PCC-belægninger

Stive belægninger har fået dette navn, fordi belægningsstrukturen bøjer meget lidt under belastning på grund af det høje elasticitetsmodul i overfladebelægningen. En stiv belægningsstruktur består typisk af en PCC-overfladebelægning, der er bygget oven på enten (1) underlaget eller (2) en underliggende bærelag. På grund af sin relative stivhed fordeler belægningsstrukturen belastningerne over et stort område med kun et eller højst to strukturelle lag (se figur 1).
Figur 1. Stiv belægningsbelastningsfordelingDette afsnit beskriver den typiske stive belægningsstruktur, der består af:

Overfladebelægning

Dette er det øverste lag, som består af PCC-pladen.

Basislag

Dette er laget direkte under PCC-laget og består normalt af aggregat eller stabiliseret undergrund.

Tærskelag

Dette er laget (eller lagene) under bærelaget. Et underlag er ikke altid nødvendigt og kan derfor ofte udelades.

Strukturelementer

En typisk stiv belægningsstruktur (se figur 2) består af overfladelaget og de underliggende bærelag og underlagslag (hvis de anvendes). Overfladebelægningen (af PCC) er den stiveste (målt ved hjælp af elasticitetsmodulet) og giver størstedelen af styrken. De underliggende lag er i størrelsesordener mindre stive, men yder stadig et vigtigt bidrag til belægningens styrke samt til dræning og frostbeskyttelse.

Figur 2. Grundlæggende stiv belægningsstruktur

Overfladebelægning

Overfladebelægningen er det lag, der er i kontakt med trafikbelastninger, og er fremstillet af PCC. Det giver egenskaber som f.eks. friktion (se figur 3), jævnhed, støjdæmpning og dræning. Desuden tjener det som vandtæt lag i forhold til den underliggende bund, underlag og undergrund. Overfladebelægningen kan variere i tykkelse, men er normalt mellem 150 mm (6 tommer) (ved let belastning) og 300 mm (12 tommer) (ved tung belastning og høj trafik). Figur 4 viser et overfladelag på 300 mm (12 tommer).

Base Course

Baselaget ligger umiddelbart under overfladebelægningen. Den giver (1) yderligere lastfordeling, (2) bidrager til dræning og frostbestandighed, (3) ensartet støtte til belægningen og (4) en stabil platform for entreprenørmateriel (ACPA, 2001). Underlag er også med til at forhindre jordbevægelser i underlaget som følge af pumpning af pladerne. Underlagslag er normalt konstrueret af:

1. Aggregatunderlag. Et simpelt bærelag af knust granulat har været en almindelig løsning siden begyndelsen af 1900-tallet og er stadig passende i mange situationer i dag.
2. Stabiliseret granulat eller jord (se figur 5). Stabiliseringsmidler anvendes til at binde ellers løse partikler til hinanden, hvilket giver styrke og sammenhængskraft. Cementbehandlet underlag (CTB) kan opbygges til op til 20-25 % af overfladebelægningens styrke (FHWA, 1999). Cementbehandlede underlag, der blev anvendt i 1950’erne og begyndelsen af 1960’erne, havde imidlertid en tendens til at miste for store mængder materiale, hvilket førte til revner og sætninger i pladerne.
3. HMA med tæt sortering. I situationer, hvor der ønskes en høj stivhed i underlaget, kan bærelagene opbygges med et tætkornet HMA-lag.
5. Permeabel HMA. I visse situationer, hvor der ønskes høj underlagsstivhed og fremragende dræning, kan bærelagene opbygges ved hjælp af et HMA-lag med åben sortering. Nyere forskning kan pege på nogle væsentlige problemer ved brug af ATPB.
6. Lean beton (se figur 6). Indeholder mindre portlandcementpasta end en typisk PCC og er stærkere end et stabiliseret aggregat. Lean concrete baser (LCB’er) kan opbygges til op til 25 – 50 % af overfladebelægningens styrke (FHWA, 1999). Et magert betonunderlag fungerer på samme måde som et almindeligt PCC-overfladebelægningslag, og derfor kræver det konstruktionsfuger og vil revne med tiden. Disse fuger og revner kan potentielt forårsage refleksrevner i overfladebelægningen, hvis de ikke er nøje afstemt.

Subbase Course

Underlaget er den del af belægningsstrukturen, der ligger mellem bærelaget og underlaget. Den fungerer primært som strukturel støtte, men den kan også:

1. Minimere indtrængning af fine partikler fra underlaget i belægningsstrukturen.
2. Forbedre dræningen.
3. Minimere skader ved frostpåvirkning.
4. Sørge for en arbejdsplatform til anlægsarbejdet.

Underlaget består generelt af materialer af lavere kvalitet end bærelaget, men bedre end undergrundsjorden. Egnede materialer er aggregater og strukturelt fyld af høj kvalitet. Der er ikke altid behov for eller brug for et underlagslager.

Typer

Næsten alle stive belægninger er udført med Portlandcementbeton (PCC). Stive belægninger inddeles i tre hovedkategorier efter deres metoder til revnebekæmpelse:

Jointed plain concrete pavement (JPCP)

Dette er den mest almindelige type af stive belægninger. JPCP kontrollerer revner ved at opdele belægningen i individuelle plader, der er adskilt af krympningsfuger. Pladerne er typisk én kørebane brede og mellem 3,7 m (12 ft.) og 6,1 m (20 ft.) lange. JPCP anvender ikke armeringsstål, men bruger dyvelstænger og trækstænger.

Sammenføjede armerede betonbelægninger (JRCP)

Som med JPCP kontrollerer JRCP revner ved at opdele belægningen i individuelle plader, der er adskilt af sammentrækningsfuger. Disse plader er dog meget længere (op til 15 m (50 ft.)) end JPCP-plader, så JRCP anvender armeringsstål inden for hver plade for at kontrollere revner inden for pladerne. Denne belægningstype anlægges ikke længere i USA på grund af visse problemer med den langsigtede ydeevne.

Kontinuerligt armeret betonbelægning (CRCP)

Denne type stiv belægning anvender armeringsstål i stedet for krydsningsfuger til revnebekæmpelse. Revner opstår typisk hver 1,1 – 2,4 m (3,5 – 8 ft.) og holdes tæt sammen af det underliggende armeringsstål. FHWA Tech Brief.