Gener

1
Generálna správa sekcie NOVÉ POZNATKY Z
VÝSKUMU A VÝVOJA NOVÉ SKÚŠOBNÉ METÓDY V CESTNOM
STAVITELSTVE A HOSPODÁRSTVE

• 7. medzinárodnej konferencie Q-2005
• uskutocnenej v dnoch 26. až 27. 4. 2005 v Žiline
• Spracovatel doc. Dr. Ing. Martin Decký

2

• Kým sú ludia slobodní pýtat sa, co chcú, hovorit,
  co si myslia a mysliet si, co chcú, sloboda sa
  nikdy nestratí a veda nikdy neupadne. (J.
  Robert Oppenheimer)
• Chápanie hospodárstva vládou by sa dalo zhrnút do
  troch krátkych viet. Ak sa to pohne, zdan to. Ak
  sa to stále hýbe, reguluj to. Ak sa to prestane
  hýbat, dotuj to.(Ronald Reagan)
• Generálna správa sekcie bola spracovaná na
  základe
• PRÍSPEVKU ZAHRANICNÝCH AUTOROV
• Ing. Bohuslav Novotný, DrSc., doc. Ing.
  František Luxemburk, CSc.
• Pocítacové modelování struktury asfaltového
  betonu

3

• PRÍSPEVKOV DOMÁCICH AUTOROV
• Ing. Ján Gillinger, PhD., doc. Ing. Edita
  Krlicková, CSc.
• Vplyv druhu spojiva na odolnost
  recyklovaných zmesí za studena proti klimatickým
  vplyvom 
• doc. Ing. Edita Krlicková, CSc., Ing. Ján
  Gillinger, PhD.
• Modul pružnosti v tlaku cestných stavebných
  zmesí s použitím R-materiálu
• prof. Ing. František Schlosser, CSc. Ing. Viliam
  Híreš
• Deformacné vlastnosti vyjadrené pomocou
  hlavných kriviek
• Ing. Jozef Jachym
• Únavové charakteristiky vybraných
  asfaltových zmesí
• doc. Dr. Ing. Jozef Komacka, Jaroslav Piala
  Peter Korbel Porovnanie odolnosti
  asfaltových zmesí proti trvalým deformáciám na
  základe vý-sledkov triaxiálnej skúšky

4
Pocítacové modelování struktury asfaltového
betonu

• Ing. Bohuslav Novotný, DrSc. a doc. Ing.
  František Luxemburk, CSc. predstavujú
  mikromechanický model štruktúry asfaltových
  hutnených zmesí zostavený na základe postupov
  mnohoobjemového štrukturálneho modelovania.
• Na trojstupnovom modeli - (1) asfaltový tmel, (2)
  asfaltová malta, (3) asfaltobetónový kompozit
  prezentujú vplyv materiálových zložiek (spojiva
  a kameniva) na výsledné materiálové
  charakteristiky hutnených asfaltových zmesí. Pri
  modelovaní uvažujú trojrozmernost analyzovanej
  štruktúry a prípad pružného chovania sa
  základných zložiek kompozitu, výsledkom
  modelovania sú mechanické charakteristiky
  izotrópneho ekvivalentného materiálu.
• Mikromechanické modelovanie štruktúry
  asfaltových zmesí autormi spracovaným programom
  AB-model, umožnuje urcit makromechanické
  vlastnosti asfaltovej zmesi na základe znalosti
  mechanických vlastností zložiek kompozitov a
  stavby štruktúry zmesí. Rozhodujúce je objemové
  zastúpenie asfaltového spojiva a jeho materiálové
  charakteristiky.

5

• Vstupnými údajmi AB-modelu sú objemové
  zastúpenia asfaltového spojiva a kameniva.
  Modelovanie sa uskutocnuje na troch úrovniach
• (1-T) asfaltový tmel,
• (2-M) asfaltová malta,
• (3-AB) asfaltová zmes
• Dvojrozmernú projekciu modelov T a  M
  znázornuje obr.1,

• model AB zmesi obr.2 - možno použit i pri
  skúmaní väzkopružných vlastností asfaltovej
  zmesi. Tieto vlastnosti zmesi sú v rozhodujúcej
  miere závislé na materiálových vlastnostiach
  asfaltového spojiva, je nevyhnutné poznat
  charakteristiky jeho väzkopružného chovania
  kamenivo je vždy uvažované ako pružná zložka
  kompozitu.

6
Vplyv druhu spojiva na odolnost recyklovaných
zmesí za studena proti klimatickým vplyvom

• Ing. Ján Gillinger, PhD. a doc. Ing. Edita
  Krlicková, CSc. uvádzajú výsledky hodnotenia
  recyklovaných cestných zmesí za studena
  stabilizovaných
• cementom,
• asfaltovou emulziou a cementom.
• Pre zistenie vplyvu spojiva na odolnost zmesí
  proti klimatictickým úcinkom boli navrhnuté
  zmesi pre hornú podkladovú vrstvu (OKS)
  kvalitatívnej triedy OK I s nasledovným
  dávkovaním. V zmesiach bol použitý cement s
  oznacením II/B S 32,5 R a  asfaltová emulzia s
  obsahom asfaltu 60.
• Väcšina zmesí stabilizovaných len cementom mala
  vyššie hodnoty stability ako zmesi  stabilizované
  kombináciou asfaltovej emulzie a cementu

7
Obr.3
Obr.4
Obr.5
Obr.6

• hodnoty stability zmesí skúšaných po 28 dnoch
  7 dnoch uloženia vo vode neklesli pod STN
  stanovenú hodnotu, s výnimkou zmesi B3 obr.3,
• zmesi stabilizované len cementom vykazovali aj
  po uložení vo vode vyššie hodnoty stability ako
  zmesi s  asfaltovou emulziou a cementom,
• zmesi stabilizované cementom s výnimkou A4 aj po
  uložení vo vode splnali kritérium normy pre
  pretvorenie obr.4,
• najvyššiu odolnost proti klimatickým vplyvom
  dosiahli zmesi s najvyšším dávkovaním obidvoch
  spojív.

8
Modul pružnosti v tlaku cestných stavebných
zmesí s použitím R-materiálu

• Doc. Ing. Edita Krlicková, CSc. a Ing. Ján
  Gillinger, PhD. prezentujú výsledky z oblasti
  hodnotenia zmesí stabilizovaných asfaltovou
  emulziou a cementom používaných v hornej
  podkladovej vrstve vozoviek.
• Predmetom posúdenia boli úpravy s rozdielnym
  zastúpením R-materiálu (4 kombinácie dávkovania
  asf.emulzie a cementu tab.7) s oznacením
• zmes A obsahujúca 80 R-materiálu,
• zmes B obsahujúca 60 R-materiálu.
• Modul pružnosti Ec MPa v tlaku bol vykonaný
  podla STN EN 13286-43, kde pre max. silu Fr N,
  priemer skúšobného telieska D mm a pozdlžne
  pomerné pretvorenie telesa e3 boli zistené
  hodnoty podla nasledujúcej tab.

9

• Konštatovania a odporúcania autora
• v posudzovaných zmesiach malo na hodnotu Ec
  rozhodujúci vplyv množstvo použitého cementu,
• množstvo použitej AE sa na Ec podstatne
  neprejavilo - V prípadoch použitia vyššieho
  množstva AE (zmes A6, B6) došlo k miernemu
  zníženiu hodnoty Ec (napr. zmes A6 voci A4, alebo
  B6 voci B4),
• zmesi s vyšším obsahom R-materiálu dosiahli
  nižšie hodnoty modulov pružnosti v tlaku.
• Možno ocakávat, že technológie recyklovania
  vozoviek za studena sa budú stále viac
  uplatnovat, preto je potrebné zmesi s
  R-materiálom laboratórne overovat, aby po
  zabudovaní do vozovky nedošlo k ich degradácii.

10
Deformacné vlastnosti vyjadrené pomocou hlavných
kriviek

• Prof. Ing. František Schlosser, CSc a Ing.
  Viliam Híreš popisujú výsledky hodnotenia
  deformacných vlastností asfalt. zmesí metodikou
  KATEDRY TECHNOLÓGIE A MANAŽMENTU STAVIEB SvF ŽU
  (KATEMS) obr.3.

Komplexný modul (E) (tuhosti, pružnosti)
materiálová, teplotne, casovo premenná
charakteristika väzkopružného pretvorenia pri
krátkodobom namáhaní striedavým zatažením.
Hlavné krivky popisujúce komplexný modul pre
redukovanú budiacu frekvenciu f.
11

• Zistenia autorov
• frekvencia f pri tej istej T ovplyvnuje hodnotu
  E ,
• so zvyšujúcou sa frekvenciou budiacej
  (harmonickej) sily stúpa hodnota E - obr.9,
• reologické vlastnosti v hlavných krivkách
  vyjadruje rozdiel na zvislej stupnici.

• Závery a odporúcania autorov
• hlavné krivky umožnujú reálnejšie hodnotit
  asfaltové zmesi s ohladom na frekvenciu budiacej
  sily,
• používat recyklovaný materiál v asfaltových
  zmesiach pre rekonštrukcie, opravy a údržbu
  cestných komunikácií.
• zistovat únavové charakteristiky laboratórne
  navrhnutých zmesí napr. pre tendre, únavové
  koeficienty pre dimenzacnú metódu ....

12
Únavové charakteristiky vybraných asfaltových
zmesí

• Príspevok Ing. Jozefa Jachyma sa zaoberá
  problémom optimalizácie návrhu konštrukcie
  asfaltových vozoviek a to reálnym zohladnením
  únavy asfaltovej zmesi predstavujúcej
  štrukturálnu degradáciu postupujúcu s casom a
  prejavujúcu sa zmenou vlastností skúšaného
  materiálu v závislosti na pocte zatažovacích
  cykloch. modul tuhosti a Poissonovo císlo
  ovplyvnujúcich napätia a pretvorenia vo vozovke
  zatažené kolesami vozidiel

• Životnost asfaltových vrstiev ovplyvnuje najmä
• modul tuhosti a Poissonovo císlo - napätia a
  pretvorenia vo vozovke od vozidiel,
• charakteristiky únavy - rovnica únavy definujúca
  vztah únavovej životnosti a tahového
  pretvorenia.

13

• Konštatovania a odporúcania autora
• Hodnoty vstupujúce do výpoctu a návrhu
  konštrukcie vozovky je potrebné aktualizovat,
  aktuálne hodnoty už reálne nezohladnujú skutocné
  správanie a vplyvy na konštrukciu vozovky.
• Bolo by vhodné uvažovat o možnosti, že návrh
  vozovky s velkým dopravným zatažením a výber
  materiálov by mali založené na laboratórnych
  skúškach funkcných charakteristík. Tento prístup
  by umožnoval optimalizovat návrh konštrukcie. To
  by sa mohlo vyriešit v rámci stavebných zmlúv
  založených na funkcných charakteristikách, kde
  zhotovitel plní tiež úlohu projektanta.
• Pokial nie je možná takáto kombinácia návrhu
  a výberu materiálu co je v našich podmienkach
  velmi reálne, je treba v štádiu stavených prác
  pripustit prevedenie zmien v návrhu, ktoré by
  umožnilo použitie inovacných, lepších a casto
  lacnejších riešení.

14
Porovnanie odolnosti asfaltových zmesí proti
trvalým deformáciám na základe výsledkov
triaxiálnej skúšky

• Doc. Dr. Ing. Jozef Komacka a kol. popisujú
  súcasný stav hodnotenia odolnosti asfaltových
  zmesí proti trvalým deformáciám - svetovo
  najrozšírenejšie sú simulatívne metódy, v rámci
  ktorých sú úcinky zataženia spôsobené kolesom
  prechádzajúceho vozidla nahradzované prejazdmi
  kolesa skúšobného zariadenia po povrchu skúšobnej
  vzorky.

Avšak pri týchto skúškach stav napätosti vo
vzorke neodpovedá namáhaniu vrstvy vozovky. Tento
nedostatok odstranuje triaxiálna skúška
výsledky KCS SvF ŽU znázornuje obr.11.
15
Cím je ciara porušenia na Mohr-Coulombovom
diagrame vo väcšej vzdialenosti od vodorovnej osi
(normálové napätia), tým je väcšia šmyková
pevnost materiálu gt šmykovú pevnost výrazne
ovplyvnuje kohézia a uhol vnútorného trenia so
zväcšovaním týchto parametrov narastá aj šmyková
pevnost materiálu na obr.11 má najväcšiu
odolnost proti vzniku kolají OKH. .

• V závere autori konštatujú vhodnost triaxiálnej
  skúšky na rozlíšenie asfaltových zmesí z hladiska
  ich odolnosti proti vyjazdovaniu kolají, pricom
  výsledky umožnujú
• posúdit vhodnost asfaltovej zmesi do danej
  asfaltovej vrstvy konštrukcie vozovky vo vztahu k
  velkosti šmykových napätí vznikajúcich v tejto
  vrstve,
• porovnat rôzne zmesi z hladiska odolnosti proti
  vzniku trvalých deformácií,
• urcit vplyv druhu a obsahu spojiva, zloženia
  zmesi kameniva, teploty asfaltovej vrstvy a
  tvarového indexu zrn kameniva na charakteristiky
  šmykovej pevnosti posudzovaných asfaltových
  zmesí.

16
Záverom si dovolujem vyslovit podakovanie za
pozornost

• Podla zákona 135/1961 Zb. o pozemných
  komunikáciach (Cestný zákon) v znení neskorších
  predpisov navrhovanie pozemných komunikácií sa
  vykonáva podla platných slovenských technických
  noriem, technických predpisov a objektívne
  zistených výsledkov výskumu a vývoja pre cestnú
  infraštruktúru.