Transcript Wzmacnianie gruntów wysadzinowych cz. 2

SZKOLENIE cz.2.
Bydgoszcz 18.04.2013
MOTTO :
INŻYNIERIA DROGOWA JEST SZTUKĄ MODELOWANIA MATERIAŁÓW, KTÓRYCH
NIE W PEŁNI ROZUMIEMY, STRUKTUR, KTÓRYCH NIE POTRAFIMY DOKŁADNIE
ANALIZOWAĆ, ABY MOGŁY PRZENIEŚĆ SIŁY, KTÓRYCH NIE JESTEŚMY W
STANIE OCENIĆ, W TAKI SPOSÓB, ABY SPOŁECZEŃSTWO NIE MIAŁO POWODU
PODEJRZEWAĆ NAS O IGNORANCJĘ.
Prof. Mieczysław Witczak
RACJONALNE ZAGOSPODAROWANIE
NA MIEJSCU MATERIAŁÓW
ZDEWASTOWANYCH DRÓG O NAWIERZCHNIACH
MINERALNO-BITUMICZNYCH Z ZASTOSOWANIEM
TECHNOLOGII OPARTEJ O MIESZANKĘ MCEN-1
mgr inż. Zbigniew Bukowski
EnvTech Poland sc
NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANA EWOLUCJA PODNOSZENIA STANDARDU DRÓG
1)
Droga gruntowa piaszczysta,
gliniasta
2)
Droga żwirowa, tłuczniowa, z
kruszywa łamanego
3)
Droga o nawierzchni
mineralno-bitumicznej
Tysiące kilometrów dróg mających nawierzchnie mineralno-bitumiczne, powstało na bazie dawnych dróg
żwirowych bądź tłuczniowych. Ich konstrukcje wykonane akcyjnie i nie profesjonalnie w przeważającej
ilości są słabonośne i nie odpowiadają obecnym obciążeniom ruchu drogowego. Zmiana ich złego stanu i
podwyższenie nośności stanowi dla zarządzających największy problem techniczny i finansowy.
Zły stan nawierzchni podatnych (mineralno-bitumicznych):
- zdewastowane warstwy mineralno-bitumiczne
- zdegradowana podbudowa w wyniku przeciążenia ruchem (zmęczenie materiału)
- koleiny strukturalne (materiał drogowy został wciśnięty w słabe podłoże gruntowe)
Kolejne nakładki warstw ścieralnych nie mają sensu, następuje standardowa decyzja:
- rozbiórka i odbudowa całej konstrukcji nawierzchni drogowej
- zamknięty zostaje ruch na dłuższy czas
- objazdy po sąsiednich nie lepszych drogach
- wymiana całkowita materiałów nawierzchni
Proces uciążliwy, materiałochłonny i kosztowny.
Dzięki nowej stosunkowo technologii głębokiego recyklingu można stan takiej nawierzchni
skutecznie poprawić:
- zwiększając wyraźnie nośność i trwałość konstrukcji
- szybko (do 3000m2/dzień) , nawet przy ograniczeniach ruchu
- znacząco mniejszym kosztem
NAJPOPULARNIEJSZE ROZWIĄZANIA REMONTU DROGI
O NAWIERZCHNI MINERALNO-BITUMICZNEJ
KOLEJNA NAKŁADKA NAWIERZCHNI
Efekt: doraźny, dobry na krótki czas użytkowania.
Koszt: stosunkowo niski
Czas realizacji: krótki
Konsekwencje: ugięcia, pęknięcia, ubytki, łatanie i
powrót do złego stanu już po 2-3
sezonach.
Ponowne stworzenie niebezpieczeństwa dla
użytkowników.
ROZEBRANIE I WYKONANIE DROGI OD NOWA
Efekt: dobra droga, brak potrzeby napraw i
bezpieczeństwo użytkowania przez kilka lat, w
zależności od przyjętej konstrukcji.
Koszt: bardzo wysoki, bliski budowie nowej drogi
dodatkowo powiększony o roboty rozbiórkowe
Czas realizacji: znacząco długi w stosunku do potrzeb
ruchu drogowego
Konsekwencje: zamknięcie drogi, objazdy,
utrudnienia ruchu, zwiększenie odpadów.
RACJONALNA TECHNOLOGIA ZAGOSPODAROWANIA
ZDEWASTOWANYCH NAWIERZCHNI MINERALNO-BITUMICZNYCH
W PROCESIE GŁĘBOKIEGO RECYKLINGU.
Technologia „envtech” inaczej zwana MCEN-1 umożliwia na miejscu wykorzystanie na
zimno w 100% zdegradowane materiały do utworzenia scalonej podbudowy zasadniczej o
grubości 30-35 cm.
Zastosowane w trakcie recyklingu spoiwo Roadbond EN-1 zmiękcza i częściowo
rozpuszcza produkty petrochemiczne oraz wiąże je razem z podłożem (najlepiej zaglinionym
lub dolomitowym). Powstały materiał zwiększa swoją gęstość i twardość, równocześnie jest
utrzymywana jego elastyczność, mrozoodporność, odporność na przenikanie wody lub
innych cieczy bez względu na ich lepkość. Z dodatkiem 2% cementu portlandzkiego
naprężenia ściskające i nośność nowego podłoża dodatkowo wzrasta.
Niniejsza technologia renowacji zdewastowanych nawierzchni mineralno-bitumicznych
stanowi bardzo efektywne i ekologiczne rozwiązanie techniczne umożliwiając ograniczone
użytkowanie już na drugi dzień po rekonstrukcji.
Pokrycie po kilku dniach tak wykonanej warstwy podbudowy zasadniczej, nową warstwą
ścieralną, spełnia w zupełności oczekiwania uzyskania dobrej i trwałej nawierzchni.
RECYKLING ISTNIEJĄCYCH MAS DROGOWYCH
W POŁĄCZENIU Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ
głębokość recyklingu
30-35
(40cm)
Recykling warstw bitumicznych i
„czystej” podbudowy tłuczniowej.
Występuje potrzeba doziarnienia.
Recykling warstw bitumicznych
wraz z „zanieczyszczoną” gruntem
podbudową tłuczniową.
Utworzenie mieszanki MCE
Utworzenie w technologii „envtech”
mieszanki MCEN-1
Wykonana monolityczna
jednorodna warstwa
zastabilizowanej mieszanki
istniejących mas drogowych pokryta
nowymi warstwami mineralnobitumicznymi, SMA
PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA PRZEBUDOWY
ZDEGRADOWANEJ DROGI O NAWIERZCHNI ASFALTO-BETONOWEJ
PRZYKŁADI
(zzachowaniemistniejącej niwelety)
G3, G4
Tradycyjnakonstrukcjadrogi,
którauległa destrukcji
PRZYKŁADII
(podniesionaniweleta)
G3, G4
Konstrukcjadrogi onowej nawierzchni asf.-betonowej
ułożonej nawarstwiekruszywałamanegoi scalonej
warstwieporecyklinguistniejącychmas drogowych
G3, G4
Konstrukcjadrogi powykonaniurecyklinguistniejacychmas
drogowychwpołączeniuzgłębokąstabilizacjąoraz
pokryciunowąnawierzchniąasf.-bet. naemulsji asfaltowej
PRZYKŁADIII
(podniesionaniweleta)
G3, G4
Konstrukcjadrogi jakwprzykładzieII
zodwodnieniemwarstwytłuczniowej
PRZEBUDOWA DROGI WOJEWÓDZKIEJ NR 934 MYSŁOWICE – BIERUŃ NOWY
Stan istniejący – 2000 r
Projekt modernizacji i realizacja od 2000 r.
Warstwa ścieralna. Beton asfaltowy 5 cm
Warstwa wiążąca. Beton asfaltowy 6 ÷ 8 cm
Mieszanka mineralno – cementowa z dodatkiem
EN–1 – 35 cm
Grunt rodzimy – glina (G4)
Asfaltobeton – 8 ÷ 10 cm
Kruszywo łamane dolomitowe
(nienormowe) + piasek gliniasty 15 cm
Grunt rodzimy – glina min 50 cm (G4)
PRZEBUDOWA STAREJ NAWIERZCHNI ASFALTO - BETONOWEJ
Miejsce: Nowy Sącz droga krajowa nr 75 (ul. Tarnowska)
Zamawiający: Miejski Zarząd Dróg
Realizacja: Listopad 2000 r
Konstrukcja istniejącej drogi:
Efekt:
- podbudowa gruntowo-kamienna
- nawierzchnia asfalto-betonowa grub. 8÷12 cm
- wykonanie podbudowy zasadniczej z wykorzystaniem
w 100% materiałów starej nawierzchni,
- umożliwienie ograniczonego ruchu kołowego.
Nawierzchnia została poddana głębokiemu
(na 40 cm) recyklingowi połączonemu ze
stabilizacją cementem 3% + EN-1.
Ułożenie nowej nawierzchni asf.-bet. grubości 5 cm
nastąpiło po 7 dniach.
EFEKT ZASTOSOWANIA RECYKLINGU
POŁĄCZONEGO Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ
Miejsce: Nowy Sącz, ul. Długoszowskiego.
Wykonanie przebudowy: maj 2000 r.
Poniżej skutek powodzi w lipcu 2001 r.
Podmyta nawierzchnia o podbudowie wykonanej metodą „ENVTECH” (tj. recyklingu połączonego z
głęboką stabilizacją cementem 3% i dodatkiem EN-1) z materiałów starej konstrukcji drogowej
(asfalto-beton + kruszywo + grunt) ujawnia walory nowatorskiej technologii.
PRZYKŁAD REMONTU KAPITALNEGO
STAREJ NAWIERZCHNI ASFALTO - BETONOWEJ
Miejsce: Droga krajowa nr 44 - Obwodnica Oświęcimia
Zamawiający: Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych
(Odział Południowo-Wschodni Kraków)
Realizacja: Sierpień 2001 r.
Głęboki na 35 cm recykling starej nawierzchni
asf.-bet. (12 ÷ 15 cm) wraz z podbudową – kamień
wapienny + pospółka, połączony ze stabilizacją
cementem portlandzkim 3% + EN-1
Efekt: podbudowa zasadnicza z mieszanki starej
nawierzchni asf.-bet., kamienia wapiennego i pospółki,
pokryta warstwą wiążącą z betonu asfaltowego grubości
8 cm na emulsji asfaltowej oraz warstwą ścieralną SMA
grubości 3,5 cm
PRZYKŁAD STABILIZACJI GRUNTU GLINIASTEGO
I GŁĘBOKIEGO RECYKLINGU
Miejsce: Droga Wojewódzka nr 943 Laliki – Koniaków
Zamawiający: Wojewódzki Zarząd Dróg Publicznych
Realizacja: Październik 2001 r.
Częściowo rozebrana nawierzchnia asf.-bet.
obnaża słabą podbudowę kamienną na
podłożu gliniastym. Obie strony drogi
poddano recyklingowi metodą „ENVTECH”.
Po zastabilizowanej dzień wcześniej warstwie mieszanki
tłuczniowo gliniastej (cementem + EN-1) odbywa się ruch
drogowy, druga strona o nawierzchni asf.-bet. poddawana
jest głębokiemu recyklingowi metodą „ENVTECH”.
PRZYKŁAD RECYKLINGU W POŁĄCZENIU Z GŁĘBOKĄ
STABILIZACJĄ ISTNIEJĄCYCH MAS DROGOWYCH
Pawłowice Śląskie, ul. Szkolna
Przebudowa w czerwcu 2003 r.
Na fotografiach widoczne etapy procesu recyklingu
nawierzchni asf.-bet. grub. 10-12 cm wraz z
podbudową żużlowo-gruntową na głębokość
30-35 cm z użyciem cementu z dodatkiem EN-1
EFEKT KAPITALNEGO REMONTU DROGI O NAWIERZCHNI ASF. – BET.
DROGA POWIATOWA nr S4440, UL. MAZAŃCOWICKA W CZECHOWICACH – DZIEDZICACH
REALIZACJA: recykling 13–16.09.2006, nowa warstwa asf. – bet. 11–14.10.2006 r
TECHNOLOGIA ROBÓT (MCEN-1): głęboki recykling połączony ze stabilizacją cementem 2–3% + EN-1.
Stan nawierzchni przed remontem
a. asf.-bet. ok. 5cm
b. tłuczeń 10-15cm
c. grunt gliniasty
Stan po recyklingu (14.09.2006 r.)
Nowa nawierzchnia asfalto-betonowa
(28.09.2006 r.)
a. asf.-bet. na emulsji 5cm
b. scalona warstwa po recyklingu 35cm
c. grunt gliniasty
EFEKT KAPITALNEGO REMONTU DROGI O NAWIERZCHNI ASF. – BET.
DROGA POWIATOWA nr S4440, UL. MAZAŃCOWICKA W CZECHOWICACH – DZIEDZICACH
REALIZACJA: recykling 13–16.09.2006, nowa warstwa asf. – bet. 11–14.10.2006 r
TECHNOLOGIA ROBÓT (MCEN-1): głęboki recykling połączony ze stabilizacją cementem 2–3% + EN-1.
NAWIERZCHNIA ASF.- BET. 5cm NA TŁUCZNIU
15-20 cm UŁOŻONYM NA PODŁOŻU GLINIASTYM
NAWIERZCHNIA ASF. – BET. 5cm NA EMULSJI I SCALONYCH
MATERIAŁACH PODDANYCH RECYKLINGOWI NA GŁĘB 35cm
WALORY RECYKLINGU POŁĄCZONEGO Z GŁĘBOKĄ
STABILIZACJĄ W TECHNOLOGII „ENVTECH” (MCEN-1)
1.
Zastosowanie głębokiego na 30-35cm recyklingu istniejących mas drogowych tj. warstw mineralnobitumicznych, podbudowy tłuczniowej lub gruntowo-tłuczniowej w połączeniu ze stabilizacją
cementem (3%) i roztworem jonowymiennym EN-1 pozwala uzyskać monolityczną jednorodną
kapitalną podbudowę pod nową nawierzchnię bitumiczną.
2.
Skład chemiczny EN-1 powoduje zmiękczenie i częściowe rozpuszczenie produktów petrochemicznych
oraz trwałe związanie ich z istniejącym materiałem podłoża, najlepiej dolomitowym lub gliniastym.
3.
Powstały materiał zwiększa swą gęstość i twardość, równocześnie jest utrzymana jego elastyczność,
wysoka odporność na przenikanie wody, mrozoodporność, nie występuje zjawisko samodylatacji, a
powstała warstwa zwiększa zdolność nośności i lepiej rozkłada naprężenia od ciężkiego transportu
drogowego.
4.
Technologia „envtech” pozwala uniknąć wywozu destruktu starej nawierzchni, wymiany podbudowy i
przywozu tradycyjnych mas drogowych, wykorzystując w 100% istniejące materiały.
5.
Zastabilizowana warstwa gwarantuje odporność na koleinowanie, powstawanie wyboi i pęknięć,
pozwala zmniejszyć grubość nowych mas asfaltowych nawierzchni.
6.
Technologia „envtech” wyróżnia się krótkim czasem realizacji ( 1 zestaw sprzętu 2500-3000m2/dzień)
i małą uciążliwością dla otoczenia, natychmiastowym oddaniem do ruchu a przede wszystkim niskim
kosztem remontu drogi.
7.
Efektem zastosowania technologii „envtech” jest zamiana słabonośnych nawierzchni na drogi
spełniające wymagania współczesnego transportu, przedłużenie ich dobrej jakości i w konsekwencji
obniżenie kosztów utrzymania.
BARIERY STOSOWANIA RECYKLINGU POŁĄCZONEGO
Z GŁĘBOKĄ STABILIZACJĄ
1.
Uwarunkowania formalno-prawne nie nadążające
technologicznym ograniczające projektantów.
2.
Brak u inwestora informacji o nowych rozwiązaniach i korzyściach z nich płynących tak
technicznych jak i ekonomicznych.
3.
Blokowanie nowatorskich rozwiązań poprzez lokalne (i nie tylko) powiązania interesów
np. materiałowo-sprzętowych.
4.
Niewielkie w swym zakresie zadania, ograniczające zastosowanie wysokowydajnego
sprzętu (recykler 2500-3000m2/dzień)
5.
Błędne lub niepełne informacje o skuteczności i trwałości nowych technologii robót.
6.
Uwarunkowania zamówień publicznych i funduszy unijnych.
7.
Niewystarczające przygotowanie większości firm drogowych pod względem wiedzy,
praktyki i sprzętu.
za
postępem
materiałowo-
BARIERY STOSOWANIA NOWYCH ROZWIĄZAŃ
1.
Częsty brak u inwestora uzasadnienia potrzeby poszukiwania nowości w technologiach
i materiałach drogowych.
2.
Brak prostych i zrozumiałych informacji dla przeciętnej kadry w gminach, m.in. poprzez
szkolenia, fachową literaturę.
3.
Długa i uciążliwa procedura formalnego wdrażania prostych rozwiązań przez instytucje
do tego powołane.
4.
Brak formalnych możliwości zastosowań z uwagi na uwarunkowania zamówień
publicznych (rozwiązania wariantowe, aprobaty, normy itp.).
5.
Blokowanie nowatorskich propozycji poprzez lokalne (i nie tylko) powiązanie interesów.
6.
Zachowawczość i tradycjonalizm projektantów w stosowaniu typowych rozwiązań.
7.
Niewielkie w swym zakresie zadania inwestycyjne ograniczające wykorzystanie
wysokowydajnego profesjonalnego sprzętu.
8.
Odstępstwa od już zaprojektowanych rozwiązań przez nieprzygotowanych wykonawców.
9.
Asekuranckie decyzje przedstawicieli samorządowych i kadry branżowej.
10. Błędne, niepełne i fałszywe informacje o skuteczności nowych rozwiązań.
WNIOSKI
1.
Opracowanie i rozpowszechnienie katalogu przedstawiającego w prostej i dostępnej
formie:
a)
rozwiązania budowy, napraw, remontów lub przebudowy typowych konstrukcji dróg
spotykanych na terenach gmin z prognozą ich nośności i trwałości.
b)
alternatywne rozwiązania oparte o miejscowe materiały m.in. pochodzące z odpadów
przemysłowych, porównanie dotychczas stosowanych typowych rozwiązań z innymi
bardziej skutecznymi i ekonomicznie uzasadnionymi.
c)
orientacyjne koszty w/w rozwiązań w kontekście utrzymania dróg na przestrzeni 5,
10 i 20 lat, wybór optymalnych rozwiązań.
Taka wiedza byłaby bardzo pomocna przy wyborze określonych technologii dla potrzeb i
warunków lokalnych.
2.
Opracowanie warunków technicznych stabilizacji gruntów wątpliwych i wysadzinowych
oraz wykonania warstw podbudowy z materiałów najczęściej spotykanych w istniejących
już konstrukcjach dróg gminnych. Sprawa bardzo istotna ze względów ekonomicznych i
ekologicznych.
3.
Dążenie do uproszczenia dokumentacji przetargowej dotyczącej remontów i przebudowy
dróg gmin wiejskich w ramach środków pomocowych. Często koszty i czas przygotowania
materiałów przetargowych oraz dokumentacji są nie adekwatne do przedmiotu przetargu.
4.
Prowadzenie w szerokim zakresie spotkań, warsztatów, szkoleń z udziałem kadry
technicznej samorządów gminnych celem poszukiwania skutecznych rozwiązań dla
podnoszenia standardów dróg gminnych, które są bardzo ważne dla lokalnych środowisk.
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ
mgr inż. Zbigniew Bukowski
ENVTECH POLAND sc
www.envtechpoland.com
[email protected]