ceste

CESTE
Doc.dr.Karmen Fifer Bizjak
Potrebne geološkogeomehanske preiskave
Inženirsko-geološko kartiranje
 Geomehansko in strukturno vrtanje vzdolž
trase in v območju možne sprožitve plazov
zaradi ukopov ali nasipov
 Geofizikalne raziskave, posebno v
kraškem območju z namenom odkrivanja
večjih kavern
 Laboratorijske raziskave

Geomehansko poročilo
Geološka karta
 Vzdolžni profil z podatki o:

 Litologiji
 Geomehanskih
 Nosilnosti
lastnostih tal
tal
Možnost uporabe izkopanega materiala
za nasipe
 Določitev potencialno nestabilnih območij
 Stabilnostne analize brežin, nasipov

Vezana nosilna
plast
Tampon-nevezana
nosilna plast
Temeljna tla;kompaktirana
ali naravna
Posteljica
Nasip ali raščena tla
Vezane nosilne plasti sestavlja več
plasti asfalt ali beton pri betonskih
voziščih
 Nevezana nosilna plast (NNP) ali
tampon sestavlja kvaliteten kamniti
material predpisane zrnatosti
 Posteljica; običajno nižje kvalitete od
NNP. Preprečuje vnos drobnih delcev
v NNP plast, preprečuje vpliva zmrzali
na NNP, drenira cestno konstrukcijo

Kolesnice
Zablatitev tampona
Figure 1-7. Examples
Zmrzal
Porušitev temeljnih tal;
Porušitev Kansas City

Porušitev po sanaciji ceste, lokalno neprimerna
granulacijska sestava (2011)
PRAVILNIKI ZA IZGRADNJO
CEST
Tehnične specifikacije za ceste (vključujejo
pravila za izgradnjo cest in zahtevano
kvaliteto materiala)
 Standardi SIST EN za posamezne
preiskave

Potrebne preiskave za
zagotovitev kvalitetne gradnje

LABORATORIJSKE PREISKAVE
 Določitev
vlage, prostorninske mase
 CBR test;California bearing ratio
 Proctorjev preiskus
 Določitev oblike zrn
 Sejalna analiza
 Preiskava Los Angeles
Potrebne preiskave za
zagotovitev kvalitetne gradnje

TERENSKE PREISKAVE
 Izotopska
sonda
 Krožna obremenilna plošča
 Dinamična plošča
CBR test Rezultati meritev so osnova za
dimenzioniranje cestne
konstrukcije
Preiskava se izvede na vzorcih
temeljnih tal
Je indirektna preiskava meritve
trdnosti tal z vtiskovanjem
standardnega bata v vzorec. Pri
tem se meri potrebna sila. Preiskus
se konča pri penetraciji 7.5 mm.
CBR silo delimo z vrednostjo
standardnega materiala
Rezultat vnesemo v diagram
penetracija (mm)/ sila penetracija
(kN)
Table 5-28. Typical




Proctorjev preiskus
Za temeljna tla je potrebno
zemljino zgostiti, da se doseže
večja nosilnost tal, strižna trdnost
in manjša prepustnost
 S proctorjevim preiskusom
ugotavljamo optimalno vlažnost
zemljine
 SPP in MPP preiskava; razlika le
v večji energiji zgoščevanja






Kalup po treh plasteh zapolnimo za materialom
določene vlažnosti
Vsako plast nabijemo z 25 udarci bata teže 25
N.
Kalup nabite zemljine stehtamo, nato določimo
vlažnost in suho prostorninsko težo.
Preiskavo opravimo na petih vzorcih različne
vlago
Iz krivulje suha prostorninska teža/vlaga,
odčitamo optimalno vlago
Zahteve za NNPtampon



Zmes kamnitih zrn nazivne velikosti
0/22mm (vsenuje zrna velikosti 031 mm)
Zmes kamnitih zrn nazivne velikosti
0/31mm (vsenuje zrna velikosti 045 mm)
Zmes kamnitih zrn nazivne velikosti
0/45mm (vsenuje zrna velikosti 063 mm)
Zahteve za tampon
Primerna granulometriska sestava
 Fizikalne lastnosti ; Los Angeles LA35 (nizka

obrabnost kamna)
Delež organskih snovi dovolj nizek
(obarvanje razstopine največ do rdeče
barve)
 Kamen odporen proti zmrzovanju

Zahteve za posteljico
Krivulja
Vrtina
Globina
U
C
Vrsta
d60/d10 d302/(d60*d10) zemljine
(m)
+
Delci pod
Delci pod
0,02 mm
0,063 mm
ni pod.
5.8%
Z R N A V O S T po SIST EN 933-1
VZ. ŠT. :
D.N. :
Geomehanski laboratorij
DATUM ODVZEMA :
10.9.2009
DELOVIŠČE :
P 22
Zemljine
Glina
Pesek
Melj
drobni
Prod (gramoz)
srednji
debeli
drobni
srednji
Kršje
debeli
100
90
80
70
60
50
40
30
20
Premer zrn ( mm )
60
100
40
30
20
6
10
4
3
2
1
0,6
0,4
0,3
0,2
0,1
0,06
0,04
0,03
0,02
0,01
0,006
0,004
0,003
0
0,002
10
0,001
Presejki v %
U(d60/d10) > 5
(zaželjeno od 8 in 50)
 Delež zrn <0.063 mm
- Do 5m.-% na deponiji
- Do 8m.-% v vgrajeni
plasti
 Največje zrno ne sme
presegati 125 mm
Primerni material GW,
GP, GM


Na terenu vlažnost kontroliramo z
izotopsko sondo
STATIČNA krožna
obremenilna PLOŠČA




Premer krožne plošče
D=300 mm, debelina 25
mm
Potrebna naprava za
obremenitev plošče
Oprema sa meritev
posedkov, merilna urica
Rezultat Evs, statični
obremenilni modul
DINAMIČNA OBREMENILNA
PLOŠČA
Premer krožne plošče D=300
mm, debelina 20 mm
 Vodilni drog, oi katerem drsi
prosto padajoča utež
 Elektronska meritev posedkov
 Rezultatr Evd, dinamični
deformacijski modul

Zahteve za nevezane plasti tampon
Zahteve za nosilnost
posteljice
Ev2> 80 MN/m2 in Ev2/Ev1<3
Zgoščevanje

Zgoščevanje po plasteh. Vsako plast je
potrebno kontrolirati (meritve nosilnosti,
zgoščenost)
Zgoščevanje po plasteh
KLIMATSKI IN HIDROLOŠKI
POGOJI

Materiali, ki so vgrajeni v vozišče
konstrukcije so izpostavljeni:
Poleti visokim temperaturam, pozimi nizkim
temperaturam. Vplivom vode čez vse leto
 Zmrzovanju. Nizke temperature škodijo le, če je v
materialu prisotna voda, ki pozimi zmrzne
 Material, ki je večinoma odporen na zmrzovanje:

Delež zrm do 0,02 mm < 15% m/m, večinoma meljasti in
zaglinjeni prodi in čisti pesek
 Delež zrn do 0,02 mm > 15% m/m obstoji nevarnost
zmrzovanja, posebno če je nivo talne vode v območju
prodiranja mraza hm

Karta zmrzovanja
Hidrološki pogoji

Ugodni
 Nasip
visok najmanj 1.5 m
 Plitev ukop, ki je dobro odvodnjevan
 Nivo talne vode nižji od globine zmrzovanjahm

Neugodni
 Nasip
nižji od 1,5 m
 Plitev ukop slabo odvodnjevan
 Nivo vode v območju zmrzovanja
 Omogočeno kapilarno dviganje vode do
planuma posteljice
Domnevne temperaturne spremembe za zgodnje
in pozno obdobje enaindvajsetega stoletja
Povprečna sprememba letne
maksimalne temperature (°C)
P2R2C2 – Summary Presentation
Povprečno število ciklov
zmrzovanja in odtajanja
Povprečna sprememba padavin (mm)
P2R2C2 – Summary Presentation
Povzetek - Vplivi








Večje temperature na površini asfalta
Več razpok (od zgoraj navzdol)
Več kolesnic
Ostale podobne poškodbe: se ne povečujejo ali se celo
nekoliko izboljšajo
Manj mrzle zime
Dobre in slabe strani na skrajni sever – manj ostre zime,
daljša poletja, krajše zime z zmrzovanjem
Bolj blage zime bodo poslabšale ceste z nevezanim
materialom v Nordijskih in Baltskih deželah
Manjša globina zmrzovanja bo dopuščala nižje nasipe za
večino avtocest Nordijskih in Baltskih držav
P2R2C2 – Summary Presentation



Drugje bodo ceste, ki so ustrezne kvalitete, ostale OK, ali bodo
pogoji celo malce boljši.
 Glede na enake in ugodnejše razmere (temeljna tla, posteljica)
 Bolj mokre površine po dežju
 Več izletavanja zrn iz asfaltnih plasti
Izvedba drenaž
Visok nivo vode predvsem za ceste
 V bližini ceste
 Lokalno v primeru nalivov, možne večje poplave
Primer: geološki profili za
izgradnjo avtoceste –
vzdolžni profil
Prečni profil
Prečni profil
Prečni profil
UPORABA RECIKLIRANIH
MATERIALOV





Za nevezane plasti: tampon,
posteljica
Za nasipe
Hidravlično vezane plasti
Asfaltne plasti
bankine
Recikliran nevezani material za ponovno
uporabo v lahko razdelimo na:




Material iz nekdanjih nevezanih
plasti
Betonski agregat (iz betonskega
cestišča)
Asfaltni agregat (iz asfaltnega
cestišča)
Mešani agregat (iz starega
cestnega tampona, stavb,…), ki je
mešanica nevezanega,
betonskega in asfaltnega agregata
V večini držav podpiranje recikliranje
nevezanih plasti z namenom ohranjanja
naravnih virov
 Stopnja recikliranja odvisna od naravnih
danosti vsake države, višine taks in cene
deponiranja materiala

Zahteve gradnjo vozišča

Zahteve glede gradnje nevezanih plasti vozišča so
tudi enake tistim za nevezan material.
Primer: Nadgradnja lokalne ceste v
vasi Jesenice, Češka Republika,
2008

Osnovni podatki:

Lokalna cesta v vasi Jesenice v dolžini 160m

Cesta sestoji iz tanke nevezane plasti na posteljici

Uporaba recikliranega materiala iz asfaltnih plasti v
kombinaciji s sistemom geotekstila – celična
mreža, debeline 12cm
Poljska
Reciklirana velikost agregata je bila
večinoma 11/22, delno 0/11 in 0/32.
Priključitev na cesto višjega reda
Lokalna cesta, pred zvišanjem
Polaganje geotekstila
Polnjenje celičnega geotekstila z
recikliranim agregatom
Sidranje robov celičnega geotekstila
Končna površina po nadgradnji
ceste

Utrjevanje je bilo izvedeno z
valjarjem

Dinamični test bil izveden za
potrditev nosilnosti tal

Dve leti po vgradnji ni bilo
nobenih vidnih poškodb

Izboljšava tal z uporabo
celične geomreže je zelo
redka. Pokazala pa se je, kot
zelo učinkovita in
ekonomsko upravičena
rešitev za podobne primere.
Razširitev avtoceste D1 v bližini
Prage



AC se je leta 1997 razširila iz 4 pasovnice v 6 pasovnico
v dolžini 1.5 km
Zgornje asfaltne plasti so bile uporabljene kot tampon v
debelini 200 mm
Do sedaj ni opaznih razpok ali drugih poškodb cestišča
Recikliranje betonskega materiala v
nove nevezane plasti


Izvor osnovnega materiala:
 Toga cestna konstrukcija, pusti beton, hidravlično vezane
spodnje plasti cestišča
Priprava:
 Staro betonsko vozišče, zdrobimo z udarnim kladivom (1 –
1,5m)

Zdrobimo na želeno granulacijo (poročajo o približno 100%
ponovni uporabi materiala)
Uporaba:
 Nevezane plasti, posteljica, tamponi
 Drenažne plasti


Odpeljemo v kamnolom, odstranimo nezaželene dele
Recikliranje betonskega
cestišča v nevezano plast
AC E28 (German notation: A 11);
(Nemčija)




Odsek: “Gramzow”; km 73 – km 78
Leto recikliranja 2004
Dolžina odseka 8 km
Danska, AC M30

Recikliranje betonske vezane plasti, v novo
betonsko plast
Rušenje
Homogenizacija
HLADNA RECIKLAŽA
In Situ reciklirani asfaltni in hidravlično
vezani materiali v novo hidravlično vezano
plast
 Pomembne predhodne raziskave za
določitev lastnosti asfalta in spodaj ležečih
plasti

Recikliranje na mestu z
cementno+bitumenskim vezivom

Izvedbeni proces






Ena od metod dodajanja
cementa (najpogostejše
raztros cementa po površini)
Raztros gramoza na
površino, če je potrebno
Postavitev reciklažnega
stroja na delovišče
Rezkanje asfalta in dela
nevezanega nosilnega sloja
z reciklažnim strojem, nato
mešanje z vezivom
Zgostitev reciklirane plasti
Vgrajevanje krovnih
asfaltnih plasti, čez
reciklirano plast
Zgoščevanje zgornje plasti
Recikliranje na mestu s
cementno+bitumenskim vezivom







Cold in-situ recikliranje je postala privlačna metoda
za izboljšanje starih in spokanih asfaltnih cestišč
Potrebni specialni stroji za recikliranje
Stabilizatorji se injektirajo direktno v reciklažno
mešalno komoro, med izvajanjem rezkanja ceste
Za dosego zahtevane granulacije, je pogosto
potrebno dodajanje kamenega agregata
Za dosego zadostne količine delcev pod 0,063mm, je
pogosto potrebno dodajati cement, apno, pepel
Hladna reciklaža je glede na izbrane primere v Evropi
pogosta, v vseh študijskih primerih so poročali o
pozitivnih izkušnjah z uporabo metode
Glede na metodologijo je potrebno dodati minimalno
količino novega materiala, transport in odlaganje
nista potrebna
Hladno recikliranje asfaltne plasti
ceste No. II/105, Sedlcany, Češka
Republika, 2010
Lokalna cesta No.II/105 je bila reciklirana v dolžini 503m in
424m v mestu Sedlcand. Asfaltna plast in del nevezane
plasti je bila reciklirana s hladno reciklažo. Vezivo je bil
cement (4 %) + bitumenska emulzija (2,3 %).
Nova reciklirana vezana nosilna plast (RS 0/64 CA (inplace); 180mm; TP 208) je bila preplastena z dvema
asfaltnima plastema skupne debeline 10cm.
.
Postopek gradnje



Recikliran sloj RS 0/64 je bil
zgrajen v debelini 180 mm
Emulzija je bila poškropljena
na recikliran sloj za povezavo
reciklirane plasti s površinskim
slojem.
Dve asfaltni plasti sta bili
uporabljeni za prekritje
recikliranega sloja:
bitumenska sloj AC16 – 6 cm
in vrhnji sloj AC11 – 4 cm.
Postopek gradnje
Emulzija na površini
reciklirane plasti
Prekrivanje recikliranega
sloja z asfaltno plastjo
Primer 2: Cold remix ceste
Črmošnice–Črnomelj; R1-216/1178;
Slovenija; 2006
Cesta je rekonstruirana na 3200m odseku.
Osnovni podatki


Razgradnji produkt:
 Nevezani material
 Bitumensko vezani material
Nov produkt:
 Hidravlično vezan material
 21.000m3 (50%)
Osnovni material
Zgradba cestišča:
 Nevezana nosilna plast ;
200mm; glinasti material
 Asfaltna plast; 100mm;
razpokan
Sh
aft
Asphalt
surface
Thickness
Asphalt
base
mm
Material je bil rezkan in uporabljen
takoj
Recikliran agregat:


shaft
depth
AC
class.
Layer
Particle
size
distrubuti
on
Metilen
Blue
U
<0.063
g/kg
cm
Thickness
Sum
1
10 - 23
GP-GM
base
33
7.7
2
mm
mm
1
23 -45
GW-GM
subbase
15.8
5.7
3
1
AC8 surf
31
AC22
69
100
2
10 - 35
GP-GC
base
43.9
8
3.2
2
AC8 surf
20
AC22
89
100
2
35 -68
GP-GC
subbase
174.2
10.3
5
3
AC8 surf
18
AC22
90
108
3
10 - 45
GW-GM
base
24.5
6.5
2.5
Osnovni material
Recikliran material
uporabljen za vezano
nosilno plast, granulacija
0/32
Jašek v cestišču
Potek hladne
reciklaže
Novo cestišče z recikliranim
materialom

Dodano vezivo:
 Cement;
1.5%
 Penjeni bitumen;
3.5%