Útépítésnél alkalmazott tömörítési eljárások II.

Szakcikkek - 2011-01-15 13:41:24 nyomtatás cikk nyomtatása



Tömörítés az útépítésben

A tömörítés átfogó fogalom. Bele tartozik bármilyen tulajdonságú anyag sűrűségének növelése. Sok módszer terjedt el erre, az építőiparban elsősorban fizikai tömörítő eljárásokat alkalmaznak, de léteznek kémiai eljárások is. A különböző építmények (magas-, mély-, híd-, ipari-, vagy útépítés) alapjainak elsődleges feladata a leendő épületek vagy forgalom terheléseinek talajba vezetése. Az alapozást ezért úgy kell elkészíteni, hogy a későbbiek folyamán a terhelés csak jelentéktelen mértékű deformációt okozhasson.



Napjainkban az egyre növekvő közúti forgalom és növekvő megengedett tengelyterhelések miatt nagy súlyt kell fektetni az útépítéseknél az alapozás gondos elkészítésére. A természetes állapotú talajok általában nem rendelkeznek megfelelő teherbíró képességgel, ezért ezt többnyire mesterségesen kell elérni. A leggazdaságosabb megoldás az esetek döntő többségében a tömörítés. Ez azonban nem jelenthet minden talajtípusnál megfelelő minőséget, bizonyos esetekben csak a költségesebb teljes talajcsere oldhatja meg a problémát. Természetesen a talajcserét követően sem maradhat el a tömörítés. Tömörítés során megnő a talaj nyírószilárdsága, egyidejűleg csökken a vízáteresztő képesség, a vízfelvétel és duzzadóképesség, a légpórusok nagysága és ez által az összenyomhatóság. A talajok deformációval szembeni ellenállása tehát szorosan összefügg a sűrűséggel.

Az útépítések során azonban nem csak az alap szorul tömörítésre. A burkolat sem lenne képes elviselni jelentős mértékű deformáció nélkül a növekvő forgalom által okozott terhelést. A cél itt is a légpórusok minimalizálása, vagyis a sűrűség növelése. Így a sűrűbb, tömörebb útszerkezet képes lesz nagyobb terhelést is elviselni. Ha nem tömörítenénk be az alapot és a felépítményt, akkor ezek idővel a forgalom hatására is egyre inkább tömörödnének, így az útpálya elvesztené sík felszínét, és ezzel veszélyeztetné a közlekedést. Ezt a több éves tömörödési folyamatot kell órákra vagy percekre csökkenteni az építkezés folyamán, hiszen az utólagos javítási munkálatok hatalmas anyagi ráfordítást igényelnek. Ugyanakkor az útépítés során a tereprendezéshez, feltöltésekhez vagy a felhasznált aszfaltmennyiség költségeihez képest nagyságrendekkel kevesebbe kerül a tömörítés, míg a szerepe épp olyan fontos az élettartamban. Ezért a megfelelő tömörítés hatalmas összegeket takaríthat meg az utak karbantartási és felújítási költségeinél.

A tömörödési folyamat

Tömörítéskor elsődleges célunk az anyag fizikai, mechanikai tulajdonságainak javítása, legyen szó talajról, aszfaltról, vagy akár betonról. A laza talajszerkezetben szilárd alkotók mellett légpórusok vannak, melyek bizonyos részben vagy akár teljes mértékben vízzel lehetnek telítődve. Ezek a pórusok lerontják a teherbíró képességet, mivel környezetükben a nyíró szilárdság értéke lecsökken. A megfelelő állékonyságú földmű a műszelvénybe hordott talajrétegenkénti terítésével és tömörítésével készül. A tömörítés során csökken a talaj vízfelvevő és áteresztőképessége. A szemcsék térfogatát állandónak tekintve a talaj sűrűségét csak a pórusok térfogatának csökkentésével növelhetjük. Ennek leginkább kötött talajoknál van jelentősége, mivel a talajvíz ingadozás miatt történő hézagtérfogat változás ennél a talajtípusnál a legnagyobb. A tömörítéssel csökken a későbbi talajsüppedés és szétosztályozódás veszélye is. A burkolat felhordásának előfeltétele a megfelelő felületminőség elérése, mivel a szigorú követelményeknek megfelelő felület csak így érhető el. A kész burkolat felületén, egy 4 m hosszú léc alatt mérve, 6, autópályán 4 mm-nél nagyobb hullám nem lehet, a keresztirányú esés pedig a tervezettől maximum 0,4%-kal térhet el.

A tömörítési folyamat vizsgálatánál az egyik legfontosabb mennyiség a tömörítési energia vagy munka. A talajba bevitt tömörítési munka arányos a felületi nyomással, a hengerlés sebességével és a járatszámmal. Műszaki szempontból a maximális tömörség elérése a cél, minimális tömörítési munka bevitelével.

A tömörítés jellemzői

A tömörítési munka: Az egymás utáni ütésekből létrejövő munka, amit a talajba ütésekkel vagy vibrálással vezetnek.

A tömörítési teljesítmény: Nehezen számszerűsíthető érték, mivel sok olyan paramétere van, ami folyamatosan változó értékű lehet, például a tömörítési rétegvastagság, helyi nedvességtartalom, a talaj szemszerkezete vagy az adott tömörítendő felületen szükséges tömörítés mértéke. A teljesítménnyel arányos tényezők a szükséges járatok száma (n), a munkaszélesség (l), a gép haladási sebessége (vt), a rétegvastagság (h), a járatok hossza. Ezen értékek alapján kaphatjuk meg a tömörítési teljesítményt (Pt) [m3/h]-ban.

Pt = (l*vt*h*cgép)/n [m3/h]

Ahol cgép egy mértékegység nélküli teljesítményi tényező, ami a tömörítő gép paramétereitől függ. A tömörítési szélesség általában adott, azonban a haladási sebesség, a járatok száma és a rétegek vastagsága nagymértékben befolyásolják a tömörítési képességét, valamint a tömöríteni kívánt anyag tömöríthetőségét.

Nagy felületek esetén általában vibrált hengereket alkalmaznak jó hatásmélységük, nagy munkaszélességük és haladási sebességük miatt. A rezgésjellemzők mellett fontos paraméter a henger haladási sebessége. Állandó gerjesztés mellett, ha növekvő sebességgel halad a tömörítőgép, a talajnak átadott rezgés frekvenciája, ezáltal a fajlagos tömörítési teljesítmény csökken. Ez különösen aszfaltfelületek tömörítésénél káros, mert azonos frekvencia nagyobb haladási sebesség mellett növeli a felületnek átadott ütések közötti távolságot, így keresztirányú hullámok keletkezhetnek az út felszínén.

Lambert Zoltán diplomaterve alapján
Konzulens: Dr. Balpataki Antal


A Szakcikkek rovat további cikkei:

Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával IV.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok XI.
Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával III.
Földmunkagépek minőségi vizsgálata I.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok X.



A gépnet.hu legfrissebb hírei:

Az SSAB öt új termékcsaládot vezet be az egyedi ügyféligények kielégítésére
Strenx acél: magasság határok nélkül
Melior Laser: beszállítói pozíció új iparágakban
Laser Plus: acél, ami tökéletes simaságot garantál
Ruukki Laser Plus – tökéletes sima felület a lézervágás után



Legolvasottabb a gépneten:

BOSCH DLE 50 digitális lézeres távolságmérő TESZT!
Új anyagtípus: bórral ötvözött acél
Prémium termékek és szolgáltatások prémium vevőknek
„Az év gépe 2010” választás nyertesei
Geotermikus hőerőmű Iklódbördöcén