Közlekedéstan | Felsőoktatás » Az útpályaszerkezetekről

Az útpályaszerkezetekről 1. ELŐADÁS Útpályaszerkezetek fejlődése (Történeti áttekintés) − Kínában kiépített császári úthálózat ie. 3 évezredben − Egyiptomi birodalomban a Kheopsz piramis építése alatt létrehoztak egy 18 m szélességű utat ie. 2500-ban. − Peruban ma is az inkák által épített utakon közelíthetőek meg a magas hegycsúcsok − Babiloni és asszír birodalom jól kiépített hadiúthálózattal rendelkeztek − Római birodalomban 80 ezer kilométer úthálózat létezett.(mely 2 sávos és kb 8 méter széles volt) ezen az úton a kocsik, társzekerek 24-120 km/nap ,a futárok 240 km/nap sebességgel tudtak haladni. A római szenátus ie 312-ben döntést hozott a Via Appiáról ,és sugaras úthálózatot hozott létre. A rómaiak útépítést és útfenntartást is végeztek, ez utóbbit az a légió végezte, amely az úttal egy régióba tartozott. Alkalmazott szerkezetek : − zúzalékot felületű burkolatok (alul

faragott, illesztett, nagy majd kisebb zúzottkő) − kő burkolatú utak (terméskövek, finom zúzalék, kőlapok, 1/0. ábra) A Római Birodalomban tetőszelvényes útszerkezet volt. A birodalom bukása után (V. század) nem volt útépítés csak leromlás Ez a népvándorlások időszaka, ekkor alakultak ki a feudális korszakok. Az újabb útépítési igényeket az ipari forradalom hatásai váltották ki. Két irányzat alakult ki. − francia: rakott terméskő alap, kövekkel kiékelve, erre durvább, majd finomabb minőségű zúzalék terítése. 35-45 cm vastag, kb. 55 méter széles kőburkolatot a forgalom tömöríti be 1699 királyi országos útfelügyelőket nevel az útügyi főiskola(École Pont et Chaussées) 1775 Trésanget − angol : 1663 londoni parlamentben törvénybe foglalják a sorompós, fizetős vámos utak létesítését. Telford mérnök kezdetben rakott-kő alapra épített. John Mac Adam 1800 körül új módszer (ez jó, csak porzott).

Később, az 1800-as években megjelenik egy új anyag, a kátrány. Ez jó vízzáró, és jó ragasztó anyag. 1829 Ligonban, 1832 Londonban Kátránnyal kötött makadám utat készítettek 1860 Dermatataroson felfedeztek nagy mennyiségű természetes bitument 1865 Budapesten megalakult az Első Magyar Asphalt 1872 Megalakul az első aszfaltüzem (4-8 cm vastag döngölt és öntött aszfaltot gyártottak) 1872 Kristóf téren az első magyar aszfaltburkolat, Vidéki János mérnök először készít hengereltaszfalt utat Az USA-ban a trinidadi tóban természetes bitument találtak. Ma is használják 1870-ben megalakul a Trinidadi Epürére egy vállalat. Alapítója Lorenzo Barber, ma is elterjedtek a Lorenzo gépek. A múlt század végén már cementburkolatot is építenek. Az aszfalt építésének, terjedésének nagy lendületet ad 1898-tól kezdődően a kőolaj-feldolgozás. Melléktermék a pakura, és a goudron Ezt sokoldalúan fel lehet használni az útépítésben.

1. előadás 1 oldal XX.század elején fellendült az útépítés 1920-tól külső utakon is aszfaltbeton, aszfaltmakadám típusok megjelennek. Magyarországon a II. világháború után a 30000 km országos úthálózat 14%- a aszfalt vagy betonburkolat, 70%- a zúzott makadám, 16%- a földút. 1960 körül felgyorsul a motorizáció. Nagylengyel környékén nagyon jó minőségű kőolajat találtak, melynek 40%- a fehéráru, 60%- a bitumen. Ekkor kezdenek el Magyarországon aszfaltutakat építeni. 1965-1980 között nagy volt az útépítési teljesítmény. Magyarország ráállt az aszfaltgyártásra (1965-80 között 15 millió tonna/év, ma 2,2 millió tonna/év) Mérsékelt szinten indul el az autópálya építése. Az első betonburkolatú volt 30 év alatt kb 450 km autópálya épült. A II. olajválság hatására, 1974-től a Szovjet kőolajbázisra kell alapozni.(78-85 között megötszöröződött az ár).Ezért megtorpant az útépítés, és előtérbe

került a fenntartási technológia Útpályaszerkezeti alapfogalmak Útpályaszerkezetek és felépítés Cél: a forgalom számára alkalmas és biztonságos burkolat felület létesítése úgy, hogy a járműterhelések okozta feszültségek ,alakváltozások a pályaszerkezet egyes rétegein fokozatosan lecsökkenjen, így a földműre már csak tartósan elviselhető kis igénybevételek jussanak. A pályaszerkezet elemei: − földmű − burkolatalap − burkolati rétegek • Útpályaszerkezetet érő hatások A klimatikus viszonyok nagyon rosszak. A felső rétegben nyáron 68-70 °C télen -25 °C is lehet A plasztikus hőtávolság, azaz a legnagyobb hőmérséklet-különbség 100 °C. • A földművek állékonyságának biztosítása Az útpályaszerkezet élettartama döntő mértékben függ a földmű és a talaj minőségétől. A földmű terheléssel szembeni ellenállóképessége függ: - a földmű tömörségétől - a talaj összetétele és víztartalma

által megszabott teherbíró képességétől. A fagy földműbe való behatolása függ : - a levegő hőmérsékletétől - a talaj összetételétől - a talaj hézagtartalmától - a talaj víztartalmától 1. előadás 2 oldal • Fagykárok − jéglencsés fagyás fagypúpok keletkeznek − olvadási kár akkor keletkezik, ha a víztartalom magas, vízutánpótlás lehetséges, és a talaj fagyveszélyes. A talaj minősége leromlik, és a teherbírását elveszti. A tönkremenetelt a okozza. Akkor következik be, ha a földműben van vízzáró réteg is. forgalom A talajok fagyérzékenységét megállapíthatjuk − a plasztikus index alapján, ha Ip >15% fagyérzékeny Ip <15% fagyveszélyes − a szemeloszlás alapján Az útpályaszerkezetet fagykár ellen védeni kell, ha a decemberi talajvízszint a tervezett útpályaszerkezetet 2,2 m-nél jobban megközelítette. A pályaszerkezet + fagyvédő réteg vastagsága meghatározott. Fagyhatárzónák: I.

Dunaalmás - Berettyóújfalu vonaltól Északra, és a 250 m-nél magasabb területeken II. minden más terület A pályaszerkezet élettartama A tervezési forgalom alapfogalma: Már az utak építése és tervezése során (előre) kell számolni az út elhasználódásával. Tervezési élettartam: az a t év ami a forgalomba adástól számított azon időtartam, amely eltelte után elő kell irányozni a megerősítést, vagy felújítást. Egységtengely: (F100) egy olyan tengely, amelynek a pályára jutó terhelése 100 KN. A forgalomban résztvevő eltérő tengelysúlyokat át kell számolni egységtengelyre. Tervezési forgalom: t év tervezési forgalom alatti forgalom. Az útpálya élettartama:A tervezési és valóságos élettartam nem esik egybe . A valóságos lehet kevesebb, és több is. A forgalmi és klimatikus hatások következményeként megy tönkre A tönkremenetelt nem szabad megvárni Tönkremeneteli jelenségek: − jelentős mennyiségű fáradási

repedések (ha túl nagy forgalmat kap, vagy probléma van a földművel) − a felületi tulajdonságok romlása (hossz és keresztirányú repedések jelentős száma, amit szélsőséges hideg periódusok is kiválthatnak, az egyenletesség, a csúszásellenállás jelentős romlása − jelentős nyomvályúképződés(váratlan nyári melegek esetén),max. 18 mm lehet − extrém hatások (árvíz, földrengés, túlsúlyos járművek) technológiai hibákra visszavezethető jelentősebb károsodások. 1. előadás 3 oldal 2. ELŐADÁS Útpályaszerkezetek földműveinek anyaga, víztelenítése és védelme A pályaszerkezet elemei: (2/1. ábra) − burkolat(kopóréteg. kötőréteg) − alapréteg(alsó, felső) A fagyvédő réteg nem a pályaszerkezet ,hanem a földmű része ! A földmű: − az útépítés költségének 20-30 %- a, jelentős szerepe van. − a legnagyobb mennyiségben a földet építjük be az útépítés során, ez a legfőbb építési anyag −

az alapokat jól kell megcsinálni, mert anélkül nagy költséggel sem tudunk jó utat építeni − a lehajlások 80-85%-a a földmű összenyomódásából adódik, ha ez a lehajlás nagy, nagyok a pályaszerkezetben fellépő húzófeszültségek, hamar rongálódik az út. Cél: A földmű a nyomvonal környezetében lévő talajból legyen megépítve, különben a szállítási költség túl magas. Ezért a nyomvonallal lehetőleg már a tervezés során el kell kerülni a töltésre alkalmatlan területeket. A földmű két nagy része: − felső 50 cm − ez alatti rétegek Ajánlott anyagok: A különböző talajokat felhasználhatóság szempontjából három csoportra lehet osztani. I. A felső 50 cm-ben felhasználható : γ 0max ≥ 1,65 g/cm3 száraz térfogat mellett − − − − iszapos kavics, vagy iszapos homok max 10% iszaptartalommal, homokos iszap, élesszemcséjű homok, iszapos murva, bányameddő II. A felső 50 cm alatt beépíthető talajok, abban

az esetben ha annak víztartalma w opt ±2 % : − homokliszt, − finomhomok ( U>2 egyenetlenségi mutató esetén), − lösz, (ha nem nagy a víztartalma) − márga (ha aprított és nem rögös). III. Nem használható: − puha iszap, puha agyag, − szerves talajok, (a szervesanyag tartalom szemcsés talajnál >3%, kötött talajnál >5%) − szikes vagy fagyott talajok, − kis halmazsűrűségű talajok, γ 0max <1,55 g/cm Ha a felső 50 cm-ben nem a I. szerinti talajból épülne, akkor fagyvédő réteget (szemcsés alapréteg) vagy vízzáró stabilizációs réteget kell beépíteni. Bármelyik talajt használjuk, fontos, hogy a földmű jól legyen tömörítve. Különben jelentősek a földmű mozgásai, lehajlása. Az ezt követő alsó alapréteg is hamarabb megy tönkre (repedések, kifáradás) A rosszul tömörített anyagok utántömörödnek, de ez egyenlőtlenül következik be. Így felülethullámosodás és egyenetlenség alakulhat ki. 3 A jó

tömörítéssel: − nő a belső súrlódás − megjavul a kohézió − a nyírószilárdság nő 2. előadás 4 oldal − az összenyomhatóság csökken − a teherbíró-képesség emelkedik − a vízérzékenység csökken. A tömörséget a talaj száraz térfogatsúlyának a γ 0max -hoz hasonlítása alapján számítjuk. Mérés: zavartalan mintát használunk.(kiszúróhenger + ásó) (2/2 ábra) o A zavartalan talajmintát 105 C-on kiszárítjuk γ 0 = G0 V g/cm 3 A talajt mint háromfázisú rendszert figyelembe véve:   γ 0 = 1 − ahol: l% s w% l%   100  s s ⋅ w% 1+ 100 hézagtartalom (tömörítési munkától függ) sűrűség (talaj fajtától függ) víztartalom A fenti képletben így a talaj tömörségét befolyásoló három tényező szerepel. A γ 0max -ot Proctor vizsgálattal határozzuk meg. Ma már csak módosított Proctor vizsgálatot használunk.(ez 5 rétegű tömörítés, nagyobb tömeggel, nagyobb

ejtőmagassággal) (2/3 ábra) A vizsgálatot különböző víztartalmú mintával végezzük el. Ezek eredményét f(w%, γ 0 ) összefüggésben ábrázoljuk. (2/4ábra) A tömörség egy viszonyszám Trγ = γ0 γ 0 max % Az optimális tömörítési víztartalom az amelyikkel a legnagyobb száraz térfogatsúly érhető el. Mivel építéskor megengedett a 100%-nál kisebb tömörség, ezért a felső 50 cm-re vonatkozóan a 0,95⋅γ max metszéspontjai adják meg az alkalmazható beépítési víztartalmat, máshol 0,9⋅γ max a megkövetelt víztartalom. Amennyiben az optimális víztartalomtól eltérünk: − a száraz irányban a szemcsék jobban súrlódnak, sokkal több tömörítő munkára van szükség − a vizes irányban az eltérés veszélyesebb, mert esetleg 2 fázisú lesz a talaj és kitér a tömöritőeszközök alól, azaz nem lehet megfelelő tömörséget elérni. Ma már izotópos tömörségmérőt használnak, hatásfoka nagyon jó, nagyszámú

mérést lehet végezni rövid idő alatt. (2/5 ábra) A talajok tömöríthetősége több tényezőtől függ. Az egyik jellemzője az egyenlőtlenségi mutató Minél nagyobb az egyenetlenségi mutató, annál jobban tömöríthető az anyag. Az egyenlőtlenségi mutató a szemeloszlásból határozható meg: A 10% és 60% átesett anyaghoz tartozó szemcseátmérőt meghatározzuk. A két érték viszonyszáma az egyenlőtlenségi mutató U=D 60 /D 10 Az anyag tömöríthetősége jó, ha U>7 közepes, ha 3<U< 7 nehéz, ha U< 3 Nem tömöríthető, ha U< 2,5 (vagy w% túl kicsi vagy túl nagy) A földmű teherbíró képessége és a tömörsége között szoros összefüggés van. A teherbírást két mérőszám jellemzi: − CBR (ma már egyre ritkábban használják) (2/6. ábra) − E 2 (helyszíni mérésből határozható meg) (2/7. ábra) 2. előadás 5 oldal E 2 mérés menete: Adott egy 30 cm átmérőjű tárcsa. 2 A tárcsát 0,05 MN/m lépésenként

2 0,3 MN/m -ig terheljük, minden terhelési lépcsőben megvárjuk, hogy a talaj süllyedése megálljon. Majd tehermentesítjük, és 0,01-es lépcsőkben újra terheljük. Az E2 értéke a második terhelésből számítható Tt = 2,0 ⇒ Tr ≅ 95 % Tt = 2,0 ⇒ Tr ≅ 95 % Tt = 2,0 ⇒ Tr ≅ 95 % E2 = 2 25-35 MN/m ⇒ gyenge teherbírású talaj 2 40-50 MN/m ⇒ közepes teherbírású talaj 2 60-80 MN/m ⇒ jó teherbírású talaj A tapasztalatok szerint a T t tömörödési tényező összefügg a talaj tömörségével. Szintén tapasztalat alapján mondható, hogy egy rétegre ráépített újabb szemcsés réteg esetén a fent mérhető teherbírás kb. kétszerese az alsó rétegen mért teherbíró képességnek A CBR értékből is meglehet határozni a talaj teherbíró-képességét E 2 = 10 ⋅ 3 CBR 2 2 Az új méretezési utasítás E 2 = 40 N/mm értéket ír elő, ezért a talajnak legalább a CBR 8%- nak kell lennie ahhoz, hogy teherbírása megfelelő

legyen. A 2/8. ábra különböző talajok teherbírás és tömörség összefüggését mutatja be, w=w opt % esetén A földmű építése során a rétegekbe a megfelelő talajokat a megfelelő tömörségben kell beépíteni. Ügyelni kell a tömörítési vastagságra is. A magas töltések az évek során ülepednek, és tovább tömörödnek. Így a koronaszélesség megváltozhat (lecsökkenhet) Ezért a magas töltésre csak egy tél elmúlta után célszerű a burkolati réteget építeni. Fagy és olvadási károk A talaj víztartalma lényegesen változik. Még optimális víztartalommal történt tömörítés után is, vizet kapva lényegesen veszít teherbíró-képességéből. A téli fagybehatolás és a tavaszi olvadás hozhatja létre a fagykárt illetve az olvadási kárt. Fagykár ⇒ a talajban lévő víz megfagy, duzzad, ezért a pályaszerkezet egyenetlenül megemelkedik és reped. (jéglencse !) Olvadási kár ⇒ tavasszal a vízzel telített talaj

elveszíti teherbírását, nagy lehajlások, jelentős igénybevétel éri a burkolatot. Fagykár elleni védekezési módok: − fagyvédő réteg építése − talajvízszint lesüllyesztése (2/9. ábra) − megemeljük a pálya tengelymagasságát − lesüllyesztjük a talajvíz szintjét − elvezetjük a rétegvizet (szivárgó) − pályaszerkezet alá hőszigetelő réteget építünk be A./ Fagyvédőréteg építése Az elkészült pályaszerkezetet fagybehatolásra ellenőrizni kell. Fagyegyenérték szorzókkal szorozzuk fel a vastagságokat. Az egyenértékszorzók az alábbiak: f − nem kötött anyag 1,0 − cementes v. meszes talaj stabilizáció 1,2 − cementtel stabilizált kavics, aszfaltmakadám, soványbeton 1,3 − aszfaltbeton, öntöttaszfalt, útbeton 1,5 2. előadás 6 oldal A felszorzott rétegvastagságokat összeadjuk, így kapunk egy vastagságértéket, amit össze kell vetni a fagybehatolás vastagságával, ami 80 cm az I. fagyzónában I.

zóna a Dunaalmás70 cm a II fagyzónában Berettyóújfalu-tól Északra eső és a tengerszint felett 250 m-nél Ha a fagyhatárzóna magasabb országrész. 1 - 8 cm-rel több a számolt értéknél ⇒ A többi II. zóna min. 15 cm-es fagyvédő réteg szükséges 8 -15 cm különbségnél ⇒ min. 20 cm a fagyvédő réteg > 15 cm különbségnél ⇒ min. 25 cm a fagyvédő réteg vastagsága Fagyvédő réteg csak fagyálló talajból készülhet. (2/10 ábra) B./ Talajvízszint süllyesztés − szivárgókkal(mindig a kellő mélységet meghaladóan kell a szivárgók alját elhelyezni.) (2/9 ábra) Az út mentén összegyűjtött vizek elvezetése is jelentős kérdés. - régen: szikkasztó árkok. (Hiba: a környezetben a talaj elázik, rézsűcsúszást, magas talajvizet előidéző állapot) - ma: burkolt befogadó (övárok nem készülhet burkolás nélkül bevágásnál, mert a csúszólap környékén áztatná el a rézsűt) 2. előadás 7 oldal 3. ELŐADÁS

Nyomvályúsodás: A nyomvályú általános jelenség, mert a burkolat építés után mindig utántömörödik a forgalom hatására. Ez kicsi, nem túl mély nyomvályú A plasztikus, korai nyomvályú káros. Oka a beépített aszfalt nyomosodásra hajlamos Az aszfalt viszkoelasztikus anyag. Ezért − túl nagy teher ,vagy − túl nagy meleg esetén a viszkózus tulajdonság dominál. Ha a nyomosodásra hajlamos réteg csak a kopórétegben van felújítható, ha az alsó rétegben van, akkor a felújítás nagyon költséges. Repedésképződés • Hosszcsatlakozásnál: Kagylószerű repedések. Ez egy tönkremeneteli folyamat A repedések kezelése nehéz. Az aszfalt érdekes viselkedése a viszko-elasztikus jellegéből adódik Az aszfalt ,ami szabad mozgásában gátolt, lehűlések hatására termikus feszültségek ébredhetnek. A termikusan ébredő leépülni nem képes, felhalmozódó feszültségek megrepeszthetik a burkolatot, ha elérik a húzó

határfeszültséget. termikus eredetű repedések kialakulásának mechanizmusa a 3/4-1 és 3/4-2. ábrán látható • A termikus eredetű repedések kialakulásának mechanizmusa: − kevésbé homogén szövetszerkezet, itt a húzószilárdság kisebb.(burkolatszél, munkahézag és környéke, kis beépítési vastagság, szétosztályozódás) − mikrorepedések kialakulása: lehűléskor az alakváltozásában gátolt aszfaltban termikus feszültségek hatására mikrorepedések keletkeznek. − a mikrorepedések fokozatosan megnyílnak, majd eléri a réteghatárt, és továbbreped. − a kopóréteg teljesen átreped, a két réteg határán is áthatolnak a repedések − itt be tud jutni a víz, amely további károkat okozhat (3/9. ábra tartalmazza a képletet) E: α: tR: (aszfaltkeverék összetétele) (az aszfaltkeverék bitumentartalmától függ) (a bitumen fajtájától, minőségétől függ) 3. előadás 8 oldal Útpályaszerkezetek felépítésének

típusai • Hajlékony pályaszerkezet Ez a legelőnyösebb, gyorsan, nagy teljesítménnyel építhető. Csak lehűlnie kell, és használható Teljes vastagságú pályaszerkezet építhető belőle (3 db ábra) • Hidraulikus kötésű alaprétegek A kötőanyag és a szállítási költség dominál. Helyi anyagokat kell valamilyen eljárással stabilizálni Így félig merev útpályaszerkezetek jönnek létre. Vegyes pályaszerkezeti rendszerek (2 db ábra). Előnyök : − bárhol megépíthető − a járműteherből a földműre adódó igénybevételt nagyon jól lecsökkenti Hátrány : − A stabilizációs réteget rosszul modellezték, az alap megrepedt, megnyílt, húzást ad az aszfaltra, így az is megreped. Tehát újabb, alulról induló repedések jelennek meg − • Merev pályaszerkezetek (betonburkolatok) (ábra) Mezőgazdasági utak, parkolóhelyek, géptároló helyekre építik. Nem kapnak túl nagy forgalmi terhelést Fontos a fagyvédelem. A hidraulikus

kötésű alapot lezárják. − bevonattal − 2 - 2.5 cm vastag ágyazó aszfaltot tesznek rá Jelentős a "pumping" hatás, vakhézagok keletkeznek, kiöntőanyaggal tömítjük. Ha nem jó a dilatálást tömítő anyag, akkor kimosódhat az alsó tábla alatti rész. Ma : − újabb beton a "rapid" beton, mely 3 - 4 nap alatt megszilárdul − A betonutak arányának növekedése várható. Előtérbe került, mert `92 - `95-ig a nagyon meleg nyár az aszfaltúton komoly nyomosodást okozott. 3. előadás 9 oldal A pályaszerkezetek egyes rétegeinek szerepe és igénybevételei. Funkció szerint megkülönböztetünk : − kopóréteg − kötőréteg − alapréteg • Kopóréteg Különböző országok más - más felépítményt használnak. Az időjárási hatásokat és a forgalomból származó hatásokat közvetlenül viselik. Megkülönböztetett fontosságú réteg Követelmények : − Nedves időben is megfelelő csúszás ellenállása

legyen (ábra). A kopóréteg felületén alkalmazott zúzalék polírozódó képessége fontos, pl./ magyar bazalt könnyen polírozódik. A zárt szövetszerkezetű felpolírozódott fényes bitumenes felület kedvezőtlen. − Legalább 10 nyári időszak elteltével se alakuljon ki a felületén a megengedettnél nagyobb nyomvályúmélység. − Jó hidegviselési tulajdonságú legyen : − öregedése ne legyen túlzott mértékű − habarcskiverődés, felületi ritkulás, termikus repedezettség ne alakuljon ki − Felületi egyenletessége megfelelő legyen, ez egyben a járművek menetzajának csökkentése irányába ható követelmény is. − A járművek utáni vízfelverődés ne legyen nagy. − A fényszórók visszatükröződő hatása csapadékos, nedves időben elfogadható szintű legyen. − Tisztíthatósága, téli üzemeltetése jól biztosítható, könnyen teljesíthető legyen. Ma : zúzalék - masztix aszfaltok azok, amelyek ezeket a követelményeket

elfogadhatóan kielégítik. Külföldön nyitott pórusszerkezetű aszfaltot építenek. Fontos követelmény hogy a városban 2 - 3 db legyen a zajszint. Új szempontok : − teljesítőképesség − csendesség • Kötőrétegek A kötőréteghez az időjárási hatások már csak csökkent mértékben jutnak el, - a kopóréteg megfelelősége esetén - a forgalomból származó erőhatások is mérséklődnek. A nyári meleg periódusban azonban a kötőréteg hőmérséklete csak néhány °C fokkal alacsonyabb, mint a kopórétegé, ezért a függőleges feszültséget figyelembe kell venni. 3. előadás 10 oldal Követelmények : − a megfelelő plasztikus alakváltozási ellenállás − a fáradási ellenállás ne legyen annyira hangsúlyos követelmény − összeépítve a kopóréteggel az együttdolgozás fontos • Aszfalt alaprétegek Típusai : − hidraulikus alapra épített − hajlékony alapra épített A hajlékonyabb jobb, ezt építjük. Alulról

induló reflexiós repedés elleni védekezés (ábra) 3. előadás 11 oldal 4. ELŐADÁS A pályaszerkezet anyagai Útpályaszerkezetek alaprétegei Az utak alaprétegeinek szerep, funkciója : − teherelosztó hatást kell biztosítani, a földműre olyan terhelés jusson, amely abban maradó alakváltozást nem okoz − nagyon nagy vastagságú, ezért olcsó, helyi anyagokat kell felhasználni Követelmények : − megfelelő teherbírást biztosítson − ne jöjjenek létre káros utántömörödések − megfelelő geometriával épüljenek meg (egyenletes vastagságban tudjon az alapra ráépülni a következő réteg) − nem lehetnek víz- és fagyérzékenyek − a ráépülő rétegek építéséből származó mechanikai igénybevételeket károsodás nélkül tudják viselni − aszfaltburkolatok építése estén abban ne idézzenek elő reflexiós repedéseket, betonburkolatok esetén az u.n "pumping" hatással szemben ellenállóak legyenek −

tervezésüknél, építésüknél a tartós funkcionális megfelelőség és a gazdaságosság szempontjai egyaránt teljesüljenek Alaprétegek típusai : • Kötőanyag nélküli alaprétegek : Fajtái : − hagyományos (zúzottkő) alapok − mechanikai stabilizációs rétegek − u.n folytonos szemeloszlású, kevert zúzottkő alapok (Wet Mix Macadam, Mineralbeton) • Hidraulikus kötőanyagú alaprétegek A hidraulikus kötésű kötőanyagokkal (cementtel, bázikus pernyével, mésszel, gipszes homokkal, granulált kohósalakkal, pernye - mész kötőanyag kombinációval) készített alaprétegek (stabilizációs rétegek). Az előállításuk technológiájától függő csoportosítás : − helyi stabilizációs réteg (in situ, in place) − keverőtelepi, előkevert stabilizációs réteg (in plaint) 4. előadás 12 oldal • Bitumenes kötőanyagú alaprétegek Fajtái : − helyszíni stabilizációs rétegek − aszfaltmakadámok − keverőtelepi

melegeljárásos technológiával készült aszfalt alaprétegek Tervezési előírások MSZ 07-3703/91 ME 07-3209/1994 Építési előírás Megnevezések : − Kötőanyag nélküli alaprétegek : − ZA : zúzottkő és kohósalakkő alap − M-20 : mechanikai stabilizáció (finomabb) − M-50 : mechanikai stabilizáció (durvább) − Hidraulikus kötésű alaprétegek : cement kötőanyagúak − CE jelű erősített alapréteg − CK t jelű stabilizált kavics (szemcsés anyag),telepen keverve − CK h jelű stabilizált kavics (szemcsés anyag),helyszínen keverve − CT t jelű stabilizált talaj, telepen keverve − CT h jelű stabilizált talaj, helyszínen keverve pernye és mész, vagy hidraulikus pernye kötőanyagúak − PE jelű erősítő alapréteg − PK t jelű stabilizált kavics, telepen keverve − PK h jelű stabilizált kavics, helyszínen keverve − PT t jelű stabilizált talaj, telepen keverve − PT h jelű stabilizált talaj, helyszínen keverve mész

kötőanyagúak − MS h jelű stabilizált salakpernye, helyszínen keverve − MT h jelű stabilizált talaj, helyszínen keverve − MT k jelű mésszel kezelt talaj A jelölések magyarázata : − kötőanyag fajták szerint : − C : cement (pl:/kspc,ppc) − P : pernye (hidraulikus pernye, vagy nem hidraulikus pernye és más, vagy hidraulikus és nem hidraulikus pernye keverék) − M : mész (mészhidrát, oltott mész, porított égetett mész, mészmelléktermékek) ⇒nem nagyon használjuk 4. előadás 13 oldal − szemcsés anyagok és talajok fajtája, minősége szerint : − E : régi útpályákra épített erősítőréteg, vagy újonnan épülő pályaszerkezet felső alaprétege. Csak szemcsés anyagokból, megadott feltételek mellett! − K : folytonos szemeloszlású szemcsés anyag (zúzottkő, homokoskavics, stb.) − S : salakpernye − T : kötött talaj − Előállítás helye szerint : − t : telephelyen − h : helyszínen keverve − k : kezelve

(mésszel) Nehéz forgalom alá 2 rétegű alapréteg kell. Stabilizálás : − szűk szemeloszlás : mechanikai stabilizálás Az az összetétel, ami képes jól kitölteni a szemcsék közötti hézagot. − kötőanyaggal teherbíróvá tesszük az alapréteget Ne legyen fagy- és vízérzékeny az alap! 1. ZA jelű zúzottkő és kohósalakkő alapok készítése Készítéséhez Z55/80, vagy Z20/80 jelű zúzottkövet kell használni. Egy rétegben beépíthető vastagság 15-25 cm között van. A beépített rétegben nem lehet a tömör vastagság 2/3-nál nagyobb szemcse Az elterített zúzottkő rétegeket acélköpenyes hengerekkel, nedvesítő hengerléssel 1-2 hengerjárattal előtömörítjük. A felületre Z12/20-as zúzalékot, murvát, törtkavicsot szórunk és behengereljük Ezek kiékelik a zúzottkő réteg felső részét. E műveletet 1, vagy 2 ütemben kell elvégezni A réteg tömör, ha a henger elé dobott kő eltörik. A kohósalakkő nagy belső

súrlódású, ezért a hengerlésnél több vízre van szükség. Ha meszes vízzel nedvesítünk, akkor hidraulikus utószilárdítást is elérhetünk a pernyénél (Külföldön mész és cementhabarcsot is bevibrálnak. Ezzel nagyobb költségű útalap építhető) 2. Mechanikai stabilizációs alaprétegek építése Akkor előnyös, ha a közelben jó (folytonos, a Fuller egyeneshez közeli) szemeloszlású szemcsés, HK, KH, murva van. Két típust különböztetünk meg : − M-50 : Dmax=50 mm, 15-25 cm-es rétegvastagsággal, − M-20 : Dmax=20 mm, 10-20 cm-es rétegvastagsággal Szabályozni kell a szemeloszlási határfeltételeket és a konzisztencia tulajdonságait. 4. előadás 14 oldal A felhasználás kritériumai : − szemeloszlás − határfeltételek − fél méter alatti részt leválasztani, a konzisztencia tulajdonságok ellenőrzése WL ≤ Ip ≥ felső alsó határgörbénél 35% 25% 10% 5% Az útalap tömörségének nagyobbnak kell lennie, mint

95% (izotópos tömörségvizsgálóval mérve) Ha nincs a környéken jó anyag, akkor több anyagot kell elegyíteni. Ezt ma már nem használják, inkább cementstabilizációt csinálnak. Az alaprétegek, ha cementstabilizációval készülnek, nem a hagyományos módon készülnek (nincs V/C tényező, stb.) Ha a talaj cementigénye nagyobb lenne, mint 150 kg/m3, akkor már tiltja a szabvány az eljárást. Az ilyen alapnak jó teherelosztó hatása van. A helyszíni cementstabilizáció lépései : 1. Talajelőkészítés + cementszállítás 2. Cementelosztás + vízszállítás 3. Talajkeverés 4. Előtömörítés 5. Tömörítés 6. Utókezelés 4. előadás 15 oldal 5. ELŐADÁS Útpályaszerkezetek méretezése A méretezési eljárások (hajlékony és félmerev pályaszerkezet esetén) három csoportba sorolhatóak: − Szemiempírikus vizsgálat − Katalógus a szabvány pályaszerkezetekről − Mechanikai alapokból kiinduló módszer • Szemiempírikus

módszer : AASHO intézet 1:1 arányú kísérletet hajtott végre − homokoskavics − zúzottkő − aszfalt rétegeket használtak és különböző variánsokat hoztak létre. Ezek különböző vastagságú és különböző rétegvastagságú minták voltak, melyeken két évig 0,9-14 tonna tengelysúlyig járattak műterhelést. Az egyes tengelysúlyú járművek csak saját nyomukban jártak. A kész pályaszerkezetet nulla állapotban és ezután két hetente értékelte egy bizottság, amely a használhatóságot pontozta 1 - 5-ig. Emellett figyeltek a : − repedésekre − kátyúképződésre − lehajlásra Azt tapasztalták, hogy a p= 2,5 használhatósági index elérése után felgyorsul a tönkremenetel. Ezért ezt az indexértéket tekintették tönkremenetelnek, az ehhez tartozó áthaladási számot vették figyelembe. Miután tönkrement egy útszakasz, ott a terhelés megszakadt. A kísérlet eredményeit 1962-ben hozták nyilvánosságra. Megvizsgálták, hogy

: − Egyes szakaszok hány tengelyáthaladás után mentek tönkre. (p=2,5) − Létrehoztak egy egyenérték tényezőt, amelyet először becsültek, majd regresszióval korrigáltak. H e =2*H aszf +1H zk +0.75*H hk − Megállapították, hogy található összefüggés az egyenérték-vastagság (H e ) és a tengelyáthaladások száma között (5/1. ábra) − A tönkremenetelhez tartozó áthaladásszám alapján átszámították a különböző tengelysúly értékeket a 10 tonnához tartozó H e-- re. f i =N i (t)/N 10t ahol : : átszámítási szorzó − fi : áthaladási szám − N i (t) : 10 tonna teherhez tartozó tönkremeneteli szám − N 10t − Létrehozhatták a regressziós összefüggést a tengelyáthaladások száma, az egyenértékvastagság és a tengelysúly nagyság között. (5/2 ábra) − Az Asphalt Institut korábbi kísérletei már bizonyították, hogy a szükséges pályaszerkezetvastagság a talaj teherbíró-képességét jellemző CBR értéknek

0,4-ik hatványával fordítottan arányos. Így alakult ki a végleges méretezési diagram (5/3 ábra) illetve számítási képlet. H esz  2,5  = −14,5 + 14,0 ⋅ lg( F10 )    CBR  [ ] 0,4 A magyar méretezési előírás (HUMU, amely 1992-ig érvényben volt), ezt a diagramot tartalmazta. Ezt azonban meg kellett változtatni, mert: 5. előadás 16 oldal − új aszfaltkeverékek jelentek meg, ezekre nem volt meghatározható az egyenérték szorzó, − a pályaszerkezet erősítésénél a hazai tapasztalat szerint a makadám burkolatok kisebb, a félmerev burkolatok pedig nagyobb vastagítást kívántak, − az alapvető meghatározó a CBR%, ami az AASHO kísérletek során 2,5% volt, minden további érték egy 1940 évi kísérlet alapján lett számítva, − a mechanikai méretezés irányába kellett továbblépni. A méretezések alapelvei A méretezésnél alapvetően figyelembe veendő tényezők : − nehézgépjármű forgalom −

földmű teherbíró képessége − pályaszerkezeti rétegek anyagainak tulajdonsága Nehézgépjármű forgalom : (F 100 egységtengely áthaladás) F 100 = 1,25⋅365⋅t⋅r⋅((f 5 ⋅A 5 ⋅C 5 ) + (f 7 ⋅A 7 ⋅ C 7 )+.) ahol : 1,25 : biztonsági tényező 365 : napok száma t : tervezési időszak, általában 15-20 év r : egy forgalmi sávra redukálja a keresztmetszeti forgalmat két sáv, kétirányú forgalom esetén r= 0,5 4 m széles burkolat esetén r=1,0 több párhuzamos sáv esetén r= 0,5 - 1,0 − fi : járműkategória fejlődési szorzója az átadást követő t/2 évre i = az országos keresztmetszeti forgalomszámlálás járműkategória száma − Ai : jármű/nap a forgalomszámlálás évében (ÁNF) − Ci : 100 KN egységtengelyre átszámítási szorzó C5 : busz (0,5) C7 : nehéz tgk. (0,4) C9 : nyerges vontató (1,5) − − − − Az átszámítási szorzó elve az AASHO kísérleteknél használt módszerrel illetve az aszfaltburkolatok

fáradási görbéi alapján vezethető le. (5/4 ábra) Földmű teherbíró képessége : Ez az E 2 modulussal illetve a CBR% - kal megadható. Pályaszerkezeti anyagok tulajdonsága: A pályaszerkezeti anyagok fáradási jellemzői, ismételt terhelés alatti tönkremenetelének jellemzői mechanikai vizsgálatokkal határozhatók meg. Katalógus rendszer A jelenleg érvényes méretezési utasítás átmenet a szemiempírikus és a mechanikai méretezési módszer között. Több európai országhoz hasonlóan pályaszerkezeti variánsokat, felépítést tartalmazó katalógusból lehet kiválasztani a forgalomnak megfelelő szerkezetet. Ezek a katalógus lapok, illetve pályaszerkezeti variánsok azonban mechanikai számítási elven lettek kidolgozva. A figyelembe vett két alapelv: 5. előadás 17 oldal − A pályaszerkezet aszfaltrétegeinek alján az ismételt terhelések hatására keletkező feszültségek ne haladják meg az ott lévő anyag fáradási

szilárdságát illetve tulajdonságait. − Az alsó réteg ne adjon át a földműnek olyan igénybevételt ami annak maradó deformációját okozná. A szabvány négy típuslapot tartalmaz (5/5. - 5/8 ábra) : − I. Hajlékony típus : − 1. Teljes aszfalt pályaszerkezet − 2.a Zúzottkőalapon aszfalt pályaszerkezet − 2.b Kavicsalapon aszfalt pályaszerkezet − II. Cementstabilizációs alaprétegű típus − III. Cementstabilizációs alapréteg feszültségoldó réteggel − IV. Soványbeton alapréteg illetve makadám szerkezet − soványbeton − aszfaltmakadám + ZK alap Egyes kategóriákban forgalomtól függő a réteg vastagsága, az alsó alapréteg és a legalább 10 cm vastag burkolati réteget (kötő- + kopóréteg) alkalmazása kötött, így a forgalomi terhelési osztályt a felső alapréteg vastagságának változtatásával követi. 2 A mechanikai alapon számított burkolat rétegvastagság feltételezi, hogy legalább E 2 =40 MN/m a földmű

teherbírása. Amennyiben az ennél kevesebb, úgy erősítő réteget kell beépíteni, ez azonban még a földmű részét képezi. A mechanikai alapokból kiinduló katalógus rendszer sem tudja figyelembe venni az újabb aszfalttípusokat, illetve az egyes burkolatrétegekben alkalmazott anyagok lényegesen eltérő mechanikai tulajdonságait. 5. előadás 18 oldal Meglévő pályaszerkezetek erősítése Az AASHO kísérletek során Benkelmann féle lehajlásmérővel mérték az egyes pályaszerkezeti variánsok lehajlásait. A végső feldolgozásnál kiderült, hogy szerkezettől függetlenül igen jó összefüggés található a kezdeti s 0 lehajlás és a p=2,5 használhatósági indexhez tartozó egységtengely áthaladási szám között. (5/9 ábra) Megállapítható, hogy létezik egy megengedhető s eng (mm) kezdeti lehajlás, amelyre igaz, hogy csak az F 100 (Z 10 ) áthaladási számtól függ. Ezért, ha az építés utáni s 0 lehajlás kisebb, mint s eng ,

akkor a burkolat csak Z 10 lefutása után fog tönkremenni. Az egyenérték vastagság H e és a lehajlás s között jól kifejezhető kapcsolatot találtak (5/10. ábra) H 2 = A − B lg s2 H 1 = A − B lg s1 ∆H = B ⋅ lg s1 s2 ∆H = B ⋅ lg ∆H = H 1 − H 2 s1 seng Ezt a módszert alkalmazta a HUMU erősítésméretezési módszer is, a ∆H e értékét a tervezési forgalomtól függő s eng lehajlásból és a leöregedett pályaszerkezeten mérhető s a értékből számítva. ∆H = 70 ⋅ sa seng Az s a értékét a tavaszi lehajlások átlagából és annak szórásából úgy kell meghatározni, hogy az a 95% megbízhatósághoz tartozzon. A jelenlegi módszer − a filozófiát megtartja − pályaszerkezet típusonként ad s eng vonalat − nem egyenérték-vastagságot hanem tényleges aszfaltvastagságot használ. Kétféle lehetőség van : A) (5/11. ábra ) A tervezési forgalom (F100) és a pályaszerkezet típus ismeretében meghatározni a SE

engedett lehajlás értékét, majd ez alapján az SM - ∆H diagramból az Se-hez tartozó szükséges erősítést kiolvasni. B) (5/12. ábra) Az F 100 és SM ismeretében a pályaszerkezet típusnak megfelelő görbéről közvetlenül leolvasható ∆H értéke. Az `A` és `B` módszer ugyan azt az eredményt adja. Az aszfaltok eltérő fóradási illetve mechanikai tulajdonságait ezzel a módszerrel sem lehet figyelembe venni. 5. előadás 19 oldal 6-1. ELŐADÁS Útpályaszerkezetek alaprétegei (folytatás) Magyarországon 3 fajta eloszlású stabilizációs rétegek : − 0,32  − 0,24  max névleges szemcseméret. − 0,16  A CK jelű alap szemcseeloszlási követelményei: max. szemnagyság : 32 mm 4,0 mm felett legalább : 40 m% 2,0 mm alatt legalább : 25 m% ( dolomit és murva : 20%) CK : cementes kavics. − Vizsgálandó : CK , PK − szemeloszlási folyási határ, plasztikus index − szemcseaprózódás − mállási hajlam − vízfelvétel −

tömöríthetőség (módosított Proctor vizsgálattal előírandó a Wgt % optimális víztartalom, a Tr= 95 %-os tömörségi foknak megfelelő ∆W 1 %-os ∆W 2 % viztartalom kétoldali tűrések és a Pρmax legnagyobb száraz térfogatsűrűség értékei.) A próbahengerek átmérője : − kis átmérő − nagy átmérő : 50 mm : 100 mm A tömörségi fok legalább : − murvás és salakos 93% − kavics és zúzottkő 95% Proctor vizsgálat : (ábra) A kisalakú (d=50 mm; H=75 mm) próbahengerek részei: − formahenger − záróbetét − kinyomóhenger A talajt ∼ 1,5 tonnával tömörítjük. A talajok nyomószilárdsága nem lehet : − túl nagy (túlzott repedésérzékenység) − túl kicsi Célszerű a tömörítésnél W > W opt víztartalmat használni. Kezelés : 1. 7 napig 85% relatív nedvesség tartalmú térben kell tárolni majd meghatározzuk 3 db párhuzamos minta egyirányú nyomószilárdság értéke min 4,5 és max 6 CE -nél 2. 14 napig

nedves térben (relatív nedvesség > 85%) 3. 14 napig nedves tér + 7 napig víz alatt tárolva 4. 14 napig nedves tér + 12x8 óráig fagyasztási ciklusok, víz alatt tárolva Ezen vizsgálatok alapján értékelik az eredményeket. (ábra) 6-1. előadás 20 oldal A szilárdulás időbeli lefolyása változó (kedvezőtlen ha gyors és ha túl lassú) (ábra) Pl.: ez kedvező viselkedésű, egyenletesen szilárduló stabil réteg A víztartalom betartása fontos. Ha a víztartalom : − 2-4 %-al kisebb, szilárdság csökkenés jelentős − 2 %-al nő, még nem rontja a szilárdságot. W opt beállítása a helyszínen nehezebb, keverőtelepen könnyebb. Meszes stabilizáció Pl.: kötött agyagtalajokat nem lehet cementtel stabilizálni Az agyagos talaj mésztartalmának növelésével a folyási határ (W L ) alig változik, sodrási határ (W p ) kedvezően változik.⇒ I p csökken, kedvező irányba vált (ábra) Kövér agyagtalajon mész nélkül a W kicsi, és kis

változásra is nagyon változik a γd max . Mésszel : A görbe W opt -ja nő, és a görbe ellapul, kiszélesedik . Nem érzékeny annyira a γd a W változásra⇒ vízérzékenység csökken. Kevés meszes stabilizációt alkalmazunk. A mésztermékek drágábbak és hiánycikknek számítanak. 6-1. előadás 21 oldal 6-2 előadás Aszfaltok Aszfalt : a bitumen + ásványi anyag keveréke. Fajtái: − Keveréses eljárással készülő anyagok − Permetezéses, szórásos eljárással készülő anyagok (ezek vékony bevonatok) Az előállítás technológiája , hőmérséklettől függően : − hideg eljárásos technológiák − félmeleg eljárásos technológiák − meleg eljárásos technológiák − forró eljárásos technológiák A bitumen viszkóelasztikus anyag. Magyarországon -20 oC - +70 oC az aszfalt használati intervalluma. − melegben : elasztikus − hidegben : merev Megkülönböztetünk kevert aszfaltnál: 1. háromfázisú rendszert, amely

részei : − ásványi anyag − bitumen − ásványi szemcsék közötti levegő, szabad hézagtartalom 2. kétfázisú rendszer⇒itt nincs levegő pl.: öntött aszfalt masztixok Eljárások − Hideg Ezzel általában: − felületi bevonatok − néha Slurry Seal típusú kevert felületi bevonatokat 1-1,5 cm − mikró és makró Seal (kötőanyaga modifikált bitumenemulzió) − Félmeleg : − felületi bevonatok − aszfalt alaprétegek (aszfaltmakadámok) ezek egy ideig pályatest rétegként is működnek − Meleg: 6-2. előadás 22 oldal − háromfázisos aszfaltok (160-190 oC-on állítjuk elő) ezek az un. aszfaltbetonok ill habarcsdús, vagy Scannet aszfaltok − Forró: − öntöttaszfaltok és masztixok (2 fázisúak) 180-240 oC-on gyártják Az aszfaltok kötőanyaga a kőolajgyártás mellékterméke. Még ∼50-80 évig van megfelelő kőolajkészlet . Ennek feldolgozásából keletkezik még bitumen, melyet fel lehetne dolgozni, de drága, ezért

értelmetlen. Tehát megmarad a bitumen. A bitumen egy szénhidrogéntermék. Nagymolekulájú szerves anyag Alifás és aromás szénhidrogénből áll, emelett Oxigén, kén és nitrogén fordul elő. Bonyolult rendszerű kolloid anyag. Viszkozitása, fizikai tulajdonságai reverzibilis jelleggel. a hőmérséklet függvényében folytonosan változnak, A bitument alkotó különféle szénhidrogén vegyületfajtákból felépülő molekularendszerek 3 nagy csoportját különböztetjük meg: − aszfaltének 5000 - 12000 móltömegű vegyi csoport C:H arány = 1:4 − gyanták (aszfalt, olaj - gyanták) Az aszfalténben peptizálodott 1000 - 5000 móltömegű vegyület csoport. − olajos rész: a gyantákban oldódott 500 - 1000 móltömegű vegyület csoportok. C:H arány =1:4 (Parafin vegyületek max 2,5% lehet, különben kikristályosodva repedésérzékennyé teszi a bitument) Ma: Mélyről felhozott olajakat használnak (4-5000 m), ezeknek az olajaknak 90%-a

feldolgozható hajtóanyaggá, 10% a bitumen alap. (Kismélységű olajakban sok a nagymolekula, ezek sűrű olajak, melyek ∼40% -a fehéráru, 60% -a bitumen) Ezekből vákuumdesztilációval állítható elő a bitumen. Bitumengyártás: Vákuumdesztilláció (ábra) Goudron : Nagyon sűrű, 30 - 35 oC-on lágyul. Ez a bitumengyártás alapanyaga 6-2. előadás 23 oldal Kiválóan alkalmazható ott, ahol nincs nagy meleg (pl.: Északon) Az itthoni hőmérsékleten túl lágy. A goudront fúvatják (oxidálják) ellenáramú sűrített levegővel, majd a goudron polimerizálódik, vízkilépés következtében nagymolekula keletkezik, majd sűrűsödik, ahol a C arány nő. A túlzott fúvatás káros. Fúvatott bitumen lágyuláspontja : 80-85 oC. Ha a fúvatott bitumenhez goudront kevernek, különféle viszkozitású útépítési bitumeneket állítanak elő (még sót is tesznek hozzá) ⇒ fúvatott kevert bitumen A bitumenek viszkozitása és a hőmérséklet Nyáron nem

lehet viszkózus. Télen nem lehet rideg A bitumen : − alacsony hőmérsékleten − közepes hőmérsékleten − magas hőmérsékleten : elasztikus : elasztikus plasztikus : viszkózus newtoni folyadék. (ábra) A bitumennek 150-180 oC - között kicsi a viszkozitása. (ábra) Ha a hőmérséklet csökken, akkor a viszkozitás radikálisan nő. 6-2. előadás 24 oldal 7. ELŐADÁS Aszfaltbetonok, mint háromfázisú rendszerek (7/1. ábra) Ásványi anyag (kőváz) Bitumen Szabad hézag K m % és k térf % B m % és b térf % ∅ m % és h térf % K % + B % = 100 m% k % + b % = 100 térf % Túl kicsi hézagtartalom eltűnhet a gyártás során. Ekkor 2 fázisú rendszerré, öntöttaszfalttá válik, más jellemzőkkel. Ez 1 - 1,5% esetén lehet Ugyanakkor a beépítés után is betömődhet. Túl magas hézagtartalom esetén összefüggő , vízzel is átjárható hézagok keletkeznek. A víz bejut és bent is marad, ez megfagyhat (kopó és kötő rétegben jelentős).

Drénaszfalt: A rákerülő vizet átereszti és utána kifolyik. Hézagtartalom : 15 -22% ⇒ Fagyásnál a víz a hézagon belül tud tágulni. Városi utaknál kedvező ⇒ Nem áll meg a víz a felületen . ⇒ Jelentős zajcsökkentő hatás Az ásványiváz összetevői: d [mm] 0 - 0,09 töltőanyag vagy mészkőliszt, 0,09 - 2 homok, 2 - . zúzalékszemcse, kő. Ásványi vázak (7/2. ábra) Fuller egyenes : Ideális gömbölyű szemcséket feltételezve √d szerint változik az átmérő, ez az egyenes szemeloszlása adja a legtömörebb összetételt. Ha a Fuller egyenestől eltérünk, a hézagtartalom növekszik. Fuller egyenestől felfelé, homokhasas görbe : − ÉHA : érdesített homokaszfalt (2 - 8 mm közötti szemcsetartományt kihagyják gyártáskor, később rászórják) − HAK : homok-aszfalt keverék. Ezeknél a hézagnövekményt homokkal, mészkőliszttel, bitumenöntettel töltjük ki. Minél nagyobb a keverék finomanyagtartalma, annál több a bitumen.

A fáradási tulajdonság javul, a hőállósági tulajdonság csökken. Fuller egyenestől lefelé : Csökken a homok, a zúzalék mennyisége nő. Az ásványiváz hézagait csak részben tölti ki a finomanyag, a többi részét a bitumen tölti ki. Melegviselkedési ellenállása jó. A nagymennyiségű zúzalék egymásnak támaszkodik, ezért nehezen gyúrható. A zúzalékváz stabilan tart, ezért a keréknyom hatás mérséklődik. A többlet aszfalt javítja a fáradási tulajdonságokat, de valamilyen egyéb szert is be kell vinni, hogy ne folyjon ki a bitumen. A keverék szétosztályozódik : Ez ellen additív keverőanyagot kell beletenni (pl.: rizshéj, gumiőrlemény stb,) 7. előadás 25 oldal A hézagtartalom az ÉHA, HAK és a masztix esetében (5 - 7%) Drénaszfalt: − < 15% finomanyag, homok − 85% zúzalék, nagy hézagok A térfogat ↔tömeg átszámítások alapja: a sűrűség. s b bitumen sűrűsége s t mészkőliszt, töltőanyag sűrűsége s

k1 külső ásványi részek sűrűsége s k2 külső ásványi részek sűrűsége T = Töltőanyag Adott : T + K 1 + K 2 + K 3 = 100% ásványi anyagmennyiség. sk = 100 T K1 K2 K3 + + + st s1 s2 s3 Aszfalt próbatest térfogata : vízkiszorítással Ma sz Ma víz alatt Ma n :szárazon mért tömeg. :vízbemerítés, egy óráig áll a vízben :vízből kivéve nedves tömeg Va = Ma víz alatt - Ma n s a = M/Va, ahol : Va : aszfalt próbatest térfogata, 3 s a : próbatest sűrűsége [g/cm ] 7. előadás 26 oldal Oldószeres sűrűségmérés : "Tulipános piknométer" 1, Aszfalt betöltése, mérése s a 2, Oldószer betöltés 3, Kioldja a bitument levegő is felszabadul 4, Jelig ismerjük a térfogatot. Megmérjük a tömeget ⇒ (oldószer + aszfalt) - oldószer = aszfalt Hézagtartalom : n = (1- S a /S a0 )*100 Ha ismert − − − s k és s b , akkor : k%=K% ⋅ s a /s k b%=B% ⋅ s a /s b h%=100 - k% -b% Fontos, hogy a kőváz hézagtartalmát is

ismerjük. h k ← kőváz hézagtartalma h k = b%+h% t b ← bitumen kitőltési % t b %= b% / h k % Kopó és kötőrétegeknél t p ∼ 80% körüli normál aszfaltoknál, alaprétegeknél t p ∼ 60 - 70% kitöltöttség Beépített keverékek sűrűsége és hézagtartalma Alap: Az eredeti s a vizsgálatok a próbatesteken. ⇒ Az azokra érvényes s a az alapja a kifúrt minták eredményeinek. Ezek alapján meghatározható a kifúrt minta s a és h k tartalma A tömörségi [T] fok mutató megmutatja, hogy az eredetileg tervezett sűrűséghez képest mekkora a sűrűség. T% = s t /s a * 100% (Marshall tömörség) Belátható, hogy a h és és a T% együtt változik Pl.: T% = 98% h ∼ 2% A beépített hézagtartalom 2%-al nagyobb, mint a Marshall próbatesté. A tömörség a 100%-ot ne haladja meg. 97%-nál kisebb tömörséget minőségi levonás terhel Az alkalmazott ásványi anyagok saját pórustartalma is van : Ez : − vulkáni jellegű (bazalt, andezit) anyagoknál

kicsi − mészkő jellegű (dolomit) anyagoknál nagy. Nagy hézagtartalom esetén többletbitumen adagolása szükséges (∼ 0,2 - 0,3 - 0,4 %- al több bitument adagolnak). Az elszívott finomanyag öregíti a bitument és az illóanyagot (finomanyag) szívja el a mészkő a pórusaiba, ezért a finomanyag az, ami "lágyítja " a bitument. Különben merevedik, keményedik az aszfalt. Kétfázisú aszfaltok Ezek az öntött aszfaltok. Itt a teljes szerkezet eltér a betonjellegű keveréktől, melyeknél a töltőanyag 5-8%, míg a kétfázisú rendszernél 25% is lehet. A stabilitást nem az ásványi váz adja (hiszen ezek "úsznak" a bitumen filmben), hanem a kemény bitumen, mely nagy keménységű, alacsony penetrációjú B30, B15. Ezek melegviselkedése lényegesen 7. előadás 27 oldal jobb. A stabilitást a bitumen adja Nagy a finomanyagtartalom és nem lehet hagyományos technológiát alkalmazni. Főzéses technológiát alkalmaznak. Keverés :

régi típusú aszfaltnál 2 - 3 perc keverési idő Főzés : alul ég a tűz, keverőlapátok keverik, mert sokáig kell keverni, hogy a levegő kijöjjön. Régen : Este betöltötték a masztikátorkocsit és reggel beépítették. 8 -10 óra Ma : Előkeverik keverőgépen, és utána teszik a masztikátorkocsiba. Így 3 - 4 óra lett a gyártási idő. Használata előnyös mert önterülő. 7. előadás 28 oldal 8. ELŐADÁS Aszfaltok Aszfalt : a bitumen + ásványi anyag keveréke. Fajtái: − Keveréses eljárással készülő anyagok − Permetezéses, szórásos eljárással készülő anyagok (ezek vékony bevonatok) Az előállítás technológiája , hőmérséklettől függően : − hideg eljárásos technológiák − félmeleg eljárásos technológiák − meleg eljárásos technológiák − forró eljárásos technológiák A bitumen viszkóelasztikus anyag. o o Magyarországon -20 C - +70 C az aszfalt használati intervalluma. − melegben : elasztikus

− hidegben : merev Megkülönböztetünk kevert aszfaltnál: 1. háromfázisú rendszert, amely részei : − ásványi anyag − bitumen − ásványi szemcsék közötti levegő, szabad hézagtartalom 2. kétfázisú rendszer⇒itt nincs levegő pl.: öntött aszfalt masztixok Eljárások − Hideg Ezzel általában: − felületi bevonatok − néha Slurry Seal típusú kevert felületi bevonatokat 1-1,5 cm − mikró és makró Seal (kötőanyaga modifikált bitumenemulzió) − Félmeleg : − felületi bevonatok − aszfalt alaprétegek (aszfaltmakadámok) ezek egy ideig pályatest rétegként is működnek − Meleg: − háromfázisos aszfaltok (160-190 oC-on állítjuk elő) ezek az un. aszfaltbetonok ill habarcsdús, vagy Scannet aszfaltok − Forró: − öntöttaszfaltok és masztixok (2 fázisúak) 180-240 oC-on gyártják Az aszfaltok kötőanyaga a kőolajgyártás mellékterméke. Még ∼50-80 évig van megfelelő kőolajkészlet . Ennek feldolgozásából keletkezik

még bitumen, melyet fel lehetne dolgozni, de drága, ezért értelmetlen. Tehát megmarad a bitumen. A bitumen egy szénhidrogéntermék. Nagymolekulájú szerves anyag Alifás és aromás szénhidrogénből áll, emellett Oxigén, kén és nitrogén fordul elő. Bonyolult rendszerű kolloid anyag 8. előadás 29 oldal Viszkozitása, fizikai tulajdonságai a hőmérséklet függvényében folytonosan változnak, reverzibilis jelleggel. A bitument alkotó különféle szénhidrogén vegyületfajtákból felépülő molekularendszerek 3 nagy csoportját különböztetjük meg: − aszfaltének 5000 - 12000 móltömegű vegyi csoport C:H arány = 1:4 − gyanták (aszfalt, olaj - gyanták) Az aszfalténben peptizálódott 1000 - 5000 móltömegű vegyület csoport. − olajos rész: a gyantákban oldódott 500 - 1000 móltömegű vegyület csoportok. C:H arány =1:4 (Parafin vegyületek max 2,5% lehet, különben kikristályosodva repedésérzékennyé teszi a bitument) Ma:

Mélyről felhozott olajakat használnak (4-5000 m), ezeknek az olajaknak 90%-a feldolgozható hajtóanyaggá, 10% a bitumen alap. (Kismélységű olajakban sok a nagymolekula, ezek sűrű olajak, melyek ∼40% -a fehéráru, 60% -a bitumen) Ezekből vákuumdesztilációval állítható elő a bitumen. Bitumengyártás: Vákuumdesztilláció (ábra) Goudron : o Nagyon sűrű, 30 - 35 C-on lágyul. Ez a bitumengyártás alapanyaga Kiválóan alkalmazható ott, ahol nincs nagy meleg (pl.: Északon) Az itthoni hőmérsékleten túl lágy A goudront fúvatják (oxidálják) ellenáramú sűrített levegővel, majd a goudron polimerizálódik, vízkilépés következtében nagymolekula keletkezik, majd sűrűsödik, ahol a C arány nő. A túlzott fúvatás káros. o Fúvatott bitumen lágyuláspontja : 80-85 C. Ha a fúvatott bitumenhez goudront kevernek, különféle viszkozitású útépítési bitumeneket állítanak elő (még sót is tesznek hozzá) ⇒ fúvatott kevert bitumen A

bitumenek viszkozitása és a hőmérséklet Nyáron nem lehet viszkózus. Télen nem lehet rideg A bitumen : − alacsony hőmérsékleten − közepes hőmérsékleten − magas hőmérsékleten : elasztikus : elasztikus plasztikus : viszkózus newtoni folyadék. (ábra) o A bitumennek 150-180 C - között kicsi a viszkozitása. (ábra) Ha a hőmérséklet csökken, akkor a viszkozitás radikálisan nő. 8. előadás 30 oldal Bitumen viszkozitása: (ábra) (ábra) Walter féle egyenlettel o log log (ν)=a + m * log (273 + T C) ν - kinematikai viszkozitás. A gyártási és az építési technológia végrehajtásához ismerni kell, hogy: − az alkalmazni kívánt bitumenfajta milyen hőmérsékleti sávban van : − szivattyúzható − permetezhető − valamely bitumen fajtával gyártott aszfaltkeverék milyen hőmérsékleti sávban van : − keverhető − teríthető (beépíthető) − tömöríthető Ehhez használják a T -ν egyeneseket (ábra) Az egyes

műveletekhez tartozó viszkozitás értékek: 2 A bitumen permetezési viszkozitása: 50 - 100 mm /sec A bitumen keverési viszkozitása: 2 − durvább szemeloszlású ásványi adalékanyag esetén : 150 - 300 mm /sec 2 − finomabb szemeloszlású ásványi adalékanyag esetén : 100 - 200 mm /sec 2 − szivattyúzási viszkozitás : 2000 - 3000 mm /sec Az aszfaltok beépítése terítése: 2 Az alkalmazott bitumen 1000 mm /sec viszkozitásához tartozó hőmérséklet feletti hőmérsékleti tartományban. o 90 C alatt normál aszfalt nem tömöríthető. Viszkozitás meghatározása: − Rotációs viszkoziméter − Kapillár viszkoziméter − Könnyen végrehajtható relatív viszkozitás mérés. Ez relatív eredményt ad, amelyek a : − penetráció − lágyuláspont − Fraas - töréspont − duktilitás (kohéziós tulajdonságra is) A különböző viszkozitású bitumenfajtákat a termékszabványok a névleges penetrációs értékük alapján osztályozzák.

Penetráció (8/6. ábra) A vizsgálati csészében (bitumenfajtától függő) végezzük. 1. A vizsgálandó bitument félig feltöltjük adott hőmérsékleten o 2. 2 óráig 90 C -on kilevegőztetjük o 3. A csészét betesszük egy 25 C - os fürdőbe (2 óráig itt fog állni ) 4. Majd egy előírt méretű és tömegű (2,2 - 2,5 g )tűt helyezünk rá 5. A tűre kiegészítő súlyként rákerül annyi, hogy az össz tömeg 100 ±0,1 g legyen 6. A behatolás 5 sec - ig tarthat , majd meghatározzuk milyen mélyen van a tű hegye 7. P = behatolási mélység mm / 10 pl: 8 mm-t hatol be P= 80 8. előadás 31 oldal A mérési helyek távolsága legalább 10 mm. A pontos ráállás a beeső fény és a tükröződés segítségével megoldható. 3-5 vizsgálatot kell végezni egy próbatesten egy alkalommal Lágyuláspont (8/7. ábra) A vizsgálat alapja, hogy a bitumen a hőmérséklet növelésével lágyul. Egy főzőpohárba adott átmérőjű gyűrűbe bitument öntünk ,

majd erre egy szabványos golyót helyezünk. A főzőpoharat feltöltjük vízzel, és elkezdjük melegíteni. Amikor a golyó súlya alatt a bitumen megolvad , és egy meghatározott szintig megnyúlik, leolvassuk a központosan elhelyezett hőmérőről a hőmérsékletet. Ez a lágyuláspont értéke 8. előadás 32 oldal Minimum 2-3 (4) mérést kell elvégezni. Osztályozásuk: − kis viszkozitású bitumen − közepes viszkozitású bitumen − kemény bitumen o : 40-50 C o : 50-60 C o : 60-70 C Magyarországon : − puhabitumennel felületi bevonatok − közepesen kemény bitumennel a melegaszfaltok egy része − meleg bitumennel a hengerelt-, és öntöttaszfaltok és az aszfaltmasztixok készülnek. Töréspont (8/8. ábra) A Fraas -féle készülékkel vizsgáljuk. Lényege : Egy vékony acéllemezt vékonyan bevonunk bitumennel. Majd az acéllemezt hajlítgatjuk, és csökkenő hőmérséklet mellet vizsgáljuk, mikor reped el a bitumen. Duktilitás (8/9. ábra)

Meghatározott, piskóta formájú próbatestet kell a duktilitás mérőbe beletenni, majd adott o hőmérsékleten nyújtjuk. A nyúlás adja a duktilitás értékét (pl: a lágy bitumen duktilitása 25 C-on 1 méter) Másfajta meghatározás : az összetétel alapján, a relatív viszkozitás mérések megmutatják a jellemzőket. (pl.: a lágy bitumen Fraas féle töréspontja, és a lágyuláspontja is alacsony) A bitumenek hőmérsékletérzékenysége, a penetrációs index fogalma. Azok a bitumenek a jó bitumenek, amelyek tulajdonságaikat a hőmérséklet függvényében kevésbé változtatják (a Walther egyenes meredeksége kisebb). Penetrációs index : P i = (20 - 500*B)/(50B + 1), ahol : B = (log P 2 - log P 1 )/(T 2 - T 1 ) (B meghatározható méréssel is) Kiindulási alap : A képlet megalkotásakor legjobb bitumen, a mexikói bitumen penetrációs indexe P i =0. Az eredeti értelmezés szerint a P i értéke +2 és -2 között megfelelő, ezek a jó,

"sol" típusú bitumenek. Ha a bitumen penetrációs indexe nagyobb mint 2, akkor az a bitumen nagyon rideg, útépítésre alkalmatlan (túl repedésérzékeny télen). A P i meghatározható grafikusan is. 8. előadás 33 oldal Útépítési bitumennek alatt az ún. forró eljárásos bitumeneket használják B200, B80, B65, B45, B25 jelű bitumeneket használják útépítésre. (pl.: B200: − B : bitumen − 200 : névleges penetráció − tényleges penetráció : 160-220 o − Lp=35 C Modifikált bitumenek A normál útépítési bitumentől annyiban különbözik, hogy adalékanyagokkal nagyon megváltoztatják a tulajdonságokat (pl.: polimerek, vagy gumiadalékok) A plasztikus hőtávolság is jelentősen nő, azaz a : − lágyuláspont csökken − Fraas-féle töréspont csökken − Jobb kohéziós és tapadási tulajdonságot kölcsönöznek a modifikáló szerek a bitumennek. o A normál útépítési bitumeneknél rengeteg hőt kell közölni (pl.:

öntött aszfaltnál 230-260 C) Higított bitumenek Oldószert keverünk a bitumenhez. Aszfaltmakadámot, felületi bevonatokat állítottak elő. Ezeknél nem mindegy az oldószer mennyisége A hígítószer lehet petróleum, kerozin, stb. (Pl.: Afrikában ma is higított bitument használnak) A higított bitumenek legfontosabb tulajdonságai : − viszkozitás − lobbanáspont − tapadóképesség − oldószer mennyisége, és minősége − alapbitumen minősége Tapadásjavító szerek lehetnek apoláros zsírsav aminok. A tapadásjavítókra azért van szükség, mert víz is kerülhet az anyagba. Magyarországon kétféle higított bitumenfajta van : − HB-R 20/40 (nagyobb oldószer tartalmú) o viszkozitása 30 C-on 10 mm -en 20-40 mp − HB-R150/300 (kisebb oldószer tartalmú, ezért merevebb) o Viszkozitása 30 C-on 10 mm-en 150-300 mp 8. előadás 34 oldal Bitumenemulziók A bitumenemulzió: − 60-65 tömeg% mennyiségű, 1-5 mikron nagyságú cseppekre oszlatott

(diszpergált) bitumenből − 40-35 tömeg% vízből áll Szobahőmérsékleten folyékony, kis viszkozitású diszperz rendszer (az egymással elegyedni nem képes anyagok, a bitumen és a víz diszperziója). A diszpergált anyag a bitumen, a diszperziós közeg a víz. Ahhoz, hogy a rendszer stabil legyen, szükség van egy emulgeáló szerre is. Az emulgeáló szer itt szénhidrogén láncból felépülő szerves vegyület, amelynek hidrofób (vízben nem oldódó) része a bitumenben oldódik, a hidrofil (vízben oldódó) része a vízben van. Az emulgeáló szer minden részecskének töltést ad. A bitumenemulzió kationaktív, azaz a bitumenrészecskék pozitív töltést kapnak. Az azonos felületi töltésű cseppecskék között elektrosztatikus egyensúlyi állapot alakul ki, mert minden egyes cseppecskét molekuláris vonzási és taszítási zóna vesz körül. Mivel minden részecske pozitív, így taszítják egymást, ezért nem képesek reemulgeálódni. Az emulzió

megtörik, ha a bitumenemulzió például ásványi anyaggal érintkezik (A zúzaléknak kvázi negatív töltése van, így elektrokémiai kötést teremtenek). A törési idő lehet gyors, közepes, lassú. Ezt az emulgeáló szer mennyiségével, pH értékével, stb lehet befolyásolni. A gyorsan kötő típusokat : − ragasztáshoz − felületek kellősítéséhez − párazárásos technológiákhoz − felületi bevonatok készítéséhez − iszapbevonatok készítéséhez alkalmazzák. Gyártási folyamata: (8/11. ábra) A kolloid malomban nagy sebességgel forog egy tárcsa, melynek nagyon kis nyílása van. Ez kis átmérőjű bitumencseppeket eredményez. A malom hőmérsékletét úgy kell beállítani, hogy a bitumenes és vizes fázis együttes hőmérséklete o o o 200-220 C legyen ( víz : 80 C, bitumen 120-140 C). 8. előadás 35 oldal 9. ELŐADÁS Alapanyag és aszfalt vizsgálat (laboratóriumi gyakorlat előkészítés) Bitumen sűrűségének

meghatározása Piknométeres mérés o Bitumen sűrűségét 25 C-on mérjük. Az edény tömege mérhető, térfogata ismert sűrűségű anyaggal meghatározható, részmérésekkel dolgozunk : − G 1 : piknométer tömege − G 2 : piknométer + bitumen A beöntéskor keletkező légzárványok elleni védekezés : − a bitument vákuum-szárítószekrényben, legalább 8 óráig − G 3 : G 2 + víz jelig o desztillált vizet használunk, amely 25 C majd A mérésekből számítható : − bitumen tömege : G2 - G1 − víz tömege : G 3 - G 2 , ebből meghatározható a víz térfogata. A víz térfogatát kivonjuk a piknométer hitelesített térfogatából, így megkapjuk a bitumen térfogatát. γ b = B/V b γ b = 1,01 - 1,03 Minden mérést tized milligramm pontossággal kell mérni. A bitumen lágyuláspont és penetráció vizsgálat a 8. előadásban szerepelt Bitumen emulzió vizsgálat Víz, bitumen, emulgeátor alkotja. A beépítésnél szükséges törésidőt

határozzuk meg Kipermetezéskor az emulzió megtörik, a bitumen hozzátapad a kőzethez. Ha megtapad, lemoshatatlanná válik Ez az idő fontos számunkra. Meghatározása : Andezit, vagy bazalt zúzalék 10-12-es szemnagyságú frakciójából 6-10 darabot felerősítünk egy drótra. Belemártjuk az emulzióba és kirakjuk száradni Bizonyos idő múlva leveszünk egyet, vízbe tesszük és ha a víz elszíneződik, akkor a bitumen még lejön, tehát még nem jó. A törésidő az az idő, amikor már nem színeződik el a víz, tehát a bitumen megtapadt. A törésidő függ : − emulzió korától − zúzalék minőségétől Alkalmazott összetételek : − 60% bitumen + 40% víz − 50% bitumen + 50% víz − 40% bitumen + 60% víz 9. előadás 36 oldal Az emulzió víztartalmának meghatározása : Ezt a Dean - Stark készülékkel mérjük 1. 100 g emulziót bemérünk 2. Feltöltjük kb 100 ml oldószerrel (Xilol) 3. Belehelyezünk néhány forrkövet és forraljuk 3

γ Xilol = 0,5-0,6 g/cm , ezért gőz állapotban szétválik egymástól a Xilol és a víz. A kísérletnek akkor van vége, ha 3-4 percen belül nem növekszik a vízmennyiség. Az emulzió víztartalma 3 leolvasható cm -ban. Zúzalékok, ásványi anyagok vizsgálata A szemeloszlás meghatározása a feladat, a kőzetfizikai jellemzők vizsgálatát a bánya végzi. Kubikus szemcse : A hossz, a szélesség és a magasság közül a legnagyobb méret a hossz, legkisebb méret a magasság. Ezek aránya 1:2 kell, hogy legyen, maximum 1:3 lehet Egyéb szemcsefajták (lemezes, lapos) kellemetlenek. Ezek nem képesek egymásnak támaszkodni A szemeloszlás szitasorral határozzuk meg. Az alkalmazott szitasor : 0,09; 0,20; 0,63; 2,0; 5,0; 8,0; 12,5; 25,0; 35,0 Az egyes szitán átesett szemekből állítjuk elő a szemeloszlási görbét. Keverékkészítés Célja : Marshall próbatest készítése 3 Térfogata 500 cm A bitumen és zúzalék együttes súlya 1200 g kell hogy legyen.

A próbatest geometriai méretei szabványban rögzítettek. Átmérője : 101,5 mm Magassága : 63,5 mm A próbatest készítése : − kimért bitumen és zúzalék összekeverése − mintába való betöltése − tömörítése (mindét oldalról 75 ütéssel) − majd hagyjuk kihűlni, végül egy sajtóval kinyomjuk Mérések : − Próbatest magasságának mérése (tolómérővel négy helyen, az átlagát számítjuk) − Próbatest tömege − Próbatest térfogatának mérése. A térfogatmérés lépései : − vízbe tesszük − próbatest tömege víz alatt − próbatest nedves tömege A két tömeg különbségéből a térfogat számolható. 3 Itt γ víz = 1 g/cm A s aM a Marshall próbatest térfogatsűrűsége. − Szabadhézagtartalom M h = 100*(1 - s aM /s a0 ) − Mashall stabilitás o Lényege : A hengeres próbatestet T = 60 C-ra felmelegítjük, majd a palástján megfelelő sebességgel terhelve mérjük az összenyomódást. (ábra) Az európai

gyakorlattól a magyar eltér, mivel az európai irodalom nagyobb folyáshatárt ad 9. előadás 37 oldal meg. A törőerő még nem a Marshall stabilitás, mert a próbatest ritkán 63,5 mm magas. Az F max függ a magasságtól, ezért korrekciós tényezőt alkalmazunk : M s = K * F max Korrekciós tényező : − Ha m<63,5 mm, akkor K>1, − Ha m>63,5 mm, akkor K<1. o − Az előírt 60 C-os hőmérsékletet vízben, temperálással állítjuk elő. Vízben ~1 óra, levegőn ~3-4 óra. A kapott eredményeket több diagrammon ábrázoljuk. Optimális bitumentartalom kiválasztása − Kopó- és kötőrétegeknél : Alapvető a hézagtartalom kiválasztása, 2,5-4,5 között választjuk ki azért, hogy a végső állapotban ne legyen 7-8%-nál több a szabad hézagtartalom, de 2%-nál ne legyen kevesebb A kiválasztott hézagtartalomnál csak ellenőrizzük a Marshall stabilitást. − Alaprétegek : A hézagtartalomnál nagyobb jelentőségű a stabilitás. Az MS

görbe max pontja körül határozzuk meg a bitumen tartalmat. Ezután a gyártástechnológiát erre a bitumen tartalomra adják ki. 9. előadás 38 oldal Tényleges bitumen-ásványi anyag összetétel meghatározása Extrakciós vizsgálattal határozzuk meg. Tölcsér alakú szűrőpapírba mérjük be a bitument melegen, majd alá is teszünk még szűrőpapírokat. Olyan edénybe helyezzük, amely alján kloroform van, tetején vízorrokkal ellátott hűtőfelület. Melegítjük, a kloroform elpárolog és lecsapódik a vízorrokon, így újra tiszta oldószer csöpög rá a bitumenre. Szemre megállapítjuk, hogy a kicsöpögő oldószer tiszta-e. Akkor van vége a kísérletnek, ha tisztának véljük. Ezután megszárítjuk, majd visszamérjük a szűrőpapírban maradt anyagot Az elején és végén mért tömegek különbsége adja a bitumen tömegét. Vizsgálati hiba : a bitumennek van egy oldhatatlan része, amelyet nem tud lemosni az oldószer. Ezért : B = T *

0,013 + 0,1 + B oldott , ahol : − T : a töltőanyag : a kioldott bitumen − B oldott Az extrahált anyagon az ásványi váz szemeloszlását kell még ellenőrizni. 9. előadás 39 oldal 10. ELŐADÁS Felületi bevonatok Emulziók A bitumenemulziókat nem a bitumenüzemekben gyártják. Magyarországon 9 emulziógyár üzemel (pl.: Budapest, Gyöngyös, Székesfehérvár, Kiskunhalas, stb) Az emulziógyártás folyamata: (10/1. ábra, lásd még 8/10 és 8/11 ábra) Az üzem fél folytonos. Ez azt jelenti, hogy minden gépből kettő, vagy páros számú van Magyarországon 10 tonna/óra a kolloidmalom teljesítménye (Franciaországban 30 tonna/óra). Magyarországon alkalmazott termékfajták csoportosítása: − Törési idők alapján : − gyorsan kötők GY − közepesen kötők K − lassan kötők L − Az emulziós technológiák szerint : − ragasztáshoz :R − permetezéshez, felületi bevonatokhoz : FB − keveréses, terítéses felületi bevonatok : KFB −

aszfaltkeverékek : EA − Bitumentartalom alapján : − 40% bitumentartalom : 40 − 60% bitumentartalom : 60 − 65% bitumentartalom : 65 − 70% bitumentartalom : 70 − A bitumenemulziók fajtái a gyártáshoz felhasznált útépítési bitumen szerint : − 80-as penetrációjú : B80-as − 200-as penetrációjú : B 200-as − elasztomerrel modifikált útépítési bitumen : PmB-A − plasztomerrel modifikált útépítési bitumen :PmB-B A bitumen kötése : Az emulzió kationaktív, a zúzalék negatív felületi töltésű, így a víz kiszorul a rendszerből. Ellenőrzés : az emulzióból leválasztott bitumen tulajdonságait meghatározzuk. Ezek a következők : − penetráció − lágyuláspont − rugalmasság (modifikált bitumen esetén) A bitumenemulziókat útfenntartási célra, felületi bevonatokhoz használja az útépítés. A bevonatok vastagsága 5-15 mm. Állagmegóvó technológia : X idő elteltével helyes, ha a meglévő kopóréteget valamilyen

bevonattal látjuk el. Ha az optimális időben avatkozunk be, a leromlási időt jobban ki tudjuk terjeszteni Felületi bevonatot higított bitumennel is lehet készíteni (háttérbe szorult). A felületi bevonatok két nagy csoportja : − permetezett bevonatok − keveréses, hidegeljárásos, csak bitumen emulzióval készítendő iszapszerű bevonat (Slurry Seal), önterülők A felületi bevonatok nem egyenértékűek a melegeljárásos felsőréteggel. A bevonat célja : 9. előadás 40 oldal − vízzáróvá tegye a felületet − a burkolat felületi tulajdonságait javítsa (a vízfilmet megszakítja, a kőnek nagyobb a csúszósurlódása) Permetezéses, szórásos bevonatok Bitumenemulziót, vagy higított bitument juttatunk az úttestre, amelyre egy adott összetételű egyenletes zúzalékot ültetünk. Fajtái : − egyrétegű bevonat − egyrétegű kettős zúzalékszórás − kétrétegű bevonat − kétrétegű inverz bevonat (10/2. ábrák) A bevonatok a

forgalmi hatásoknak nagyon kitett rétegek (nagy forgalom mellett nagy az igénybevétel, ezért nem minden forgalmi viszony mellett építhető). A kiszórandó zúzalék mennyisége : L = (D min + D max )/2, ez durva közelítés. Az érdesítő zúzalékot laza térfogat-sűrűségűek (S zl ) Z = L * S zl / 1000, ez jobb közelítés. A zúzalékok térközét a kötőanyag úgy töltse ki, hogy : − elegendő legyen − de ne töltse ki teljesen − a bitumen a zúzalékszemcsék 2/3-ig húzódjon fel − egy rétegben egymás mellé kiszórt zúzalékok térköze 15 V%, ezt kell 2/3 magasságig feltölteni B = 1/10 * (d + D) / 2 pl.: 8/12-es zúzalék 2 B = 1/10 * (8 + 12) / 2 = 1 Kg/m Ez az érték is korrekcióra szorul. Általában táblázatokból veszik a szükséges mennyiségeket. − Nomogrammokból is meghatározható a kiszórandó mennyiség. Shell - Jackson táblázat. (ábra) 1. Meghatározzuk a szemeloszlást 2. A = 50% átesett mennyiséghez tartozó szitaméret

3. C = adott zúzalékban a kubikus és lemezes szemcsék aránya A és C összekötve ez meghatározza B értékét, ez az átlagos legkisebb szemcseméret. Ennek ismeretében lehet a másik diagramból a kiszórt zúzalék mennyiséget és a kipermetezendő bitumen mennyiséget meghatározni.(B-t faktorvonalakkal teszi függővé a környezeti tényezőktől) A kivitelezés lényege a számított mennyiséget egyenletesen kell kipermetezni. Mivel sok egyenetlenség van, ezért néhol a bitumen, néhol a zúzalék lesz sok. Ezért a bitumenszóró lapok között két, vagy háromszoros átlapolás legyen biztosítható A kivitelezés függ a meglévő út geometriájától. Nyomvályúnál több megoldási lehetőség is van, amivel megakadályozzuk, hogy a kötőanyag a vályúkba vándoroljon. Megoldások : − A modern fúvókák számítógép vezérlésűek és változtatják a kipermetezett mennyiséget − A felület megmarása, így a nyomvályú mélysége csökken − Két

menetben látjuk el felületi bevonattal. Első menetben csak a nyomvályúkat, második menetben az egészet. Felületi bevonatok problémái 1-2 nem nehéz gumihenger követi a zúzalékszóró gépet, mivel el kell rendezni a zúzalékot. 9. előadás 41 oldal Problémák : − kipereghet a zúzalék − hosszas terhelés után benyomódik a zúzalék a burkolatba, ezért kissíkosodás következhet be. Hibafajták okai : − kipergés : − Kevés a kötőanyag, de zárt a régi burkolat. − Ha a fogadó felület porózus (habarcsszegény), az emulzió, vagy kötőanyag behúzódik a régi burkolatba. − zsírosodás : − Ha kemény, vagy nagyon kemény a burkolatfelület, így a túl sok bitumentől zsíros, csúszós lesz a felület. − Ha túl puha a régi burkolat idővel teljesen elsüllyed a zúzalék. Itt inverz rendszert kell használni. Lágy fogadófelületre durva szemcséjű felületi bevonatot kell alkalmazni. − egyenetlenség : − Ha nem eléggé szűken

frakcionált zúzalékot használunk (sok túl nagy, túl kicsi, lemezes szemcse). Ha a szemcse nagy, nincs befogva, ha kicsi besüllyed, ha lemezes eltörik. Vannak speciális bevonatok. Pl.: kötőanyaga polimerrel modifikált bitumen, amely forró eljárással készül 9. előadás 42 oldal 11. ELŐADÁS Ásványi adalékanyagok Útépítési kő, - kavics alkalmazás és vizsgálat. Az aszfaltnak 92-94-95% -a kőváz. Töltőanyag homok kavicsos homok kavics zúzott homok zúzalék zúzott kő. d<0.09mm 0,1 - 2 mm 2 - 25 mm 2 - 35 mm 25 - 100 mm töltőanyag homok (zúzott, vagy természetes) (beton technológiában : 0,1- 4 !) zúzalék kavics, kvarckavics zúzottkő Kőzetminőség: A , B , C , D kategória − Szilárdsági és időállósági vizsgálat ( Los Angeles, Deval, fagyasztás, vizsgálat). − Termékjellemzők (szemeloszlási határ, szemcsealak, tisztaság) kristályosítási Vizsgálatok A . Kőzetfizikai osztályozáshoz (A-B-C-D) 1.

Aprózódás (Los Angeles) 2. Kopási szilárdság (száraz, nedves Deval) 3. Kristályosodási vizsgálat (NaSO 4 MgSO 4 ) 4. Csiszolódás - polírozódás 5. Mikró Deval  6. Abráziós kopás Csak a kopóréteg vagy a felületi bevonat anyagaira alkalmazzuk 7. Fagyasztás  B. Szemnagyság, osztályozási élesség (Z, NZ, KZ, KNZ, UKZ) 1. Szitálás 2. Ülepítés 3. Homok egyenérték 4. Szemcsealak 5. Tölcséres kifolyás C. Sűrűség Sűrűség Halmaz sűrűség 11. előadás 43 oldal Kőzetfizikai osztályozás vizsgálatai : − Los Angeles (11/1. ábra) Adott : egy nagy átmérőjű dob, ezt forgatják 30 -33 ford/perc fordulatszámmal A párkány az anyagot megemeli ezen kívül a bemért anyagba adott mennyiségű acélgolyót is tesznek. 1000 vagy 500 fordulattal végzik el a vizsgálatot, majd utána szitáljuk 1,6 mm -es szitán át. Az átesett mennyiséget viszonyítjuk az eredetileg bemért tömeghez. A bemérendő anyagmennyiség és a golyók

száma úgy van szabályozva, hogy az aprózódás azonos mértékű legyen. Minősítés : − átesett < 0.2 * bemért jó (20%) − átesett 0,2 - 0,3 * bemért közepes (20-30%) − átesett 0,3 - 0,5 * bemért gyenge (30-40%) − átesett > 0,5 * bemért alkalmatlan − Deval vizsgálat (11/2. ábra) A fordulatszám 30-33 ford/perc. A dobba csak az ásványi anyag kerül be. Itt is frakciónként van szabályozva a bemért tömeg Például: − 35/55 5 kg − 5/12 10 kg 10 000 és 15 000 fordulatszámmal vizsgálják, a szemcsenagyságtól függően. Utána 1,6 mm-es szitán szitálják át. Ezt szokták vizesen is végezni. Ilyenkor 25 l vizet is öntenek a dobba A vizsgálat után kiszárítják, és utána szitálják. A száraz Deval értéknél magasabb a vizes Deval érték, tehát nagyobb mértékű a vizes kopás. − Időállósági vizsgálat Szulfátos: A fagyasztásos vizsgálat helyett találták ki, mert ez sokkal gyorsabb. Az eredmények jól

korrelálnak. Mindig két szulfátoldatot (MgSO 4 és NaSO 4 ) kell készíteni Belemártjuk az egyikbe, kivesszük, megszárítjuk, belemártjuk a másikba. Ezt ötször kell megismételni. A próbatestet 15-20 órára bemártjuk, kivesszük (20-30 perc) hagyjuk lecsöpögni és o szárítószekrényben 105 C-on kiszárítjuk. Az oldatban lévő szulfátionok kristály formájában visszamaradnak. A növekvő kristályok szétrepesztik az anyagot A legkisebb szitán átesett mennyiséget vizsgáljuk az eredeti állapotban és a vizsgálat után. A két érték aránya megadja az aprózódás mértékét és ez alapján minősítjük. 11. előadás 44 oldal − Polírozódási vizsgálat (11/3. ábra) Mennyi ideig képes az anyag megfelelő súrlódási ellenállást biztosítani a felületén. A vizsgálat alatt jelentős súrlódást produkálunk. Egy hengerre felragasztják a zúzalékszemeket, majd elkezdik egy gumikerékkel koptatni. Miközben forgatják, víz - homok

keveréket juttatnak be. Néhány óra múlva, a vizsgálat végén SRT ingával megmérik a súrlódását. Az SRT vizsgálatban bevizezzük az utat, kilendítjük és elengedjük az ingát, amely 125 mm hosszon fékeződik. A súrlódási tényező értékétől függően lendül fel a másik oldalon A kapott SRT érték a kőzet polírozódási jellemzője. A vizsgálat előtt is meg kell mérni kezdeti SRT értéket, ezzel hasonlítják össze a vizsgálat végén kapott eredményt. A vizsgálat végén kapott eredmény a polírozódott kő súrlódása. (PKS érték) − Mikro - Deval (11/4. ábra) Hasonló a Deval-dobos vizsgálathoz. Különbség, hogy a dob feleakkora, 15 cm mély és 20 cm átmérőjű. A dobban 10 mm átmérőjű acélgolyókat használnak. A golyókat szemcsemérettől függően teszik bele és 12 000 fordulaton 2 óráig vizsgálják. Ezzel már a 4-8 mm-es frakció anyagait is lehet vizsgálni. − Abráziós koptatás Acéllemezre ragasztjuk a

zúzalékokat (5-12, gyakran 8-12-es). Ezeket a felragasztott zúzalékokat adott terheléssel körbeforgó acéllaphoz nyomják hozzá. Ez kb 20 kN erővel koptatja a zúzalék felszínét. − Fagyasztás Kristályosításhoz hasonló, de vízzel végzik. Vízben 16-20 óra hosszat áll a próbatest, majd lecsepegtetik és 6-8 óráig fagyasztják. Ezt 10-szer megismétlik, a bekövetkezett aprózódás, mállás meghatározható. Szemnagyság, osztályozás vizsgálatai − Szitálás Szitasor: 0,09 -0,2 -0,63 -2 - 5 - 8 - 12,5 - (16) -20 - 25 - 35 -(55) A zárójelben lévő szitákat csak néha rakják be. A szitasorral a szemeloszlás meghatározható. − Ülepítés Menzúrába adott tömegű anyagot mérünk, vízzel feltöltjük, összerázzuk. Egy óra ülepítés után megnézzük az üledéket. Ennél a vizsgálatnál csak a 0,02-es rész arányát (agyag - iszap tartalmát) állapítjuk meg. − Homokegyenérték (11/5. ábra) Az előbbihez hasonló, de a 2 mm-nél

nagyobb szemeket leválasztjuk. Megnézzük milyen magasan ülepszik le. A leülepedett anyagot mérjük meg. − Szemcsealak vizsgálat (11/6. ábra) Minimum 5 mm-es zúzalékszemekkel végezzük el. A zúzalékszemcse 3 irányú méretét hasonlítjuk össze. Útépítésnél a kubikus szemcsealak a jó. A méreteket tolómérővel mérjük meg. 11. előadás 45 oldal (szélesség / vastagság arány < 2 jó hosszúság / vastagság arány < 3 jó ) Ma a legnagyobb és a legkisebb méret aránya < 3, akkor jó − Tölcséres kifolyás vizsgálat (11/7. ábra) A finomabb anyagok vizsgálatára jó. A belső szilárdságra ad felvilágosítást o Lényege, hogy adott 60 - os nyílású tölcsérbe 1 kg anyagot bemérnek. 3 Elindítjuk a kifolyást és megmérjük a kifolyási időt és térfogatot. 500 cm anyag kifolyását 3 mérjük, átszámítjuk 1000 cm -re ezt adjuk meg, ez jellemzi az anyagot. A homok belső súrlódása egyenes korrelációban van a

keréknyomképződéssel. Ezekkel vizsgáljuk a zúzott anyagokat. 11. előadás 46 oldal Az útépítésben felhasznált zúzalékok A-B C D A-B főutak, autópályák alaprétegek, alsóbbrendű utak nem használjuk, csak egészen lent. Magyarországon bazalt, vagy andezit anyag teljesíti az A,B kategória előírásait. Van néhány kemény mészkő, de ezek polírozódnak. A szállítási költség jelentős befolyásoló tényező. A mészkővel jó fényvisszaverő felületet lehet elérni. Kétféle termékszabvány − MSZ 18 291 - 78 zúzott kő kőzetfizikai osztály :A-B-C-D szemszerkezet : KZ NZ Z szemcsealak agyag-iszap tartalom (Agyag-iszap tartalom a 0,02 -nél kisebb méretű szemcse.) Z NZ KZ : zúzottkő (nyújtott frakciós) : nemes zúzottkő (szűk frakció, 2 szita) kétszer tört zúzalék : különleges zúzalék (szemcsealakja jó) − Út 2. - 3601 útépítési zúzott kőanyag kőzetfizikai osztály szemszerkezet agyag-iszap tartalom

polírozódás : AA - BB - CC - DD : UKZ - UNZ - UZ A két termékszabvány jellemző összehasonlítása méreten felüli rész max közbenső szitán min fennmaradó méreten aluli rész max méret < 1 mm max méret < 0.1 mm max lemezes szemcse max A U jelű anyagok szemcsealakja jobb. KZ 5 - UKZ 10 - NZ 10 50 UNZ 10 50 10 3 1 20 10 3 1 20 15 6 4 - 15 5 3 40 11. előadás 47 oldal Termékkategóriák: KZ UKZ 5/8 8/12 12/16 16/20 5/12 12/20 20/35 2/5 5/8 8/12 12/16 16/20 5/12 12/20 20/35 NZ 0/5 5/12 12/20 20/35 35/55 20/55 UNZ 0/2 2/5 5/8 8/12 12/16 16/20 5/12 12/20 20/35 35/55 A nagyobb szitatáv (5/12) nyújtott frakciót ad. 1 szitatáv (12/10) szűk frakciót ad. Ez a megbízhatóbb A nyújtottban nagyobb a bizonytalanság. 11. előadás 48 oldal Homok és homokos kavics Főleg saját bányából szerzik be. Az építés során vagy van a környéken, vagy ha nincs, akkor keresnek. MSZ 18293:1979 a vonatkozó termékszabvány − Frakciók : −

finom homok : 0/1 mm − durva homok : 0/2 , 0/4 mm − finom homokos kavics : 0/12 , 0/20 mm − durva homokos kavics : 0/35 mm − Határ szemmegoszlás: Az a szita, amin 5%-nál kevesebb esik át, illetve 5%-nál több marad fenn. − Termékfajta megnevezések : − nyers termék − természetes szemeloszlású : T − előírt szemeloszlású − − szemeloszlásból) osztályozott kavicsból tört :N : E (hozzátettek, vagy kivettek az eredeti :O :Z − Minőségi osztály Agyag -iszap tartalom : Nagyon fontos, de egyben veszélyes is, mert a szárítódobban ráég a nagyobb szemcsére és ott rossz a bitumen tapadása. − ≤3 P − 3 <.≤ 6 Q − 6 <.≤ 10 R − 15<.≤ 20 S − Tisztasági osztály: TT > T > TO Szerves szennyeződés: szulfát ion SO 4 klorid ion Cl agyagrög, illetve agyag-iszap bevonású szemcse nem <1 <0.2 <1 lehet <2 <0.4 <2 11. előadás 49 oldal Töltőanyagok − Mészkőliszt (ezt

használjuk) − Pernye (bitumentöbbletet igényel) − Cement (kivételesen alkalmazzuk, mert drága) − Szemeloszlás: − d=0,63 − d=0,2 − d=0,09 − d=0,02 100% 92% 85% max 10% áteső áteső áteső lehet A mészkőliszt akkor jó útépítési célra, ha a d=0,09-es szitán átesett mennyiség ≥85%. Ha ennél kisebb, kevésbé stabilizál és a nyomképződési ellenállása is rosszabb. A d=0,02 frakció max. értéke azért van előírva, mert ez alatt nem lehet eldönteni, hogy iszap vagy mészkő -e. − A töltőanyag követelményei : − csomómentes szerves anyag nélküli, izzítási vesztesége max 8% − stabilizáló hatása ne legyen túlzott. − hézagtartalma (Ridgen szerint) 25-40% max Ridgen készülék :10 g anyagot 100 ütéssel. (11/8 ábra) H R =100*(1-s t /s 0 ), ahol : − s t : tömörített sűrűség − s o : max sűrűség piknométerben mérve − Stabilizáló hatás SZB-90 kötőanyag 1:1 ; 1:1,5 ; 1:2 ; 1:2,5 arányú keverékének

vizsgálata. − 1:2,5 is még önthető legyen 140-150oC-on − lágyuláspont mérés, a lágyuláspont emelkedésének mértéke van előírva 11. előadás 50 oldal 12. ELŐADÁS Betonburkolatok Hidraulikus kötőanyagúak (cement). Magyar betonútépítés 1920-30-ban jól működött. Főútjaink (egy és két számjegyű utak) alapja még sok helyen ma is az akkor épített betonburkolat. A betonburkolat minden szempontból jó minőségű. Azért maradt abba, mert a cementre a háború után máshol volt szükség. Jelenleg: − parkolók − repülőterek − városi utak burkolataként használjuk. Ha a betonburkolat tönkremegy : − felbontani és újat építeni, − műgyantával kiönteni a hibás, kivésett, kitisztított részeket, − átburkolni lehet Felújítani csak az élettartam végén szükséges. Sokáig nem kell költeni rá, azután egyszerre sokat kell ráfordítani. Az építőipar más területén használt cementtel dolgozunk, bár azok egy

része nem alkalmas útépítésre. Cement : Mészkőből, agyagból égetett és gipszkővel együtt finomra őrölt anyag . Ez a portlandcement. A portlandcementet 4 ásvány alkotja, ebből a legfontosabb a Trikalcium-aluminát (3CaO Al 2 O 3 ), mert ennek mennyisége befolyásolja a kötésgyorsaságot. A cementhez pernyét vagy kohósalakot is kevernek. Kohósalak portlandcement is megfelelő az útépítéshez. Vizsgálatok : − Kötésidő : − Szokványos cementpép készítése után a "Vicat - tű " készülékkel. 1- 12 óra lehet a kötésidő. Útépítési szempontból közepes kötési idő, 6-8 óra. Fajlagos felület-őrlési finomság : Blaine - készülékkel vizsgáljuk. A levegő átáramlási sebessége alapján méri a felületet. Minél finomabbra van őrölve, annál nagyobb a zsugorodás, ezért gyorsabb a kötési idő, így nagyobb a réteg zsugorodás. 12. előadás 51 oldal − Repedés érzékenység : ∅4 cm-es vasmag köré 4 cm

vastag cementgyűrűt készítenek, ezt 24 óráig nedvesen o tartják, majd 20 C-os klímakamrába teszik. Mérik a repedés megjelenésének idejét (24-72 óra) Útépítési célra alkalmas cement − 450 és 350-es finomságú (ma nincs 350-nél finomabb) − pc portlandcement − K pc késleltetett kötésidejű portlandcement − kspc kohósalak portlandcement − A c M azbesztcement gyártásához késztett cement. Követelmények: − fajlagos felület (Blain készülékkel mérve) 260-330 m2/kg − kötésidő : − 20oC-on > 2óra − 30oC-on > 1óra − szabad mésztartalom ≤ 1,5% − trikalciumaluminát ≤ 8% Cementburkolat gyártás, építés Kötés folyamán hő keletkezik. Ez nem zavaró, mert az út felülete elég nagy ahhoz, hogy elvezesse a hőt. Burkolatcsoporttól függ a pályaszerkezet vastagsága : − IV Repülőtér, autópálya, főút ≥ 22 cm − III. alsórendű út 20 cm − II. mezőgazdasági út 18 - 15 cm − I. kerékpár - gyalogút 15

- 12 cm Hézagképzés azonnal a beépítés után. Ha a burkolat 30 cm vastag 5x6 m (v>30 m -7,5 m raszter) a maximum egybeépíthető táblaméret. A betonburkolat alatt kötött pályaszerkezeti rétegnek kell lennie, a pumping hatás elkerülésére. Hézagok fajtái. − munkahézag (hossz illetve kereszt irányú) − zsugorodási (vak) hézag − terjeszkedési hézag (ma már csak műtárgyak előtt) Hézagkialakításí lehetőségek (12/1. ábra) − utólagos vágással készül 1 napos korban ∼ 6-8 cm-ig bevágják, majd a második vágás 3-4 cm mély, de szélessége kisebb, mint az előző vágásé. Lezárása : − vagy kiöntik, − vagy olajos kencével átitatott hézagkitöltő zsinórral zárják le, majd kiöntik A kiöntőanyagok nagy rugalmasságúak, nagy nyúlóképességűek A kiöntést úgy kell elvégezni, hogy a felület inkább homorú legyen mint domború. 12. előadás 52 oldal Terjeszkedési hézag :(munkahézag) (12/2. ábra) −

összefogja a táblákat nem engedi egymáshoz képest elmozdulni őket. − de engedi a mozgást, úgy, hogy acéltüskéket építenek be távolsága egymástól : − 0,5 m - keresztirányban − 1,0 m - hosszirányban A tábla függőleges mozgásának megakadályozása fontos, mert lehajlik a tábla széle, így víz jut alá, ami kiszivattyúzza a finomszemcsét és a pumping hatás következtében megszűnik az aláágyazás. Ez táblatöréshez vezet. (12/4 ábra) A betontáblák zsugorodnak, vetemednek, 5 m hosszú táblák 6-8 mm-es magasságkülönbség-gel rendelkezhetnek. Betonburkolat alá vízáteresztő, kötött burkolat kerüljön : − Cementstabilizáció − Mechanikai stabilizációnál 3-5 cm AB 8-as réteget Összetétel Szemeloszlás (12/5. ábra) − D max 16 közút − D max 32 az utópálya ∅ > 4 mm zúzott kavics max 50% /autópályán csak bazaltból / utak: 3 alsóbb rétegeknél: 300-350kg/m 3 felsőbb rétegeknél: 350-370kg/m légpórustartalom

> 4% ajánlott. Gyártás: (12/6. ábra) Elemei : ⁄ szétrostálják − felső adalékanyagtároló   feljuttatják − cementsiló  − mérlegelő berendezés  szakaszos keverő elsőrendű utakhoz + repülőterekhez. − víz  − kényszerkeverő  Alsóbbrendű utaknál Mezőgazdasági út , gyalogút építéséhez a folytonkeverő eljárást alkalmazzák. (Csigasor viszi az anyagot, ide kerül a kavics mellé a cement és a víz, a csigasor hossza biztosítja a keverési időt.) 12. előadás 53 oldal Beépítéshez − finiserek (12/7. ábra) Feladat: a beszállított anyagot − terítse el − tömörítse − vibrálja be (a megfelelő minőségűre) Felületét megfelelő bordázattal lássa el. Nincs lehetőség utótömörítésre a betonburkolatnál. Géplánc (12/8. ábra Elemei : − formasín − vasalás − tehergépkocsi − terítő gép − finiser (csúszózsalus betonbedolgozó gép) − simító gép − járósáv (0,70) −

érdesítő és permetező gép − fóliaterítő berendezés vagy bitumenes felületlezárás célja : ne párologjon el a víz (csak akkor használható, ha újabb réteg következik még) Fenntartás − lehetőleg − − kerülni kell a sószórásos hótalanítást, mert a só káros a betonra, mivel hamarabb megy tönkre gyorsan le kell tisztítani az olajat, rongálja, létezik olajkorrózió, eltömi a pórusokat. hézagkiöntés : Folyamatosan figyelemmel kell kísérni a kiöntő anyag viselkedését, ha elválik, megreped, ekkor újra kell önteni. Vízzáró állapotnak kell maradnia Méretezés Az élettartam kérdése másként alakul. Betonburkolatnál 10-12-es nagyságrendű a kitevő. − A méretezési tengelysúlynál kisebb tengelysúlyokkal igénybevéve nagyságrenddel nagyobb áthaladást enged meg. − Tengelysúly-túlterhelésre nagyon érzékeny, nagy tengelyteher hatására nagy húzófeszültség lép fel, ami repedést és tönkremenetelt okozhat,

akár egy jármű esetén is. A feszültség halmozódik, különböző igénybevételek során keletkező feszültségek esetén. Például : zsugorodás + nagy tengelysúly. A beton húzófeszültsége kisebb az aszfalténál. 12. előadás 54 oldal − Járműterhelésből adódó húzó - nyomó feszültség eltérő a lemez : − szélén − közepén − sarkán − Évszaktól függő terhelések : − Nyáron nagy nyomófeszültségek keletkeznek − Télen nagy húzó feszültségek keletkeznek. − Napsütésből adódó : felmelegedéstől Nyári vagy téli napsütéses időszakokban az egyenlőtlen többlet húzó - nyomó feszültségek keletkeznek. A különböző feszültségeket figyelembe kell venni. A méretezés más elven működik. Itt nem a talaj E 2 modulusát, hanem az ágyazási tényezőt vesszük figyelembe (ábra) Különböző helyeken, különböző módon lehet kiszámolni, ezt a módszert Westegard dolgozta ki: (ábra+módszer+fólia)

Tehát méretezést a sarokpontra elég elvégezni, de figyelni kell, hogy a sarokponton megjelent- e a tényleges igénybevétel. Pl.: Reptereknél a sarok, utaknál a szélek mérvadóak Figyelembe kell venni a járulékos feszültségeket is : − építési hőmérséklet − évszakonként a szélső hőmérséklet különbségéből keletkező dilatációs mozgás Vizsgálandó a minimális pozitív feszültség 6 m-es táblánál. Egyenetlen felmelegedésből eredő feszültségeket is figyelembe kell venni. Ha a vastagság nagyobb, mint 16 cm, akkor nem keletkezik jelentős feszültség. A vékony vastagságú helyeken (kerékpár úton) azért nem okoz gondot, mert a járműteher kicsi. Rugalmassági modulus : 30000 MN/m 2 Mértékadó feszültség : 3-3,5 MN/m 2 A repülőtéri betonburkolatok adatai ettől eltérőek. 12. előadás 55 oldal 13. ELŐADÁS Műszaki előírások Régen MSZ-szabványok vonatkoztak az utakra. Ma ágazatokra érvényes előírások vannak A

szabvány nem ír elő sok dolgot, a beépítés a kivitelező és beruházó dolga, de vannak olyan kritériumok, amelyeket be kell tartani. A műszaki leírás fontosabb részei UT 2-3.301 : 1997-től érvényes Ez az előírás három korábbi műszaki előírást helyettesít. Megalkották a forgalmi terhelési osztályok mellett a járulékos igénybevételek és igénybevételi kategóriák szerinti osztályokat : Járulékos igénybevételek : I, Hűvös, árnyékos, hegyvidéki útszakaszok, magas épületek között II, Jó benapozású dombvidéki út, településszél III, Nagy igénybevételű szakaszok, buszsáv, kapaszkodósáv (ábra) Igénybevételeknek megfelelő burkolatok osztályozása : − előírja az alkalmazandó anyagok minőségét (ábra) − egyes igénybevételi kategóriáknál milyen anyagokból épülhet fel a szerkeze − milyen vastagsági határok között építhető be az adott réteg (2,5*d max célszerű építési vastagság, de v≥2d max ) Ma

terjed a infradominós eljárás, azaz gázmelegítővel felmelegítjük a régi pályát és így tesszük rá az új réteget. Ekkor a vékonyabb építési vastagság is megengedhető − Tartalmazza az egyes burkolatcsoportokban alkalmazandó anyagokat. Aszfaltalaprétegek : U-16, JU-20, U35, JU-35, JU-35/F, ahol az F a fokozott igénybevételre utal Ez az alapréteg csak keményebb bitumennel készülhet, legalább 60% zúzott anyagot tartalmaz. Zúzott homokot is kell tartalmaznia, zúzott kavics helyett zúzott bazalt, vagy andezitet tartalmaz. Kötőrétegek : K-12, K-20, megengedett 60% zúzotthomok használata, K-20/F, 100%-ban zúzott anyagot kell tartalmaznia 13. előadás 56 oldal Aszfaltkeverékek : Elő van írva : − − − − − − − − − szemnagyság határok mészkőliszt mennyisége homoktartomány zúzott homok mennyisége : csak a homokot (0,09-2 mm) vizsgálva, 100%-nak véve, a természetes és zúzott homok mennyisége kőanyag tartományra

vonatkozó rész : csak zúzott termékek lehetnek bizonyos típusoknál előírja a bitumen típust (a legalsó követelményt) javaslatot tesz egy ajánlott kötőanyag-tartományra Marshall stabilitásra és a próbatest hézagtartalmára ad előírást F-es keverék estén kiegészíti két újabb vizsgálattal az előírást : − keréknyomképződés − kúszásvizsgálat Kopóréteg kategóriák : AB-5, AB-8, AB-12, AB-16, AB-20 AB-12/F, AB-16/F Érdesített homokaszfalt : ÉHA-20 : Lényege a kihagyásos szemszerkezet. Az 5-8 frakciót hagyják ki, de elterítéskor a felületre kiszórják és behengerlik. Majdnem olyan, mint a felületi bevonatok. A minősége ásványianyag probléma miatt leromlott Zúzalékvázas masztix-aszfalt : ZMA-8, ZMA-12, MZMA-12 Lényege, hogy kihagyásos. A homoktartomány van kihagyva, viszonylag nagy finomanyag mellett (~20%), ~70%-os zúzaléktartomány. Ezek a zúzalékváz miatt jó melegviselkedésűek. MZMA : modifikált aszfalt

tartalmú Öntöttaszfalt : ÖA-5, ÖA-8, ÖA-12 Eltérőek abban, hogy ÖA-5 csak járda, vagy kerékpár utaknál, max szélső szálként alkalmazható. Városi utak kopórétegének ÖA-12 alkalmas Az előírt vizsgálatok fajtái Gyártás közben : A keverőtelepen ömlesztett mintát kell venni és ebből Marshall próbatesteket kell készíteni. Meghatározzuk s a0 , a szemeloszlás értékeit extrahálásból. A minták eredményeit folyamatosan kell vizsgálni. Gyártott 500 tonnánként, vagy minden napi keverékből egy mintát kell venni. 13. előadás 57 oldal Vizsgálni kell : − kötőanyag tartalom (B%) − töltőanyag tartalom (T%) − homoktartalom (H%) (BTK vizsgálat volt régebben) − 2 mm és D max /2 mm közötti kőtartalom (K 1 %) − D max /2 és D max közötti kőtartalom (K 2 %) − keverékből készített Marshall próbatestek szabad hézagtartalma, stabilitása, adott esetben folyása Az előírás statisztikai összehasonlítást alkalmaz. A

minták középértékekhez tartozó eltérések szórását, az átlageltérést is tartalmazza (minél nagyobb számú a minta, annál kisebb az eltérés) Újdonság a minőségi levonások táblázata : Annak függvényében, hogy az átlagtól való eltérés milyen mértékű, adott százalékos levonás van. Minél nagyobb az eltérés, annál nagyobb a levonás A levonás helyett a kivitelező választhat, hogy újraépít, vagy leminősít (kopórétegből kötőréteggé) Beépítésnél : Az aszfalt jellemzőit kisebb mértékben a pályaszerkezet jellemzőit nagyobb mértékben vizsgálja. Ezek a : − beépítési vastagság − tömörség Beépítésnél 500 m-ként és sávonként 1 db mintavételi hellyel kell jellemezni az útszakaszt. Felületi minősítések : − kopóréteg felületi egyenetlenségét UT-02-es készülékkel vizsgáljuk Ez a berendezés egy mozgó bázisú, négy méter hosszú, fiz gerendával alátámasztott szerkezet, amelynek középső kereke

szabadom mozog, az elmozdulását regisztrálják. A szerkezet meghatározza az előző mélyponthoz képest a következő csúcspont magasságát. Ezeket egyedi hullámnagyságként kezeli és statisztikai eloszlást készít róluk. 4 mm alatt fölfele történő elmozdulást nem vesz figyelembe Mindem felfele irányuló mozgást összesít. Ezekre a paraméterekre van előírás útkategóriák, rétegek szerint. A készülék képes kijelezni a nagy hullámokat (festéket szór) − keresztirányú esés − burkolatszélesség − munkahézagok összedolgozását kell ellenőrizni Ezek eredményeit a kitűzés szerinti keresztszelvény-sűrűséggel kell ellenőrizni. Az eredményeket statisztikailag kell feldolgozni : − egyedi szélsőértékekre : a határérték meghaladása korlátozott számban fordulhat elő − átlagértékekre : a ténylegestől való eltérésre van szabályozva 13. előadás 58 oldal 14. előadás Felületi bevonatok aszfalt makadámok Felületi

bevonatok Bitumenemulziók fajtái törési idő szerint csoportosítva: − lassan L − közepesen K − gyorsan Gy A magyar előírások leírják, hogy melyiknek milyen fizikai tulajdonságaik vannak. KFB : Kavicsos hidegeljárásos felületi bevonatok. Gyüjtőnéven Slurry-Seal burkolatok. Amerikából terjedt el Eredetileg normálbitumenből gyártják. Ma : Makro Seal 0,3-0,5 Mikro Seal 0,8-1,2 Kötőanyaguk pmB és elasztomer tartalmú. (elasztomer tartalom max 2,5-3% lehet, különben nehezen diszpergálható) Definíció : KFB: A kopóréteg érdességének növelése, felületi zárás, felületi romlások megelőzése, nyomvályúk és felületi egyenetlenségek javítása, zajcsökkentés céljából alkalmazott felületjavítási eljárások. Ez egy vékony réteg, alkalmazása nem javítja a burkolatok teherbírását. Készítésekor, a meglévő burkolat felületét kötőanyagból és ásványi adalékanyagból készített, előre összekevert keverékkel vonják

be. A keveréket egy speciális géplánc állítja elő, és dolgozza be, így a keverék önterelő jellege miatt tömörítést nem igényel (ezt RAPID ASZFALT -nak is nevezik). Kötőanyag fajtája szerint megkülönböztetünk : − kationaktiv bitumenemulziós − modifikált kationaktív bitumenemulziós bevonatokat. A legnagyobb szemnagyság szerint: − KFB-0/3 − KFB-0/5 − KFB-0/8 − KFB-0/12 Az adalékot egy külön keverőtelepen, egy adott szemeloszlás alapján előállítják és ott bizonyos szabályoknak megfelelően deponálják (földnedves állapotban). Az alkalmazásnál figyelembe kell venni : − forgalmi adatokat ha E/n > 800, ha a burkolat jellemző − teherbírása <3 − felületi épség >3 Gyártás: Ásványi anyag + Cement + környezet barát Additív anyag + Víz + Emulzió ↑ kationaktív szerves anyag (emulgáló szer) A gép összekeveri, majd beviszi egy terítőládába, ami elosztja, elrendezi, majd végül egy lap a gépsor

végén lehúzza a burkolat felületéről a felesleget, így maximum 12 mm vastagságú lágy bevonat marad. 15. előadás 59 oldal Ebben lassan törő emulzió van, ha gyorsan törő lenne, akkor már az elosztó részben megtör-ne. A rendszerben a cement lúgos kémhatásával gyorsítja a kötési folyamatot. Az elterítést követően 20 perc alatt a pép megszilárdul és 40-60 perc múlva a legnehezebb felületi forgalom is rámehet. A német előírás KFB : 0/11 ; 0/8 ; 0/5 ; 0/3 (szemcsenagyság) Speciális bitumenemulzió a kötőanyag. Ha a pép megtörik és eltávozik a víz, a visszamaradó kötőanyagtartalom adott. A fajlagos beépítési mennyiség : 2 − 0/3 6 - 14 kg/m 2 − 0/11 25 - 30 kg/m A német előírás aprólékossabb, szelektívebb, mint a magyar, 0/5 - 0/8 -as keverék mindenhová beépíthető. A felületi bevonatokkal a nyomvályúkat is ki lehet tölteni. Ha túl mély a nyomvályú a felületi kigyűrödéseket le kell marni. Német ásványi

összetétel : − Mészkőliszt 10% − 0/2 Andezit 34% − 2/5 Andezit 28% − 2/5 Krómércsalak 28% Az eltérése a Fuller egyenestől kicsi. A krómércsalakkal a súrlódás növelhető. Olasz előírás Visszamaradt bitumenben 3,5 - 5% legyen az elasztomer tartalom. Nehéz ilyen nagy %-ú elasztomer tartalmat elérni,ezért különleges eljárást kell alkalmazni. A vékony aszfaltréteg : − nem vízzáró − nem tömött Például : 0/3 - as rétegben az összes hézagtartalom 8%. Minél durvább szemeloszlást csinálunk, a hézagtartalom nő. Ezeket az anyagokat szinezni is lehet : Cr O zöld (króm - oxid) Fe 2 O 3 vörös (vas - oxid) Aszfaltmakadámok Aszfaltmakadám pályaszerkezeti réteg. A higított bitumennel készített aszfaltmakadám burkolatok azért utántömörödő jellegűek, mert a teljes elaszfaltosodás - azaz a bitumen teljes megkötése - csak a higítóanyag elpárolgásával , több hónap elteltével következik be. Azért alkalmazható a könnyű

és nehéz forgalomra egyaránt, mert azok forgalmi hatásai túlzottan nagy, káros deformációkat általában nem idéznek elő az utántömörödő aszfaltmakadámokban. 15. előadás 60 oldal Típusai: − Itatott aszfaltmakadámok − Kötőzúzalékos − Kevert aszfaltmakadám : It - 40 : Köt - 35; : KM60; Köt - 60 KM 120 Az előírás bemutatja, hogy milyen kötőanyagból lehet gyártani (C ; B; kőzetfizikai tulajdonságú Z; zúzott anyagok) Higított bitumenek szivattyúzási, permetzési, keverési hőmérsékletei : o o 60 - 90 C Szivattyúzási hömérséklet 40 - 70 C o Permetezési hőmérséklet 700 - 100 C o o 90 - 120 C Keverési hőmérséket 80 - 100 C HB-R HB-A HB-R 20/40 20/40 150/300 NZ; HB-A 150/300 Itatatott aszfaltmakadámok Itthon létező változata az It 40 : − Első ütemben 90 kg/m2 Z 35/55, vagy NZ 35/55 jelű zúzottkövet terítenek el lazán, ∼ 6cm vastagságban, − majd ezt általában vasabroncsos hengerrel hengereljük. − A

hengerlést követő első itatásként 3,5 kg/m2 higított bitument szórnak ki, majd 2 kiékelésként 20 kg/m (előzetesen B-80-al impregnált) NZ 8/12, vagy NZ 12/20 jelű zúzalékot, vagy ezek 1:1 arányú keverékét, hengerléssel a zúzottkővet a hézagaiba nyomják. − Második itatásban 2,5 kg/m2 higított bitumen és a NZ5/12 szemnagyságú, 15 kg/m2 menyiségű zúzalékkal történik a második kiékelés. (ábra) Az itatott makadám nem vízzáró felületét higított bitumenes felületi bevonattal kell lezárni. Kötőzuzalékos aszfaltmakadám Itthon előforduló fajtái : KÖT 35, KÖT 60 KÖT 60 2 Elöször Z35/55, vagy NZ35/55 jelű zúzottkövet terítenek el 90 kg/m mennyiségben és 1-2 2 hengerjárattal elsimítják. A KÖT 60 típus építése esetén a kb 1,5 kg/m higított bitumennel 2 lepermetezett zúzottkőre két menetben összesen 60 kg/m mennyiségben bitumennel előállított un. kötőzúzalékot dolgoznak el 2 Első ütemben a 25 kg/m

mennyiségben felhordott zúzalékot intenzív hengerléssel teljesen bedolgozzák a zőúzottkő hézagai közé. 2 Második ütemben ismét 25 kg/m mennyiségű behengerlésekor a zúzalék még mindig fogad 2 be kötőzúzalékot. Így a hengerelt felület anyagpótlást igényel, ezért hozzáadunk még 10 kg/m zúzalékot. A profilírozás és hengerlés után a felület 48 órán belül higított bitumennel gyártott kevert felületi záróréteggel kell lefedni. KÖT 35 Gyártási folyamatai lényegében megegyeznek a KÖT 60-as lépéseivel, a külömbség, hogy a 2 második 25 kg/m mennyiségű zúzalék hiányzik. A kevert felületi záróréteg 1 cm vastagságú higított bitumennel gyártott nagyon finom anyag. 15. előadás 61 oldal Kötőanyag szükséglet meghatározása Az ásványi zúzalékszemcsék fajlagos felületének figyelembevételén alapuló számítási módszer szerint a frakciók tömegarányaival súlyozzuk az ezen frakciómérethez rendelt

kötőanyag (higított bitumen) szükségletet. − 0/3 8,5 m% higított bitumen szükséglet − 3/5 6 m% − 5/12 5 m% − 12/20 4 m% Ezek összekeveréséhez keverőgép szükséges. A folyamat időjárás függő Nyáron viszkózusabb, télen kevésbé viszkózus higított bitument alkalmazunk. Kevert aszfaltmakadám Itthon alkalmazott fajtái : − KM 60 − KM 120 2 A KM 60 típus egy rétegben, 60 kg/m mennyiségben építhető. 2 A KM 120 típust két rétegben, összesen 120 kg/m mennyiségben kell építeni. Ma a kétrétegű változat a jellemző : alsó réteg felső réteg kopó réteg zúzott kő 1:2 arányben HB szükséglet zúzott kő 1:2 arányben HB szükséglet felületi zárás kevert záróréteggel Z 120/20 : 20/35 3,5-3,0 m% NZ 0/5 : 5/12 5,5-6,0 m% 2 20 kg/m A három makadámféle közül a kevert makadám képezi a legnagyobb értéket. Előnye, hogy a legnagyobb folytonkeverővel gyártható, deponálható, igény szerint felhasználható. Mai

felhasználási helyük : − városi utak − mezőgazdasági célú helyek − üdülőterületek Tehát olyan helyeken, ahol azt akarom, hogy később majd egy teherviselő szerkezet alakuljon ki (pl. : lépcsős beépítés első lépcsőjének kiválló). 15. előadás 62 oldal 15. ELŐADÁS Aszfalgyártás Az aszfaltgyártás gépei : Aszfaltgyártás I.csoport "Sarzsos" konvencionális keverő (ábra) Fő részei : − Előadagoló bunkersor Egy bunker két, vagy három tagból áll és a bunkersor minimum öt bunkert tartalmaz − Hideg elevátor, amely az ásványi anyagot adja be a szárítódokba. Itt szárítják és megfelelő hőmérsékletűre hevítik a követ. − Szárítódob, ahova ellenáramba lép be az anyag. Átlagos hőmérséklete 170-200 °C Itt található egy elszívó berendezés, melynek feladata, hogy a légfelesleg tényezőt biztosítsa. Ezáltal eltávolítodik finomanyag is, amit leválasztanak különböző szűrőeljárásokkal. A

szárítódobon nem megy át a mészkőliszt − Meleg elevátor viszi fel az ásványi anyag keveréket a szárítódobbol a vibrációs szitasorra az un. meleg szitákra (mivel a hideg oldalon nem visszük be a mészkőlisztet, ezért a szemeloszlási görbe más a bemenő anyagnál, mint a tervezett szemeloszlási görbe. − Meleg szitasor, ahol a rosták cserélhetőek. − Kényszerkeverőbe jutnak az egyes frakciók a meleg szitasor utáni mérlegelést követően. Itt jut hozzá a mészkőliszt és az elején az elszívóból visszanyert saját töltőanyag is. − Keverőteknő, ahol száraz keveréssel az ásványi anyagot és mészkőlisztet, majd nedves keveréssel a bepermetezett bitument keverik össze az ásványi anyaggal. − Aszfalttároló bunker A keverőteknőből csille szállítja ide az összekevert bitument. Innen teherautók szállítják el. Melegrosta rendszer (ábra) A melegbunkereket úgy kell működtetni, hogy a nyílásain azonos arányben menjen be az

ásványi anyag időegység alatt a rendszerbe. Fontos, hogy megfelelő kalibrációjú szalagmérlegekkel ellenőrizzük a kifolyt anyag mennyiségét. A túlfolyó védi a gépet attól, hogy túl sok anyag tudjon felgyülemleni. Mérlegelés rekeszes mérlegekkel történik. Bemérési idő ~1 sec. Keverési ciklusidő 30-35 sec. (száraz keverés 10 sec., bitumenes keverés 20-25 sec.) Kényszerkeverő (ábra) A keverés közben 20 atm nyomással nyomják a bitument a keverékbe, majd 20-25 sec.-ig keverik Ezután a keverő kinyílik és az anyag a csillébe ürül. A keverő bezáródása után a folyamat előről kezdődik. Ennek a gépnek elég nagy a tehetetlensége. Nem lehet elég gyorsan változtatni a keverék típusát, ezért a jó minőségű, nagy volumenű munkákhoz lehet használni. Nagyszemcsés, nagy mennyiségű helyi alapanyag felhasználásnál nem mindegy, hogyan töltjük meg a bunkereket. 15. előadás 63 oldal Negyvárosok közelében nem is igen

használnak konvencionális gépet, mert a prompt megrendelést nem tudják teljesíteni. II csoport "Turm" torony elrendezésű keverők Hőszigetelt silóben a felhsznált anyagokat a szárítóberendezéssel felmelegítve viszik be. A egyes silók alján lévő keverőberendezésből engedik a kényszerkeverő berendezésbe az anyagokat. Nincs melegrostája. Előny : − nagyon variábilis Hátrány : − nincs osztályozóberendezése, ezért szükséges a jó minőségű alapanyag − hőháztartása nem igazán jó, nagy a hőfokveszteség III csoport "Drum" mixerek 150-600 tonna aszfalt gyártására alkalmasak. A gép nincs ellátva szitarosta berendezéssel Az előadagoló bunkersoron jól kell bemérni az anyagot. Sokfajta változata létezik. Zónái : − felmelgítő − keverő A bitument a rendszer 2/3-nál folyamatosan adjuk hozzá. Nehéz állandó minőségű aszfaltot gyártani vele, mivel a bemenő ásványi anyagnak is állandó minőségűnek

kell lennie. A gép pontos nedvességmérővel van ellátva, mert a víz megváltoztaná a tömeget, így az arányokat is. Ez egy jobban mobilizálható keverőtelep (24 óra alatt áttelpíthető). Előnye, hogy változatai mindenféle technológia alkalmazását lehetővé teszik. Az előmelegített aszfaltgranáliát is hozzá lehet adagolni. Az aszfaltkeverékek szállításával kapcsolatos alapelvek 1. A felületi egyenletesség kívánalmának alapfeltétele a beépítőgép keverékkel való egyenletes ellátása. Ezért ügyelni kell : − távolságra és szállítási időre − az esetleges forgalmi akadályoztatásra − a szállító járművek kiválsztására (súly, nagyság, megfordulási lehetőség) Nem helyes az sem, ha a szállítójárművek a helyszínen várakoznak, mert ez a keverék hőmérsékletének csökkenését okozza és "mellesleg" időbe és pénzbe kerül. 2. Csak ponyvával felszerelt szállítójármű használatát engedjük meg még

nyári időben történő beépítésnél is. 3. A rakodóterek tiszták legyenek és az anyag-beboltozódás elkerülése miatt megfelelő minőségű- és mennyiségű tapadásgátló szer használatát követeljük meg a rakterek bepermetezéséhez. A gázolaj gyakori manapság, de káros, mert lágyítja a bitument, ezért használata tilos. Magyarországon használatos tapadásgátló az IMPRIMOL. A keverék megfelelőségének, értékelésének szempontjai helyszíni szerevételezés során 15. előadás 64 oldal 1. Szemrevételezéssel − egyenletesen fekete, enyhén csillogó − a szállító járműben lapos kúp formában terül el − enyhe gőzt áraszt − nem láthatóak szétosztályozódási jelek a járművön és a terítőgép puttonyában 2. Szerevételezéssel hidegnek látszó keverék jellemzői − már a szállítójárműben kéreg képződik a felületén láthatóan − a puttonyba való ürítéskor nem gőzölög − összeállt darabok láthatóak

a puttonyben 3. A túlmelegítettnek (elégettnek) látszó keverék jellemzői − barnásnak, mattnak tűnő − a puttonyba ürítéskor sárgás gőzök észlelhetőek − lapáttal könnyen széttolható, ez biztos jele annak, hogy a kötőanyag ragasztó ereje jelentősen károsult Megjegyzés : Hideg keveréket a pályaszerkezetbe nem lehet beépíteni. Az elégett keveréket esetleg alaprétegnek lehet beépíteni. Egyébként gondoskodni kell a minéll jobban "hasznosuló" elhelyezésről (ideiglenes feljáró, rézsű, stb.) 15. előadás 65 oldal 16. előadás Aszfaltbeépítés A beépítőgép (terítőgép) megfelelő munkájának főbb szempontjai Alapméret 2,5 m, amelyet 0,75; 0,50; 0,25-ös tagosítokkal lehet szélesíteni, tehát elég variábilis. Szempontok : − A beépítőgépet úgy kell felszerelni, hogy a beépítési szélesség biztosítható legyen a toldatok (tagok) szükség szerinti felszerelésével, tekintettel a rétegek

hosszcsatlakozási vonalainak elhelyezésére is. Az aszfalttal érintkező felületeket elő kell melegíteni − A terítési vastagság meghatározásához ismerni kell a beépítő gép előtömörítési hatását a különféle aszfaltok eseteire is. Az aszfalt típusának és beépítési vastagságának megfelelően kell a döngölő él tömörítési fokozatát és a vibrációs lap gerjesztési fokozatát beállítani (ez kivitelezői tapasztalatokon alapul). − Lényeges, hogy a bépítőgép szintvezérléssel dolgozzon. A vezérlő huzalt (vagy lézernyalábot) csak a bépítési sáv egyik oldalán szabad elhelyezni. Vezérlő huzalt lehetőleg csak az alapréteg építésénél használjunk. Kötő, de főleg kopóréteg beépítésekor már csúszógerendát használjunk. − A beépítési sebességet a keverőgép teljesítményével, a szállítással és a hengerlési munkával összhangban kell megváltoztani. Általános elv, hogy kerülni kell a nagyon lassú

(mászó) sebességet és főleg a nagy tömörítési munkát igénylő keverékfajták esetében a gyors sebességet is. Egyenletesen állandó sebességgel kell az aszfaltot beépíteni Ha a finiser sebessége kisebb 1,2 m/perc, mászó sebességről beszélünk. A 2,5 m/perc sebesség körülbelül megfelelő. Figyelembe kell venni a szélességet is. A finiser egységei (ábra) − befogadó puttonyba ügyesen ürít a szállító tehergépkocsi (mindig a finiser tolja a − − − − gépjárművet úgy, hogy nem hagyja a sofőr, hogy kiszaladjon a kocsi, az ügyetlenség hullámot okoz a felületen) kaparó rendszerű behordó szalaggal jut az anyag aputtonyból előre elosztó csiga osztja el a keresztmetszeten egyenletesen az anyagot elődöngölő gerenda tömöríti az anyagot úszó palló az állítható teljesítményű vibrátorsorral készíti az előtömörített aszfaltot Beépítési időjárási körülmények − Beépítés hideg évszakokban : A

bedolgozási hőmérsékletek minimálisan megkövetelt értékei : − kopóréteg +5 °C (ÉHA +15 °C; ZMA +10 °C) − kötőréteg +5 °C − alapréteg +5 °C − Beépítés csapadékos időben : A magyar előírás nem ad egyértelmű előírást. Külföldön kopóréteget egyáltalán nem szabad esőben és nedves alapra építeni. Szemerkélő esőben is csak nagyobb vastagságú alapréteget lehet beépíteni. − Beépítés meleg időben : − a beépítési hőmérsékletre megadott felső hőmérsékleti határt nem szabad túllépni − a meleg aszfalt első hengermenettel történő tömörítést gumihengerrel kezdve utána sima − köpenyes hengerrel folytassuka tömörítést, mert ha továbbra is gumihengert használunk, akkor habarcsfelúszás állhat elő a forgalom csak akkor engedhető rá, ha a réteg hőmérséklete 40 °C alá hül 16. előadás 66 oldal Aszfalt keverékek tovább tömörítése A finiserrel beépített aszfalt tömörsége

93-95%, ezért még hengerelni kell. Ha az aszfalt nem éri el a kívánt tömörséget értékcsökkenté válik. Hengerlési fogalmak : − hengerlési sáv : A henger szélessége, ebbe beleértendő az átfedés szélessége is, tehát munkaszélesség. − hengermenet : A hengerlési sávon való egyszeri (egyirányú) áthaladás. − hengerjárat : Egy hengerlési sávon való oda-visszamenet (két hengermenet) − irányváltás : A henger a hengerlési sávon előremegy, megáll, majd ugyan ezen a sávon visszajön. − sávváltás : A hengerlési sávról a kihűlt részen a henger lemegy, majd beáll az új hengerlési sávra. − hengerlési hossz : A sávváltás nélkül megtett távolság. ~30-60 m Hengertípusok 1. Statikus hengerek : − gumihengerek 8-22 tonnás hengerek. A folytonos szemeloszlású aszfaltfajták (alap, kötő, kopóréteg) "főtömörítéséhez", vastag alapréteg beépítéséhez 16 tonna felett használják. Kishengerek <16 tonna,

nagyhengerek >16 tonna Szélessége 1,60-2,20 m − acélköpenyes háromkerekű hengerek 100-12 tonnás hengerek, legfeljebb 10 cm-es vastagságú, folytonos szemeloszlású aszfaltok tömörítésére használtuk. Ma már inkább csak a hossz- és keresztirányú csatlakoztatási vonalak tömörítéséhez un. "simító" hengerléshez, vasaláshoz használják A szélvágót rászerelve csatlakoztatás képzésére is alkalmas. 2. Dinamikus hengerek : − vibrációs, acélköpenyes tandem hengerek : Statikus és dinamikus hatásukkal kombináltan tömörítő hengerek. A 7 tonna alatti változataikat csak a vékony aszfaltok, járdák, kerékpárutak aszfaltjainak az un. mikrophaltok tömörítéséhez használják A 7 tonna feletti hengerek alkalmazása : − vibráció nélkül : A legfeljebb 18 cm vastag rétegek első hengermenetéhez és a legfeljebb 8 cm vastag aszfaltok csatlakoztatási vonalainak tömörítéséhez, vasalásához − vibrációval : 8-18 cm

vastag aszfaltok tömörítéséhez (első hengermenet vibráció nélkül). Egy rétegben beépíthető max rétegvsatagság 8-12 cm. A vékony réteget : − nehezebb tömöríteni − minél vastagabb a felületi egyenletesség annál jobban biztosítható Hengerlésnél minimum 15 cm-es átfedést kell biztosítani. A hengerlés alapszabályai 16. előadás 67 oldal − Ha az aszfaltkeverék típusa, beépítési vastagsága, a terítési szélesség, az időjárási körülmények − − − − − − − − − − − − − elvileg lehetővé is tennék ne engedjük egy henger használatát, mert egy henger nem henger. Tartalékhenger biztosítása követelmény. A hengerlést a beépítőgép után 5 m távolságban a keresztirányú munkahézag hengerlésével kell kezdeni. Ha a bedolgozógép 20-25m-t elhaladt, akkor kezdődhet a pálya hosszirányú hengerlése A henger meghajtott kereke essen mindig a bedolgozógép irányába, mert különben haránt irányú

repedések keletkeznek. Kivételt képez azomban az erősebb emelkedőben, vagy lejtőben (e>4%) való haladás. Ekkor hátul legyen a meghajtott kerék Már az első hengermenetnél is a bépítőgépet szorosan kell követni (3-4 m). 10-15 cm átfedési sávot kell biztosítani. A keresztesést tekintve mindig az alacsonyabbn fekvő oldalon kell kezdeni. Irányváltoztatáskor a vibrációt ki kell kapcsolni. Ha a henger nem fokozatmentes sebváltóval felszerelt, ügyelni kell a fokozatos sebességváltásra. Sávot csak a már tömörített burkolati részen lehet váltani. A hengerdobokat szükséges vízzel permetezni, de csak annyi vizet használjunk, amennyi vékony filmet képez a hengeren. ÉHA 20, ZMÁ típusu aszfaltok, továbbá drénaszfaltok tömörítéséhez csak acélköpenyes hengereket használjunk. A tömörített, meleg burkolaton ne álljon meg a henger. Próbatömörítéseket kell végezni nagyobb építkezések során. Általában kivitelezői tapasztalatok

szerint ha a bitumen hőmérséklete <90 °C, érdemi tömörítés, vagy vasalás nem végezhető. Tömörítetlenségi problémák léphetnek fel pl vízbehatolás, vízfeldúsulás (pumping hatás következtében a bitumen ragasztóereje megszűnik). Túl meleg tömörítés az egyenletes felületi textúrát károsíthatja. Tömörítési hibák 1. Hengerlési repedések okai : − gömbölyű szemcsét nagyobb hányadban tartalmazó keverékek esetében túl súlyos henger használata (ok : kicsi a belső súrlódás) − a keverék tömörítéskor megcsúszik az aljzaton (ok : túl sok ragasztóanyag, vagy szennyeződés, vagy nedvesség hatására) 2. A túl magas keverék hőmérséklet hatása − a hengerpalást éleinél nyíródik, kigyúródik az aszfalt − az abroncsok mögött haránt irányú repedezettség keletkezik − a keverék felragad az abronycsra (a henger felszaggatja az aszfaltot) − a keverék az abroncs elött mozog, csúszik Hosszcsatlakozások

Problémafelvetés : A burkolatok szélei, valamint a hosszcsatlakoztatási vonalak környezete általában a burkolatfelfület kritikus pontjai. Az aszfalt-pályaszerkezeti rétegek tömörsége itt általában kisebb, ezért az aszfaltok húzószilárdsága gyengébb, mint a keresztmetszet más pontjaiban, a vízzáróságuk rosszabb, így a télen keletkező termikus feszültségekkel szemben ellenállásuk gyengébb. Itt tehát évek alatt (általában már a kivitelezői szavatossági kötelezettség lejárta után termikus reedezettség alakulhat ki, ami az út kezelője számára jelent terheket, költségeket. A hosszirányú csatlakozások képzésével ezért külön kell foglalkozni. 16. előadás 68 oldal Alapelvek : (ábra) − A jó varrat képzésének feltétele a "forrót a forróval" beéítési elv megvalósítása, ami elsősorban a koórétegek éítésénél lenne nagy fontosságú (ez azomban csak a forgalomtól elzárt területen követelhető meg

elvileg is). − A "forrót a hideggel" beéítésnél a kontakt felületek jó előkészítésével és megfelelő beéítési technikával is csak meg lehet közelíteni a "forrót a forróval" beéítési minőséget. Itt érdes kontaktfelületet kell kialakítani és megfelelő vastagságú kötőanyag-filmel, bitumenes masszákkal kell az együttdolgozást biztosítani. "Forrót a forróval" bepítési elve : − A beéítő géek egymáshoz viszonyítva a lehető legkisebb beéítési távolságban haladjanak. − A hengerléshez legalább két azonos típusú hengert kell használni (a két finiser között kialakuló szabadságot külön le kell hengerelni). "Forrót a hideggel" beéppítési elve : A két terítési sáv közötti kontakt felület képzése : Általános elv, hogy a hosszcsatlakozási vonalak egymáshoz képest legalább 10 cm-es eltolással legyenek építve. Annyira nem lehet őket eltolni, hogy a varrat a keréknyomba

essen (a varrat a keresztmetszet gyenge pontja). Előírások : − A meglévő hideg sáv széle ne legyen függőleges falú, mert az alsó (derékszögű) sarokba a frissen terített aszfalt nem tud elhelyezkedni (beboltozódik, túl sima szél, a fűrészelési iszap rátapad) − A meglévő sáv széle ne lgyen túl laposan levágva, mert a frissen terített aszfalt megcsúszik, továbbá a legyszéle elvékonyodik, letöredezik. − A 70-80 °-os hajlás előnyös − A levágott felület ne legyen sima, inkább érdes. Továbbá − Törekedni kell arra,hogy fűrészelés helyett marógépet használjunk. Marógépnél is kitöredezhet vastagabb rétegek csatlakozásánál a szemcse. A vágótárcsa meleg állapotban dolgozik, ezért nem eltöri, hanem kikapkodja a zúzalékszemcséket. A csatlakozó sáv beépítése, tömörítése : A második sávot a tömörödési tényező figylelembevételével megválasztott terítési vastagságban, 2-3 cm-es túlnyújtással

terítjük. Változatok : − I.henger nagyobb része a hideg burkolaton halad, a meleg burkolatra csak 15-20 cm ér át. A csatlakozásban ilyenkor nincs magassági különbség Forgalom alatti beépítéskor a henger zavarja a forgalmat. − IV. henger halad a csatlakoztatási vonalon, azaz az utolsó henger tömörít össze, ilyenkor kialakulhat 1-2 mm-es lépcső Keresztirányú munkahézagok : Kialakításának lépései : − a beépítő géppel ki kell állni − a keveréket a már nem megfelelő vastagságú területen le kell vágni, a felesleget elleapátolni − a keresztirányú vágásnál a szélére egy a rétegvastagsággal azonos vastagságú falécet kell elhelyezi − az összevakart aszfalt felületét homokkal, vagy mészkőliszttel megszórják − a maradék aszfaltból kialakítanak egy rámparészt − a munka folytatásakor a rézsűt eltávolítjuk (könnyű, mivel le van homokolva) − a lécet eltávolítják, seprűzik, tisztítják − ragasztószer

(emulzió) felvitele − beállítják a finisert és indulhat a munka − a hengerlést itt is keresztirányban kell kezdeni, a palást fele a hideg aszfalton legyen - VÉGE - 16. előadás 69 oldal