Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

Płyty drogowe - przyczyny powstania zarysowań na nawierzchni drogi dojazdowej

27.03.2018

Z pozoru nieskomplikowana konstrukcja drogi okazała się na skutek zbiegu kilku niekorzystnych czynników praktycznie niemożliwa do poprawnego wykonania.

Płyty z betonu są popularnym materiałem do budowy dróg tymczasowych lub utwardzania placów. Spotyka się je powszechnie na placach budów oraz w zakładach przemysłowych i gospodarstwach rolniczych, a niekiedy również jako wierzchnią warstwę na drogach do­jazdowych do ogrodów działkowych, osiedli domków jednorodzinnych czy różnorodnych zakładów komunalnych. Często też wykorzystywane są jako powierzchnie parkingów zwłaszcza pod sprzęt ciężki. Płyty drogowe wy­stępują w różnorodnym asortymen­cie, z których najbardziej znane to płyty drogowe: betonowe sześciokąt­ne, tzw. trylinka (rys. 1), betonowe ażurowe typu Jomb (Jumbo, lomb, Yomb) lub Meba, żelbetowe prosto­kątne MON (fot. 1).

Trwałe drogi dojazdowe wykonuje się najczęściej z płyt prostokątnych typu MON, niekiedy z uzupełnieniem płyta­mi ażurowymi w obszarze pobocza lub środka traktu. O popularności płyt decydują w dużej mierze szybkość i prostota montażu oraz trwałość wykonanej nawierzchni. Prostokątne płyty typu MON występują w kilku rozmiarach (tabl. 1), z których naj­bardziej popularne są płyty 3,0 x 1,5 x 0,15 m.

 

Rys. 1 Nawierzchnia betonowa z trylinki (rys. z oryginalnego opisu patentowego z 1933 r.) [6]

 

Powszechność stosowania płyt po­woduje, że nawierzchnie z nich wyko­nane projektowane są w uproszczony sposób. Projektant przyjmuje odpo­wiednią płytę bez obliczeń, opierając się na deklarowanej przez producenta nośności podawanej najczęściej w kN na oś. Zawarte w instrukcji montażu płyty wymagania co do podłoża spro­wadzane są najczęściej do opisu, że powinno być ono wyrównane, pozba­wione kamieni i odpowiednio zagęsz­czone. Jeżeli nawierzchnie układane są jako konstrukcje tymczasowe, np. na placach budowy czy placach par­kingowych dla ciężkiego sprzętu, to użytkownik najczęściej się liczy z moż­liwością uszkodzenia płyt (złamanie, zarysowanie), które pomimo pęknięcia zachowują swoją integralność bę­dącą wynikiem obecności zbrojenia. Sytuacja może wyglądać zgoła ina­czej, gdy płyty stanowią wierzchnią warstwę w konstrukcjach trwałych. Wówczas pęknięcia mogą stanowić dla zamawiającego podstawę do kwe­stionowania poprawności wykonania nawierzchni. Z przypadkiem takim au­torzy spotkali się w 2016 r., co sta­nowiło powód do dyskusji na temat przyczyn zarysowania nawierzchni wykonanych z płyt drogowych. Przebudowując jezdnię na dziewięciu odcinkach ulic o łącznej długości po­nad 4 km, zaprojektowano i przystą­piono do wykonywania nawierzchni z płyt drogowych żelbetowych typu MON o łącznej powierzchni płyt ponad 12 000 m2 (2710 płyt). Po rozpoczę­ciu robót już na pierwszym odcinku wykonawca stwierdził, że na ułożo­nych płytach zaczęły się pojawiać rysy. Wykonawca oczekiwał od zamawiającego jednoznacznej odpowiedzi, czy stwierdzone rysy będą traktowa­ne na odbiorze końcowym jako wada, gdyż zgodnie z materiałami przetar­gowymi i szczegółową specyfikacją techniczną: powierzchnie płyt powin­ny być bez rys, pęknięć i ubytków be­tonu, o fakturze z formy lub zatartej, zgodnie z wymaganiami. Krawędzie płyt powinny być równe i proste, nieuszczerbione. Wobec długiego okresu oczekiwania na odpowiedź w sprawie zarysowań wykonawca, przewidując trudności z późniejszym odbiorem, zlecił wykonanie opinii na temat przy­czyn powstawania rys w układanych płytach. Wyniki wykonanej opinii po­służyły jako podstawa do opracowania niniejszego tekstu.

 

Fot. 1 Płyta prostokątna typu MON 300 x 150 x 15 cm (źródło: www.plyty-drogowe.com)

 

Tabl. 1 Typoszereg płyt drogowych spotykanych w Polsce

Długość [cm]

Szerokość [cm]

Grubość

200

200

15

300

80, 100, 120, 150

15, 18, 20

 

Opis konstrukcji drogi dojazdowej i użytych materiałów

W materiałach przetargowych zawar­to podstawowe parametry dotyczące nawierzchni wykonanej z płyt drogo­wych. Założono, że do wykonania po­służą typowe płyty dostępne na pol­skim rynku. Niestandardowym, rzadko spotykanym, rozwiązaniem było wy­maganie co do kierunku ułożenia płyt. Zgodnie z zapisami specyfikacji płyty powinny być układane w dwóch rzę­dach (dłuższy bok płyty na kierunku osi drogi) na przemian z przesunię­ciem co ok. pół płyty, a środkowe pasmo wykonane miało być z płyt ażu­rowych (rys. 2).

Ponadto płyty powinny charaktery­zować:

  • wymiary: 3 m x 1,5 m x 0,15 m,
  • wykonanie z betonu klasy min. C25/30,
  • zbrojenie górą i dołem stalą zbro­jeniową,
  • dopuszczalny nacisk min. 50 kN na 1 koło,
  • wklęsłość lub wypukłość powierzch­ni górnej, wichrowatość powierzch­ni i krawędzi - maks. 4 mm,
  • dopuszczalne odchyłki wymiarów nie powinny przekraczać wartości lub wg [7]: długość ±10 mm, szero­kość ± 5 mm, grubość ± 5 mm.

Każda płyta powinna posiadać:

  • 4 uchwyty transportowe,
  • nasiąkliwość (wg procedury ba­dawczej IBDiM PB/TB-1/23:2008) ≤ 5% (m/m),
  • odporność na działanie mrozu, stopień mrozoodporności (wg pro­cedury badawczej IBDiM PB/TB- 1/23:2008) ≥ F 150,
  • odporność na ścieranie (wg PN-EN 1339): 18 000/5 000 mm3/mm2.

Płyty dostępne w handlu i zastosowa­ne do wykonania nawierzchni drogo­wej spełniały te wymagania.

 

Rys. 2 Przekrój konstrukcyjny nawierzchni

 

Opis uszkodzeń i badania materiałowe płyt drogowych

W trakcie wizji lokalnej stwierdzono, że wykonawca użył do wykonywania drogi płyt dostarczonych przez czte­rech różnych producentów - ozna­czonych odpowiednio „H", „AG", „AR", „G". Wszystkie użyte płyty posiadały stosowne atesty i dopusz­czenia, a ich producent deklarował spełnienie podanych wyżej wymagań dotyczących kształtu, mrozoodpor­ności, ścieralności i dopuszczalnych obciążeń. Na fot. 2 pokazano ułożony odcinek drogi. Na płytach wszystkich producentów stwierdzono wystę­powanie rys na górnej powierzchni rozwartości od 0,05 do ok. 0,20 mm. Najczęściej na płycie występo­wała pojedyncza rysa, zdarzały się płyty z dwiema (fot. 3) oraz trzema rysami. Zlokalizowane były w stre­fie od 0,5 m od krawędzi płyty aż do jej osi (150 cm od krawędzi). Głębo­kość rys zmierzona przy bocznej po­wierzchni płyty sięgała mniej więcej do połowy jej grubości, tj. ok. 75 mm (fot. 4). W przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej, jeżeli przyczyna awarii nie jest ewidentna, w pierw­szej kolejności należy wykluczyć wady materiałowe. Prefabrykaty wykonuje się zwykle w warunkach znacznie lep­szej kontroli niż elementy wylewane na placu budowy i bardzo rzadko się zdarza, że zastosowany beton nie spełnia wymogów w zakresie projek­towanej klasy wytrzymałości. Podob­nie jest ze zbrojeniem, którego ilość rozmieszczenie w elemencie pre­fabrykowanym najczęściej dokładnie odpowiadają projektowanemu.

 

Fot. 2 Widok wykonanej nawierzchni

 

W trakcie wizji lokalnej w celu weryfi­kacji jakości betonu, głębokości zarysowań i obecności zbrojenia pobrano odwierty rdzeniowe Φ100 mm z ułożo­nych płyt. Pobierano po trzy odwierty z płyty dostarczonej przez każdego producenta: jeden w przekroju przez rysę i dwa z części niezarysowanej. W ramach prac laboratoryjnych rdze­nie zmierzono, zinwentaryzowano rozmieszczenie prętów zbrojeniowych i ich średnice. W przypadku rdzeni z płyt „H" stwierdzono występowanie zbrojenia o średnicy Φ8 i Φ10, grubość otuliny wynosiła od 2,3 do 3,3 cm.
Rdzenie z płyt „AR" pręty o średnicy Φ8 i Φ10, grubość otuliny od 1,5 do 3,4 cm. Rdzenie z płyt z „AG" prę­ty o średnicy Φ10, grubość otuliny od 3,0 do 4,5 cm. Rdzenie wycięte z płyt „G" pręty o średnicy Φ6, grubość otu­liny od 2,2 do 3,4 cm. Zgodnie z de­klaracjami producentów do produkcji wszystkich płyt zastosowano beton klasy C25/30, a klasę ekspozycji przy­jęto jako XC4. W płytach używanych jako nawierzchnia drogowa klasa be­tonu związana jest nie tylko z wytrzy­małością, ale również z trwałością elementu narażonego na czynniki śro­dowiskowe.

 

Fot. 3 Ułożona płyta z dwiema rysami (przebieg rys zaznaczono niebieskimi liniami)

 

W tabl. 1 przedstawiono wyniki bada­nia wytrzymałości na ściskanie, w przy­padku płyt produkcji „H" i „G" klasę betonu można oszacować na C30/37, natomiast w przypadku pozostałych dwóch producentów płyt na C25/30, a zatem wszystkie płyty spełniały de­klarowane przez producenta minimalne wymagania. Przy określaniu wytrzy­małości pominięto obecność zbrojenia (zbrojenie w rdzeniu obniża wyniki wy­trzymałości na ściskanie) oraz fakt za­rysowania jednej z badanych próbek, co również powinno się przełożyć na niż­szą wielkość siły niszczącej. Pomimo to uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że płyty każdego producenta spełniają wymagania odnośnie do założonej mini­malnej klasy betonu.

 

Fot. 4 Zmierzona głębokość zarysowania - ok. 75 mm od górnej powierzchni

 

Badania podłoża gruntowego i warunków użytkowania płyt

Płyty drogowe stanowiące wierzch­nią warstwę konstrukcji trwałej ukła­da się zwykle na podsypce piasko­wej i podbudowie. W analizowanym przypadku na podsypce piaskowej wykonano badania płytą dynamicz­ną, osiągając wartości modułu dy­namicznego EVD = 31,5 MPa, 39,8 MPa, 31,9 MPa, natomiast na war­stwie podbudowy osiągnięto wartość EVD = 42,4 MPa, 39,2 MPa i 44,2 MPa. Analizując sposób montażu nawierzchni, powstało podejrzenie, że grunt bezpośrednio pod płytami może nie być jednorodny. Wykona­ne odkrywki losowo wybranych płyt ujawniły lokalne zmiany zagęszczenia gruntu powstałe najprawdopodobniej na etapie samego układania płyty (rozluźniony grunt na końcu płyty). Zaobserwowane uszkodzenia obej­mowały praktycznie wszystkie za­montowane płyty. Trudno uwierzyć, że pod wszystkimi ułożonymi płytami grunt jest jednakowo źle zagęszczo­ny, niemniej jednak należy ocenić, jak zmiana sztywności podłoża i sposób montażu płyt wpływają na statykę płyt drogowych.

Na fot. 5 przedstawiono drogę przygotowaną do położenia kolejnej płyty. Na pierwszym planie widoczna jest ułożona płyta i warstwa piasku, a dalej wykonana podbudowa. Ze względu na szerokość pasa drogo­wego wynoszącego nierzadko ok. 4 m (rys. 2) do układania płyt zasto­sowano koparkę kołową firmy CAT M313D (fot. 6); wg danych produ­centa masa własna koparki wynosi 14-16 t, na zdjęciach widoczne jest usytuowanie kół koparki względem płyty.

 

Tabl. 2 Wyniki badania wytrzymałości rdzeni betonowych

Oznacze­nie próbki

Wysokość próbki h [cm]

Średnica d [cm]

h/d

Siła nisz­cząca [kN]

Wytrzy­

małość

[MPa]

Współczyn­nik przeli­czeniowy (h/d)

Wytrzyma­łość sko­rygowana [MPa]

Wsp. wg PN-EN- 13791:2008 1/0,85

Wytrzyma­łość sko­rygowana [MPa]

HI

15,2

9,8

1,55

233

30,8

1,12

34,5

1,176

40,6

H2

15,3

9,8

1,56

272

36,0

1,12

40,3

1,176

47,4

H3

15,0

9,8

1,53

245

32,5

1,12

36,4

1,176

42,8

AGI

15,0

9,8

1,53

240

31,9

1,12

35,7

1,176

42,0

AG2

15,4

9,8

1,57

241

32,0

1,12

35,8

1,176

42,1

AG3

14,5

9,8

1,48

212

28,1

1,12

31,5

1,176

37,1

G1

15,8

9,8

1,61

206

27,3

1,13

30,8

1,176

36,2

G2

15,5

9,8

1,58

312

41,3

1,12

46,3

1,176

54,5

G3

15,2

9,8

1,55

288

38,1

1,12

42,7

1,176

50,2

AR1

15,0

9,8

1,53

212

28,1

1,12

31,5

1,176

37,0

AR2

15,5

9,8

1,58

212

28,1

1,12

31,5

1,176

37,0

AR3

9,5

9,8

0,97

262

34,7

0,99

34,4

1,176

40,4

 

 

Fot. 5 Droga przygotowana do ułożenia płyt, z przodu widoczna podsypka piaskowa, dalej podbudowa


Analiza obliczeniowa płyt drogowych

Obliczenia naprężeń w płytach dro­gowych wykonano w programie ABC Płyta. Program ten pozwala w prosty sposób zamodelować, rozwiązać i za­projektować, zgodnie z PN-EN 1992­1-1:2008 lub PN-B-03264:2002 [3, 4], m.in. fundamenty płytowe o stałej i zmiennej grubości, na podłożu sprę­żystym o obszarowo zmiennych para­metrach.

Podstawowym parametrem przyjmo­wanym w obliczeniach płyt na pod­łożu sprężystym jest współczynnik podatności podłoża. W obliczeniach przyjęto jednoparametryczny model podłoża Winklera. Na podstawie za­leżności podanych przez A. Szydło [1] obliczyć można wartości współczynni­ka podatności podłoża k na podstawie zależności (1) i (2) oraz uzyskanych na placu budowy wartości dynamicznych modułu odkształcalności podłoża.

   (1)

 

    (2)

W prezentowanym przypadku obliczo­no wartości współczynnika podatności od 95 do 123 MPa/m. Współczynnik podatności wyznaczyć można również wg wzorów podanych przez Z. Wiłuna [2], dla obciążeń dynamicznych dla wymiarów płyty drogowej i podsta­wowego współczynnika dynamiczne­go dla żwirów 15 MN/m3 i 11 MN/m3 dla piasków drobnych osiągnięto war­tość współczynnika Cz 50 MN/m3 i 37 MN/m3. Jak widać z powyższych porównań, rozrzut wartości współ­czynnika podatności Winklera w za­leżności od przyjętej metody jego wy­znaczania może być znaczny. Zakładając możliwość nierównomier­nego zagęszczenia podsypki piaskowej pod konstrukcją, płytę podzielono na trzy sekcje obliczeniowe (rys. 3). Obli­czenia naprężeń w płycie wykonano dla schematów podłoża z odpowiednimi wartościami współczynnika podatno­ści przedstawionymi w tabl. 3.

 

Rys. 3 Podział modelu płyty na sekcje

 

Warianty obciążenia płyty przyjęto następujące:

  • wariant 1: płyta drogowa obciążona siłą skupioną 50 kN w środku płyty - rys. 4;

Rys. 4 Schemat obciążenia wg wariantu 1

  • wariant 2: płyta drogowa obciążo­na dwiema siłami po 35 kN (koparka bez obciążenia) - rys. 5;

Rys. 5 Schemat obciążenia wg wariantu 2

 

  • wariant 3: płyta drogowa obciążo­na dwiema siłami po 35 kN, płyta ułożona prostopadle do osi drogi (koparka bez obciążenia) - rys. 6;

Rys. 6 Schemat obciążenia wg wariantu 3

 

  • wariant 4: płyta drogowa obciążona dwiema siłami po 52 kN i 26,5 kN (koparka z płytą drogową) - rys. 7;

Rys. 7 Schemat obciążenia wg wariantu 4

 

  • wariant 5: płyta drogowa obciążona dwiema siłami po 57,5 kN (przecią­żony samochód ciężarowy z dwiema osiami z tyłu) - rys. 8;

Rys. 8 Schemat obciążenia wg wariantu 5

 

  • wariant 6: płyta drogowa obciążona dwiema siłami po 57,5 kN (przecią­żony samochód ciężarowy z dwiema osiami z tyłu), siły ustawione przy krawędzi płyty - rys. 9.

Rys. 9 Schemat obciążenia wg wariantu 6

 

Na podstawie przeprowadzonych obli­czeń należy stwierdzić, że największe naprężenia w płytach drogowych wy­wołuje obciążenie wg schematu 1E, ale ze względu na estetykę i trwałość jest on korzystny, gdyż naprężenia rozciągające i rysy pojawiają się od spodu płyty niewidocznej dla użyt­kownika. Największe naprężenia roz­ciągające na stronie wierzchniej pły­ty wywołuje koparka poruszająca się z płytą w czasie montażu - wariant 4D. Niewiele mniejsze naprężenia wywołuje pojazd ciężarowy przecią­żony przy krawędzi płyty - wariant 6A i 6D. Wykonane obliczenia wska­zują również na bardzo duży wpływ, niezależnie od przyjętych wartości współczynnika sprężystości podłoża, nierównomierności warunków podpar­cia płyty na wartości uzyskiwanych naprężeń. Przy czym najniekorzyst­niejsze naprężania wywołuje układ z przesztywnioną częścią centralną. Biorąc pod uwagę sposób montażu, nie można wykluczyć, że właśnie taki układ występuje w początkowej fazie bezpośrednio po ułożeniu płyty, gdzie jej brzegowe strefy spoczywają na gruncie bardziej rozluźnionym.

 

Fot. 6 Koparka kołowa CAT M313D podczas jazdy na nawierzchni

 

Analiza zbrojenia i zarysowania płyt
Analizując wartości naprężeń, wyko­nano jednocześnie obliczenia zbroje­nia wymaganego ze względu na noś­ność i stan graniczny użytkowania płyt żelbetowych, a następnie porów­nano z wielkościami zbrojenia zasto­sowanego w poszczególnych płytach. W przypadku przyjętej do sprawdzenia kombinacji 4D wymagane zbrojenie ze względu na nośność wynosi 4 pręty Φ10 na 1 m szerokości płyty, jednak wówczas obliczone rozwarcie rys wyniesie ok. 0,5 mm. Ograniczenie szerokości rys do zgodnego z normą poziomu 0,3 mm wymaga zasto­sowania zbrojenia 5 prętów Φ10 na 1 m szerokości płyty. Schemat obli­czeniowy 6D i 6A wymaga zastosowa­nia zbrojenia ze względu na nośność: 3 pręty Φ10 na 1 m szerokości płyty, a szerokość rozwarcia wyniesie wów­czas 0,39 mm. Wymagane zbrojenie płyty ze względu na ograniczenie roz­warcia rys do 0,3 mm to 4 pręty Φ10 na 1 m szerokości płyty (rozwarcie 0,23 mm). Jednocześnie zastosowa­nie 5 prętów Φ10 na 1 m szerokości płyty ograniczy szerokość rozwar­cia rysy do 0,16 mm. Powierzchnia zbrojenia dla prętów Φ10 wynosi od­powiednio 3 Φ10 - 2,36 cm2, 4 Φ10 - 3,14 cm2, 5 Φ10 - 3,93 cm2. Według danych producentów powierzch­nia zbrojenia płyt drogowych wynosi:

  • płyty „H": 3,93 cm2/m.b. szerokości;
  • płyty „G": 2,67 lub 3,33 cm2/m.b. szerokości (w miejscu zaczepów mniejsza liczba prętów w przekroju);
  • „AG": 4,71 cm2/m.b. szerokości lub 3,58 cm2/m.b. szerokości w za­leżności od zastosowanej wersji zbrojenia.

Należy zatem stwierdzić, że zasto­sowane zbrojenie jest we wszystkich płytach wystarczające ze względu na wymagania stanu granicznego nośności. Powstawanie zarysowania w zginanych elementach żelbetowych jest zjawiskiem normalnym, wręcz charakterystycznym. Zastosowanie nawet bardzo silnego zbrojenia nie eliminuje możliwości powstania rys, lecz jedynie ogranicza ich rozwarcie. Na podstawie zaleceń normy PN-EN 1992-1-1 [3] za maksymalną szero­kość rozwarcia rysy dla klasy ekspo­zycji XC4 można przyjąć 0,3 mm. Obliczone zbrojenie w ilości 4 ^10/m zapewnia szerokość rozwarcia rysy na poziomie 0,26 mm przy obciąże­niu jak w schemacie 1E. W stosowanych współcześnie płytach drogowych grubości 15 cm ilość zbrojenia od­powiada wartościom ok. 4-5 prętów Φ10/m. Aby spełnić wymagania co do braku rys, można kosztem bar­dzo silnego zbrojenia ograniczyć za­rysowanie, co wymagałoby znacznie silniejszego zbrojenia - 10 Φ10/m dla prognozowanej rysy 0,1 mm. Co prawda, nie wyeliminuje to rysy cał­kowicie, ale będzie ona praktycznie niewidoczna. Drugą możliwością było­by zwiększenie grubości płyty, tak aby nie dochodziło w ogóle do jej zaryso­wania, to z kolei wiązałoby się z jed­noczesnym zwiększeniem ciężaru. Wykonane obliczenia wskazują jednak, że dla betonu klasy C25/30 przy za­łożonych jak wyżej warunkach pod­parcia wystarczająca byłaby grubość 17-18 cm. Warto zwrócić uwagę, że w schematach podparcia C i F, czy­li przy równomiernie zagęszczonym podłożu, przy grubości płyty 15 cm naprężenia rozciągające mogą być nieznacznie większe niż wytrzymałość betonu na rozciąganie, więc ryzyko zarysowania takich płyt również jest stosunkowo niewielkie.

 

Tabl. 3 Przyjęte schematy podłoża

Nazwa

Sekcja I

Sekcja II

Sekcja III

Wartość współczynnika k, Cz [MPa/m]

Schemat A

40

95

40

Schemat B

95

40

95

Schemat C

95

95

95

Schemat D

25

50

25

Schemat E

50

25

50

Schemat F

50

50

50

 

Tabl. 4 Wartości naprężeń w płycie drogowej beton C25/30 fctk,fl = 2,56 MPa

Schemat

A

B

C

D

E

U.

Wariant 1*

Naprężenia zginające [MPa]

2,54

3,14

2,60

2,80

3,43

2,92

Wariant 2

2,11

1,17

1,22

2,66

1,67

1,79

Wariant 3

1,11

0,22

0,59

1,22

0,28

0,69

Wariant 4

2,73

1,58

1,70

3,21

2,04

2,23

Wariant 5

0,90

0,03

0,33

0,75

0,02

0,11

Wariant 6

2,58

1,48

1,77

2,64

1,57

1,91

*maksymalne naprężenia rozciągające występują w strefie dolnej płyty

 

Wnioski końcowe i podsumowanie

  • Kompleksowa analiza konstrukcji płyt drogowych i ich pracy statycznej pro­wadzi do następujących wniosków końcowych:
  • Zarysowania mogą powstawać bez­pośrednio w trakcie montażu płyt z pomocą koparki kołowej, która przewożąc kolejną płytę, najeżdża­ła na końce płyty świeżo ułożonej i spoczywającej na gruncie, co po­wodowało zarysowanie jej górnej powierzchni.
  • Zarysowanie płyt od góry jest od razu widoczne i może stwarzać wrażenie stanu awaryjnego.
  • Ilość zastosowanego zbrojenia w analizowanych płytach jest odpo­wiednia do przeniesienia sił w stanie granicznym nośności, jednak zasto­sowana ilość zbrojenia ogranicza rozwarcie rysy do wartości ok. 0,3 mm. Jest to wartość odpowiednia z punktu widzenia trwałości normo­wej, jednak rysy o takim rozwarciu mogą być dobrze widoczne nawet po zdjęciu obciążenia.
  • Projektowy układ płyt podłużny pod względem powstawania naprężeń rozciągających po stronie górnej płyty jest niekorzystny w stosunku do układu poprzecznego, tym bar­dziej że za bardzo ważne kryterium uznano wygląd wierzchniej strony płyty, która przy takim układzie ma tendencję do rysowania się.
  • Wykonane obliczenia wskazują na znaczny wpływ sztywności podło­ża i jego zmienności na wartości naprężeń rozciągających, szcze­gólnie niekorzystny jest układ z przesztywnioną strefą środkową, przypadek ten może występować dość często przy układaniu rów­noległym płyty i najeżdżaniu samo­chodu (żurawia, koparki) na świeżo ułożone płyty i powstaniu większego osiadania od tej strony (zjawisko to jest mniejsze w przypadku układania płyt prostopadle do osi).
  • Podczas odkrywek na placu budowy stwierdzono zmianę sztywności frag­mentów podłoża pod płytą, co zapew­ne jest wynikiem sposobu układania płyty, a nie niewłaściwego zagęszcze­nia podłoża, a zatem przyjmowanie przez projektanta założenia o pełnej jednorodności i wysokim stopniu za­gęszczenia podłoża należy uznać za wielce optymistyczne.
  • Wykonane obliczenia i obserwacje w terenie wskazują, że płyty mogą się rysować również podczas fazy użytkowania na skutek przejazdu pojazdów ciężarowych szczególnie z pełnym lub co się często zdarza ponadnormatywnym obciążeniem.
  • W przypadku konstrukcji z płyt, w których bardzo istotnym czynnikiem jest brak ich zarysowania, należy kompleksowo analizować zarówno podłoże, sposób i środki służące do montażu, jak też kon­strukcję samych płyt, gdyż nie zawsze przy typo­wej grubości 15 cm uda się spełnić wymagania wytrzymałościowe.

Studium powyższego przypadku pokazało, jak waż­ne z punktu widzenia wykonawcy jest precyzyjne określenie wymagań odbiorowych. Z pozoru błaha i nieskomplikowana konstrukcja drogi dojazdowej okazała się na skutek zbiegu kilku niekorzystnych czynników praktycznie niemożliwa do poprawne­go wykonania. Tego typu konstrukcje są niezwykle wrażliwe na warunki podparcia na podłożu grun­towym. Jest to o tyle kłopotliwe, że właśnie te konstrukcje z płyt są powszechnie stosowane, jednak nie zawsze odgrywają rolę głównych, trwa­łych ciągów komunikacyjnych. W tymczasowych drogach kwestie trwałości związane z zarysowa­niem oraz ewentualne pęknięcia są mniej istotne, dopóki płyta, na skutek obecności zbrojenia, za­chowuje swoją integralność i nie rozpada się na małe fragmenty. Warto zaznaczyć, że idea ułoże­nia płyt podłużnie jak również ich niezarysowana praca zostały zaproponowane przez zamawiają­cego. W przypadku tak ostrych wymagań odbio­rowych należało dokładniej przeanalizować tech­niczną możliwość wykonania drogi ze wskazanych materiałów.

 

dr inż. Jarosław Błyszko

dr inż. Stanisław Majer

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

 

Literatura

  1. A. Szydło, Nawierzchnie drogowe z betonu cemento­wego, Polski Cement, Kraków 2004.
  2. Z. Wiłun, Zarys geotechniki, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2005.
  3. PN-EN 1992-1-1 Eurokod 2 Projektowanie konstruk­cji z betonu - Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
  4. PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone.
  5. www.plyty-drogowe.com
  6. http://www.plytadrogowa.com/
  7. PN-EN 13369 Wspólne wymagania dla prefabrykatów z betonu.
  8. Opis patentowy nr 18323B1, Warszawa 15.09.1933 r., inż. Wł. Tryliński, Jezdnia drogowa i chodniki z płyt be­tonowych sześciokątnych.

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Profil na Google+