Gornji ustroj ceste
Gornjim se ustrojem razumijeva dio ceste koji izravno preuzima sva opterećenja nastala zbog prometa vozila i prenosi ga na donji ustroj ceste.
Gornji ustroj ceste
Gornji ustroj ceste (kolnik) sastoji se od dvaju glavnih dijelova, i to od:
-
cestovnog zastora i
- podloge.
Cestovni zastor je završni sloj gornjeg ustroja, a najčešće se sastoji od habajućega površinskog sloja i veznoga binderskog sloja. Vezni sloj može biti od jednog ili dva sloja. Na cestama sa slabim prometom cestovni se zastor može sastojati samo od habajućeg sloja. Njegova debljina obično je od 2,5 cm za asfaltni tepih do 22 cm za zastor od betona.
Podloga se najčešće sastoji od dvaju ili triju slojeva. Ona se izrađuje od različitog materijala, a kvaliteta pojedinih slojeva opada po dubini. Gornji sloj podloge obično se izvodi od kvalitetnog materijala uz primjenu veznog sredstva. Donji sloj podloge može se izvesti kao zaštitni sloj od šljunka i pijeska; to je tzv. tamponski sloj.
Kolnik ima zadaću da prenese prometno opterećenje na donji ustroj ceste, da omogući brzo, sigurno i udobno kretanje vozila i da spriječi djelovanje atmosferskih utjecaja na zemljani trup. To se postiže primjenom odgovarajućeg materijala u određenim sustavima konstrukcije kolnika i primjenom odgovarajućih strojeva kojima će taj materijal biti pripremljen i ugrađen.
Materijali za izradbu kolnika
Kvaliteta izradbe podloge ceste i cestovnog zastora ovisi u prvom redu o materijalu i tehnologiji ugradbe. Za izvedbu kolnikarabi se prirodni i umjetni kamen, a kao vezno sredstvo cement.Vezna sredstva
Vezna sredstva služe za povezivanje zrna pri izradbi kolničkog zastora. Ona se mogu podijeliti na silikatna i ugljikohidratna.
a) Silikatna vezna sredstva su cement i vodeno staklo.
Cement se rabi za izradbu cementnobetonskih zastora, cementnog makadama i betonskih ploča. Portland-cement (PC) dobije se miješanjem^ gline i krečnjaka, zatim mljevenjem i pečenjem na visokoj temperaturi.
Vodeno staklo je po kemijskom sastavu natrijev ili kalijev
silikat, koji se u dodiru sa zrakom raspada na natrijev ili kalijev
karbonat i silicijev dioksid. Proizvodi se kao bijeli prah ili u
tekućini i s kamenim agregatom i vodom daje čvrstu masu.
b) Ugljikohidratna spojna sredstva su bitumen, katran, prirodni
asfalt, razrijeđeni bitumen i razne emulzije.
Bitumen se dobiva kao derivat nafte. Pri izradbi smjese važna je njegova tvrdoća, elastičnost, plastičnost, otpornost na kemijske utjecaje i izgaranje. U tekućem stanju koristi se za izradbu elastičnih zastora.
Katran se dobije suhom destilacijom kamenog ugljena. Po kvaliteti je slabiji od bitumena, pa se koristi iznimno na sporednim cestama.
Prirodni asfalt nalazi se u stijenama koje se drobljenjem i izgaranjem pretvaraju u smjesu za izradbu zastora. Te stijene sadrže i do 80% bitumena.
Razrijeđeni bitumen dobije se miješanjem bitumena i mineralnog ili katranskog ulja koje brzo ishlapi. Ta je mješavina pogodna smjesa za izradbu zastora.
Emulzije su mješavine 50-60% bitumena s vodom uz dodatak 1% emulgatora - sapunskih kiselina. Služe za površinske obrade postojećih zastora.
Podloga cestovnih zastora
Podloga je dio učvršćenja kolnika na koji se postavlja cestovni zastor. Svrha je podloge da preuzme sile što djeluju na zastor zbog prometnog opterećenja i prenose ih na zemljani trup.Na podlogu djeluju samo vertikalne sile, a naprezanje u pojedinim točkama podloge je utoliko manje ukoliko su te točke udaljenije od površine zastora kolnika. Kut pod kojim se prenosi prometno opterećenje ovisi o materijalu kolnika. On je na zastoru od tučenca 30° a za betonsku podlogu 70°.
Podloge se izvode od različitih vrsti materijala: od lomljenoga kamena, šljunka, tučenca, betona itd. Debljina podloge ovisi o nosivosti tla, prometnom opterećenju i dubini smrzavanja. Podloga mora imati uzdužni i poprečni nagib jednak kao i cestovni zastor.
Za suvremene ceste čiji se zemljani trup sastoji od koherentnog (vezanog) tla izvodi se donji sloj podloge od šljunka i pijeska (tamponski sloj). Tamponskim slojem povećava se konstrukcija kolnika i omogućuje bolji prijenos opterećenja na zemljani trup ceste. Isto tako, poboljšava se otjecanje vode, sprečava utiskivanje zemlje u kamenu podlogu i omogućuje zaštita kolnika od štetnog djelovanja mraza.
Pjeskovito-šljunčani materijal koji se rabi za tamponski sloj mora imati takav granulometrijski sastav da se s vremenom ne pomiješa s raskvašenom zemljom iz zemljanog trupa. On mora obavljati dvostruku ulogu: služiti kao podloga (povećava stabilnost i otpornost čitavoga donjeg ustroja prema prometnom opterećenju) i štititi konstrukciju kolnika od štetnog djelovanja mraza.
Pjeskoviti i šljunčani materijal od kojega se izrađuje tamponski sloj mora se dobro nabiti. Za to su najpogodniji strojevi za nabijanje koji rade na principu vibriranja - pločasti vibratori ili vibracijski valjci.
Prema vrsti materijala podloge mogu biti: od lomljenoga kamena, od šljunka, od tučenca, od cementnog betona, od stabiliziranog tla (cementom, bitumenom, vapnom itd.), od topioničke drozge, od starih zastora od betona i tučenca itd.
Prema veličini prometnog opterećenja te raspoloživom građevinskom materijalu ima raznih vrsti podloga, od kojih se ovdje neke navode:
- od šljunka,
- od tučenca,
- od cementnog betona i
- od stabiliziranog tla.