Masz konstrukcję, która wymaga optymalizacji bez pogorszenia jakości? Chcesz zminimalizować roboty ziemne oraz wykorzystać istniejący grunt w większym stopniu? Stabilizacja hydrofobowa umożliwia wprowadzenie na etapie realizacji równoważnej konstrukcji nawierzchni czyli optymalizację z zachowaniem trwałości zmęczeniowej. Jak i dlaczego można to zrobić?
O tym w poniższym artykule.
Konstrukcja zamienna
Konstrukcja zamienna czyli jaka? Przecież nie wprowadzimy dowolnej zmiany bez udokumentowania, że to co proponujemy jest co najmniej tej samej jakości i trwałości co pierwotne rozwiązanie konstrukcyjne. Zakładając, że wprowadzamy zmianę z wykorzystaniem technologii odmiennej niż te wymienione w rozwiązaniach katalogowych musimy mieć na uwadze dwie podstawowe kwestie:
- Posiadamy dokumentacje dla wprowadzanej technologii, która pozwala na jej wykorzystanie z punktu widzenia prawnego. Ta kwestia jest dość oczywista, wyroby budowlane w Polsce powinny być albo objęte normą zharmonizowaną, albo posiadać europejską bądź krajową ocenę techniczną (dawnej aprobatę techniczną). Dodatkowo dla większości wyrobów budowlanych wymagana jest krajowej deklaracji właściwości użytkowych sporządzoną przez producenta.
- Przedstawiamy obliczenia konstrukcji (zazwyczaj mechanistyczno-empiryczne) pokazujące, że proponowane przez nas rozwiązanie posiada trwałość zmęczeniową większą lub równą tej pierwotnej. Trwałość ta jest obliczana w osiach obliczeniowych na pas w zakładanym okresie projektowym. Te same wartości wyznaczają nam granice poszczególnych kategorii ruchu w przypadku konstrukcji katalogowych (np. kategoria KR3 mieści się w zakresie między 0,5 do 2,5 mln. osi 100 kN na pas na 20 lat.
I to właśnie punkt drugi jest kluczowy we wprowadzaniu konstrukcji zamiennych. Ale co nam jest potrzebne do przeprowadzenia takich obliczeń?
Parametry rozwiązania zamiennego
Jeśli chcemy policzyć trwałość konstrukcji i pokazać, że jest ona spełniona, niezbędne jest wprowadzenie parametrów materiałowych do modelów obliczeniowych. W Polsce dla materiałów wykorzystywanych do konstrukcji dróg tym parametrem zazwyczaj jest moduł sprężystości lub sztywności. Jest on powszechnie stosowany, ponieważ w większości modeli nawierzchni drogowej jest on podstawowym parametrem materiałowym (jak np. w programie BISAR Shella lub w programie MWS Pavement Design naszej firmy).
Dla stabilizacji ziarnistym dodatkiem hydrofobowym SiccaBASE sprawa jest prosta - parametr modułu do projektowania jest podany w Aprobacie Technicznej, a jego wartość jest dodatkowym wymaganiem przy tworzeniu recept technologicznych, w celu zapewnienia najwyższej jakości produktu końcowego jakim jest warstwa stabilizacji hydrofobowej.
W NASCON oferujemy pomoc w przeprowadzaniu takich obliczeń, dlatego zachęcamy do kontaktu.
Mamy niezbędne dokumenty oraz parametry materiałowe materiału stabilizowanego dodatkiem hydrofobowym, ale jak dobrać odpowiednią konstrukcję i w jaki sposób optymalizować jej układ?
Projektowanie konstrukcji zamiennej
Układów warstw konstrukcji jest tyle co liczba projektantów przemnożona przez liczbę różnego typu warunków gruntowo-wodnych. Dlatego ciężko też pokazać jedyną i słuszną drogę optymalizacji wykorzystaniem ziarnistego dodatku hydrofobowego SiccaBASE. Z pomocą przychodzi Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni, który bardzo często jest wykorzystywany do doboru nawierzchni w projektach drogowych i jest dobrym punktem wyjścia do pokazania możliwości stabilizacji hydrofobowej.
Ale czemu warstwa stabilizacji hydrofobowej umożliwia jakąkolwiek optymalizację?
Po pierwsze, parametr modułu sprężystości warstwy stabilizacji dodatkiem SiccaBASE (o którym pisałem akapit wcześniej) jest na poziomie 800 MPa. Dla porównania zgodnie z Katalogiem Typowych Konstrukcji np. dla mieszanki niezwiązanej 0/31,5 z kruszywem C90/3 przyjmujemy 400 MPa. Ale już dla stabilizacji gruntu C1,5/2 (tj. min 2 MPa po 28 dniach) przyjmujemy 200 MPa. Czemu więc w Aprobacie Technicznej dla dodatku hydrofobowego SiccaBASE został zawarty parametr 800 MPa?
Sprawa jest prosta - zwykła stabilizacja nie jest odporna na długotrwałe działanie wody i ulega degradacji w czasie co uwzględnia się już na etapie projektowania. Stabilizacja hydrofobowa nie pozwala na degradacje warstwy przez wodę, a odpowiednia recepta i dozowanie zapewnia podatną pracę bez powstania spękań.
Po drugie, ponieważ warstwa stabilizacji hydrofobowej wykazuje właściwości izolacyjne, możemy zmniejszyć grubość całej konstrukcji nie tracąc wymaganej odporności na wysadziny.
Posiadając te dwie informację spójrzmy na tabelę poniżej:
Po prawej stronie mamy konstrukcję typową katalogową TYP A1 (górne warstwy) plus TYP 5 (dolne warstwy). Cztery konstrukcje po lewej to możliwości jakie daje nam stabilizacja hydrofobowa w zależności:
- czy chcemy zachować wymaganą grubość ze względu na warunek odporności na wysadziny, czy zastosować zmniejszone współczynniki dzięki stabilizacji hydrofobowej,
- czy chcemy zmniejszyć grubość podbudowy z kruszywa,
- lub całkowicie wyeliminować kruszywo i zastosować stabilizację hydrofobową SiccaBASE jako podbudowę zasadniczą.
Wszystkie konstrukcje zamienne oczywiście posiadają trwałość zmęczeniową N wyższą niż ta wyznaczona dla pierwotnej konstrukcji katalogowej. Pokazane jest to w drugim od dołu wierszu.
Którą wersję wybrać? Każda wersja spełnia wymagania poprawnie zaprojektowanej konstrukcji, dlatego najczęściej to zależy do nastawienia uczestników procesu inwestycyjnego oraz ich doświadczenia ze stabilizacją hydrofobową.
Jak pomagamy w zmianie konstrukcji?
Od 2011 roku NASCON wprowadza na polski rynek rozwiązanie stabilizacji hydrofobowej jako alternatywę dla rozwiązań typowych. Porównania konstrukcji i szukanie optymalnych rozwiązań bez utraty jakości to nasza codzienność. Z chęcią pomożemy Ci znaleźć optymalną konstrukcje dopasowaną do Twojego rodzaju zadania, warunków gruntowych oraz wodnych.
Jesteś zainteresowany i chcesz sprawdzić to o czym napisaliśmy na przykładzie swojej drogi - napisz do nas.
