Jan DEJA

Stowarzyszenie Producentów Cementu

Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Polskie doświadczenia w budowie

betonowych nawierzchni drogowych

Rzeszów, 29 listopada 2017r.

1896 r. – Wrocław – pierwsza nawierzchnia betonowa

1912 r. – Kraków – pierwsza nawierzchnia betonowa

od 1924 r. – budowa nawierzchni betonowych na ulicach Krakowa

Kraków, ul. Grottgera

Nawierzchnia betonowa

rok budowy 1937

Kraków, ul.Karłowicza

HISTORIA

Początek lat 90-tych:

W oparciu o europejskie, ale również polskie

doświadczenia postawiono tezę:

Beton jest technicznie i ekonomicznie

uzasadnioną alternatywą dla

nawierzchni asfaltowych

HISTORIA 1995 rok – Udział SPC w pierwszych Targach

AUTOSTRADA-POLSKA w Kielcach

DROGI BETONOWE

– działalność informacyjna i promocyjna

Konferencje i Seminaria

Targi Autostrada-Polska

Pokaz budowy drogi betonowej

Szkolenia dla projektantów

Publikacje: książki, poradniki, artykuły

Filmy

Strona Internetowa: www.drogibetonowe.pl

Konferencja: Drogi lokalne

Kraków, 23-24 lutego 1999r.

2005

Pokaz budowy drogi betonowej

Targi AUTOSTRADA-POLSKA

Kielce

PUBLIKACJE

Poradniki i broszury informacyjne

Prof. Antoni Szydło

2004

Książka: Nawierzchnie drogowe

z betonu cementowego

PUBLIKACJE

Kwartalnik Budownictwo Technologie Architektura

Nowe dokumenty techniczne:

Ogólne Specyfikacje Techniczne

Katalog Typowych Konstrukcji Sztywnych

Na polskich drogach jest miejsce

dla różnych technologii!

Dlaczego

NAWIERZCHNIE BETONOWE?

Większa trwałość (przeciętnie 2,5 – 3,5 razy

większa niż asfaltowych)

ZALETY NAWIERZCHNI BETONOWYCH

Brak zjawiska koleinowania (przy nowoczesnych

rozwiązaniach gwarantowana jest 40 – 50 letnia

żywotność nawet przy obciążeniach rzędu 130 kN/oś)

Większe bezpieczeństwo (jasność – dobra widoczność

w złych warunkach atmosferycznych)

Mniejsze opory toczenia mniejsze zużycie paliwa (5-10%)

Beton

Asfalt

Większe bezpieczeństwo i niższe koszty oświetlenia

Droga hamowania

49m

58m

96m

109m

134m

Nawierzchnia betonowa – sucha

Nawierzchnia asfaltowa – sucha

Nawierzchnia betonowa – mokra

Nawierzchnia asfaltowa – mokra

Nawierzchnia asfaltowa – mokra i skoleinowana

Źródło: EUPAVE

Koszty budowy

0

50

100

150

200

250

300

KR1 KR2 KR3 KR4 KR5 KR6 KR7

Porównanie kosztów budowy nawierzchni betonowych

i asfaltowych dla kategorii ruchu KR1 to KR7

asfalt beton

Data: SEKOCENBUD – I kw. 2017

Niższe „whole life costs”

Źródło: Dyrekcja Dróg i Autostrad, Brno, Republika Czeska

Całk

ow

ity k

oszt

CZ

K/m

2

Lata eksploatacji nawierzchni

1400

1200

1000

800

600

400

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

38

,6%

Nawierzchnia betonowa D23 Nawierzchnia asfaltowa D24

Większy hałas

MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH

Większy hałas ?

MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH

Metoda eksponowania

drobnego kruszywa

w górnej warstwie

A2

Porównanie hałasu na nawierzchniach

betonowych i asfaltowych

A2 BC

Typowe

nawierzchnie

asfaltowe

„Odkryte kruszywo” – nawierzchnia

betonowa

„Ciche” nawierzchnie

asfaltowe

97,7

Źródło: A.Szydło, Konferencja Dni Betonu 2012

Brak możliwości stosowania chemicznych środków utrzymania

zimowego w początkowym okresie eksploatacji ?

MITY O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH

A300≥1,5%

L≤ 0,250mm

„Heat Islands”

Osnabrück, Niemcy

Nowe Ogólne

Specyfikacje Techniczne

ZESPÓŁ DO SPRAW ELEMENTÓW WYPOSAŻENIA I OCHRONY ŚRODOWISKA

ZESPÓŁ DO SPRAW DIAGNOSTYKI NAWIERZCHNI

ZESPÓŁ DO SPRAW ROBÓT MOSTOWYCH I OBIEKTÓW INŻYNIERSKICH

ZESPÓŁ DO SPRAW PODBUDÓW ZWIĄZANYCH I NIEZWIĄZANYCH

ZESPÓŁ DO SPRAW BETONU I NAWIERZCHNI BETONOWYCH

ZESPÓŁ DO SPRAW PODŁOŻA GRUNTOWEGO I ROBÓT ZIEMNYCH

ZESPÓŁ DO SPRAW PRZEBUDÓW, RENOWACJI I REHABILITACJI DRÓG

ZESPÓŁ DO SPRAW ROBÓT PRZYGOTOWAWCZYCH, GEODEZYJNYCH I

ODWODNIENIOWYCH

ZESPÓŁ DO SPRAW UTRZYMANIA DRÓG

ZESPÓŁ DO SPRAW NAWIERZCHNI ASFALTOWYCH

ZESPÓŁ DO SPRAW URZĄDZEŃ BEZPIECZEŃSTWA RUCHU

Zespoły powołane przez GDDKiA

ZESPÓŁ DO SPRAW BETONU I NAWIERZCHNI BETONOWYCH

Ministerstwo Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej,

Instytut Badawczy Dróg i Mostów,

Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad,

Stowarzyszenie Producentów Cementu,

Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego,

Stowarzyszenie Producentów Chemii Budowlanej,

Stowarzyszenie Producentów Betonów,

Polski Związek Producentów Kruszyw

Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych,

Instytut TPA

Betonu Konstrukcyjnego,

Nawierzchni Betonowych,

Prefabrykowanych Elementów Betonowych

(krawężniki, obrzeża, kostki itp.),

Betonu Wałowanego

OGÓLNYCH SPECYFIKACJI TECHNICZNYCH dla:

Równolegle aktualizowany był

Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych

Celem Zespołu było opracowanie

Nawierzchnia betonowa

Wymagania dla CEMENTU

Nawierzchnie Betonowe – CEMENT (zmiany)

Rodzaje nawierzchni Rodzaj cementu Wymagania specjalne Kategorie ruchu

Nawierzchnia betonowa

z odkrytym kruszywem

w górnej warstwie

cement portlandzki CEM I:

32,5 R lub N

42,5 R lub N

właściwa ilość wody 28,0%

wytrzymałość po 2 dniach 29,0 MPa

początek wiązania 120 minut

zawartość alkaliów Na2Oeq 0,80

KR5÷KR7

Cement portlandzki żużlowy

CEM II/A-S zawartość alkaliów Na2Oeq 0,80

cement portlandzki żużlowy

CEM II/B-S zawartość alkaliów Na2Oeq 0,90

nawierzchnia betonowa

do wczesnego

obciążenia ruchem

cement portlandzki CEM I:

32,5 R lub N

42,5 R lub N

52,5 R lub N

zawartość alkaliów Na2Oeq 0,80

KR1÷KR7

Nawierzchnie Betonowe – CEMENT cd. (zmiany)

Rodzaje nawierzchni Rodzaj cementu Wymagania specjalne Kategorie ruchu

typowa

nawierzchnia

betonowa:

- dolne warstwy

nawierzchni;

- nawierzchnie

dwuwarstwowe

z tej samej

mieszanki;

-nawierzchnie

jednowarstwowe

cement portlandzki CEM I 32,5

właściwa ilość wody 28,0%

wytrzym. po 2 dniach 29,0 MPa

stopień zmielenia 3500 cm2/g

początek wiązania 120 minut

zawartość alkaliów Na2Oeq 0,80

KR1 ÷ KR7

Cement portlandzki CEM I 42,5

zawartość alkaliów Na2Oeq 0,80

KR1 ÷ KR7

Cement portlandzki żużlowy CEM II/A-S KR1 ÷ KR7

Cement portlandzki wapienny CEM II/A-LL KR1 ÷ KR3

Cement portlandzki popiołowy CEM II/A-V zawartość alkaliów Na2Oeq 1,20 KR1 ÷ KR3

Cement portlandzki żużlowy CEM II/B-S zawartość alkaliów Na2Oeq 0,90 KR1 ÷ KR7

Cem. portlandzki wieloskładnikowy CEM II/A-M (S-V) zawartość alkaliów Na2Oeq 1,20 KR1 ÷ KR3

Cem. portlandzki wieloskładnikowy CEM II/A-M (S-LL) zawartość alkaliów Na2Oeq 0,80 KR1 ÷ KR4

Cement hutniczy CEM III/A zawartość alkaliów Na2Oeq 1,05 KR1 ÷ KR4

Nawierzchnie Betonowe – KRUSZYWO (zmiany)

Kruszywa zgodne z normą PN-EN 12620

Reaktywność alkaliczno - krzemionkowa; stopień potencjalnej

reaktywności według PN-B-06714-46 „0”

W przypadku stwierdzenia, że badane kruszywo odpowiada 1 stopniowi potencjalnej

reaktywności alkalicznej należy wykonać badanie dodatkowe zgodnie z PN-B-06714-34;

dopuszczenie do zastosowania przy spełnieniu wymagania: reaktywność alkaliczna z

cementem nie wywołująca zwiększenia wymiarów liniowych większych niż 0,1 %.

Właściwości kruszywa

Przeznaczenie betonu

Nawierzchnia

jednowarstwowa (JWN)

KR1÷KR2

Górna warstwa

nawierzchni (GWN),

Naw. jednowarstw. (JWN)

KR3÷KR4

Górna warstwa

nawierzchni z odkrytym

kruszywem (GWN)

KR 5÷KR7

Odporność na polerowanie

wg PN-EN 1097-8

PSV

Deklarowana

( nie mniej niż 48)

PSV50

PSV

Deklarowana

( nie mniej niż 53)

Właściwości projektowanego betonu nawierzchniowego Wymagania Metoda badania

Gęstość, tolerancja w stosunku do betonu wg zatwierdzonej recepty ± 3,0 % PN-EN 12390-7

Klasa wytrzymałości na ściskanie wg PN-EN 206-1, nie niższa niż:

- dla kategorii ruchu KR1÷KR4

- dla kategorii ruchu KR5÷KR7

C30/37

C35/45

PN-EN 12390-3

Wytrzymałość betonu na zginanie w 28dniu (2) twardnienia (średnia z trzech próbek),nie

niższa niż:

- dla kategorii ruchu KR1÷KR4

- dla kategorii ruchu KR5÷KR7

4,0

5,5

PN-EN 12390-5

Wytrzymałość betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu w 28 dniu(2) twardnienia

(średnia z trzech próbek sześciennych) , nie niższa niż:

- dla kategorii ruchu KR1÷KR4

- dla kategorii ruchu KR5÷KR7

2,5

3,5

PN-EN 12390-6

Kategoria mrozoodporności wg PN-EN 13877-2 (dla GWN oraz JWN), nie niższa niż:

- dla betonów w klasie ekspozycji XF3

- dla betonów w klasie ekspozycji XF4

FT1

FT2

PKN-CEN/TS EN

12390-9

Charakterystyka porów powietrznych w betonie:

- zawartość mikroporów o średnicy poniżej 0,3 mm (A300), %

- wskaźnik rozmieszczenia porów w betonie 𝐿 , mm

dla betonów w klasie ekspozycji XF3

dla betonów w klasie ekspozycji XF4

1,5

0,250

0,200

PN-EN 480-11

Odporność na wnikanie benzyny i oleju 30 mm PN-EN 13877-2 Zał. B

Mrozoodporność F150, przy badaniu metodą bezpośrednią (dla DWN)

- ubytek masy próbki, nie więcej niż, %

- spadek wytrzymałości na ściskanie, nie więcej niż, %

5

20

PN-B-06250

Nawierzchnie Betonowe – BETON (zmiany)

Nawierzchnie Betonowe – BETON (zmiany)

Beton przeznaczony do wbudowania w nawierzchnię,

powinien odpowiadać klasie ekspozycji:

XF3 w przypadku braku stosowania chemicznych środków

zimowego utrzymania dróg,

XF4 w przypadku stosowania chemicznych środków zimowego

utrzymania dróg

Wymagana zawartość powietrza w mieszance betonowej

Nawierzchnie Betonowe – BETON (zmiany)

Maksymalny wymiar

ziaren kruszywa

Etap wykonywania badań

Tolerancja

pomiarowa Projektowanie składu

mieszanki betonowej

Zatwierdzanie recepty,

próba technologiczna,

kontrola jakości robót

mm % objętości % objętości % objętości

8,0; 5,0 ÷ 6,5 5,0 ÷ 7,0 - 0,5

+1,0 16,0; 22,4; 4,5 ÷ 6,0 4,5 ÷ 6,5

31,5; 4,0 ÷ 5,5 5,0 ÷ 6,5

Wymagana zawartość powietrza w mieszance betonowej

Nawierzchnie Betonowe – BETON (zmiany)

Właściwości projektowanego betonu

nawierzchniowego

Wymagania Metoda

badania

Charakterystyka porów powietrznych w betonie:

- zawartość mikroporów o średnicy poniżej 0,3 mm

(A300), %

- wskaźnik rozmieszczenia porów w betonie ̅L, mm

dla betonów w klasie ekspozycji XF3

dla betonów w klasie ekspozycji XF4

≥1,5

≤0,250

≤0,200

PN-EN 480-11

Doświadczenia polskie

1983 - 1991 eksperymentalny program GDDP

łącznie powstało 51 odcinków o długości 50 km

Przykłady betonowych

dróg lokalnych

woj. łódzkie

Skomlin - Zbęk

750 m x 4 m

1999 r.

Ratyczów

gm. Łaszczów

3 m x 600 m, 2000r.

woj. lubelskie

CEM I 32,5 R ; CEM II/B-S 32,5 R ; CEM III/A 32,5 N

4 m x 5000 m

2005

Ujazd – Zimna Wódka

woj. opolskie

~ 250 km 1997 - 2016 Korzenna

Piwniczna

Grybów

woj. małopolskie

4.5 m x 5300 m

2006

Gliniany - Teofilów

woj. świętokrzyskie

Majdan Ostrowski

gm. Wojsławice

4 m x 600 m

2003

woj. lubelskie

7 m x 1570 m

2013

Brzezie k.Opola

woj. opolskie

Suwałki

woj. podlaskie

Technologia betonu wałowanego

(Roller Compacted Concrete)

6 m x 900 m

2016

woj. lubuskie

Nowogród Bobrzański - 2016

KR1 205m x 3,5 (3,0) m

woj. podlaskie

Gmina Gołdap 2017

2400 m

Suwałki 2016

1000 m x 6 m

Technologia betonu wałowanego

(Roller Compacted Concrete)

woj. łódzkie

Trębaczew 2017

KR6 2,7 km x 7 m

Przykłady betonowych

dróg miejskich

Nawierzchnia betonowa w Tarnowie-Mościcach, ul.Glogowa,

Na drugim planie widoczny historyczny budynek Ignacego Mościckiego,

Prezydenta Polski w latach 1926-1939

Nawierzchnia betonowa – Tarnów, ul.Westerplatte

Przykłady betonowych

dróg ekspresowych

S2 Polichno – Rawa Mazowiecka

S2 Polichno – Wolbórz

Przykłady betonowych

autostrad

A2 Nowy Tomyśl - Świecko

A4/A18

A2 Nowy Tomyśl - Świecko

A4 Wrocław-Legnica

A4 Jędrzychowice-Krzyżowa

A1 Stryków-Tuszyn

Program budowy dróg w latach 2015-2023

istniejące naw. asfaltowe

projektowane naw. asfaltowe

istniejące naw. betonowe

projektowane naw. betonowe

inne planowane drogi ekspresowe

dziękuję za uwagę … A1 Stryków-Tuszyn