Dr. Fi István Közlekedéstervezés 12. előadás

Utak rekonstrukciós tervezése Útpályával kapcsolatos néhány elnevezés Alépítmény: a pályaszerkezetek alátámasztását biz- tosítja, mely a forgalom hatására alak- ját nem változtathatja (földmű, föld- munka), Felépítmény: a tulajdonképpeni pályaszerkezet. Az alépítmény lehet töltés, bevágás, vagy vegyes szel-vény. A rézsűk a töltések és a be-vágások oldalát határoló ferde felületek, hajlásukat rendsze-rint a mellékelt ábrán látható módon fejezzük ki.

Az útpályaszerkezetek felépítése és főbb anyagai A pályaszerkezet - anyagát tekintve - alapvetően bitu-men kötőanyagú aszfalt (úgynevezett hajlékony) és ce-ment kötőanyagú beton (úgynevezett merev) pálya-szerkezet lehet. A hajlékony pályaszerkezet keresztmetszete az alábbi ábrán látható.

Az útpályaszerkezetek felépítése és főbb anyagai A burkolat anyaga pl. aszfaltbeton. Ennek összetevői: bitumen (mint ragasztóanyag), nemes zúzalék, homok (zúzott és természetes) és mész-kőliszt (filler, mint adalékanyag). Az aszfaltbetont központi keverőtelepen állítják elő, ponyvával letakart billenőplatós tehergépkocsin szállítják, finisherrel terítik, gumi- illetve hagyományos hengerrel tömörítik. Az alap például meleg bitumenes alapréteg. Ennek anyagai: helyi anyag, pl. kavics, homok (mint adalékanyag).

Az útpályaszerkezetek felépítése és főbb anyagai A meleg bitumenes alapot – amely egy tömör aszfaltréteg – központi keverőtelepen keverik, a szál-lítás, terítés, tömörítés az előzőekben leírtak szerint történik.

Rekonstrukciók tervezése A vonalvezetés megváltoztatása nélkül a pályaszerkezet erősítésének és szélesítésének tervezése az alábbiak szerint történik. A következő ábrán a keresztmetszet eredeti állapota (régi pályaszerkezet és régi földmunka), valamint a szélesített és megerősített új pályaszerkezet látható (az új, 4 %-os oldalesésű padkával).

Rekonstrukciók tervezése A tervezés során először a következő ábra szerinti tor- zított keresztszelvényeket rakjuk fel a H burkolat- megerősítéssel.

Rekonstrukciók tervezése Ezután a torzított hossz-szelvényt készítjük el az alábbi ábra szerint, amelyen a régi pályaszint és a minimális és maximális vastagítás vonala kerül ábrázolásra. Az új pályaszint a két vonal közé tervezendő. Az egyes torzí-tott keresztszelvényekbe a H értéket vissza kell rakni, majd ennek a-lapján kell vég-legesíteni a ke-resztszelvényt és elvégezni az aszfaltmennyi-ségek számítá-sát.

A földmű és teherbíró képessége A földmű egyenletes és megfelelő tömörsége a pálya teherbíró képességét döntően befolyásolja. A földmun-ka felső 0,5 m vastag rétegében az előírt Tr tömörségi értéket (Proctor tömörségi foknak) biztosítani kell (pl. 90 vagy 95 %). A Proctor vizsgálat lényege: 12 cm magas hengerbe 5x25 ütéssel talajmintát tömörítünk 46 cm magas-ságról ejtett 45 N súlyú döngölővel. Az ismert térfogat-ból és a G súlyból számítjuk a nedves-t, majd kiszárítás után a víztartalom ismeretében a képlettel a száraz térfogatsúlyt.

A földmű és teherbíró képessége A műveletet 5 kü-lönböző víztartal-mú új anyaggal megismételve és azt ábrázolva adó-dik az alábbi görbe (mellékelt ábra). A Proctor tömörségi fok (Tr [%]) a mellékelt képletből számítható, ahol 0max a görbe tetőpontja. Az összefüggésben alkalmazott jelö-lések a fenti ábrán láthatók.

A földmű és teherbíró képessége A földmű teherbíró képességének jellemzésére az útépítésben általában a CBR (%)-os értéket használják. Meghatározásához Tr = 90 %-nak megfelelő tömörített talajmintába  50 mm-es hengert nyomnak. Felrajzolják a következő ábrának megfelelően a nyomás-süllyedés (P-S) görbét. Az ábrán vi-szonyításként a tömör zú-zottkő P-S görbéje is látható.

A földmű és teherbíró képessége A két görbe S-P értékeinek aránya az alábbiak szerint képezendő: (%), továbbá (%). A kettő közül a nagyobb a CBR (%).

A földmű és teherbíró képessége A CBR % értékelése: CBR % Értékelés 2 – 4 gyenge 5 – 7 közepes 7 –15 megfelelő 12-20 jó, kiváló

A földmű és teherbíró képessége Az alábbi ábrán a homoktalajok teherbíró képessége (CBR %), tömörsége (0 [kN/m3]) és víztartalma (w [%]) közötti összefüggés látható. A víztartalom növekedésével a CBR (%)-os érték csökken.

A földmű és teherbíró képessége A földmű teherbíró képes-ségének meghatározására tárcsás mérést is szoktak végezni. A helyszíni tár-csás vizsgálat kb. 30 perc alatt végrehajtható, teherau-tó-ellensúllyal, 30 cm átmé-rőjű nyomótárcsával végzett próbaterhelés. A mellékelt ábra szerint sajtóval terhel-jük a nyomótárcsát, mérő-órával mérjük a süllyedést, minden 5 [N/cm2] lépcsőnél kivárva a konszolidációt.

A földmű és teherbíró képessége Először 40 [N/cm2] nyo-másig fokozzuk a terhe-lést, utána tehermentesí-tünk, majd másodszor is 40 [N/cm2] nyomásig terhelünk. A kapott két terhelés-süllyedés görbe közül az E2 rugalmas-sági modulusnál a 2. terhelést, a laposabb 2. görbét vesszük figye-lembe, mert ennél már kisebb a maradó alak-változás (ld. a mellékelt ábrán).

A földmű és teherbíró képessége Az E2 teherbíró képességi (rugalmassági) modulus a tárcsás vizsgálatból nyert 2. terhelési görbéből állapít-ható meg. Szokásos gyakorlati számítási képlete: ahol r = 15 cm a tárcsa sugara, p = 40 N/cm2 a legnagyobb nyomás és s [cm] az ehhez tartozó süllyedéskülönbség, a 2. terhelés görbéjének az eleje és vége között.

Fagykárok és olvadási károk A fagykár jelensége a következő: erősen kötött talajoknál (ritkán) a talajban jéglencse képződik. Vastagságuk 0,05-0,10 méter. Hatásukra a pálya fel-púposodik, majd miután a jéglencsék elolvadnak, he-lyükön üreg keletkezik, amelybe – elsősorban a nehéz járművek forgalmának hatására – az útpálya beszakad. Az olvadási kár a következő ábra alapján érthető meg. Az út két oldalán felhalmozódott hó olvadni kezd. Az olvadt hólé a még fagyott, vízzáró talajréteg és a pályaszerkezet közé befolyik. Emiatt ez a talajréteg elnedvesedik, teherbírását elveszti. Nehéz forgalom hatására ezért a burkolat tönkremegy.

Fagykárok és olvadási károk Azok a talajok veszélyesek az olvadási kárra, ame-lyeknél a folyási határ víztartalmának és a sodrási határ víztartalmának különbségeként jelentkező Ip [%] plasztikus index < 15 %. Ezeknél a talajoknál ugyanis már kis víztartalom növekedés is azt eredményezi, hogy a CBR értékük 2-3 %-ra csökken.

A vízelvezetés kérdései A felszíni vizek elvezetését szolgáló létesítmények ösz-szefoglalása nyílt árokrendszerrel az alábbi ábrán lát-ható. Külterületi közutaknál rendszerint ez kerül alkal-mazásra.

A vízelvezetés kérdései Töltések esetén a burkolat rendszerint 2,5 %-os és a padka 4-5 %-os oldalesése a rézsűre vezeti a vizet. Bevágásoknál az oldalárkok vagy folyókák vezetik el a burkolatból, illetve a bevágás rézsűjéről lefolyó vize-ket. Az oldalárkokból a víz a következő töltés-szakasz előtt (vagy közvetlenül egy odavezető árokkal) a befogadóba kerül. Ha a terep a töltés felé esik, akkor a rézsű lábánál létesített talpárokba vezetik, majd a terep legmélyebb pontján a befogadó vízfolyásba juttatják a vizet. A nagyobb töltések alatt a vizet csőátereszekkel vezetik át a hegy felőli oldalról a völgy felőli oldalra.

A vízelvezetés kérdései 2-3 m-nél mélyebb bevágások esetén a várható csú-szólaptól legalább 3 m-re övárkot kell létesíteni, amely-nek vizét 200 m-ként surrantókkal a bevágás oldal-árkába kell vezetni (illetve az övárok a bevágás végénél vagy talpárokban folytatódik, vagy vizét a befogadóba vezetik).

A vízelvezetés kérdései A talaj- és rétegvizek elvezetése az alábbi ábra szerint szivárgókkal történhet. A szivárgó egyúttal az esetleges fagy elleni védőréteg vízelvezetésére is szolgál.

A vízelvezetés kérdései Belterületeken a kiemelt szegélyű útszakaszok vízte-lenítése csatornázással történik. A következő ábrán csatornázott út keresztmetszete látható. A tisztítóaknák az út közepén vannak.

VÉGE a 12. előadásnak