ÚtpÁlyaszerkezetek vÍztelenÍtÉse i. rÉsz

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM

ELŐADÓ: TÁRCZY LÁSZLÓÚTÉPÍTÉSI ÉS FENNTARTÁSI ÜZEMMÉRNÖK, A REFORMÚT KFT. ÜGYVEZETŐJE, AZ

ÚTÜGYI VILÁGSZÖVETSÉG MAGYARORSZÁGI DELEGÁLTJA

2011.04.20.Budapest

1

TERVEZÉSAz út létesítés víztelenítés=térség egyensúlyába való

beavatkozásföldrajzi, geológiai, hidrológiai,

ökológiaiCél: - Biztonságos útfelület

- Közúti üzemből eredő szennyeződések szabályozott korlátok között tartása- Pályaszerkezet víztelenítés


2

Út = Akadály a vízfolyásoknak

Vízfolyás = Akadály az utaknak

FORGALOMBIZTONSÁG

KÖZREMŰKÖDÉS MÁS TERVEZŐKKEL

Talajmechanikus, úttervező, hídtervező, forgalomtechnikus


3

VIZSGÁLAT TÁRGYA TERVEZÉS SORÁNTermészetes vízfolyások és az út viszonyaFelszíni csapadékvíz elvezetés kérdéseVízkészlet védelemNem tervezett közúti üzemből eredő szennyeződések

minősítése, kezelése szükségességePályaszerkezetek víztelenítés


4

OptimalizálásEgyedileg összegzett szempontrendszer szerint komplex

vizsgálatot igényel. Ebből levezetett = optimalizálás. Nem megfelelő víztelenítés = rövid élettartamú út.

A víz az út legnagyobb ellensége!!!


5

MI AZ ÚTPÁLYASZERKEZET?


a, Hajlékony (félhajlékony)

Kopó rétegBurkolat Kötőréteg

Alapréteg (1 vagy 2)Földmű védőréteggel

b, Merev

BetonburkolatAlaprétegVédőrétegFöldmű

6

TISZTÁN KÜLÖNBÖZIK


Felszíni csapadékvíz elvezetés Talajvíz, rétegvíz, belvíz,

forrás, szivárgó vizek függetlenül, szinte a pálya szerkezettől

Pályaszerkezetbe, földműbe jutó vizek elvezetése

7

DRÉNEZÉS FOGALMAÖsszegző fogalom: Talajban, pályaszerkezetben megjelenő vizek elvezetése, kártétel nélküli elvezetés

„Belső” vizek eredhetnek: - Infiltráción keresztül – rétegek között, talaj pályaszerkezete között- Padkán keresztüli beszivárgásból a rétegek határaihoz érkezve alaprétegig érkezve- Oldalról vízgyűjtő felől, bevágásban felszín alatti vizekből


8

MIKOR KELL DRÉNEZNI?Szisztematikusan kell: - A földmű felületéről elvezetni- Az alaprétegből kivezetni ha az nem kötött, ha kötött a

felületéről elvezetni- Építés közbeni drénezés- Vizsgálat, ha 2,2 m-nél jobban megközelíti a pályaszintet a

talajvíz, fagyvédelem- Tartós földmű védelem


9

A víz jelen van: - több kevesebb mennyiségben természetben - Rézsün, töltésben, bevágásban - Útfelületen - Padkán

Jól drénezett pályaszerkezet = megfelelően szilárd földmű, teherbírás megfelelő, E2 ≥ 40 N/mm2 élete során

Fagy-olvad, fagy-olvad, páralecsapódás, vízfeldúsulás, stb.Pályaszerkezet alá víz juthat!TARTÓSAN kell védeni a víz (belső) hatásától a pályaszerkezetet és a

földművet.


10


11


12


13

DRÉNEZÉS HATÁSA A KÖRNYEZETRE

Hazai szabályozás szegényesNegatív következmények is lehetnekKörnyező növényzet kiszárad, korábbi egyensúly felborul,

süllyedések keletkezhetnek!Bevágásban felborul az egyensúly a hirtelen leszállított

talajvíz, talajtörést, csúszást is eredményezhetVízfolyás irányának megváltoztatása gáthatást káros

feldúsulást eredményezhet


14

Pályaszerkezet belső víztelenítése alapvetően különbözik a felszíni víztelenítéstől

Magyar klíma és talajelőfordulások néhány sajátos kivételtől eltekintve igényli a pályaszerkezet víztelenítést

A drén szerkezettervezés nem lehet automatikus komoly mérlegelést, vizsgálatot igényel


15

Azzal az illúzióval, hogy a kopóréteg és a pályaszerkezet víztaszító, vízzáró LE KELL SZÁMOLNI!

Üzemeltetés hiányosságai, keletkező mikrorepedések, ezek elfajulása, eltérő hővezetőképességű anyagok érintkezései felületei kritikusak vízbejutás szempontjából

Hajlékony pályaszerkezetek sebezhetőbbek pláne a MAKADÁM alapúak

A vizek stagnálása a fagy-olvad és a forgalmi terhelés együttes igény-bevétele felgyorsítja a pályaszerkezet tönkre menetelét


16

TalajfajtákJól drénező talajok, nem szükséges külön drén tervezése – homokok,

homok lisztek, homokos kavicsElőnytelenek Ip ≥ 15%-25% - iszapos anyagok, enyhén kötött talajok

– Drénezés elengedhetetlenNagyon előnytelen talajok: Ip ≥ 25% quasi vízzárók, vagy vízzárók: itt

gondos tervezés szükségesElőnyösek a bitumennel kezelt rétegek, előnytelenek a ckt típusú

alaprétegekPályaszerkezet szélesítés = kötelező a drénezés! Padka víztelenítése

is fontos


17

Különösen érzékeny helyszínekKözépső szigetekElválasztó sáv (ha van ilyen)Bevágás, töltés találkozása („0” pont)Hosszú emelkedőMély pont a hossz-szelvényenHidak előtti szakasz esésben


18

Mart aszfalt padka alsó anyaga drén kivezetésre (geotextíliába csomagolva)

Rézsün a kivezetést nem szabad humuszolni, füvesíteni. Ok: gáthatás

Útszélesítés, földmű szélesítés 40-50 mm magas és széles lépcsőkkel vízkivezetés 4% oldaleséssel célszerű geomembránnal kombinálva

Teljes pályaszerkezet csere esetén geomembrán elhelyezése javasolt

Kapilláris vízemelkedés gátlása, páramozgás lekezelése, kiszáradás, zsugorodás ellensúlyozása


19

TÖNKREMENETELFAGY-OLVADÁSI KÁROK MIATT

Kockázatok:Nem a használati forgalomhoz illeszkedő teherhordó pályaszerkezet és

földműFelszíni csapadékvíz elvezetés nem megfelelő padkák „felhíztak” víz

bejutás+forgalmi terhelésPályaszerkezet víztelenítés hiányaFöldmű nem megfelelőségeFagy és olvadási károkkal szemben nem elég ellenálló a pályaszerkezetNincs a koronaélen túl víztelenítés (sem árok, sem egyéb gravitációs

vízelvezetés)


20

EGY KIS ISMÉTLÉS TALAJMECHANIKÁBÓL


21

A földműanyagként való felhasználás minősítéseM-1 Kiváló földműanyagok

a durva szemcséjű, S0,063 5 % jellemzőjű talajok (kavicsok, homokos kavicsok, kavicsos homokok és homokok), ha Cu 6 és szemeloszlásuk folytonos.

M-2 Jó földműanyagok a durva szemcséjű, S0,063 5 % jellemzőjű talajok (kavicsok, homokos kavicsok, kavicsos homokok és

homokok), ha Cu 6 és szemeloszlásuk hiányos, illetve ha 3 Cu 6 és szemeloszlásuk folytonos, a vegyes szemcséjű, 5 S0,063 15% jellemzőjű talajok (iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy

homokok), ha szemeloszlásuk folytonos, a mállásra nem hajlamos, folytonos szemeloszlású kőzettörmelékek, ha legnagyobb szemcseméretük

nem nagyobb 200 mm-nél.

M-3 Megfelelő földműanyagnak minősítendők a durva szemcséjű, S0,063 5 % jellemzőjű talajok, ha 3 Cu 6 és szemeloszlásuk hiányos, a vegyes szemcséjű, 5 S0,063 15% jellemzőjű talajok (iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy

homokok), ha szemeloszlásuk hiányos, a vegyes szemcséjű, 15 S0,063 40 % (és IP 10 %) jellemzőjű talajok (erősen iszapos és/vagy

agyagos kavicsok és/vagy homokok), ha 8 w 18 %, a finom szemcséjű talajok, 10 < IP 25 % jellemzőjű talajok, ha 10 w 20 %, a mállásra nem hajlamos, kissé változó szemeloszlású kőzettörmelékek, ha legnagyobb

szemcseméretük nem nagyobb 200 mm-nél.

M-4 Elfogadható földműanyagnak minősítendők a durva szemcséjű, kissé szerves talajok, ha Cu 3, finom szemcséjű a 25 < IP 40 % jellemzőjű talajok, ha 12 w 24 %, a mállásra nem hajlamos, kissé változó szemeloszlású kőzettörmelékek, ha legnagyobb

szemcseméretük nem nagyobb 320 mm-nél.22

A földműanyagként való felhasználás minősítése

M-5 Kezeléssel alkalmassá tehető földműanyagok közé sorolandók a durva szemcséjű talajok, ha Cu < 3, a vegyes szemcséjű, 15 S0,063 40 % (és IP 10 %) jellemzőjű talajok (erősen iszapos és/vagy

agyagos kavicsok és/vagy homokok), ha w < 8 %, illetve w 18 % a finom szemcséjű, 10 < IP 25 % jellemzőjű talajok, ha 7 < w < 10 %, illetve 20 < w < 24 %, a finom szemcséjű, 25<IP40 % jellemzőjű talajok, ha 8 < w < 12 %, illetve 24 < w < 28 %, az aprózódásra és mállásra enyhén hajlamos és/vagy változékony szemeloszlású kőzettörmelékek.

M-6 Földműanyagként nem hasznosítható talajnak tekintendők a finom szemcséjű, 10 < IP 25% jellemzőjű talajok, ha w 7 %, illetve w 25 %, a finom szemcséjű, 25 < IP 40% jellemzőjű talajok, ha w 8 %, ill. w 30 %, a finom szemcséjű, IP 40% jellemzőjű talajok, a közepesen és nagyon szerves talajok, a szikes talajok, a mállásra hajlamos talajok vagy kőzetek, azok a talajok, melyeknek a módosított Proctor-vizsgálattal meghatározott legnagyobb száraz

térfogatsűrűsége kisebb rdmax < 1,65 g/cm3.

A talajok besorolásakor a kitermelési és a beépítési viszonyokat is mérlegelni kell. Egy talaj besorolása javítható, ha azt a tervező speciális vizsgálatokkal meggyőzően igazolja.

23

A talajok térfogat-változási hajlamának minősítéseD-1 Nem térfogatváltozó a talaj, ha

plaszticitási indexe IP 15 %, iszap+agyag-tartalma S0,063 40 %.

D-2 Kissé térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe 15 IP 20 %, lineáris zsugorodása ℓ 3 %.

D-3 Közepesen térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe 20 IP 30 %, lineáris zsugorodása 3 ℓ 6 %

D-4 Nagyon térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe 30 IP 40 % lineáris zsugorodása 6 ℓ 9 %.

D-5 Különösen térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe IP 40 %, lineáris zsugorodása ℓ 9 %. 24

Agyagok beépíthetősége

25

Kritikus talajokalacsony plasztikus indexű talajokhomoklisztek, iszapok

Védekezésmegfelelő tömörségegyenletes lefolyást biztosító rendezett felületideiglenes takarás pl. fóliával, textíliávalgyors füvesítés

Az erózió- és vízérzékenység megítéléseBUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM

26

A talajok vízvezető-képességének minősítéseV-1 Vízszállító a talaj, ha

vízáteresztő-képességi együtthatója k 510-3 m/s, durva szemcséjű és kavicstartalma S2,0 80 %.

V-2 Jó vízvezető a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója 510-5 k 510-3 m/s, kavics és/vagy homok alkotja és iszap+agyagtartalma S0,063 5 %.

V-3 Közepesen vízvezető a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója 10-9 k 510-5 m/s, vegyes szemcséjű és 5 S0,063 40 %, továbbá IP 10 %.

V-3 Gyengén vízvezető a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója 510-11 k 10-9 m/s, finom szemcséjű és 10 IP 30 %.

V-3 Vízzáró a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója k 510-11 m/s, finom szemcséjű és IP 30 %.

27

A szemeloszlás jellemzői

0,02 mm-nél 0,1 mm-nél A fagyveszélyesség

minősítése Megnevezés

kisebb szemcsék tömegszázaléka

Plaszticitási index IP, %

homokos kavics

kavicsos homok X-1 fagyálló

homok

< 10 < 25 –

iszapos kavics 10 – 20

iszapos homok 10 – 15 25 – 40 –

sovány agyag 15 – 20

közepes agyag 20 – 30

X-2 fagyérzékeny

kövér agyag > 30

iszapos kavics > 20

iszapos homok > 15 > 40 –

finom homok < 10 –

iszapos finom homok > 10 > 50

5 – 10

X-3 fagyveszélyes

iszap 10 – 15

Ha egy talaj kétféle besorolást is kaphatna, akkor a kedvezőtlenebbet kell mértékadónak tekinteni.

Fagyveszélyesség


28

Tájékoztató adatok a hazai talajok tervezési teherbírási modulusának meghatározásához

Talajcsoport

Tájékoztatótervezési teherbírási modulus

E2 [MN/m2]

Víztartalomnövekménywopt-hoz képest

w [ % ]

A teherbírás-csökkenésmértéke

E2 /w [MN/m2/%]

Jel Megnevezés Jellemzés NK K NK K

Iiszapos homokos

kavicsDmax = 60mmS2=35-70, S0,1=15-30, S0,02=7-15 % 65 65 2 1 3

IIhomokos

kavicsDmax = 60mmS2=20-55, S0,1=7-20, S0,02<7 % 50 55 1 0 2

IIIkavics és homok

talajokI., II. és IV. csoportbanem tartozó szemeloszlás 35 40 2 1 6

IV homoklisztIp<5 %S0,02<10 % 30 35 2 1 12

Viszapos

homokliszt Ip=5-10 % 20 25 3 2 15

VI iszap Ip=10-15 % 20 25 4 3 18

VIIsoványagyag, Ip=15-20 % 25 30 5 4 15

VIIIközepesagyag, Ip=20-30 % 20 25 6 5 12

IXkövéragyag Ip=30-40 % 20 25 7 6 9

NK: Kedvezőtlen éghajlatú területeken, nedves vidéken, 600 mm feletti évi átlagos csapadékú területeken, kedvezőtlen víztelenítésű útszakas zokon, (bevágásban, töltés-bevágás átmenetben), a III.-IX. talajok esetében a pályaszint alatti 2,0 m-nél magasabb mértékadó talajvízszintnél.

K: Kedvező éghajlatú és hidrológiai adottságú területeken, száraz vidéken, 600 mm alatti évi átlagos csapadékú területeken, kedvezővíztelenítésű útszakaszokon, a III.-IX. talajcsoportok esetében a pályaszint alatt 2,0 m-nél mélyebb mértékadó talajvízszintnél


30

Felszín alatti víztelenítés

a földmű felé szivárgó vizek felfogása övszivárgóval

vízszint csökkentése a rézsűkben kersztszivárgóval

vízszintcsökkentés a pálya alatt oldalszivárgóval

„vízszintes” drénező furatokkal, csápos kutakkal


32


33

Hagyományos árkos szivárgó

34

Szivárgóépítés hasított réssel

35

Szivárgó irányított fúrással összekötött fúrt kavicscölöp-sorból

36

Az azonosítás és osztályozás tartalmaaz új MSZ EN szerint

Másodlagos jellemző

állapot egyéb alkotórészszemalak szemcseérdesség szag, szín helyi elnevezés

Alapvető jellemzők

szemcseméret, frakciókplaszticitásszervességtagoltságrétegzett, keveredett

jelleggeológiai eredet

37

ÚtpÁlyaszerkezetek vÍztelenÍtÉse i. rÉsz

Documents