Građevinsku fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2017/18 godina VIII semestar

30.4.2018.

ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 1

v.prof.dr Goran Mladenovic

Rehabilitacija i rekonstrukcija

fleksibilnih kolovoznih konstrukcija

Održavanje puteva

2017/18

v.prof.dr Goran Mladenovic

Definicije

• Rehabilitacija

– sve građevinske aktivnosti održavanja se odvijaju u okviru raspoloživog putnog zemljišta, bez nove ili naknadne eksproprijacije

– Intervencije na promeni geometrijskih elemenataminimalne

• Rekonstrukcija

– Promena geometrijskih elemenata saobraćajnice

• Promena elemenata situacionog plana

• Proširenje saobraćajnice

• Rekonstrukcija površinskih ili denivelisanih raskrsnica

• ...

– Promena / ponovna izgradnja kolovozne konstrukcije

v.prof.dr Goran Mladenovic

Analiza postojećeg stanja

saobraćajnice

Nivo usluge:• kapacitet• kontrola

pristupa• raskrsnice• ...

Bezbednost:• uklađenost

geometrijskih elemenata situacionog plana, podužnog i poprečnog profila

• opasna mesta• raskrsnice• ...

Stanje elemenata saobraćajnice:• kolovozna konstrukcija• mostovi i tuneli• elementi za odvodnjavanje• putni pojas• horizontalna i vertikalna

signalizacija• sistem rasvete• telekomunikacije• ...

Donošenje odluke: REHABILITACIJA ili REKONSTRUKCIJA

v.prof.dr Goran MladenovicIzvor: Prof. Vojo Anđus, Osnove projektovanja rehabilitacije vangradskih puteva

v.prof.dr Goran MladenovicIzvor: Prof. Vojo Anđus, Osnove projektovanja rehabilitacije vangradskih puteva v.prof.dr Goran Mladenovic

Kriterijumi za donošenje odluke

• Ekonomski

– Odnos koristi i troškova

– Neto sadašnja vrednost

– Ekonomska interna stopa rentabiliteta

• Značaj saobaćajnice u putnoj mreži

• Sigurnost vožnje

• Saobraćajno opterećenje

• Uticaj na okolinu

• ...

Građevinsku fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2017/18 godina VIII semestar

30.4.2018.

ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 2

v.prof.dr Goran Mladenovic

Nivo usluge

• Nedovoljan nivo usluge suštinski vodi rekonstrukciji saobraćajnice– Nedovoljan kapacitet – proširenje – povećanje broja traka u

poprečnom profilu

– Kontrola pristupa – obilaznica ili rekonstrukcija saobraćajnica i raskrsnica u zoni predmetne saobraćajnice

Izvor: Prof. Vojo Anđus, Osnove projektovanja rehabilitacije vangradskih puteva v.prof.dr Goran Mladenovic

Bezbednost

• Analiza usklađenosti elemenata situacionog plana i podužnog profila

Izvor: Prof. Vojo Anđus, Osnove projektovanja rehabilitacije vangradskih puteva

v.prof.dr Goran Mladenovic

Vrste održavanja kolovoznih konstrukcija

Starost

PC

I

Preventivno održavanje

Rutinsko održavanje

Rehabilitacija

Rekonstrukcija

v.prof.dr Goran Mladenovic

Rehabilitacija fleksibilnih kolovoznih

konstrukcija

• Podrazumeva povećanje nosivosti kolovozne konstrukcije – strukturno ojačanje

• Ojačanje asfaltnim slojevima

– Bez struganja (overlay)• Bez popravke oštećenja

• Sa popravkom oštećenja

– Sa struganjem (mill & overlay)

– Sa ugradnjom armaturnih geosintetičkih mreža

• Ojačanje betonom (whitetopping)

v.prof.dr Goran Mladenovic

Rehabilitacija kolovoznih konstrukcija• Parametri koje treba analizirati:

– Tip i struktura postojeće kolovozne konstrukcije

– Stanje postojeće kolovozne konstrukcije• Stanje oštećenosti

– Strukturna oštećenja

– Reflektovane pukotine– ....

• Stanje nosivosti

• Stanje funkcionalnih karakteristika (ravnost, hrapavost) –udobnost vožnje

– Očekivano saobraćajno opterećenje

– Faktori okoline• Nosivost i stanje materijala u posteljici kolovozne konstrukcije

• Klimatski faktori

v.prof.dr Goran Mladenovic

Rehabilitacija kolovoznih konstrukcija

• Kod izbora tipa rehabilitacije mora se voditi računa i o sledećem:

– Vangradske saobraćajnice• Svetli otvor ispod nadvožnjaka

• Svetli otvor u tunelima

• Izdizanja elemenata za odvodnjavanje (rigole, ivičnjaci)

• Izdizanja bankine

• Promena nagiba (sa krovastog na jednostrani)

• Promena elemenata situacionog plana i poprečnog profila

• Rešenje rehabilitacije usaglašeno po deonicama i racionalno rešenje sa aspekta dužine poteza

Građevinsku fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2017/18 godina VIII semestar

30.4.2018.

ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 3

v.prof.dr Goran Mladenovic

Rehabilitacija kolovoznih konstrukcija

• Kod izbora tipa rehabilitacije mora se voditi računa i o sledećem:

– Gradske saobraćajnice• Raspoloživ prostor u odnosu na visinu ivičnjaka

• Elementi za odvodnjavanje (slivnici, ivičnjaci)

• Uklapanje sa svim priključnim i poprečnim saobraćajnicama

• ...

v.prof.dr Goran Mladenovic

Ojačanje asfaltnim slojevima bez

struganja

• Postojeći kolovoz u relativno dobrom stanju bez većih oštećenja – nije ispucao

– vezivo nije (značajno) oksidisalo

– nema deformacija površine

– podloga u dobrom stanju

• Potrebno povećanje nosivosti kolovozne konstrukcije nosivosti

• Nema problema sa izdizanjem niveletom

v.prof.dr Goran Mladenovic

Ojačanje asfaltnim slojevima sa

struganjem

• Postojeći kolovoz u lošem stanju– Ispucao, vezivo oksidisalo

– Kolotrazi i druge deformacije povšine kolovoza

• Potrebno povećanje nosivosti kolovozne konstrukcije

• Nema prostora za izdizanje nivelete

v.prof.dr Goran Mladenovic

Ojačanje asfaltnim slojevima sa

struganjem

• Opcije:

– Struganje cele vozne trake• U debljini od 4-5 cm kako bi se eliminisao sloj sa

oksidisanim vezivom i površinskim pukotinama

– Struganje samo u zoni kolotraga

– Struganje radi sanacije površinskih deformacija(nabori, depresije) i lokalnihoštećenih površina

v.prof.dr Goran Mladenovic

Ojačanje asfaltnim slojevima sa

struganjem

v.prof.dr Goran Mladenovic

Ojačanje asfaltnim slojevima sa

struganjem

Građevinsku fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2017/18 godina VIII semestar

30.4.2018.

ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 4

v.prof.dr Goran Mladenovic

Projektovanje ojačanja

fleksibilnih kolovoza• Analiza strukture kolovozne konstrukcije

• Merenje ugiba i analiza nosivosti postojeće kolovozne konstrukcije– Na bazi defleksija

– Metoda AASHTO/1993• Videti predavanje 4

– Analitička metoda• Tzv. “backcalculation”

• I faza - Proračun modula slojeva konstrukcije

• II faza – proračun kritičnih dilatacija bez i sa ojačanjem– Dialtacija zatezanja na dnu bitumenom vezanih sloejva

– Dilatacija pritiska na površini posteljice

• Analiza veka trajanja primenom Minerovog pravilav.prof.dr Goran Mladenovic

50 100 150 2000 250

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

Debljina ojačanja, Hov (mm)

Ug

ib, (

mm

)

Granični

ugib

Originalni ugibpovršine kolovoza

Ojačanje

Postojeći asfaltni slojevi

Nevezana podloga

Prirodno tlo

Standardno osov. opt. od 80-kN

Hov

150 mm

75 mm

Dimenzionisanje ojačanja

samo na bazi ugiba

v.prof.dr Goran MladenovicSaobraćajno opterećenje

PSI

2.5

1.5

Ojačanje

SC

SC

SC

SC

eff

oL

f

Dimenzionisanje ojačanja na bazi

nedovoljne nosivosti

v.prof.dr Goran Mladenovic

Dimenzionisanje ojačanja na bazi nedovoljne

nosivosti – analitički pristup

Posteljica

Donja podloga

Gornja podloga

Originalni asfaltni slojevi

HMA OjačanjeH

H

H

H

E

E

E

E

1

2

3

4

1

2

3

4

Debljina Moduli elastičnosti

ε

ov

HMA

ε

Simulisano saobraćajno opterećenje

v.prof.dr Goran Mladenovic

Dozvoljeno saobraćajno opterećenje

Kritični napon ili dilatacija

Analiza nosivosti – analitički pristup

v.prof.dr Goran Mladenovic

Zavisnost debljine ojačanja od

saobraćajnog opterećenja

Do

zvo

lje

no

sa

ob

raća

jno

op

tere

će

nje

(80

-k

NE

SA

Ls,

mil

lio

ns)

Debljina ojačanja, Hov (mm)

Simulisano osov. opt. od 80 - kN

Hov

Hhma

Hbg

ov HMA ojačanje

PodlogaPosteljica

Projektna debljina ojačanja

25 50 75 125100 150 175

1

2

3

4

Proj.s.o.80-kN ESALS, W

Originalni asfaltni sloj (istekao vek)ε

80

Građevinsku fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2017/18 godina VIII semestar

30.4.2018.

ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 5

v.prof.dr Goran Mladenovic

1

2

3

Rastojanje duž deonice

Projektna debljina ojačanja

Potrebna intervencija varira duž projektne deonice

v.prof.dr Goran Mladenovic

Ojačanje betonom - whitetopping

• Ojačanje betonom (whitetopping)

– Nevezani, klasični whitetopping

• Debljina >20 cm

• Suštinski novi betonski kolovoz

– Vezani whitetopping

• Tanki whitetopping, debljina 10 - 20 cm

• Ultratanki whitetopping, debljina 5 - 10 cm

v.prof.dr Goran Mladenovic

Klasični whitetopping

• Sve tri vrste betonskih kolovoza– Nearmirani sa spojnicama

– Armirani sa spojnicama

– Kontinualno armirani

• Postojeći kolovoz je podloga novog kolovoza – efektivni modul podloge “k” se određuje na bazi deformacije postojećeg kolovoza

• Eventualna oštećenja poput udarnih rupa treba popraviti pre izvođenja betona

• Suštinski jako slabo koristi preostalu nosivost postojećeg kolovoza

v.prof.dr Goran Mladenovic

Tanki whitetopping

• Namerno vezano za postojeći fleksibilni kolovoz cementnim malterom kako bi se napravio kompozitni kolovoz

• Priprema površine kolovoza je kritična!

– Čista, ohrapavljena površina

– Može biti strugana

– Mora biti očišćena pre nanošenja novog sloja

• Rastojanje spojnica je kritično!

• Spojnice najčešće na rastojanju 1 – 4 m (preporuka 12-18 cm po 1 cm debljine)

v.prof.dr Goran Mladenovic

Rastojanje

spojnica

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd

Građevinsku fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2017/18 godina VIII semestar

30.4.2018.

ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 6

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd

• Osnovna oštećenja

– Mrežaste pukotine

– Poprečne reflektovane pukotine iz cementne stabilizacije

– Poprečni nabori

– Udarne rupe

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd

• Rešenje rehabilitacije

– Opšte rešenje: struganje 13 cm na voznoj i preticajnoj traci i ugradnja BNS 22sA/BNS32sA u debljini od 9 cm i habajućeg sloja od SMA 0/11 s

– U gradskoj zoni struganje još jednog sloja BNS-a na voznim trakama

– Struganje do - 4 cm i ugradnja habajućeg sloja od SMA 0/11s na zaustavnim trakama

– Sanacija širokih pukotina (pogotovo u gradskoj zoni)

– Ugradnja geosintetičke mreže u punoj širini na voznim i preticajnim trakama u gradskoj zoni

– Ugradnja geosintetičke mreže širine 1 m na pukotinama van gradske zone

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd

Građevinsku fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2017/18 godina VIII semestar

30.4.2018.

ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 7

v.prof.dr Goran Mladenovic

Primer rehabilitacije autoputa kroz

Beograd