÄ…cego siÄ™ zróżnicowanÄ… sztywnoÅ›ciÄ… i odksztaÅ‚calnoÅ›ciÄ…, drganiami i przemarzaniem.
Ani drogowcy, ani mostowcy nie analizujÄ… doboru rodzaju nawierzchni na moÅ›cie czy wiadukcie. Projektowanie konstrukcji nawierzchni na moÅ›cie polega najczęściej na prostej, wrÄ™cz prymitywnej zasadzie: grubość warstwy Å›cieralnej równa siÄ™ gruboÅ›ci warstwy Å›cieralnej na dojeździe. A grubość warstwy ochronnej (wiążącej) to pochodna wysokoÅ›ci krawężnika. Taka nieanalityczna zasada w konsekwencji stworzyÅ‚a standard 9 cm (4 + 5) gruboÅ›ci nawierzchni na obiektach mostowych. Dla porównania wytyczne niemieckie [6] przewidujÄ… maks. grubość nawierzchni 7-8 cm, a inne wytyczne europejskie [4, 5] zalecajÄ… łącznÄ… grubość nie wiÄ™kszÄ… niż 8 cm.

 

Rys. 2 Analiza obliczeniowa wg [10]

 

Niestety krajowe przepisy [1] dla nawierzchni na mostach i wytyczne [2] sÄ… nieprecyzyjne i w wielu przypadkach rozbieżne z wytycznymi europejskimi. Przepisy [1] w sposób niekonkretny i ogólnikowy (§ 224-227) podajÄ… zasady wykonywania nawierzchni na obiektach mostowych. Również wytyczne [2] niewiele uwagi poÅ›wiÄ™cajÄ… zasadom wbudowania MMA na mostach. Dla asfaltu lanego (MA) pomija siÄ™ podstawowe badanie penetracji dynamicznej wskazane w przepisach miÄ™dzynarodowych. W ostatnich latach na wielu krajowych realizacjach projektowano MA11 do warstwy gruboÅ›ci 5 cm i dopiero niedawno wprowadzono MA16 na potrzebÄ™ krajowego standardu, co nie ma precedensu w wytycznych zagranicznych. W krajowych przepisach brak jest wielu innych wymagaÅ„ dotyczÄ…cych wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci i badaÅ„ odnoszÄ…cych siÄ™ do specyfiki nawierzchni mostowej (np. badania nawrotu sprężystego w funkcji temperatury asfaltów modyfikowanych, badania noÅ›noÅ›ci na rozwarstwienie styku nawierzchni z izolacjÄ…, badania zmÄ™czeniowe i kontrola wpÅ‚ywu starzenia technologicznego na MMA).

 

Rys. 3 Obraz naprężeń w analizie MES dla mostu w Toruniu

 

Nawierzchnia na obiekcie mostowym

PÅ‚yta pomostu może być podÅ‚ożem sztywnym w przypadku pÅ‚yty betonowej lub podÅ‚ożem o zmiennej sztywnoÅ›ci w przypadku pÅ‚yty ortotropowej (blacha i żebra), co stanowi różnicÄ™ w doborze rodzaju nawierzchni. PÅ‚yta pomostu doznaje zmiennych lokalnych i globalnych przemieszczeÅ„ na skutek obciążeÅ„ od pojazdów, temperatury i reologii. Toteż w nawierzchni powstajÄ… naprężenia, które nie wystÄ™pujÄ… w nawierzchni usytuowanej w korpusie drogowym. Jak wykazaÅ‚y liczne badania i obliczenia, np. [7, 10], naprężenia w warstwach nawierzchni na mostach sÄ… kilkakrotnie wyższe niż porównywalne w warstwach nawierzchni drogowej.

Dla przemarzajÄ…cej pÅ‚yty pomostu ważnym parametrem jest odporność MMA na spÄ™kania niskotemperaturowe. Relatywnie niska pojemność cieplna pÅ‚yty pomostu powoduje, że może siÄ™ ona również znaczÄ…co nagrzewać. Zakres zmian temperatury dla mostów wg [1] to od -30°C do +70°C. To stawia wyższÄ… poprzeczkÄ™ wymaganiom dla MMA na mostach niż na drogach.

Istotna jest szczelność nawierzchni, gdyż spÄ™kania nawierzchni to penetrujÄ…ca woda i degradacja w okresie zimowym. Przenikanie wody w głąb nawierzchni na moÅ›cie pomiÄ™dzy warstwy lub do poziomu izolacji bez możliwoÅ›ci jej skutecznego odprowadzenia powoduje destrukcjÄ™ nawierzchni oraz elementów wyposażenia obiektu. Dodatkowo w przypadku porowatej warstwy Å›cieralnej nastÄ™puje pompowanie wody pod znacznym ciÅ›nieniem od koÅ‚a pojazdu, powodujÄ…c dalej mikropÄ™kniÄ™cia. Jednak najważniejszÄ… różnicÄ… miÄ™dzy nawierzchniÄ… na moÅ›cie i drodze jest wymóg trwaÅ‚ego połączenia nawierzchni z pÅ‚ytÄ… pomostu, czyli w ujÄ™ciu mechanicznym zespolenie pÅ‚yty pomostu, izolacji i nawierzchni. W przypadku braku zapewnienia takiego zespolenia w myÅ›l zasady kowadÅ‚a odspojona strefa nawierzchni zostanie szybko zniszczona pajÄ™czynÄ… rys, powodujÄ…c nieszczelność i dalszÄ… destrukcjÄ™. Jak pokazujÄ… liczne zagraniczne analizy [9, 10], okreÅ›lenie wÅ‚aÅ›ciwej wartoÅ›ci noÅ›noÅ›ci połączenia miÄ™dzywarstwowego pÅ‚yty, izolacji i nawierzchni jest kluczowym zagadnieniem obliczeÅ„ trwaÅ‚oÅ›ci nawierzchni na obiektach mostowych.

Krajowe wymagania niestety ten problem traktujÄ… w sposób bardzo uproszczony, definiujÄ…c jedynie wartość wytrzymaÅ‚oÅ›ci na odrywanie izolacji od podÅ‚oża betonowego (0,5 MPa). Ponadto nie uwzglÄ™dnia siÄ™ aspektu termicznego, parametr zostaÅ‚ sztywno przyjÄ™ty bez uwzglÄ™dnienia specyfiki statycznej pracy obiektu.

Dla obiektów betonowych o rozpiÄ™toÅ›ci kilkunastu metrów wymaganie można uznać jako poprawne, jednakże przy wiÄ™kszych rozpiÄ™toÅ›ciach bÄ™dzie ono niewystarczajÄ…ce. DowodzÄ… tego liczne opracowania zagraniczne oraz wÅ‚asne autorskie analizy. KonsekwencjÄ… poprawnego uwzglÄ™dnienia parametrów sczepnoÅ›ci jest dobór izolacji w zależnoÅ›ci do warunków obciążeÅ„. Tradycyjne papy termozgrzewalne parametr ten wykazujÄ… wÅ‚aÅ›nie na poziomie 0,5 MPa. Jednak wyższe wartoÅ›ci zespolenia można uzyskać przy znacznie lepszych papach lub bardzo dobrych izolacjach natryskowych na bazie metakrylanu metylu, gdzie wytrzymaÅ‚ość na odrywanie miÄ™dzy podÅ‚ożem i nawierzchniÄ… bitumicznÄ…, zwÅ‚aszcza MA, może wynosić powyżej 2 MPa. IstotÄ… projektowania jest analityczne wyznaczenie wymaganych wartoÅ›ci wytrzymaÅ‚oÅ›ci i w konsekwencji dobór typu izolacji. Na etapie budowy poprzez odpowiedni program badaÅ„ należy potwierdzić oczekiwane parametry zespolenia izolacji z zaprojektowanÄ… MMA.

 

Rys. 4 Analiza obliczeniowa wg [9]

 

Analiza obliczeniowa nawierzchni na moście

Wiele przykÅ‚adów zagranicznych pokazuje bardziej lub mniej zaawansowane podejÅ›cia analityczne w tym zakresie. IstotÄ… obliczeÅ„ jest okreÅ›lenie maksymalnych naprężeÅ„ panujÄ…cych w warstwach nawierzchni i na styku z izolacjÄ…. W ramach analizy wykonywane sÄ… obliczenia na modelu reprezentatywnego wycinka pÅ‚yty pomostu z przyjÄ™tymi warunkami brzegowymi wynikajÄ…cymi ze struktury obiektu oraz elementami materiaÅ‚owonieliniowymi nawierzchni (uwzglÄ™dnienie reologii - model lepko-sprężysty Maxwella) i elementami izolacji. Obliczenia przeprowadzane sÄ… dla lokalnych obciążeÅ„ koÅ‚a pojazdu, hamowania i przyspieszania oraz obciążeÅ„ zmian temperatury w czasie i gradientu temperatury. Wynikiem sÄ… siÅ‚y i naprężenia w elementach nawierzchni oraz na połączeniach (zespolenie). PrzykÅ‚adowo pokazano modelowanie dla ortotropowej pÅ‚yty pomostu mostu w Toruniu, gdzie w wyniku obliczeÅ„ zdefiniowano oczekiwanÄ… wytrzymaÅ‚ość na rozwarstwienie MA i izolacji na poziomie 2,5 MPa. W podobny sposób postÄ™powano w zagranicznym projekcie badawczym [9] w celu wyznaczenia wytrzymaÅ‚oÅ›ci epoksydowej warstwy sczepnej dla nawierzchni na pÅ‚ycie ortotropowej i uzyskano podobne wyniki naprężeÅ„. Dodatkowo wykazano zależność noÅ›noÅ›ci połączenia (Å›cinanie) od temperatury i naprężeÅ„ normalnych w nawierzchni.

Za granicą analizy przeprowadzane są często na etapie budowy, gdzie wykonawca ma możliwość doboru izolacji i nawierzchni (traktowanych łącznie). Takie podejście gwarantuje inwestorowi uzyskanie oczekiwanej trwałości budowli. Oczywiście specyfikacje kontraktowe muszą ujmować takie zasady, co w Polsce jest niezwykłą rzadkością. Zastosowane z powodzeniem i upowszechniane przez autora nowoczesne podejście wykorzystane przy budowie mostu w Toruniu niestety nie jest stosowane.

 

Rys. 5 Procentowe porównanie kosztów różnych typów nawierzchni na obiektach mostowych

 

Nowoczesna technologia asfaltu lanego

Asfalt lany wynaleziony zostaÅ‚ w Niemczech na poczÄ…tku XIX w., ale dopiero w drugiej poÅ‚owie XX w. zaczÄ™to stosować go w obecnej zautomatyzowanej formie. Dzisiaj nowoczesne technologie asfaltu lanego bazujÄ… na lepiszczu z modyfikowanego polimerami asfaltu. W Polsce asfalt lany stosowany byÅ‚ już w latach 60. w ciÄ…gach pieszych i w mniejszym zakresie jako nawierzchnia drogowa. W tamtym czasie byÅ‚ on niskiej jakoÅ›ci gÅ‚ównie z powodu braku odpornoÅ›ci na deformacje trwaÅ‚e. Kiedy w latach 2000-2001 ówczesna GDDP zaczęła wprowadzać rozwiÄ…zania z asfaltem lanym dla warstwy wiążącej dla odróżnienia od niechlubnej przeszÅ‚oÅ›ci nazwano asfalt lany asfaltem twardolanym. To okreÅ›lenie, które wydawaÅ‚o siÄ™ przejÅ›ciowÄ… nazwÄ…, zadomowiÅ‚o siÄ™ na dobre mimo wprowadzenia normy na asfalt lany w 2006 r. [3] (a nie twardolany). Niepoprawne technicznie okreÅ›lenie asfalt twardolany bezpodstawnie używane jest do dziÅ›. Należy je wyprzeć z terminologii projektów i specyfikacji robót mostowych i nazywać asfalt lany - asfaltem lanym. Istota asfaltu lanego to samozagÄ™szczalność mieszanki mineralno-asfaltowej, która jest szczelna, a objÄ™tość wypeÅ‚niacza i lepiszcza jest wiÄ™ksza od wolnych przestrzeni w kruszywie. Ze wzglÄ™du na sztywność mieszanki w trakcie jej ukÅ‚adania (urabialność) wymagane jest stosowanie temperatur 220-230°C. DziÄ™ki zaawansowanym i nowoczesnym europejskim rozwiÄ…zaniom sprzÄ™towym wbudowanie nawet sztywnego MA nie sprawia problemu. Zgodnie z europejskimi wytycznymi asfalt lany stanowi jednÄ… z najlepszych i najtrwalszych nawierzchni zalecanych na mostach [4, 5]. Zagraniczne przykÅ‚ady obiektów mostowych z dwoma warstwami asfaltu lanego potwierdzajÄ… ich bardzo dobry stan po 30 latach. Mimo że ich koszt poczÄ…tkowy jest o ok. 50% wiÄ™kszy niż innych nawierzchni bitumicznych, to w ujÄ™ciu eksploatacyjnym sÄ… one ponaddwukrotnie taÅ„sze [8]. Åšwiadomość drogowców i mostowców na temat technologii MA jest niewielka i do tego niejednokrotnie błędna.

Poza jednostkowymi w ostatnim czasie przypadkami realizacje z MA nie napawajÄ… optymizmem. W opiniach wielu niezorientowanych drogowców i mostowców asfalt lany to technologia archaiczna i ryzykowna. Przez pryzmat wÅ‚asnych doÅ›wiadczeÅ„ negujÄ… oni fakty, bo najwiÄ™ksze mosty na Å›wiecie wyposażone sÄ… w peÅ‚nym przekroju w nawierzchniÄ™ z asfaltu lanego. PrzykÅ‚adów jest wiele, jak chociażby mosty wiszÄ…ce przez Wielki BeÅ‚t i przez Bosfor oraz realizowana obecnie najwiÄ™ksza na Å›wiecie przeprawa mostowa Hongkong-Zhuhai-Macau w Chinach, gdzie na mostach o dÅ‚. 23 km uÅ‚ożono rekordowÄ… ilość ponad 1 mln m2 asfaltu lanego wraz z izolacjÄ… MMA. Technologia wykonania nawierzchni w caÅ‚oÅ›ci z MA zostaÅ‚a przygotowana i kontrolowana przez Å›wiatowej klasy szwajcarskiego konsultanta Hinza Aeschlimanna i wraz z izolacjÄ… MMA dostarczanÄ… przez znanÄ… firmÄ™ Stirling Lloyd stanowi przykÅ‚ad najwyższej Å›wiatowej jakoÅ›ci wykonania nawierzchni na moÅ›cie.

Nawierzchnie z asfaltu lanego charakteryzujÄ… siÄ™ dużą sprężystoÅ›ciÄ… i jako nieliczne sÄ… w stanie sprostać trudnym warunkom pracy na stalowych pÅ‚ytach ortotropowych. DziÄ™ki nowym technologiom modyfikowanych polimerowo asfaltów sÄ… odporne zarówno na koleinowanie, jak i spÄ™kania niskotemperaturowe. Zwarta struktura MMA wynika z optymalnej zawartoÅ›ci lepiszcza asfaltowego, zapewniajÄ…c nawierzchni z MA niemal caÅ‚kowitÄ… szczelność i odporność na niskie temperatury oraz efekty zmÄ™czeniowe. Szorstkość to kolejna zaleta wyróżniajÄ…ca MA, szczególnie ważna przy przemarzaniu nawierzchni mostowych. W przypadku szczelnej nawierzchni MA sÄ…czki odprowadzajÄ…ce wodÄ™ znad izolacji sÄ… praktycznie niepotrzebne, a drenaż ograniczony jest do minimum.

 

Fot. 2 Przeprawa Hongkong-Zhuhai-Macau w Chinach (archiwum stirling Lloyd GcP)

 

Warunki technologiczne wykonania

Podstawowym elementem projektowania asfaltu lanego jest sporzÄ…dzenie recepty wraz z wykonaniem badaÅ„ laboratoryjnych (tzw. badania typu). Jak zaznaczono wczeÅ›niej, badania powinny być adekwatne do rodzaju obiektu mostowego, na którym ma zostać zastosowany MA - tzn. powinny zawierać ocenÄ™ noÅ›noÅ›ci sczepnoÅ›ci na styku nawierzchni z izolacjÄ… na podstawie wczeÅ›niej przeprowadzonej analizy obliczeniowej. Badania powinny obejmować również nieuwzglÄ™dnione w wytycznych krajowych badanie penetracji dynamicznej oraz ocenÄ™ nawrotu sprężystego i temperatury miÄ™knienia lepiszcza szczególnie w funkcji czasu starzenia technologicznego. Recepta musi uwzglÄ™dniać parametr urabialnoÅ›ci MA i zwiÄ…zane z tym stosowanie dodatków, np. syntetycznych parafin obniżajÄ…cych lepkość (Sasobit) oraz wpÅ‚yw tych dodatków na pozostaÅ‚e parametry MA. Niedopuszczalne jest niekontrolowane i nadmierne ich stosowanie. Dobór skÅ‚adników powinien uwzglÄ™dniać doÅ›wiadczenia zagraniczne, np. zawartość piasku naturalnego. W przypadku MA najważniejszy jest dobór lepiszcza - asfaltu modyfikowanego, który wobec wymagaÅ„ mostowych nawierzchni powinien być dedykowany przez producenta. Niestety krajowi producenci dopiero w ostatnich latach poczynili takie próby. Wybór asfaltu dla MA i wymagajÄ…cych nawierzchni na mostach powinien uwzglÄ™dniać także źródÅ‚o pochodzenia ropy naftowej. Za najlepsze na Å›wiecie asfalty dla nawierzchni mostowych uznawane sÄ… asfalty z ciężkiej wenezuelskiej ropy naftowej. Krajowe asfalty, oparte na rosyjskiej ropie, pomimo dużej modyfikacji polimerami nie sÄ… w stanie im dorównać, chociaż w ostatnim czasie krajowi producenci wypracowali wiele ciekawych produktów ukierunkowanych na potrzeby MA.

Innym ważnym elementem zwiÄ…zanym z jakoÅ›ciÄ… nawierzchni z MA jest technologia jego wbudowania. Aby uÅ‚ożyć sztywnÄ… mieszankÄ™ MA, ukÅ‚adarka musi mieć odpowiedniÄ… masÄ™. WedÅ‚ug zagranicznych standardów zaleca siÄ™, aby masa ukÅ‚adarki przypadajÄ…ca na 1 m.b. ukÅ‚adanej nawierzchni wynosiÅ‚a min. 4 t. Jak pokazujÄ… doÅ›wiadczenia zagraniczne, pochylenia podÅ‚użne ukÅ‚adanej nawierzchni nawet na poziomie powyżej 10% (łącznice) nie stanowiÄ… wiÄ™kszego problemu. Innym ważnym elementem jest system posypywania kruszywa uszorstniajÄ…cego. Dla wiÄ™kszych obiektów mostowych powinno siÄ™ unikać metod rÄ™cznych. DoÅ›wiadczenia w tym zakresie mówiÄ…, że kruszywo powinno być aplikowane na gorÄ…cÄ… mieszankÄ™ o temperaturze ok. 153°C i delikatnie wciÅ›niÄ™te (siłą 0,3 kN). Wymaga to zintegrowanego z ukÅ‚adarkÄ… zestawu do posypywania kruszywa w zadanej iloÅ›ci oraz staÅ‚ej kontroli temperatury mieszanki. Tym, co decyduje o ważnym parametrze równoÅ›ci, jest sposób prowadzenia ukÅ‚adarki. Najlepsze rezultaty uzyskuje siÄ™ na specjalnie zaniwelowanym torowisku, gwarantujÄ…cym uÅ‚ożenie MA z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… nawet do 1 mm. Ze wzglÄ™du na tolerancje wykonania krawężnika i kap chodnikowych prowadzenie ukÅ‚adarki bezpoÅ›rednio po tych elementach z zasady nie daje możliwoÅ›ci speÅ‚nienia oczekiwanych wymagaÅ„ równoÅ›ci nawierzchni, zwÅ‚aszcza dla wyższych klas dróg.

Technologia ukÅ‚adania nawierzchni z MA wymaga utrzymania reżimów gruboÅ›ci warstwy. Nadmierne pogrubianie wynikajÄ…ce np. z niedokÅ‚adnoÅ›ci niwelety pÅ‚yty pomostu jest niedopuszczalne i może powodować kÅ‚opoty na etapie wbudowywania MA, jak również zwiÄ™ksza podatność na deformacje trwaÅ‚e. Dlatego przed ukÅ‚adaniem nawierzchni należy dokÅ‚adnie zinwentaryzować i przygotować pÅ‚ytÄ™ pomostu, w tym wyselekcjonować strefy, gdzie wymagana bÄ™dzie ewentualnie dodatkowa warstwa wyrównawcza. PÅ‚yty betonowe jako podÅ‚oże pod nawierzchniÄ™ należy odpowiednio przygotować. UsuniÄ™cie powierzchniowe mleczka cementowego jest obecnie standardem, ale w przypadku nawierzchni MA, ze wzglÄ™du na wysokie temperatury ukÅ‚adania, niedopuszczalne jest (wytyczne zagraniczne) zacieranie mechaniczne powierzchni (tzw. helikoptery) powodujÄ…ce możliwość powstawania dużych kawern pod otulinÄ… górnego zbrojenia. Woda zgromadzona w kawernach w kontakcie z wysokÄ… temperaturÄ… tworzy parÄ™ wodnÄ… odspajajÄ…cÄ… izolacjÄ™ i powodujÄ…cÄ… wystÄ™powanie pÄ™cherzy w MA w trakcie ukÅ‚adania nawierzchni. Niewielkie pÄ™cherze o Å›rednicy do 5 cm można usuwać (przekÅ‚uwanie). Przy wiÄ™kszych pÄ™cherzach wymagane sÄ… prace naprawcze pÅ‚yty. Zjawisko to od dawna znane za granicÄ… u nas stanowi jeszcze przedmiot technicznych rozważaÅ„ i „poszukiwaÅ„" przyczyn. Z doÅ›wiadczeÅ„ autora tak skomplikowana technologia nawierzchni na moÅ›cie wymaga na etapie realizacji oprócz recepty wykonania sporzÄ…dzenia projektu technologicznego i szczegóÅ‚owej jakoÅ›ciowej procedury ukÅ‚adania, kontroli i odbioru MA (tzw. PZJ). W celu weryfikacji przyjÄ™tych zaÅ‚ożeÅ„ wykonawczych konieczne jest w przypadku odpowiedzialnych zadaÅ„ wykonanie odcinka próbnego z wÅ‚aÅ›ciwymi badaniami.

 

Fot. 3 Układanie asfaltu lanego na moście przez Wisłę w Toruniu (archiwum Pont-Projekt)

 

Most w Toruniu jako przykład

Budowa mostu przez Wisłę w Toruniu, gdzie zastosowano ortotropowÄ… pÅ‚ytÄ™ pomostu, wymagaÅ‚a użycia nawierzchni na miarÄ™ Å›wiatowych doÅ›wiadczeÅ„ [11, 12]. W ramach projektu przy pomocy szwajcarskich specjalistów projektanci opracowali specyfikacje techniczne dla MA znaczÄ…co różne niż stosowane do tej pory na krajowych kontraktach. Zastosowano analityczne podejÅ›cie do nawierzchni zespolonej z izolacjÄ… z metakrylanu metylu. Wymagania projektowe oparto na przepisach oraz zaleceniach szwajcarskich i miÄ™dzynarodowej organizacji asfaltu lanego (IMAA).

W poczÄ…tkowym okresie wykonawca niechÄ™tnie przyjmowaÅ‚ nowe rozwiÄ…zanie i niestandardowe podejÅ›cie projektantów. Jednak z pomocÄ… ekspertów (H. Aeschlimann) udaÅ‚o siÄ™ w 2013 r. z sukcesem wykonać rekordowy na miarÄ™ kraju zakres ok. 70 tys. m2 asfaltu lanego na obiektach mostowych i to, co byÅ‚o rzadkoÅ›ciÄ… w Polsce, dla obu warstw nawierzchni. To pionierskie w skali kraju zadanie zostaÅ‚o zrealizowane dziÄ™ki przeÅ‚amywaniu barier najpierw projektantów, a później wykonawców i nadzoru. Nowe doÅ›wiadczenie, poznanie i dążenie do jakoÅ›ci przyÅ›wiecaÅ‚o inżynierom zaangażowanym w technologiÄ™ asfaltu lanego, a czas i zaangażowanie skutkowaÅ‚y satysfakcjÄ… z prawidÅ‚owo wykonanych robót.

 

Podsumowanie

Mimo wykonywania nawierzchni z asfaltu lanego na realizowanych obecnie obiektach mostowych nie są wykorzystywane doświadczenia z nowoczesnym podejściem do MA. Szkoda, że nie zawsze zamawiający i projektanci są przygotowani i świadomi zagadnień nawierzchni na obiektach mostowych.

 

dr inż. Krzysztof Wąchalski

 

Literatura

  1. RozporzÄ…dzenie MTiGW z dnia 20 maja 2000 r. (Dz.U. Nr 63).
  2. Wytyczne GDDKiA, WT-1:2014 i WT- 2:2016.
  3. PN-EN 13108-6 Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania. Część 6: Asfalt lany.
  4.  EAPA, Asphalt pavements on bridge decks, European Asphalt Pavement Association, Brussels 2013.
  5. IMAA, The Mastic Asphalt Industry - A Global Perspectn/e, International Mastic Asphalt Association.
  6. ZTV Asphalt-StB 07: Addltlonal technical terms of contract and guldellnes for the construction of road surfacing from asphalt, German Roads and Transportation Research Association. Berlin-Cologne 2007.
  7. P. Radziszewski i inni, Nawierzchnie asfaltowe na obiektach mostowych, OWPW, Warszawa 2016.
  8. H. Aeschlimann, Nawierzchnie na mostach obciążeniem ciężkim ruchem. Asfalt lany - metody budowy, PSWNA, Nawierzchnie asfaltowe nr 4/2009.
  9. Y. Bo, L. Fangchao, Evaiuation of the shear characteristics of steel-asphalt interface by a direct shear test method, „International Journal of Adhesion & Adhesives" 68/2016.
  10. R. Wolchuk, Structural behavior of surfacing on steel orthotropic decks and considerations for practical design, „Structural Engineering International" 2/2002.
  11. K. WÄ…chalski, The biggest arch bridge in Poland, 8th International Conference on Arch Bridges, 2016.
  12. K. WÄ…chalski, Z. CywiÅ„ski, Die neue StraBenbrucke in ToruÅ„, Polen, Teil 1, Planung und Bau, „Stahlbau" 4/2015, Vol. 84.

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Profil na Google+