Katendi kulumisest ja vananemisest
Asfaltkatend kulub koormuse all ja vananeb ajaga. Need kaks asja toimuvad nii koos kui eraldi.
Koormus jaguneb dünaamiliseks ja staatiliseks. Dünaamiline siis sõiduki liikumisega seonduv, staatiline seisva sõiduki rataste all. Teede ja tänavate katendid projekteeritakse dünaamilisele koormusele, parklad staatilisele koormusele. Aladel, millel esinevad nii dünaamilised kui staatilised koormused (ühissõidukirajad ja -peatused, ristmike lähialad), tuleb teha kontrollarvutused mõlema skeemi järgi.
Asfaltkatted projekteeritakse reeglina 15-aastaseks elueaks. Teedel-tänavatel tuleb, sõltuvalt liikluskoormusest, selle aja jooksul üks kord kulumiskiht asendada.
Koormusega kaasneb katendi deformatsioon. Deformatsioon võib olla elastne ehk taastuv või plastne ehk taastumatu. Asfaltkatteid nimetatakse elastseteks - nende deformatsioonid on põhiosas taastuvad. Asfaltkatte sideaine omadused muutuvad ajas, bituumen vananeb ja muutub jäigemaks. Deformatsiooni ulatus sõltub sideaine jäikusest - elastsema sideaine korral on vajum suurem kuid koormuse lühiajalisusel vajum taastub kiiresti, jäigema sideainega on vajum väiksem ja suurema koormuse järel taastumine ei ole täielik.
Katendi projekteerimisel dimensioneeritakse katendi kihi paksused vastavalt prognoositavale liikluskoormusele (15-ndal ekspluatatsiooniaastal). Koormust arvestatakse 10-tonnistes normtelgedes ööpäevas. Arvesse lähevad vaid raskesõidukid sest kuna koormuse mõju katendile väljendatakse astmefunktsiooniga, siis alla 3,5-tonniste sõidukite mõju katendi kulumisele dünaamilise koormuse all on olematu.
Staatilise koormuse mõju peaks arvestama samuti 10-tonnise telje järgi - kuna asfaldi kandevõime sõltub väga palju temperatuurist ja kõige madalam on see kõrgetel suvetemperatuuridel, on arvutuslik temperatuur 50 kraadi ning 10-tonnise telje mõjuajaks 10 minutit samal kohal. Asfaldi temperatuur võib üle 30-kraadise õhutemperatuuri korral tõusta 60 kraadini.
Kui asfaldi kivimaterjal on peeneteraline, siis võib kõrgetel temperatuuridel ka sõiduauto jätta asfaldile jälje, kuid need deformatsioonid on pindmised. Veoauto mõju aga ulatub oluliselt sügavamale.
Katendi kulumist tunnetame ebatasasustena. Maanteel, aga ka suure koormusega tänavatel kohtame roopaid, mis tekivad kahel põhjusel - ühelt poolt, raske dünaamilise koormuse põhjustatud jääkdeformatsioonid, teiselt poolt maanteekiirusel talvel naastrehvide põhjustatud kulumine. Dünaamilise koormuse mõju ilmneb just raskesõidukite aeglase liikumise aladel, naastrehvide jäljed on nähtavad just maanteekiirustel, aga ka linnas nendel tänavatel, kus kiirused on suuremad. Kui kiirused ja koormused on madalad, siis ei saa me rääkida asfaltkatte kulumisest.
Katendi lagunemine ei pruugi alati olla kulumisega seotud. Tihtipeale võivad deformatsioonid katte pinnal tuleneda ehitusvigadest. Ühelt poolt, kui asfaldi all paiknevad kihid ei ole normikohaselt tihendatud, võivad need kihid liikluse all järeltiheneda mis toob kaasa deformatsiooni ka katte pinnal. Teiselt poolt, tihtipeale on needsamad asfaldi all paiknevad kihid liialt õhukesed ehk hoopis külmakartlikud. Asfaltkattel ei tohiks katte pinnast ülemises meetris paikneda külmakartlikke materjale. Külmumissügavuseks loetakse Eestis 125 cm, tegelikkuses see number varieerub Eesti eri aladel - teisalt, kui talvel ka lumekiht külma eest ei kaitse, võib külmumispiir olla kaks korda sügavamal. Kui samas ei ole tagatud sademevee äravool ja külmumiseelsel ajal jäävad külmakartlikud pinnased asfaldi all niiskeks, siis on tõenäolised külmakerked külmumis-sulamistsüklite käigus. Kuni aluspinnased on homogeensed ja veerežiim ühetaoline, on külmakerked ühetaolised ja ei põhjusta purunemisi. Kui aga materjali omadused vahelduvad (ühel pool on asfaldi alla jäänud kasvumulda, teises kohas savikaid pinnaseid), on tagajärjeks ebaühtlased külmakerked. Katendi külmudes kerkib siis asfalt nendes kohtades, kuid sulades jääb alus nõrgaks ning asfalt võib praguneda ka ilma koormuseta. Kui nüüd praod on juba tekkinud, siis pääseb pragude vahele vesi mis lammutab katendit veelgi kiiremini just külmumis-sulamistsüklites. Teedel-tänavatel kasutatakse selle protsessi pidurdamiseks pindamist. Pindamine ei tõsta katendi tugevust, takistab ainult vee sattumist läbi asfaldi aluskihtidesse.
Kui katend ei moodusta enam terviklikku plaati, on varsti tagajärjeks kandevõime kadu ning tõenäoliselt tuleb katend asendada. Lihtsamal juhul saab piirduda asfaldi ülakihi asendamisega, kuid kui soolvesi on lammutanud asfaldialuse killustiku, tuleb ka see asendada.
Koormus jaguneb dünaamiliseks ja staatiliseks. Dünaamiline siis sõiduki liikumisega seonduv, staatiline seisva sõiduki rataste all. Teede ja tänavate katendid projekteeritakse dünaamilisele koormusele, parklad staatilisele koormusele. Aladel, millel esinevad nii dünaamilised kui staatilised koormused (ühissõidukirajad ja -peatused, ristmike lähialad), tuleb teha kontrollarvutused mõlema skeemi järgi.
Asfaltkatted projekteeritakse reeglina 15-aastaseks elueaks. Teedel-tänavatel tuleb, sõltuvalt liikluskoormusest, selle aja jooksul üks kord kulumiskiht asendada.
Koormusega kaasneb katendi deformatsioon. Deformatsioon võib olla elastne ehk taastuv või plastne ehk taastumatu. Asfaltkatteid nimetatakse elastseteks - nende deformatsioonid on põhiosas taastuvad. Asfaltkatte sideaine omadused muutuvad ajas, bituumen vananeb ja muutub jäigemaks. Deformatsiooni ulatus sõltub sideaine jäikusest - elastsema sideaine korral on vajum suurem kuid koormuse lühiajalisusel vajum taastub kiiresti, jäigema sideainega on vajum väiksem ja suurema koormuse järel taastumine ei ole täielik.
Katendi projekteerimisel dimensioneeritakse katendi kihi paksused vastavalt prognoositavale liikluskoormusele (15-ndal ekspluatatsiooniaastal). Koormust arvestatakse 10-tonnistes normtelgedes ööpäevas. Arvesse lähevad vaid raskesõidukid sest kuna koormuse mõju katendile väljendatakse astmefunktsiooniga, siis alla 3,5-tonniste sõidukite mõju katendi kulumisele dünaamilise koormuse all on olematu.
Staatilise koormuse mõju peaks arvestama samuti 10-tonnise telje järgi - kuna asfaldi kandevõime sõltub väga palju temperatuurist ja kõige madalam on see kõrgetel suvetemperatuuridel, on arvutuslik temperatuur 50 kraadi ning 10-tonnise telje mõjuajaks 10 minutit samal kohal. Asfaldi temperatuur võib üle 30-kraadise õhutemperatuuri korral tõusta 60 kraadini.
Kui asfaldi kivimaterjal on peeneteraline, siis võib kõrgetel temperatuuridel ka sõiduauto jätta asfaldile jälje, kuid need deformatsioonid on pindmised. Veoauto mõju aga ulatub oluliselt sügavamale.
Katendi kulumist tunnetame ebatasasustena. Maanteel, aga ka suure koormusega tänavatel kohtame roopaid, mis tekivad kahel põhjusel - ühelt poolt, raske dünaamilise koormuse põhjustatud jääkdeformatsioonid, teiselt poolt maanteekiirusel talvel naastrehvide põhjustatud kulumine. Dünaamilise koormuse mõju ilmneb just raskesõidukite aeglase liikumise aladel, naastrehvide jäljed on nähtavad just maanteekiirustel, aga ka linnas nendel tänavatel, kus kiirused on suuremad. Kui kiirused ja koormused on madalad, siis ei saa me rääkida asfaltkatte kulumisest.
Katendi lagunemine ei pruugi alati olla kulumisega seotud. Tihtipeale võivad deformatsioonid katte pinnal tuleneda ehitusvigadest. Ühelt poolt, kui asfaldi all paiknevad kihid ei ole normikohaselt tihendatud, võivad need kihid liikluse all järeltiheneda mis toob kaasa deformatsiooni ka katte pinnal. Teiselt poolt, tihtipeale on needsamad asfaldi all paiknevad kihid liialt õhukesed ehk hoopis külmakartlikud. Asfaltkattel ei tohiks katte pinnast ülemises meetris paikneda külmakartlikke materjale. Külmumissügavuseks loetakse Eestis 125 cm, tegelikkuses see number varieerub Eesti eri aladel - teisalt, kui talvel ka lumekiht külma eest ei kaitse, võib külmumispiir olla kaks korda sügavamal. Kui samas ei ole tagatud sademevee äravool ja külmumiseelsel ajal jäävad külmakartlikud pinnased asfaldi all niiskeks, siis on tõenäolised külmakerked külmumis-sulamistsüklite käigus. Kuni aluspinnased on homogeensed ja veerežiim ühetaoline, on külmakerked ühetaolised ja ei põhjusta purunemisi. Kui aga materjali omadused vahelduvad (ühel pool on asfaldi alla jäänud kasvumulda, teises kohas savikaid pinnaseid), on tagajärjeks ebaühtlased külmakerked. Katendi külmudes kerkib siis asfalt nendes kohtades, kuid sulades jääb alus nõrgaks ning asfalt võib praguneda ka ilma koormuseta. Kui nüüd praod on juba tekkinud, siis pääseb pragude vahele vesi mis lammutab katendit veelgi kiiremini just külmumis-sulamistsüklites. Teedel-tänavatel kasutatakse selle protsessi pidurdamiseks pindamist. Pindamine ei tõsta katendi tugevust, takistab ainult vee sattumist läbi asfaldi aluskihtidesse.
Kui katend ei moodusta enam terviklikku plaati, on varsti tagajärjeks kandevõime kadu ning tõenäoliselt tuleb katend asendada. Lihtsamal juhul saab piirduda asfaldi ülakihi asendamisega, kuid kui soolvesi on lammutanud asfaldialuse killustiku, tuleb ka see asendada.
Kommentaarid
Dünaamilise koormuse mõju ilmneb just raskesõidukite aeglase liikumise aladel, naastrehvide jäljed on nähtavad just maanteekiirustel, aga ka linnas nendel tänavatel, kus kiirused on suuremad. Kui kiirused ja koormused on madalad, siis ei saa me rääkida asfaltkatte kulumisest.
--/
On see ikka nii, et naastrehvide mõju sõltub kiirusest? Kui jah, siis kui palju? Kas on viidet uuringutele? Linnatänavatel valdavalt ikka kulumisroopad, kus sageli kulmiskiht on otsa saanud ja poorne asfalt väljas.