View
3
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 1
v.prof.dr Goran Mladenovic
Savremeni tretmani održavanja
kolovoznih konstrukcija
Održavanje puteva
2016/17
v.prof.dr Goran Mladenovic
Sadržaj
• Koncept održivog razvoja i njegova primena na
puteve i kolovozne konstrukcije
• Primena alternativnih materijala za izradu kolovoznih
konstrukcija
• Reciklaža kolovoznih konstrukcija
– po toplom postupku
– po hladnom postupku
v.prof.dr Goran Mladenovic
Definicija održivog razvoja
� Bruntland-ova komisija Ujedinjenih nacija (Naša zajednička budućnost, 1987):
“...zadovoljavanje potreba sadašnjih generacija bez dovođenja u pitanje zadovoljenja tih potreba za buduće generacije”
� Prevedeno na kolovoze:
Kolovozne konstrukcije koje zadovoljavaju funkcionalne zahteve današnjeg saobraćaja i obezbeđuju bezbedno i efikasno odvijanje saobraćaja bez ugrožavanja okoline (environmentally friendly) i bez dovođenja u pitanje zadovoljenja saobraćajnih potreba u budućnosti
v.prof.dr Goran Mladenovic
Kontekst održivog razvoja
Održivi razvoj
Održivi saobraćaj
Održiva saobraćajna infrastruktura
Održivi putevi
Održivi kolovozi
v.prof.dr Goran Mladenovic
Održivi razvoj
Društvo
Uticaj na okolinu
Ekonomija
Održivo
Moguće
Podnošljivo Isplativo
v.prof.dr Goran Mladenovic
Putevi i održivi razvoj
Energija
Uticaj na okolinu
Resursi(materijali)
Održivo
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 2
v.prof.dr Goran Mladenovic
Aspekti održivog razvoja i izgradnje i
održavanja puteva
• ENERGIJA
– Potrošnja energije pri proizvodnji komponentalnih
materijala (agregat, bitumen, cement...)
– Potrošnja energije pri proizvodnji, transportu i ugrađivanju
asfaltnih mešavina i betona
• Grejanje agregata
• Grejanje bitumena
• Transport
• Ugrađivanje
– ALTERNATIVA
• Reciklaža (zamenjuje deo novih materijala)
• WMA & HWMA
v.prof.dr Goran Mladenovic
Aspekti održivog razvoja i izgradnje i
održavanja puteva
• UTICAJ NA OKOLINU
– Uticaj pri proizvodnji građevinskih materijala
• Emisija CO2
• Emisija prašine i zagađenje vazduha
• Zagađenje površinskih slojeva tla i podzemnih voda
– Deponije otpadnih materijala
– Uticaj pri odvijanju saobraćaja
• Zagađenje vazduha
• Emisija CO2
• Buka
v.prof.dr Goran Mladenovic
Aspekti održivog razvoja i
izgradnje i održavanja puteva• MATERIJALI
– Potrošnja neobnovljivih izvora:
• Građevinskog kamena – kameni agregati
• Ugljovodoničnih veziva
– Alternativa
• Reciklaža postojećih kolovoza
• Primena alternativnih materijala
– Zgura iz visoke peći
– Leteći pepeo
– Drobljeni beton ili cigla
– Staklo
– Mleveni stari pneumatici
v.prof.dr Goran Mladenovic
Obim građevinskih radova u Srbiji u
periodu 2003. - 2015. godina
Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2016, Republički zavod za statistiku Srbije
0
50
100
150
200
250
300
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Изведени
грађ
. радови
(млрд
. дин
.)
Пр
оц
ен
туа
лн
о у
че
шћ
е к
ате
гор
ија
ра
до
ва
Година
Остале грађевине
Сложене грађевине
Цевоводи, комунални и
електро водови
Саобраћајна
инфраструктура
Објекти високоградње
Изведени грађевински
радови
v.prof.dr Goran Mladenovic
Obim radova na saobraćajnoj
infrastrukturi u Srbiji
Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2016, Republički zavod za statistiku Srbije
0
20
40
60
80
100
120
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Изв
ед
ен
и г
ра
ђ.
ра
до
ви
(м
лр
д.
ди
н.)
Пр
оц
ен
туа
лн
оу
че
шћ
е к
ате
гор
ија
ра
до
ва
Година
Луке, бране и објекти за наводњавање
Аеродроми
Железничке пруге
Мостови и тунели
Аутопутеви, путеви и улице
Изведени радови на саобраћајној
инфраструктури
v.prof.dr Goran Mladenovic
Proizvodnja građevinskih materijala u
Srbiji
Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2016, Republički zavod za statistiku Srbije
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
Pro
izv
od
nja
(m
il.
m3)
Godina
beton asfalt
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 3
v.prof.dr Goran Mladenovic
Proizvodnja agregata u Srbiji
Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2016, Republički zavod za statistiku Srbije
0
2
4
6
8
10
12
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Pro
izv
od
nja
(m
il.
m3)
Godina
tucanik i kamena sitnež agregat za svež beton šljunak pesak
v.prof.dr Goran Mladenovic
Ekonomsko okruženje
� Analiza troškova životnog veka kolovoza (Life Cycle Cost Analysis)
� Slobodno tržište
� Ekonomske mere za stimulaciju primene recikliranih materijala
◦ Porezi za primenu novih prirodnih materijala/resursa
◦ Takse na stvaranje novih deponija
� Evropska direktiva o deponijama otpadnog materijala
◦ Utiče na potražnju recikliranih materijala
v.prof.dr Goran Mladenovic
Definicija recikliranja i
ponovne upotrebe
• Recikliranje – primena materijala sa istom funkcijom
koju je imao i originalni materijal
• Ponovna upotreba (Re-use) – primena materijala sa
nižom funkcijom (npr. strugani materijal iz zastora u
podlozi, ili na bankini)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Reciklaža – osnovne prednosti
• Smanjeni troškovi
• Očuvanje postojećih geometrijskih elemenata
saobraćajnice
• Očuvanje postojećih resursa – agregata i veziva
• Očuvanje okoline
• Manja potrošnja energije
v.prof.dr Goran Mladenovic
Definicije
• Reciklirani asfaltni kolovoz (Recycled asphalt
pavement - RAP)
• Ponovno upotrebljiv agregat (Reclaimed
aggregate material - RAM)
• Reciklirani asfalt po vrućem postupku
• Aditiv za recikliranje asfalta
• Modifikator bitumena
v.prof.dr Goran Mladenovic
Primena RAP-a
• Za proizvodnju klasičnih asfaltnih mešavina po
vrućem postupku (10 - 50 %)
• Za proizvodnju asfaltnih mešavina po hladnom
postupku (10 – 100 %)
• Za izradu nevezanih nosećih slojeva i bankina
kolovoznih konstrukcija
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 4
v.prof.dr Goran Mladenovic
Zemlja
Količina dostupnog
struganog asfalta (tona)
Procenat raspoloživog struganog asfalta koji se koristi za Nove
mešavine po vrućem i
toplom pos-
tupku sa dodatkom
RAP-a
Recikliranje po vrućem i
toplom postupku
Recikliranje po polu-toplom
postupku
Recikliranje po hladnom
postupku
Nevezaneslojeve
Austria 400000 85 5 10
Belgium 1300000 57 44
Czech Republic 1500000 20 30 30 10
Croatia 13000 100
Denmark 307000 55 0 45 46
Finland 500000
France 7053000 41 6.8
Germany 14000000 82 18 60
Great Britain 4000000
Hungary 3000 66 33
Iceland 30000 25 6
Ireland 100000 30 1
Italy 12000000 20
Netherlands 4500000 74 72
Norway 763000 12 12 58 7.3
Poland 1100000 5 0.2
Romania 13000 60 10 15 3 12
Slovenia 15360 30 20 50
Spain 1850000 52 9 15 24 9
Sweden 1000000 75 10 10 5 50
Switzerland 1200000 50 50 17
Turkey 1069600 3 97 1v.prof.dr Goran Mladenovic
Recikliranje asfaltnih slojeva – stanje
u US
• 500 miliona tona asfaltnih mešavina godišnje
• 100 miliona tona RAP-a godišnje
• 80 miliona se reciklira ili koristi u izgradnji puteva
• 25 miliona se koristi za proizvodnju mešavina po
vrućem postupku
v.prof.dr Goran Mladenovic
Tipovi reciklaže kolovoza
• Podela prema lokaciji reciklaže materijala
– Reciklaža na licu mesta
– Reciklaža u centralnom postrojenju
• Podela prema vrsti reciklaže
– Reciklaža po vrućem postupku
– Reciklaža po hladnom postupku
• Podela prema intenzitetu zahvata
– Reciklaža površinskih (asfaltnih) slojeva
– Duboka reciklaža (slojevi podloge i asfaltni slojevi)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Prednosti i nedostaci recikliranja u
centralnom postrojenju
• Prednosti
– Kvalitet proizvedenog materijala bolji
• Bolji uslovi drobljenja, prosejavanja, mešanja sa agregatom, laboratorijskih analiza, kontrole kvaliteta
– Konsistentan kvalitet i homogenost mešavina
– Fleksibilnost u proizvodnji različitih mešavina
• Nedostaci
– Transport do i od postrojenja
– Troškovi lagerovanja na centralnom postrojenju
– Limitirana primena materijala na 50 % za mešavine po vrućem postupku
v.prof.dr Goran Mladenovic
Prednosti i nedostaci recikliranja na
licu mesta
• Prednosti
– Minimalni troškovi transporta i lagerovanja
– 100 % recikliranog materijala
• Nedostaci
– Ometanje saobraćaja
– Veća varijabilnost i slabija kontrola kvaliteta
v.prof.dr Goran Mladenovic
Površinska reciklaža po vrućem
postupku (termoregeneracija)
� Na licu mesta
� Asfaltni kolovozi
� Začeci 1930.-1940. - grejanje
� 1950.-1960. - grejanje i struganje
� 1980. – grejači sa remikserima
� 1990. – poboljšane karakteristike
◦ Veće dubine
◦ Bolja uniformnost mešavine
◦ Bolja kontrola isparavanja
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 5
v.prof.dr Goran Mladenovic
Površinska reciklaža po vrućem
postupku (termoregeneracija)
• Osnovne operacije:
– Struganje postojećeg kolovoza
– Mešanje sa dodatnim materijalima (ako je potrebno):
• Obavijeni ili neobavijeni agregat
• Vezivo
• Aditivi
– Ugrađivanje mešavine
• Bez i sa dodavanjem dodatnog materijala (Remix i
Remix+)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Površinska reciklaža po vrućem
postupku (termoregeneracija)
• Najpogodnija za popravku površinskih karakteristika
kolovoza
– Otpornost na trenje
– Zaptivenost
• Ne utiče na noseće slojeve
• Ne povećava nosivost kolovozne konstrukcije (Remix)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Površinska reciklaža po vrućem
postupku (termoregeneracija) –
šematski prikaz
v.prof.dr Goran Mladenovic
v.prof.dr Goran Mladenovic v.prof.dr Goran Mladenovic
Pri upotrebi reciklaže na licu mesta
treba voditi računa o:
� Uniformnosti starog kolovoza
� Debljini postojećih asfaltnih slojeva
� Prisustvu površinskih obrada
� Sadržaju veziva
� Granulometrijskom sastavu agregata
� Karakteristikama veziva
� Saobraćajnom opterećenju
� Tipovima oštećenja kolovoza
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 6
v.prof.dr Goran Mladenovic
Reciklaža po toplom postupku u
centralnom postrojenju
• Postupak:
– Uklanjanje površinskih slojeva kolovoza (struganje
ili uklanjanje kolovoza)
– Transport
– Drobljenje i lagerovanje (eventualno)
– Umešavanje u centralnom postrojenju
– Ugradnja i zbijanje
v.prof.dr Goran Mladenovic
Struganje kolovoza
v.prof.dr Goran Mladenovic
Strugani RAP
• Dodatno predrobljavanje
– U opštem slučaju nije neophodno
– Pomaže da se postigne uniformna proizvodnja
– Ako se radi, drobi se najčešće u 2 frakcije
• Uniformne karakteristike u sloju
– Granulometrijski sastav
– Sadržaj veziva
– Karakteristike veziva
• Obično se lageruje na posebnu deponiju
v.prof.dr Goran Mladenovic
RAP kao rezultat lomljenja i
uklanjanja postojećeg kolovoza
• Postojeći asfaltni slojevi izlomljeni u ploče
• Materijal mora biti procesiran
• Vrlo često se lageruje radi kasnijeg procesiranja
• Materijal iz različitih izvora sa različitim
karakteristikama
• Mešanjem i drobljenjem ovog materijala može se
dobiti materijal uniformnog kvaliteta
v.prof.dr Goran Mladenovic
Lagerovanje
v.prof.dr Goran Mladenovic
Lagerovanje RAP-a
• Najčešće se lageruje u velikim, konusnim deponijama
• RAP se ne zbija sam po sebi
• Na površini se formira “kora” debljine 200-250 mm
• Kora štiti od vode i lako se razbija
• RAP pod korom se lako koristi
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 7
v.prof.dr Goran Mladenovic
Dobro uređene deponije RAP-a
v.prof.dr Goran Mladenovic
Deponija Beograd-puta
v.prof.dr Goran Mladenovic
Procesiranje RAP-a u asfaltnoj bazi
• Kapacitet zavisi od tipa baze
– Diskontinualne
– Kontinualne
• i od načina na koji se RAP dodaje:
– Preko predozatora (kao 1 frakcija agregata, do 10 % RAP-a)
– Direktno na vagu ili u mikser (do 25 % RAP-a)
– U poseban prsten u bubnju (do 35 % RAP-a)
– U paralelni bubanj (do 50 % RAP-a)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Dodavanje RAP-a sa zagrejanim
agregatom
v.prof.dr Goran Mladenovic
Dodavanje RAP-a u mešalicu
v.prof.dr Goran Mladenovic
Sistem sa posebnim bubnjem za
sušenje RAP-a
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 8
v.prof.dr Goran Mladenovic
Dodavanje RAP-a u poseban prsten za
sušenje u bubnju (kontinualni proces)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Ugrađivanje i zbijanje
v.prof.dr Goran Mladenovic
Ponašanje mešavina sa RAP-om u fazi
eksplatacije
� Mešavine sa RAP-om zahtevaju strožu kontrolu kvaliteta – veća frekvencija ispitivanja prilikom proizvodnje
◦ Granulacija
◦ Sadržaj veziva
◦ Zapreminska masa asfaltne mešavine
� Dobro urađena mešavina se ponaša u fazi eksplatacije slično klasičnim asfaltnim mešavinama
� Mora se voditi računa o isparenjima i gasovima
v.prof.dr Goran Mladenovic
Raciklaža po hladnom postupku na
licu mesta
• Tipovi:
– U delimičnoj debljini
• cold in-place recycling
• 75 – 125 mm
• Tipično samo asfaltni slojevi sa vezivom na bazi bitumena
– U punoj debljini
• full-depth reclamation
• 50 – 350 mm
• I slojevi podloge vezani hidrauličnim vezivom ili nevezani
• Služi pre svega za sanaciju nosećih slojeva kolovozne konstrukcije
• Nakon reciklaže po hladnom postupku se obično zahteva izrada
habajućeg sloja po vrućem postupku
v.prof.dr Goran Mladenovic
Podloga reciklirana po hladnom postupku
Stara podloga (nevezana)
Posteljica
Novi zastor (AB) ili površinska obrada
Tipična kolovozna konstrukcija nakon
reciklaže po hladnom postupku
v.prof.dr Goran Mladenovic
Tipovi reciklaže po hladnom postupku
na licu mesta
• Sa cementom
– 3 – 6 % cementa
– Debljina 20 – 30 cm
• Sa bitumenom
– Podloga
• 3 – 5 % veziva (bit. emulzija ili penušavi bitumen)
• Debljina 10 – 15 cm
– Zastor
• 2 % bitumena
• Debljina 5 – 10 cm
• Stara vezana podloga + osveživač veziva
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 9
v.prof.dr Goran Mladenovic
Tipovi reciklaže po hladnom postupku
na licu mesta
• Sa cementom i penušavim bitumenom
– 3 – 7 % veziva
– Debljina 10 – 25 cm
• Preko podloge uvek dolazi zastor po vrućem
postupku
• Posebno pogodno za puteve sa velikim saobraćajnim
opterećenjem
v.prof.dr Goran Mladenovic
v.prof.dr Goran Mladenovic v.prof.dr Goran Mladenovic
Tipičan koncept reciklaže
po hladnom postupku
Postojećakolovoznakonstrukcija
Reciklaža po hladnom postupku
Izrada zastora po vrućem postupku
v.prof.dr Goran Mladenovic
Postupak recikliranja
• Drobljenje postojećih slojeva
• Dodavanje novog agregata
• Dodavanje novog bitumena ili agensa za recikliranje
• Mešanje
• Ugrađivanje
• Aeracija
• Zbijanje
• Nega
• Nanošenje novog zastora
v.prof.dr Goran Mladenovic
Voz za hladnu reciklažu
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 10
v.prof.dr Goran Mladenovic
Primena voza za hladnu reciklažu
v.prof.dr Goran Mladenovic
Prednosti reciklaže po hladnom
postupku na licu mesta
• Koristi se sav raspoloživ materijal u kolovoznoj
konstrukciji bez obzira na nivo oštećenosti - ima ulogu
agregata
• Nema transporta materijala (izuzev transporta veziva)
• Ne primenjuje se novi agregat – očuvanje resursa
• Znatno manja potrošnja energije – nema grejanja
agregata
v.prof.dr Goran Mladenovic
Problemi u primeni reciklaže po
hladnom postupku na licu mesta
• Teško je homogeno umešati vezivo u materijal
• Sve kolovozne konstrukcije su u određenoj meri nehomogene – različite debljine slojeva. To znači da će rezultujući materijal imati različite sadržaje asfalta i podloge (bilo sa hidrauličnim vezivom, bilo nevezane)
• Sadržaj vode se samo približno može kontrolisati
• Zbijanje pri debljini većoj od 250 mm postaje neefikasno
• Rad sa hladnim i vlažnim agregatom ograničava upotrebu pojedinih vrsta veziva
• Negovanje sloja - Mora se sačekati određeno (duže) vreme (zavisno od vrste veziva) sa puštanjem u saobraćaj
v.prof.dr Goran Mladenovic
Reciklaža po hladnom postupku u
centralnom postrojenju
• RAP se drobi i separiše u frakcije
• Meša se sa vezivom
– Bitumenska emulzija
– Penušavi bitumen
• Osveživač veziva
• Materijal se tipično koristi kao stabilizovana podloga,
mada se kod nas koristi i kao zastor na lokalnim
saobraćajnicama (Krnjača, Radio-far...)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Reciklaža po hladnom postupku u
centralnom postrojenju
v.prof.dr Goran Mladenovic
Reciklaža po hladnom postupku u
centralnom/mobilnom postrojenju
Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu šk. 2016/17 godina VIII semestar
15.5.2017.
ODRŽAVANJE PUTEVA v.prof.dr Goran Mladenović 11
v.prof.dr Goran Mladenovic
Prednosti reciklaže po hladnom
postupku u centralnom postrojenju
• Bolja kontrola materijala – omogućava se prethodno
ispitivanje materijala i izrada recepture – prethodne
mešavine
• Bolja kontrola i kvalitet umešavanja (kontrola vremena
umešavanja)
• Mogućnost lagerovanja (pogotovo materijala vezanih
bitumenom)
v.prof.dr Goran Mladenovic
Kombinacija reciklaže po hladnom
postupku
Recommended