32
Предавање XI - Метода AASHTO за димензионисање крутих коловозних конструкција 03.12.2020. КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ шк. 2020/21 в.проф.др Горан Младеновић 1 Београд, 2020. Сва ауторска права аутора презентације и/или видео снимака су заштићена. Снимак или презентација се могу користити само за наставу на даљину студента Грађевинског факултета Универзитета у Београду у школској 2020/2021 и не могу се користити за друге сврхе без писмене сагласности аутора материјала. Универзитет у Београду – Грађевински факултет www.grf.bg.ac.rs Студијски програм: ГРАЂЕВИНАРСТВО Modul: ЗА ПУТЕВЕ, ЖЕЛЕЗНИЦЕ И АЕРОДРОМЕ Година/Семестар: IV година / VII семестар Назив предмета (шифра): КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ (Б2С4КК) Наставник : Горан Младеновић Наслов предавања: Димензионисање крутих коловозних конструкција Метода AASHTO/1993 (SRPS U.C4.014) Датум : 03.12.2020. Круте коловозне конструкције Почетак примене: крај XIX века у САД Прве методе за димензионисање (аналитичке): Westergaard 1926. год. Picket & Ray Метода AASHTO Грађевински факултет Универзитета у Београду 2

КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ (Б2С4КК)...Метода AASHTO/1993 (SRPS U.C4.014) Датум : 03.12.2020. Круте коловозне конструкције

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 1

    Београд, 2020.

    Сва ауторска права аутора презентације и/или видео снимака су заштићена. Снимак или презентација се могу користити само за наставу на даљину студента

    Грађевинског факултета Универзитета у Београду у школској 2020/2021 и не могу се користити за друге сврхе без писмене сагласности аутора материјала.

    Универзитет у Београду – Грађевински факултет

    www.grf.bg.ac.rs

    Студијски програм: ГРАЂЕВИНАРСТВО

    Modul: ЗА ПУТЕВЕ, ЖЕЛЕЗНИЦЕ И АЕРОДРОМЕ

    Година/Семестар: IV година / VII семестар

    Назив предмета (шифра): КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ (Б2С4КК)

    Наставник : Горан Младеновић

    Наслов предавања: Димензионисање крутих коловозних конструкција

    Метода AASHTO/1993 (SRPS U.C4.014)Датум : 03.12.2020.

    Круте коловозне конструкције

    • Почетак примене: крај XIX века у САД

    • Прве методе за димензионисање (аналитичке):

    • Westergaard 1926. год.

    • Picket & Ray

    • Метода AASHTO

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 2

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 2

    Основни типови крутих коловоза

    • Неармирани бетонски коловози са спојницама

    • Армирани бетонски коловози са спојницама

    • Континуално армирани бетонски коловози

    • Преднапрегнути бетонски коловози

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 3

    OTTAWA

    Круг 1Круг 2

    Круг 3 Круг 4Круг 5Круг 6

    23

    178

    71

    N

    Основни типови оштећења

    • Попречне (термичке) пукотине

    • Подужне пукотине

    • Денивелација спојница (faulting)

    • Љуспање

    • D пукотине (“Durability”)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 4

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 3

    Димензионисање крутих коловозних конструкција према SRPS U.C4.014

    • Основни параметри:• Пројектни период

    • Ниво услуге (возна способност на крају пројектног периода)

    • Саобраћајно оптерећење

    • Носивост подлоге (ефективни модул реакције подлоге и коефицијент дренирања)

    • Модул еластичности и чврстоћа на затезање при савијању бетонске плоче

    • Преношење оптерећења преко спојница

    • Ниво поузданости

    • Утицај околине (бубрење тла и дејство мраза)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 5

    Основна једначина

    � Tu - укупно еквивалентно саобраћајно оптерећење у пројектном периоду (стандардних осовина од 80 kN)

    � ZR – стандардно нормално одступање за одговарајући ниво пројектне поузданости

    � So – стандардно одступање

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 6

    ( )

    ( )( )

    ( )

    0355.3

    KE

    796.14DJ

    278.2DCf673.0logp32.022.4

    54.2D

    1032.41

    G)54.2Dlog(35.7SZTlog

    25.0c

    75.0

    75.0dZS

    t

    46.8

    10t

    oRU

    −⋅

    −⋅⋅⋅⋅⋅−+

    +

    +

    ⋅+

    ++⋅+=

    Dpot

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 4

    Основна једначина (наставак)

    � ∆p – губитак употребљивости у току пројектног периода

    � Po – почетни индекс употребљивости

    � Pt – крајњи индекс употребљивости

    � D – дебљина бетонске плоче (cm)

    � fZS – чврстоћа на затезање при савијању бетонске плоче (MPa)

    � Cd – коефицијент дренирања

    � J – коефицијент преношења оптерећења

    � EC – модул еластичности бетонске плоче (MPa)

    � К – модул реакције подлоге (MN/m3)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 7

    5.15.4

    pplog

    5.15.4

    plogG tot

    −=

    ∆=

    Пројектни период

    • Временски период који се обухвата економском анализом трошкова изградње и одржавања коловозне конструкције (LCC – Life Cycle Cost)

    • Период између две рехабилитације - мин. 5 год.

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 8

    Разред пута Пројектни период (год)

    Високо оптерећени ауто-путеви

    (градски)30 – 50

    Аутопутеви и путеви I разреда 20 - 50

    Остали путеви 15 – 25

    Путеви са застором од невезаног

    агрегата10 - 20

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 5

    Ниво услуге (Возна способност)

    • PSI (p) – Present Serviceability Index

    • SV – slope variance – промена нагиба

    • C,P – површина захваћена пукотинама (> 1 mm, m/1000 m2) и закрпама (m2/1000 m2)

    • PSI = 0 – 5

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 9

    ( ) PC09.0SV1log78.141.5PSI +⋅−+⋅−=

    Ниво услуге (Возна способност)

    • Губитак употребљивости коловоза:

    • Почетни индекс употребљивости:• Флексибилне кк PSIo = 4.2• Круте кк PSIo = 4.5

    • Крајњи индекс употребљивости• PSIt = 3.0, 2.5 или 2.0 зависно од ранга саобраћајнице и нивоа

    саоб.оптерећења

    • Крај животног века кк: PSIt = 1.5

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 10

    to PSIPSIPSI −=∆

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 6

    Саобраћајно оптерећење

    • Еквивалентно саобраћајно оптерећење Tu – број прелаза стандардних осовина од 80 kN у току пројектног периода (периода између две рехаб.) на пројектној саобраћајној траци

    • Коефицијенти (фактори) еквиваленције зависе од:• Крутости коловозне конструкције (D)

    • Вредности за D = 15 - 35 cm

    • Крајњег индекса употребљивости (PSIt)

    • Табеле за PSIt = 2.0, 2.5 или 3.0

    • Дати за једно, дво, и троосовинско оптерећење

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 11

    Фактори еквиваленције саобраћајног оптерећења

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 12

    Osovinsko

    opterećenje

    (kN)

    D (cm)

    15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 35

    30 0.017 0.017 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016

    35 0.033 0.031 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030

    40 0.056 0.054 0.053 0.052 0.052 0.051 0.051 0.051 0.051

    45 0.092 0.088 0.086 0.085 0.084 0.084 0.084 0.084 0.084

    50 0.14 0.14 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13

    55 0.21 0.21 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20

    60 0.30 0.30 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29

    65 0.42 0.42 0.41 0.41 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40

    70 0.57 0.57 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56

    75 0.76 0.76 0.76 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75

    80 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

    85 1.28 1.28 1.29 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30

    90 1.63 1.63 1.65 1.66 1.66 1.67 1.67 1.67 1.67

    95 2.05 2.04 2.07 2.09 2.11 2.11 2.12 2.12 2.12

    100 2.55 2.54 2.57 2.61 2.64 2.65 2.65 2.66 2.66

    105 3.14 3.11 3.16 3.22 3.26 3.28 3.29 3.30 3.30

    110 3.84 3.79 3.85 3.93 3.99 4.02 4.04 4.05 4.05

    115 4.66 4.58 4.64 4.75 4.84 4.89 4.91 4.93 4.94

    120 5.61 5.49 5.55 5.70 5.82 5.89 5.93 5.95 5.96

    Koeficijenti ekvivalencije za jednoosovinsko opterećenje i pt = 2.0

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 7

    Прорачун саобраћајног оптерећења

    • Одредити из табела факторе еквиваленције (fei) за сва индивидуална осовинска оптерећења

    • Одредити факторе еквиваленције за сва возила (Fej) која учествују у саобраћају

    • Одредити дневно саобраћајно оптерећење множењем дневног броја прелаза возила и фактора еквиваленције возила:

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 13

    j

    l

    1jejd nFT ⋅= ∑

    =

    Прорачун еквивалентног саобраћајног оптерећења

    • Укупно еквивалентно саобраћајно оптерећење у I години експлатације

    • Еквивалентно саобраћајно оптерећење у пројектном периоду (ПП) се добија на основу:

    • Tg• Просечне стопе раста саобраћаја “r” у ПП

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 14

    dg T365T ⋅=

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 8

    Прорачун еквивалентног саобраћајног оптерећења

    • Коефицијент раста саобраћаја у ПП:

    • r – просечна годишња стопа раста саобраћаја (%)

    • P – дужина пројектног периода (год)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 15

    ( )∑

    =

    −+=

    +=

    P

    1i

    PP

    r

    1r1

    100

    r1q

    Прорачун еквивалентног саобраћајног оптерећења

    • Укупно саобраћајно оптерећење у ПП:

    • Rs – фактор расподеле по смеровима, Rs = 0.3 – 0.7

    • Rt – фактор расподеле по тракама

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 16

    Број трака у сваком правцу Коефицијент Rt

    1 1.00

    2 0.80 – 1.00

    3 0.60 – 0.80

    4 0.50 – 0.75

    qTRRT gtSu ⋅⋅⋅=

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 9

    Модул реакције подлоге K

    • Проистекао из Winkler-ове теорије о плочи на еластичној подлози

    • Основна претпоставка: сила реакције у било којој тачки ослањања i је пропорционална угибу у датој тачки di и не зависи од угиба у осталим тачкама

    • Коефицијент пропорционалности: Модул реакције подлоге К(MPa/m или MN/m3)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 17

    i

    di

    Бетонска

    плоча

    Модул реакције подлоге K

    • Зависи од:• Квалитета постељице (MR=Eo)

    • Квалитета (Ее) и дебљине доње подлоге

    • Могућег губитка носивости (LS) услед ерозије материјала у доњој подлози

    • Дубине до чврстог, недеформабилног слоја

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 18

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 10

    Модул реакције подлоге K

    • Одређивање на основу модула постељице и подлоге и дебљине подлоге

    � Претпоставка: хомогена постељица дебљине веће од 3 m

    � Ако се бетонска плоча полаже директно на постељицу (d = 0):

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 19

    477.0

    MK R=

    Модул реакције подлоге K

    • Корекција за утицај

    недеформабилне подлоге

    на дубини до 3 m

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 20

    Модул

    реакције на

    постељици, K∞(MN/m3)

    Кориговани модул реакције

    постељицe, K1 (MN/m3)

    Повратни модул тла у

    постељици, MR (MN/m2)

    Растојање до чврсте

    подлоге, dk (m)

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 11

    Модул реакције подлоге K

    • Сезонски утицаји� Ефективни модул реакције тла Кeff� Сезонски утицаји (промена

    влажности)

    � Одређује се пондерисана вредност на основу 12 или 24 сезонске вредности, преко фактора релативног оштећења Ur

    � За сваку сезону се одреди Uri� На основу просечне вредности Uri

    се из истог израза одреди пондерисана (пројектна) вредност модула реакције подлоге Кeff

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 21( ) effri

    rK

    2412

    UU ⇒= ∑

    40

    30

    25

    22.5

    20

    15

    17.5

    Коригована вредност, K∞(MN/m3)

    Пројектована дебљина

    бетонске плоче, (cm)

    Релати

    внооштећење

    Ur

    Модул реакције подлоге K

    • Корекција Keff због губитка носивости LS

    � Због ерозије

    � Слегања постељице и подлоге коловозне конструкције

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 22

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 12

    Модул реакције подлоге K

    • Корекција Keff због губитка носивости LS

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 23

    Тип материјала у подлози коловозне конструкције LS

    Цементом стабилизован шљунак (E = 7000 - 14000 MPa) 0 ÷ 1

    Цементом стабилизован локални материјал (E = 3500 - 7000 MPa) 0 ÷ 1

    Битуменизирани шљунак или дробљени агрегат (E = 2500 - 7000 MPa) 0 ÷ 1

    Битуменом стабилизован агрегат (E = 300 - 2100 MPa) 0 ÷ 1

    Стабилизација кречом (E = 150 - 500 MPa) 0 ÷ 1

    Цементом стабилизован локални материјал (E = 3500 - 7000 MPa) 1 ÷ 3

    Невезани шљунак (E = 100 - 200 MPa) 1 ÷ 3

    Ситнозрни природни материјал у постељици (E = 20 - 300 MPa) 2 ÷ 3

    Модул еластичности бетона

    • Оквирне вредности: 20 – 40 GPa

    • AASHTO:

    fc – чврстоћа на притисак према ASTM C39 (MPa)

    • PBAB 87 (YU): (GPa)

    fbk – карактеристична чврстоћа бетона на притисак (MPa) –марка бетона

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 24

    cc f06,4733E ⋅=

    3bkc 10f25.9E +⋅=

    20

    22

    24

    26

    28

    30

    32

    34

    20 25 30 35 40

    Модул

    еластичности

    Еc (

    GP

    a)

    Марка бетона MB (MPa)

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 13

    Чврстоћа бетона на затезање при савијањуAASHTO (гредице оптерећене у трећинама распона, старост 28 дана)

    f�� = 1.02 ∙ f� + 0.81

    • fzs – чврстоћа на затезање при савијању (МPa)

    • fzc – чврстоћа на индиректно затезање (MPa)

    PBAB 87 (YU):

    • fzm – средња вредност чврстоће на чисто затезање (MPa)

    • fbk – карактеристична чврстоћа бетона при притиску (МPa)

    • h – висина попречног пресека (m)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 25

    3 2

    bkzm f25.0f ⋅=

    1h

    4.06.0

    f

    f4

    z

    zs ≥

    +=

    Чврстоћа бетона на затезање при савијањуUK Concrete Society Technical Report 34:

    American Concrete Institute (ACI) 330R-08:

    - заобљени, природни агрегат

    - дробљени агрегат

    • fzs – средња вредност чврстоће на затезање при савијању (MPa)

    • fbk – карактеристична чврстоћа бетона при притиску (МPa)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 26

    66.0bkzs f393.0f ⋅=

    bkzs f7.0f ⋅=

    bkzs f8.0f ⋅=

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 14

    Чврстоћа бетона на затезање при савијању

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 27

    Саобраћајно

    оптерећење

    MB –

    fbk(MPa)1

    Класе

    бетона C2

    SRPS

    U.E3.020

    UK Concrete

    Society

    Technical

    Report 34

    ACI 330R-08

    Природни

    агрегат

    Дробљени

    агрегат

    fzs (MPa) fzs (MPa) fzs (MPa) fzs (MPa)

    Врло тешко 40 C35/45 5.0 4.5 4.4 5.1

    Тешко 35 C30/37 4.5 4.1 4.1 4.7

    Остало 30 C25/30 4.0 3.7 3.8 4.4

    SRPS U.E3.020:1987 - Технички услови за израду цементнобетонског коловоза

    Напомене:1коцка 20 cm, фрактил 10%2коцка 15 cm или цилиндар Ø15 cm, h=30 cm, фрактил 5%

    Коефицијент преношења оптерећења Ј

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 28

    Ивична трака асфалтна бетонска

    Услови преношења оптерећења

    (можданици)да не да не

    Тип

    коловоза

    Неармирани и

    армирани са

    спојницама

    3.2 3.8 - 4.4 2.5 - 3.1 3.6 - 4.2

    Континуално

    армирани2.9 - 3.2 - 2.3 - 2.9 -

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 15

    Коефицијенти дренирања Cd

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 29

    Квалитет

    одводњавања

    Проценат времена у току године када је коловозна конструкција

    изложена нивоу влажности блиском засићењу

    < 1 % 1 – 5 % 5 – 25 % > 25 %

    Одличан 1.25 – 1.20 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10

    Добар 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00

    Средњи 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90

    Слаб 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80

    Врло слаб 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80 – 0.70 0.70

    Квалитет одводњавања

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 30

    Квалитет одводњавањаВода се из слојева коловоза уклања

    у року од:

    Одличан 2 сата

    Добар 1 дан

    Задовољавајући 1 недеља

    Лош 1 месец

    Врло лош Вода се не дренира

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 16

    Поузданост

    • Поузданост R – вероватноћа да ће коловозна конструкција на крају пројектног периода и при датим условима имати индекс употребљивости већи или једнак крајњем индексу употребљивости

    • Улазни параметри за прорачун:• Средње вредности:

    • Саобраћајног оптерећења

    • Носивости постељице и подлоге

    • Коефицијената преношења оптерећења и дренирања

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 31

    p

    t(год)

    pt

    p0

    Поузданост

    • Фазна изградња: R = Rfn

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 32

    Разред путаНиво поузданости (%)

    Градски Ванградски

    Аутопутеви 85 – 99.9 80 – 99.9

    Путеви I разреда и градске

    магистрале80 – 99 75 - 95

    Путеви II, III и IV разреда 80 – 95 75 - 95

    Локални путеви 50 – 80 50 - 80

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 17

    Поузданост

    � Фактор поузданости log FR = - ZR * So

    � Стандардно одступање So -могућа комбинована грешка услед погрешног предвиђања саобраћајног оптерећења и понашања коловоза

    � So = 0.30 – 0.40

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 33

    R (%) ZR

    99.9 -3.090

    99 -2.327

    95 -1.645

    90 -1.282

    80 -0.841

    75 -0.674

    70 -0.524

    50 0

    Дијаграм за димензионисање (саобраћајно оптерећење) – I део

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 34

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 18

    Дијаграм за димензионисање (саобраћајно оптерећење) – II део

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 35

    Анализа утицаја околине

    • Додатни губитак употребљивости услед:• Дејства мраза

    • Бубрења тла у постељици

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 36

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 19

    II фаза димензионисања

    • Одређивање димензија плоча

    • Одређивање ширине отвора спојница

    • Усвајање можданика

    • За армиране прорачун попречне и подужне арматуре

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 37

    Димензије бетонских плоча

    • Пожељан однос дужине и ширине плоча:

    • Максимална димензија < 25 x D

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 38

    Тип коловозне конструкције L (m)

    Неармирана без можданика < 4.5 m

    Неармирана са можданицима < 6.0 m

    Армирана < 12.0 m

    25.1B

    L≤

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 20

    Спојнице

    • Најосетљивији део крутих коловоза

    • Врсте:• Експанзионе

    • Контракционе

    • Витоперне

    • Радне

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 39

    Спојнице

    • Експанзионе спојнице – да омогуће ширење плоче услед пораста температуре у односу на ону при извођењу бетонске плоче

    • попречне

    • на споју са мостовима, пропустима и другим објектима

    • Контракционе спојнице – да омогуће скупљање бетонских плоча• попречне

    • подужне

    • Витоперне спојнице

    • Радне спојнице

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 40

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 21

    Димензије плоча – распоред спојница

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 41

    B

    B

    B

    B

    Распоред спојница

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 42

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 22

    Распоред спојница

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 43

    Управно на ивицу

    Централна спојница

    Распоред спојница

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 44

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 23

    Распоред спојница

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 45

    Спојнице у бетонском коловозу

    • Контракционе спојнице се секу:• 4 – 14 сати након уграђивања (по топлом времену)

    • 12 – 20 сати након уграђивања (по хладном времену)

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 46

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 24

    Ширина отвора експанзионих спојница

    • ∆L – ширина отвора експанзионе спојнице

    • αT – коефицијент термичког ширења бетона, • αT = 7*10

    -6 - 13*10-6 /oC

    • ΔT – разлика температура (oC) - разлика између највише средње месечне температуре и температуре уграђивања

    • εS – дилатација скупљања бетона, εS = 0.5 ÷ 2.5 × 10-4

    • L – дужина (ширина) плоче (m),

    • C – фактор корекције у зависности од врсте подлоге, односно трења између подлоге и плоче:

    • C = 0.65 – стабилизована подлога

    • C = 0.80 – невезана подлога

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 47

    ( )ST TLCL ε+∆⋅α⋅⋅=∆

    Експанзиона спојница

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 48

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 25

    Zatvoren auto-put: Popucao od toplote, neće izdržati• Bon -- Nemački betonski auto-putevi pretrpeli su veliku štetu nakon

    nekoliko dana toplog vremena. Betonske ploče su popucale usred širenja zbog toplote.

    • Izvor: B92 nedelja, 3.06.2018. | 09:27

    • Ukoliko se ubrzo ne reaguje, mala je verovatnoća da će ovi putevi izdržati efekte globalnog zagrevanja.

    • Toplotni talas koji je pogodio Nemačku i temperature iznad 30 stepeni Celzijusa izazvao je kobne posledice na pojedinim delovima na nemačkim auto-putevima, gde su popucali delovi "autobanova" koji su izgrađeni od betonskih ploča.

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 49

    • Betonske ploče nemaju dovoljno prostora za širenje na toploti. One tada guraju jedna drugu, zbog čega pucaju, podižu se i drobe. Betonski auto-putevi su time najviše ugroženi, naročito ako na njima već ima sitnih oštećenja, kakvi su stariji putevi, u Nemačkoj. Zatvorene su tri trake auto-puta A1 severno od Hamburga, između Bad Oldeslea i Bargtehajda, a to pogađa oko 70.000 vozača. Delovi auto-puta A10 kod Berlina takođe su zatvoreni početkom ove nedelje, a timovi za održavanje i policija nadziru promene stanja na auto-putu A9 u Saksoniji-Anhaltu, zapadno od Berlina, koji je takođe oštećen. Nemački automobilski klub (ADAK) pozvao je saveznu vladu da donese dugoročnu strategiju i poveća investicije. "Kratkoročne mere se već sprovode na deonicama koje su najugroženije", rekao je portparol ADAK-a i dodao da to ne sme da bude zamena za temeljan remont koji je potreban većini autoputeva".

    ADAK poručuje i da vozači treba da voze sporije na oštećenim delovima puteva i da povećaju rastojanje od vozila pred sobom. Auto-klub je posebno upozorio motocikliste da ne voze oštećenim auto-putevima.

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 50

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 26

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 51

    Контракциона спојница

    • Ширина отвора: • 2.5-3 mm ако се не заптивају

    • min. 6.5 – 10 mm ако се заптивају

    • Дубина разреза: приближно 1/4 -1/3 дебљине бетонске плоче Грађевински факултет Универзитета у Београду 52

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 27

    Димензије можданика

    • AASHTO: • Пречник можданика ~ 1/8 дебљине плоче

    • Дужина: 450 mm

    • Растојање: 300 mm

    • ROAD NOTE 29:

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 53

    Дебљина плоче

    (mm)

    Експанзионе спојнице Контракционе спојнице

    Пречник (mm) Дужина (mm) Пречник (mm) Дужина (mm)

    150 - 180* 20 550 12 400

    190 - 230 25 650 20 500

    > 240 32 750 25 600

    Можданици

    • Portland Cement Association (PCA) 1975:

    • Растојање можданика:

    300 mm

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 54

    Дебљина плоче

    (mm)

    Пречник

    можданика (mm)

    Дужина

    можданика (mm)

    125 16 300

    150 19 350

    175 22 350

    200 25 350

    225 28 400

    250 32 450

    275 35 450

    300 38 500

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 28

    Прорачун попречне и подужне арматуре

    • Циљеви примене арматуре: • смањити вероватноћу појаве попречних и подужних пукотина

    • контролисати ширину отвора насталих пукотина тако што се контролише растојање између пукотина

    • Арматура се поставља изнад неутралне осе, приближно до 1/3 висине од површине бетонске плоче

    • Нема утицаја на отпорни моменат плоче на савијање

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 55

    Прорачун попречне и подужне арматуре

    • Опште напомене: • Положај арматуре на 1/2 - 2/3 дебљине бетонске плоче• Минимални проценат армирања: 0.1 %• Проценат армирања 0.10 – 0.25 %• Већи проценат подужне арматуре• Профили: Φ 10 – Φ 20 • Најмања величина профила из услова корозије• Највећа величина профила из услова растојања (ширине отвора)

    пукотина

    • Растојање профила:• У подужном правцу – до 15 cm

    • У попречном правцу – до 30 cm

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 56

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 29

    Техничка регулатива за бетонске коловозе у Србији• SRPS EN 13877-1:2014 – Бетонски коловози – Део 1: Материјали

    • Захтеви за компоненталне материјале (цемент, агрегат, вода, челик)• Позива се на стандард SRPS EN 206-1:2011 - Бетон — Део 1: Спецификације, перформансе,

    производња и усаглашеност• Методе за испитивање свежег бетона SRPS EN 12350 1/6• Методе за испитивање очврслог бетона SRPS EN 12390 1,2,7

    • SRPS EN 13877-2:2014 – Бетонски коловози – Део 2: Функционални захтеви за бетонске коловозе

    • Класе чврстоће бетона• На притисак• На индиректно затезање

    • Дебљина бетонског коловоза• Запреминска маса• Отпорност на дејство мраза (циклуси мржњења/отапања)• Отпорност на хабање под пнеуматицима са клиновима• Веза између два бетонска слоја• Можданици и котве (min. B250 или B500 (котве), min. L=800 mm, B500 арматура)• Отпорност на дејство горива и пенетрацију уља

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 57

    Техничка регулатива за бетонске коловозе у Србији• SRPS EN 13877-3:2011 – Бетонски коловози – Део 3: Спецификације за можданике у

    бетонским коловозима• Контрола квалитета челика за можданике

    • Можданици: SRPS EN 10060:2008 - Топловаљане челичне шипке кружног попречног пресека за општу намену – Мере и толеранције облика и мера

    • Арматура и котве: SRPS EN 10080:2008 – Бетонски челик – Завариви бетонски челик – Општи део

    • Масе за заливање спојница: • SRPS EN 14188-1:2011 – Испуне спојница и заптивачи – Део 1: Спецификације за топло заптивање

    • SRPS EN 14188-2:2011 – Испуне спојница и заптивачи – Део 2: Спецификације за хладно заптивање

    • SRPS EN 14188-3:2011– Испуне спојница и заптивачи – Део 3: Спецификације за префабриковане испуне спојнице

    • SRPS EN 14188-4:2011– Испуне спојница и заптивачи – Део 4: Спецификације за основне премазе префабрикованих испуна спојница

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 58

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 30

    Финишер за уграђивање бетона

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 59

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 60

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 31

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 61

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 62

  • Предавање XI - Метода AASHTO за

    димензионисање крутих коловозних

    конструкција

    03.12.2020.

    КОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ

    шк. 2020/21

    в.проф.др Горан Младеновић 32

    Грађевински факултет Универзитета у Београду 63