Pavaje din PCC

Pavajele rigide sunt denumite astfel deoarece structura pavajului se deformează foarte puțin sub sarcină datorită modulului ridicat de elasticitate al stratului de suprafață al acestora. O structură rigidă de trotuare este compusă, de obicei, dintr-un strat de suprafață din PCC construit deasupra fie (1) substratului, fie (2) unui strat de bază subiacent. Datorită rigidității sale relative, structura de pavaj distribuie sarcinile pe o suprafață mare cu doar unul sau cel mult două straturi structurale (a se vedea figura 1).
Figura 1. Distribuția sarcinilor pe carosabil rigid Această secțiune descrie structura rigidă tipică a carosabilului care constă din:

Stratul de suprafață

Este stratul superior, care constă din placa de PCC.

Stratul de bază

Acesta este stratul aflat direct sub stratul de PCC și constă, în general, din agregate sau substrat stabilizat.

Substratul de bază

Acesta este stratul (sau straturile) aflat(e) sub stratul de bază. Un strat de sub-bază nu este întotdeauna necesar și, prin urmare, poate fi adesea omis.

Elemente structurale

O structură tipică de pavaj rigid (a se vedea figura 2) constă din stratul de suprafață și straturile de bază și de sub-bază subiacente (dacă se utilizează). Stratul de suprafață (realizat din PCC) este cel mai rigid (măsurat prin modulul de elasticitate) și asigură cea mai mare parte a rezistenței. Straturile subiacente sunt cu câteva ordine de mărime mai puțin rigide, dar au totuși contribuții importante la rezistența pavajului, precum și la drenajul și protecția împotriva înghețului.

Figura 2. Structura de bază a pavajului rigid

Suprafață

Stratul de suprafață este stratul în contact cu sarcinile de trafic și este realizat din PCC. Acesta asigură caracteristici precum frecarea (a se vedea figura 3), netezimea, controlul zgomotului și drenajul. În plus, servește ca strat de impermeabilizare a bazei, a sub-bazei și a subsolului de bază. Stratul de suprafață poate varia în grosime, dar, de obicei, are o grosime cuprinsă între 150 mm (6 inci) (pentru sarcini ușoare) și 300 mm (12 inci) (pentru sarcini grele și trafic intens). Figura 4 prezintă un strat de suprafață de 300 mm (12 inch).

Capa de bază

Capa de bază se află imediat sub stratul de suprafață. Acesta asigură (1) o distribuție suplimentară a încărcăturii, (2) contribuie la drenaj și la rezistența la îngheț, (3) un suport uniform al pavajului și (4) o platformă stabilă pentru echipamentele de construcție (ACPA, 2001). Bazele ajută, de asemenea, la prevenirea mișcărilor solului din subsol datorate pompării dalelor. Straturile de bază sunt construite, de obicei, din:

1. Baza de agregate. Un strat de bază simplu din agregate concasate a fost o opțiune comună încă de la începutul anilor 1900 și este încă adecvată în multe situații în prezent.
2. Agregate sau sol stabilizat (a se vedea figura 5). Agenții de stabilizare sunt utilizați pentru a lega particulele, altfel libere, unele de altele, asigurând rezistență și coeziune. Bazele tratate cu ciment (CTB) pot fi construite până la 20 – 25 la sută din rezistența stratului de suprafață (FHWA, 1999). Cu toate acestea, bazele tratate cu ciment (CTB) utilizate în anii 1950 și la începutul anilor 1960 aveau tendința de a pierde cantități excesive de material, ceea ce ducea la fisurarea și așezarea panourilor.
3. HMA cu grad de densitate. În situațiile în care se dorește o rigiditate ridicată a bazei, straturile de bază pot fi construite folosind un strat de HMA cu grad dens.
4. HMA permeabil. În anumite situații în care se dorește o rigiditate ridicată a bazei și un drenaj excelent, straturile de bază pot fi construite folosind un strat de HMA cu gradație deschisă. Cercetările recente pot indica unele probleme semnificative cu utilizarea ATPB.
5. Beton slab (a se vedea figura 6). Conține mai puțină pastă de ciment portland decât un PCC tipic și este mai rezistent decât un agregat stabilizat. Bazele din beton slab (LCB) pot fi construite până la 25 – 50 la sută din rezistența stratului de suprafață (FHWA, 1999). O bază de beton slabă funcționează la fel ca un strat de suprafață PCC obișnuit și, prin urmare, necesită rosturi de construcție și se va fisura în timp. Aceste rosturi și fisuri pot provoca potențial fisuri de reflexie în stratul de suprafață dacă nu sunt potrivite cu atenție.

Calea de subsol

Calea de subsol este porțiunea din structura pavajului cuprinsă între stratul de bază și subsol. Funcționează în primul rând ca suport structural, dar poate, de asemenea:

1. Minimiza pătrunderea finelor din subsol în structura pavajului.
2. îmbunătăți drenajul.
3. Minimiza deteriorarea cauzată de acțiunea înghețului.
4. Aprovizionează o platformă de lucru pentru construcție.

Substratul de bază este format, în general, din materiale de calitate mai slabă decât stratul de bază, dar mai bună decât solurile din subsol. Materialele adecvate sunt agregate și umpluturi structurale de înaltă calitate. Un strat de sub-bază nu este întotdeauna necesar sau utilizat.

Tipuri

Principalii pavaje rigide sunt realizate cu beton de ciment Portland (PCC). Pavajele rigide sunt diferențiate în trei categorii majore în funcție de mijloacele lor de control al fisurilor:

Pavaje din beton simplu îmbinat (JPCP)

Acesta este cel mai comun tip de pavaj rigid. JPCP controlează fisurile prin împărțirea pavajului în plăci individuale separate prin rosturi de contracție. Plăcile au, de obicei, o lățime de o bandă și o lungime cuprinsă între 3,7 m (12 ft.) și 6,1 m (20 ft.). JPCP nu utilizează oțel de ranforsare, dar folosește bare de fixare și bare de legătură.

Pavajul din beton armat îmbinat (JRCP)

Ca și în cazul JPCP, JRCP controlează fisurile prin împărțirea pavajului în plăci individuale separate prin rosturi de contracție. Cu toate acestea, aceste dale sunt mult mai lungi (până la 15 m) decât dalele JPCP, astfel încât JRCP utilizează oțel de armare în interiorul fiecărei dale pentru a controla fisurarea în interiorul dalei. Acest tip de pavaj nu mai este construit în SUA din cauza unor probleme de performanță pe termen lung.

Pavajul din beton armat continuu (CRCP)

Acest tip de pavaj rigid utilizează oțel de armare în loc de rosturi de contracție pentru controlul fisurilor. Crăpăturile apar de obicei la intervale de 1,1 – 2,4 m (3,5 – 8 ft) și sunt ținute strâns împreună de oțelul de armare subiacent. FHWA Tech Brief.