Tytuł pozycji:
Zastosowanie pianobetonu w warstwach konstrukcji nawierzchni drogowej
Pianobeton jest klasyfikowany jako beton lekki, który powstał poprzez zamknięcie w zaczynie cementowym porów powietrza, utworzonych przy użyciu środka pianotwórczego. Chociaż sam pianobeton jest znany od około 100 lat, praktyczne jego zastosowanie dotychczas ograniczało się głównie jako materiału niekonstrukcyjnego. Przez wiele lat był stosowany jako materiał stosowany do wypełnienia wolnych przestrzeni przy ścianach oporowych, izolacja fundamentów, warstwa pod posadzką oraz jako izolacja akustyczna. Jednakże w ostatnich latach rośnie zainteresowanie pianobetonem jako materiałem konstrukcyjnym. W artykule przedstawiono zastosowanie pianobetonu w drogownictwie, ze szczególnym uwzględnieniem nawierzchni drogowych. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych oraz analiz numerycznych, stanowiących przesłankę do zastosowania pianobetonu w warstwie podbudowy pomocniczej nawierzchni drogowej. W ramach badań laboratoryjnych, mających na celu wyznaczenie właściwości fizycznych materiału przeprowadzono badania wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie i badanie nasiąkliwości. Wykazano, że dla pianobetonu wraz ze wzrostem gęstości wrasta wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie, natomiast spada nasiąkliwość materiału. Ponadto wykonano także badanie mrozoodporności, gdzie próbki pianobetonu zostały poddane 25 cyklom zamrażaniaodmrażania. Zaobserwowano 15% spadek wytrzymałości na ściskanie próbek poddanych cyklom zamrażania-odmrażania w porównaniu do próbek nie poddanych działaniu mrozu (świadków). Wyniki analiz numerycznych wskazują, że w spodzie warstwy podbudowy pomocniczej z materiałów stabilizowanych spoiwami hydraulicznymi dla nawierzchni kategorii ruchu KR5 ułożonej na podłożu o nośności G1÷G4, powstają naprężenia rozciągające niższe niż wytrzymałość na rozciąganie dla pianobetonów o gęstości 860÷1060 kg/m3.
Foamed concrete is classified as a lightweight concrete. It is a cement mortar in which airvoids are entrapped by foaming agent. Although foamed concrete is known for about 100 years, its practical application is mainly limited to non-structural material. For many years, the application of foamed concrete has been limited to backfill of retaining walls, insulation of foundations, roof tiles and sound insulation. However, in the last few years foamed concrete has become a promising material also for structural purposes. The paper presents the use of foamed concrete in road construction, with particular emphasis on road pavements. The results of laboratory tests and numerical analyzes are also presented. Series of tests was carried out to examine the physical parameters of foamed concrete: compressive strength, flexural strength and absorption of water. The compressive strength and flexural strength decreased with the decrease of the density of the foamed concrete, while the water absorption increased. Furthermore, the influence of 25 cycles of freezing and thawing on the compressive strength was examined. The compressive strength of foamed concrete subjected to freeze-thaw tests was only approx. 15% lower comparing to untreated specimens. The results of numerical simulations show that the maximal tensile stress in the lower zone of subbase layer, for the pavement structure KR5 and subgrade types G1÷G4, is lower than the flexural strength of foamed concrete with the density of 860÷1060 kg/m3 determined in laboratory tests. It shows potential possibility of using foamed concrete layer as a subbase for pavement structures.
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)
