dimensionering - cementbetongpamark.cementa.se/handbok/dim3.pdf · dimensioneringen i denna handbok...

3 Dimensionering

Markbeläggningars överbyggnad skall dimensioneras för att klara de be-lastningar som kan komma att uppstå under konstruktionens hela livs-längd. Dimensionering kommer att kunna göras via internet på hemsidan,www.cementa.se.

Användaren (projektör, byggare m fl) bär alltid ansvaret och risken för denav honom framställda projekteringen av ett objekt, anläggning m m.Kapitlet, helt eller delvis, får således användas endast som ett hjälpmedelvid skapandet av egen dimensionering.

3.1 Indelning och anvisningarDimensioneringen i denna handbok är indelad efter två typer av markytor� kommunala ytor avsnitt 3.2 och� industriytor avsnitt 3.3.

Syftet med dimensioneringen är att den skall vara så enkel som möjligt ochtill största del basera sig på en rad olika standardfall. I verkligheten är detoftast så att många markytor med platsgjuten betong utförs och dimensio-neras i stort sett lika. Speciellt gäller detta för mindre ytor.

För mindre och standardiserade kommunala ytor väljs ofta beläggnings-tjockleken utifrån erfarenhet från tidigare projekt och en hög säkerhet hoskonstruktionen. Därför dimensioneras de generella fallen utifrån det somanges på typritningarna i denna handbok. De beläggningstjocklekar somanges ger god konstruktiv säkerhet och ger möjlighet att även klara vissaeventuella framtida trafikökningar. Angivna beläggningstjocklekar klararockså sämre undergrund. Vid speciella lösningar eller större projekt förkommunala ytor används i stället objektspecifik dimensionering.

Industriytor däremot är mer objektspecifika och det är därför god ekonomiatt göra en optimerad beräkning utifrån varje enskilt projekt. För industri-ytor är variationen i tjocklek mellan olika belastningar stor vilket gör att enegen beräkning ger både rätt konstruktiv lösning och bra ekonomi.

Nedan följer en schematisk figur vars syfte är att visa hur valet av dimen-sioneringsmetod sker genom val av yta.

Figur 3.1. Anvisningar för dimensionering av markbetongbeläggningar exkl vägar ochflygfält.

© Cementa AB 1

3.2 Kommunala ytorMed kommunala ytor menas de trafikytor, kollektivtrafikytor och andraytor som i denna handbok redovisas i kapitel 2, avsnitt 2.1, avsnitt 2.2 ochavsnitt 2.4. Avsnitt 3.2 behandlar dimensionering av dessa ytor. För vägarhänvisas till ATB VÄG [15] och för flygplatsytor hänvisas tillFortifikationsverket [16].

3.2.1 Typritning – Dimensionering

Normalt anger typritningarna i kapitel 4 förslag på beläggningstjocklekar.Angivna tjocklekar ger en mycket god konstruktiv säkerhet och gäller föralla terrassmaterial och en mycket hög trafikmängd. Tjocklekarna ger ävenmöjlighet till att klara vissa framtida trafikökningar.

Dimensioneringen via typritningar är tänkt att användas för den största an-delen av dimensioneringen av kommunala ytor.

3.2.2 Objektspecifik dimensionering

Vid stora ytor eller vid mer speciella lösningar av kommunala ytor än vadsom angivits på typritningarna, t ex andra beläggningsval, skall objekt-specifik dimensionering användas. Denna dimensionering kan även använ-das vid s k �baklängesdimensionering�, dvs där man utgår från en vissbeläggningstjocklek och sedan räknar fram hur många överfarter den kla-rar.

Den objektspecifika dimensioneringen behandlar en rad olika standardfallmed olika beläggningsalternativ och belastningsfall. För mer utförlig be-skrivning av förutsättningar och dimensionering hänvisas till Farhang2002 [17]. Denna referens används också om inget av standardfallen pas-sar och det blir aktuellt med egen dimensionering.

3.2.3 Beräkningsförutsättningar

Överbyggnad

Standardfallen består av tre olika typer av överbyggnader med oarmeradbetongöverbyggnad, stålfiberarmerad betongöverbyggnad och cementbi-tumenöverbyggnad. Överbyggnadsmaterialen är valda enligt betongöver-byggnad (BÖ) i ATB VÄG för betong- och stålfiberbetongsöverbyggnadsamt för cementbitumenöverbyggnad (CBÖ) enligt ATB VÄG.

Oarmerad och stålfiberarmerad betongbeläggning är dimensionerade bådeför hållfasthetsklasserna K40 och K60.

Dimensionering finns även utförd för oarmerad betongbeläggning ochstålfiberarmerad betong på förstärkningslager av återvunnen krossad be-tong samt oarmerad betong både på gammal befintlig asfalt respektive nyasfalt. Beräkningar utfördes för tre olika asfalttjocklekar: 50, 100 och150 mm.

© Cementa AB 2

Dimensioneringstabeller för dessa beläggningsalternativ finns redovisade iFarhang 2002 [17].

Terrass

Materialtyp 1�4 enligt ATB VÄG. För materialtyp 5 krävs särskild utred-ning.

Trafikbelastning

Dimensioneringen är baserad på Vägverkets 10-tons standardaxel (�last-bil/buss�) enligt ATB VÄG.

Klimatzon

Sverige är indelat i fem klimatzoner enligt ATB VÄG. Dimensioneringenhar endast utförts för klimatzon 2. Erfarenheter visar att skillnaderna mel-lan de olika klimatzonerna är försumbara och därför kan resultaten frånklimatzon 2 användas för alla klimatzoner.

Tjäle

Dimensionering för tjällyftning har inte beaktats i de olika standardfallen.Vid risk för tjäle måste vid dimensioneringen av överbyggnaden hänsyn tastill eventuell tjällyftning, t ex enligt ATB VÄG.

Oarmerad betongöverbyggnad

Beräkningarna förutsätter dymlade fogar med ett fogavstånd på 4 meter.

Schematisk beskrivning

Figur 3.2. Betongöverbyggnad (BÖ) med oarmerad eller stålfiberarmerad betong.

• h mm oarmerad eller stålfiberarmerad betong

• 80 mm obundet (krossat) bärlager

• 220 mm obundet (krossat) förstärkningslager

• terrass (materialtyp 1–4)

Figur 3.3. Cementbitumenöverbyggnad (CBÖ).

• 40 mm asfalt• h mm cementbundet grus

• 80 mm obundet (krossat) bärlaget

• 220 mm obundet (krossat) förstärkningslager


© Cementa AB 3

Stålfiberarmerad betongbeläggning

Seghetsindex är en materialegenskap för stålfiberarmerad betong. Seghets-index 60 % ger en sprickhämmande stålfiberbetong. Dimensioneringsta-beller för stålfiberarmerade betongöverbyggnader med 90 % seghetsindex,s k sprickfördelande stålfiberarmerad betong, finns redovisade i Fahrang2002 [17].

Cementbitumenöverbyggnad

Dimensionering av lagret med cementbundetgrus (CG) i cementbitumen-överbyggnaden (CBÖ) förutsätter att CG-lagret utförs ofogat. Vid dennadimensionering antas att det bitumenbundna slitlagret läggs direkt på detcementbundna bärlagret utan användning av bindlager eller skyddslager.För dimensionering av bitumenlagret hänvisas till ATB VÄG.

Betongöverbyggnad på asfaltlager

Dimensionering finns utförd för dels oarmerad betong på befintlig gammalasfalt, dels betong på ny asfalt med tjocklekar av 50, 100 och 150 mm. Fördimensioneringstabeller hänvisas till Farhang 2002 [17].

Förstärkningslager av återvunnen betong

Användning av återvunnen krossad betong ger ett bärigare förstärknings-lager vilket innebär att betongbeläggningens tjocklek kan reduceras jäm-fört med ett vanligt förstärkningslager med krossat material.

Definition av beläggningstjocklek

Med erforderlig beläggningstjocklek i dimensioneringstabellerna i avsnitt3.2.3 och på typritningarna avses den medeltjocklek som skall erhållas ifärdig konstruktion.

3.2.4 Beräkningsgång för kommunala ytor

Mindre och standardiserade ytor

Välj i första hand dimensionering enligt typritning. Gå till kapitel 4.

Objektspecifik dimensionering

Dimensionering enligt typritning rekommenderas i de flesta fall på grundav högre konstruktiv säkerhet och görs i fem steg:

1. Bestäm avsedd teknisk livslängd n.

2. Bestäm antalet överfarter enligt ekvation (3.1).

3. Bestäm materialtyp i terrassen (enligt ATB VÄG).

4. Välj överbyggnadstyp.

5. Bestäm erforderlig tjocklek på beläggningen med hjälp av tabell i av-snitt 3.2.5.

© Cementa AB 4

Antalet överfarter beräknas enligt följande:

Nekv = ÅDTk⋅A⋅B⋅365⋅n (enligt ATB VÄG) (3.1)

där

ÅDTk = årsdygnstrafik/körfältA = andelen fullastade fordon (A = 0,5 kan ofta användas om uppgift

saknas, Silfwerbrand (2001)),B = ekvivalent antal standardaxlar per tungt fordon (B = 1,3 kan ofta

användas för lastbilar och bussar enligt ATB VÄG),365 = antal dygn/år,n = avsedd teknisk livslängd i år. (väljs ofta till 20 år, dock beroende

på projekt)

Exempel på dimensionering finns på sid 115�118.

3.2.5 Dimensioneringstabeller

I tabell 3.1 redovisas en översikt över de dimensioneringstabeller somfinns i Farhang 2002 [17] och vilka som finns redovisade i handboken.Farhang redovisar alla förutsättningar, beräkningar och värderingar.

Tabell 3.1. Översikt över dimensioneringstabellerna i Farhang 2002 och i handboken.

Överbyggnadstyp Farhang (2002) Handboken

Oarmerad betong K40, K60 X X

Oarmerad betong K40, K60 på för-stärkningslager av återvunnen betong X X

Oarmerad betong K40, K60 på gammalbefintlig asfalt X

Oarmerad betong K40, K60 på ny asfalt X

Stålfiberbetong K40, K60Seghetsindex 60 % X XSeghetsindex 90 % X

Stålfiberbetong K40, K60 på förstärk-ningslager av återvunnen betong

Seghetsindex 60 % X XSeghetsindex 90 % X

Cementbitumenöverbyggnad (CBÖ) X X

© Cementa AB 5

Oarmerad betongöverbyggnad

Tabell 3.2. Erforderlig betongtjocklek (mm) på överbyggnad enligt figur 3.2.

Terrass i Antal överfarter Nekv

Betong materialtyp 1 000 150 000 900 000 4 400 000

K40 1 eller 2 130 160 165 170

3 eller 4 160 170 175 180

K60 1 eller 2 100 120 125 135

3 eller 4 110 140 150 155

Tabell 3.3. Erforderlig betongtjocklek (mm) enligt figur 3.2 men där det 220 mm tjockaförstärkningslagret består av återvunnen krossad betong.



K40 1 eller 2 110 140 150 160

3 eller 4 130 160 165 170

K60 1 eller 2 85 105 110 120

3 eller 4 95 120 130 135

Stålfiberarmerad betongöverbyggnadTabell 3.4. Erforderlig betongtjocklek vid 60 % seghetsindex (mm) på överbyggnad en-ligt figur 3.2.



K40 1 eller 2 110 130 140 150

3 eller 4 125 155 165 170

K60 1 eller 2 95 105 110 120

3 eller 4 100 120 130 145

Tabell 3.5. Erforderlig betongtjocklek (mm) enligt figur 3.2 men där det 220 mm tjockaförstärkningslagret består av återvunnen krossad betong. (Stålfiberbetong med 60 %seghetsindex, mm).



K40 1 eller 2 95 115 120 130

3 eller 4 105 130 145 155

K60 1 eller 2 95 95 100 105

3 eller 4 85 105 110 125

CementbitumenöverbyggnadTabell 3.6. Erforderlig tjocklek (mm) för cementbundet grus (CG) på överbyggnad enligtfigur 3.3.


materialtyp 1 000 150 000 900 000 4 400 000

1 eller 2 115 115 135 235

3 eller 4 115 115 160 265

© Cementa AB 6

3.2.6 Beräkningsexempel kommunala ytor

Exempel 1. Cirkulationsplats

Cirkulationsplats med radie 20 m. Brättet skall utföras med platsgjutenbetong. Terrassmaterial lera.

Tjocklek väljs med hjälp av typritning. Aktuell typritning är 4.2-04 ochrekommenderad tjocklek är 200 mm för oarmerad betong eller 180 mm förstålfiberarmerad betong. Betonghållfastheten skall vara K40.

Det är även lämpligt att utföra körytan enligt typritning 4.2-01 med betong.

BetongSektionens uppbyggnad Stålfiberarmerad

Resultatruta

Oarmerad

200 mm 180 mm

80 mm obundet (krossat) bärlager

220 mm obundet (krossat) förstärkningslager

terrass (lera)

Exempel 2. Refug

Terrassmaterial grus.

Tjocklek väljs med hjälp av typritning. Aktuell typritning är 4.2-05 ochrekommenderad tjocklek för refugytan är 100 mm för oarmerad betongK40. Kantförstyvningen skall ha en tjocklek av minst 150 mm.


Resultatruta

Oarmerad

150 mm 130 mm



terrass (lera)

© Cementa AB 7

Exempel 3. Busshållplats

Busshållplats skall integreras i en gatas körbana och trafikeras av ca 120bussar per dag.

Terrassmaterial siltigt grus.

Tjocklek väljs med hjälp av typritning. Aktuell typritning är 4.3-02 ochtjocklek enligt ritning är 200 mm för oarmerad betong eller 180 mm förstålfiberarmerad betong. Betonghållfastheten skall vara K40. Vid mycketdubbdäcksslitage kan krav ställas på ballastens kvalitet och/eller högrebetongkvalitet.


Resultatruta

Oarmerad

200 mm 180 mm



terrass (siltigt grus)

Exempel 4. Bussgata

Gata med enbart trafik för bussar.

Antal bussöverfarter per dag ca 250.

Terrassmaterial grus.

Dimensioneras enklast med hjälp av typritning. Aktuell typritning i dettafall är 4.3-03 och tjocklek är då 200 mm för oarmerad betong eller 150 mmför stålfiberarmerad betong.

Som alternativ till den �säkra� dimensioneringen enligt typritningen kanhär en egen dimensionering utföras. Dimensioneringen görs enligt steg 1�5 i beräkningsgången:

1. Bestäm teknisk livslängd n.Avsedd teknisk livslängd väljs till 20 år.

2. Bestäm antalet överfarter Nekv enligt ekvation (3.1).

Formel 3.1 används med följande parametrar:Nekv = ÅDTk⋅A⋅B⋅365⋅nNekv = 250⋅0,5⋅1,3⋅365⋅20 = 1 186 250 standardaxlar

3. Bestäm materialtyp i terrassen (enligt ATB VÄG).Materialtyp 2 enligt ATB VÄG.

4. Välj överbyggnadstyp.Välj oarmerad betong K40 med utförande enligt typritning 4.3-03.

5. Bestäm erforderlig tjocklek på beläggningen med hjälp av tabell 3.2och tabell 3.4.

© Cementa AB 8

Tabellen ger en betongtjocklek av 170 mm för oarmerad betong och150 mm för stålfiberarmerad betong.


Resultatruta

Oarmerad

170 mm 150 mm



terrass (grus)

Exempel 5. Dimensionering av busshållplats i gata där gatansöverbyggnadstjocklek är begränsad

En busshållplats skall integreras i en gata och kommer att trafikeras av ca80 bussar per dag.

Överbyggnaden i gatan består av ca 350 mm förstärkningslager, bärlageroch asfaltbeläggning. I gatan där busshållplatsen skall utföras finns kabel-och brunnssystem strax under överbyggnaden, samtidigt som gatan intekan höjas utan beläggningen på busshållplatsen skall ha samma nivå somgatan i övrigt. Den totala tjockleken på obundna material och beläggningkan bli maximalt 350 mm. För att minimera risken för skador i belägg-ningen på hållplatsen har man bestämt sig för att lägga betong där.

Dimensioneringen görs enligt steg 1�5 i beräkningsgången men med vissafasta parametrar.

� Den totala överbyggnaden får maximalt bli 350 mm inklusive belägg-ning.

� 80 bussar per dygn kommer att passera hållplatsen.� Teknisk livslängd har bestämts till 15 år.

1. Bestäm antalet överfarter Nekv enligt ekvation (3.1).

Formel 3.1 används med följande parametrar:Nekv = ÅDTk⋅A⋅B⋅365⋅nNekv = 80⋅0,5⋅1,3⋅365⋅15 = 284 700 standardaxlar

2. Materialtyp i terrassen är okänd varför den antas vara typ 3 eller 4 somger en viss gardering av beläggningstjockleken.

3. För betongbeläggning kan väljas mellan två hållfasthetsklasser K40,eller K60, och om de skall vara med eller utan armering. De alternativatjocklekarna på betongen kan avläsas i tabell 3.2 för oarmerad ochtabell 3.4 för stålfiberarmerad betong.

Den betongtjocklek som erhålls för de olika alternativen blir mellan 130och 175 mm. Då den totala överbyggnaden är begränsad föreslås en stål-fiberarmerad betong i hållfasthetsklass K60, med en tjocklek av 130 mm.Tjockleken på de obundna material som blir kvar är 220 mm (350�130).

© Cementa AB 9

Den återstående tjockleken på obundna lager kan tyckas tunn, men medbetongens lastfördelande förmåga blir belastningen per ytenhet på under-liggande lager och konstruktioner lägre än före ombyggnaden.

Betong

Sektionens uppbyggnad Stålfiberarmerad (K60)

Resultatruta

Oarmerad

– 130 mm50 mm obundet (krossat) bärlager

170 mm obundet (krossat) förstärkningslagerterrass (lera)

Exempel 6. Vilken trafik klarar en viss betongtjocklek?(baklängesdimensionering)

Vid planering av nya busslinjer vet man vid planeringstillfället hur myckettrafik som kommer att passera den närmaste framtiden, men hur stor trafi-ken blir längre fram är ofta en gissning. Som ett exempel på vad en betong-beläggning klarar kan en beräkning göras.

Vi antar att man beslutat sig för att välja ett utförande enligt typritning4.3-02 för hållplats i gata och att betongbeläggningen av kostnadsskäl fårvara maximalt 170 mm, hållfasthet K40 och oarmerad. Funktionstiden förbusshållplatserna har planerats till 20 år.

Beräkningen görs utifrån beräkningsgången steg 1�5 men i omvänd ord-ning.

1. Bestämd betongtjocklek är 170 mm.

2. Terrassen är av materialtyp 3.

3. Med hjälp av dimensioneringstabell 3.2 framgår att 170 mm betong kla-rar 150 000 Nekv överfarter. Hur många bussar det blir per dygn kanberäknas genom formeln i avsnitt 3.2.4, Nekv = ÅDTk⋅A⋅B⋅365⋅n.150 000 = ÅDTk⋅ 0,5⋅1,3⋅365⋅20; ÅDTk = 32 bussar/dygn

�Baklängesberäkningen� gav beskedet att 170 mm oarmerad betong K40klarar upp till 32 bussar per dygn i 20 år. Skulle trafiken bli större kommerdet att innebära kortare livstid för beläggningen.


Resultatruta

Oarmerad

170 mm –



terrass (lera)

© Cementa AB 10

3.3 IndustriytorMed industriytor menas de ytor som specificerats i avsnitt 2.3 Ytor förtunga fordon/laster och upplag. För flygfältsbeläggningar hänvisas docktill Fortifikationsverkets [16] alternativt Luftfartsverkets anvisningar.

I detta avsnitt behandlas dimensionering av industriytor för en rad olikastandardfall med olika överbyggnadstyper och lastfall. De dimensioneradestandardfallen nedan är beräknade enligt Silfwerbrand 2001 [18]. För merdetaljerad beskrivning av förutsättningar och beräkningsgång hänvisas tilldenna referens. Dimensioneringen följer de regler som finns uppställda iATB VÄG, dock med vissa anpassningar för att passa industriytor. Om detaktuella fallet inte passar för något standardfall måste egen dimensioneringutföras enligt Silfwerbrand.

Dimensioneringen av industriytor är optimerad för att ge en så ekonomiskbeläggning som möjligt.

3.3.1 Beräkningsförutsättningar

Överbyggnad

Standardfallen består av sex olika överbyggnadstyper. Slitlagret kan an-tingen bestå av oarmerad betong, vältbetong, armerad betong, stålfiber-armerad betong eller asfaltbetong. I några fall ingår ett bundet bärlager(cement- eller asfaltbundet) mellan slitlagret och det obundna bärlagret.

• h mm betongFigur 3.4.ÖverbyggnadstyperBetong K40,vältbetong K40,stålfiberbetong K40

• h mm armerad betongFigur 3.5.Armerad betong,centriskt placeradarmering

Schematisk beskrivning

• h mm armerad betongFigur 3.6.Armerad betong,dubbelarmering

• 80 mm obundet (krossat)bärlager

• 220 mm obundet (krossat)förstärkningslager








© Cementa AB 11

Terrass

Materialtyp 1�5 enligt ATB VÄG.

Trafikbelastning

De lastfall som behandlas är 10-tons standardaxel (�lastbil�) enligt ATBVÄG samt 15-, 30- , 60- och 90-tonsaxel. 30-, 60- och 90-tonsaxlarna mot-svaras av följande truckar: Cat 980C, Kalmar LMV DC28-1200 samtSvetruck 42120-57, se figur nedan.

• h mm betongFigur 3.7.Betong K40 + CG,vältbetong K40 + CG

• h mm betongFigur 3.8.Betong K40 + AG,vältbetong K40 + AG

• 40 mm asfaltbetongFigur 3.9.Cementbitumen-överbyggnad

• 160 mm cementbundet grus




• 100 mm asfaltbundet grus• 80 mm obundet (krossat)

bärlager



• h cementbundet grus




Figur 3.10. 30-tonsaxel (Cat 980C) som använts vid beräkningarna.

Figur 3.4–3.9. Överbyggnadernas principiella uppbyggnad. Efter Silfwerbrand(2001).

© Cementa AB 12

Figur 3.11. 60-tonsaxel (Kalmar LMV DC28-1200) som använts vid beräkningarna.

Figur 3.12. 90-tonsaxel (Svetruck 42120-57) som använts vid beräkningarna.

Containerlastfall

Förutom trafikbelastningar enligt ovan behandlas dessutom ett container-lastfall enligt Silfwerbrand 1994 [31]. Detta eftersom stapling avcontainrar är vanligt på industriytor och dessa containrar kan ge upphov tillstora punktlaster.

Figur 3.13. I allmänhet staplas flera containrar på varandra och intill varandra vilketkan ge upphov till stora punktlaster.

Vid stora koncentrerade laster är det genomstansning som kontrollerassom brottyp.

© Cementa AB 13

Klimatzon

Sverige är indelat i fem klimatzoner enligt ATB VÄG. Samtliga beräk-ningar har utförts för klimatzon 2, eftersom erfarenheterna visar att skill-naderna mellan de olika klimatzonerna är försumbara (enligt Silfwerbrand2001).

Tjäle

Dimensionering för tjällyftning har inte beaktats i de olika standardfallen.Vid risk för tjäle måste vid dimensioneringen av överbyggnaden hänsyntas till eventuell tjällyftning, t ex enligt ATB VÄG.

Andel fordon med full last

På en industriyta antas ofta att hälften av överfarterna sker utan last ochhälften med last. Delskadan av trafikspänningarna från de tomma fordonenär försumbar jämfört med den delskada som de fullastade fordonen gerupphov till. Därigenom kan det beräkningsmässiga antalet hjulaxlar redu-ceras till hälften och en reduktionsfaktor A införas. Denna kan normaltsättas till A=0,5 i nedanstående beräkningsgång (se avsnitt 3.3.2).

Avvikelser från fullständig spårbundenhet

En analys av Silfwerbrand 1994 [31] visar att avvikelsen från fullständigspårbundenhet innebär en reduktion av det beräkningsmässiga antalet hjul-axlar med 50 %. Därför inför han en reduktionsfaktor C med normalvärdetC=0,5 i nedanstående beräkningsgång (avsnitt 3.3.2).

Definition av beläggningstjocklek

Med erforderlig beläggningstjocklek i dimensioneringstabellerna i avsnitt3.3.3 avses den medeltjocklek som skall erhållas i färdig konstruktion.

Fogar i oarmerad betong

Beräkningarna förutsätter att beläggningarna fogas. Spår sågas i såvällängd- som tvärriktningen till ett djup av 1/3 av betongtjockleken h. Av-ståndet mellan fogarna förutsätts vara:

Betongtjocklek, mm Fogavstånd, m

< 150 3150�250 20 ⋅ h

> 250 5

I normalfallet (betong med och utan underliggande bundet bärlager)dymlas fogarna med epoxibehandlade, släta stålstänger med diameter∅ = 25 mm och delning s = 300 mm.

© Cementa AB 14

Armerad betong

Vid beräkningarna har utgångspunkten varit K40 och armering Ks 500.Armeringsinnehållet skall vara minst 0,49 % i båda riktingarna (räknat påhela tjockleken h). Armeringen förutsätts bestå av nätarmering ∅ = 16 mmsom antingen läggs på en nivå svarande mot halva betongtjockleken(centriskt placerad) eller fördelas med lika mängder i över- och underkant(dubbelarmering). I fallet med dubbelarmering skall det täckande betong-skiktet vara minst 30 mm för miljöklass A3 (mycket armeringsaggressivmiljö) och livslängdklass L1 (50 år). Armeringen utförs kontinuerligt var-för fogarna kan begränsas till dem som krävs av praktiska skäl, t ex motanslutningar och mellan gjutetapper.

Stålfiberarmerad betong

Seghetsindex är en materialegenskap för stålfiberarmerad betong. Seghets-index 50 % ger en sprickhämmande stålfiberbetong. Dimensioneringstab-eller för stålfiberarmerade betongöverbyggnader med 80 % seghetsindex,s k sprickfördelande stålfiberarmerad betong, finns redovisade i Silfwer-brand 2001 [18].

Vältbetong

Vältbetongen förutsätts bli utförd med sågade spår på samma sätt som oar-merad betong, dock utan dymlingar.

© Cementa AB 15

3.3.2 Beräkningsgång för industriytor

1. Bestäm avsedd teknisk livslängd n. (väljs ofta till 20 år, dock beroendepå projekt)

2. Bestäm axellasten för dimensionerande fordon (10, 15, 30, 60 eller 90ton).

3. Bestäm antalet överfarter Nind för dimensionerande fordon enligt ekva-tion (3.2).

4. Bestäm materialtyp i terrassen (enligt ATB VÄG).

5. Välj överbyggnadstyp.

6. Bestäm erforderlig tjocklek på beläggningen med hjälp av lämpligtabell i avsnitt 3.3.3

Antalet överfarter för en industriyta beräknas enligt följande:

Nind = Nekv⋅Z (3.2)

där

Nekv = ÅDTk⋅A⋅B⋅365⋅n (enligt ATB VÄG) (3.3)

Z = (m/365)⋅C⋅D (korrektionsfaktorer) (3.4)

ÅDTk = årsdygnstrafik/körfält, dvs antalet överfarter för dimensioneran-de fordon (fordon med störst axellast),

A = andelen fullastade fordon (A = 0,5 kan ofta användas om uppgiftsaknas, dvs varannan bil fullastad, Silfwerbrand 2001),

B = antalet tunga axlar per fordon (om uppgift saknas kan enligt ATBVÄG för lastbilar användas B = 1,3 och för truckar med merpar-ten av lasten på ena axeln B = 1,0, för grensletruck används B =antalet axlar),

365 = antal dygn/år,n = avsedd teknisk livslängd i år,m = antal dagar med trafik per år (m = 200 vid trafikering måndag�

fredag och uppehåll vid semester, m = 365 vid trafikering åretsalla dagar),

C = koefficient som anger graden av spårbundenhet (C = 0,5 kananvändas om uppgift saknas)

D = koefficient som karakteriserar ytan (D = 1,0 för väg och D < 1,0för uppställningsyta; i det senare fallet kan användas t ex D = 0,1à D = 0,2, Silfwerbrand 2001)

Exempel på dimensionering finns på sid 134�137.

© Cementa AB 16

3.3.3 Dimensioneringstabeller

Tabell 3.7 visar en översikt över de dimensioneringstabeller som finns re-dovisade i Silfwerbrand (2001) och vilka som finns redovisade i handbo-ken. I Silfwerbrand anges förutsättningar, beräkningar och värderingar.

Tabell 3.7. Översikt över dimensioneringstabellerna i Silfwerbrand (2001) och i handbo-ken.

Överbyggnadstyp Belastningsfall, axellaster (kN) Container100 150 300 600 900 lastfall

Oarmerad betong K40 S H S H S H S H S H S HVältbetong K40 S H S H S H S H S H S HArmerad betong K40 S H S H S HOarmerad betong K40 på CG S H S H S HVältbetong K40 på CG S Hx) S H S HOarmerad betong K40 på AG S S Hx) S H S HVältbetong K40 på AG S H S H S HStålfiberbetong K40

Seghetsindex 50 % S S SSeghetsindex 80 % S S S

CBÖ S H S H S H

S = Silfwerbrand (2001), H = handboken.x) = Förenklad redovisning.

© Cementa AB 17

10-tons axel (100 kN)Oarmerad betongöverbyggnad K40


Terrass i Antal överfarter Nind materialtyp 10 000 30 000 100 000 300 000 1 000 000 3 000 000

1 110 115 120 125 130 135

2 120 125 130 135 135 140

3 120 125 130 135 135 140

4 130 135 140 145 145 150

5 135 140 140 145 150 155


1 115 120 125 130 135 135

2 125 125 130 135 140 145

3 125 125 130 135 140 145

4 135 140 140 145 150 155

5 140 140 145 150 155 160

Vältbetong K40



1 100 100 100 100 135 190

2 100 100 100 100 140 200

3 100 100 100 100 140 200

4 100 100 100 105 155 220

5 100 100 100 110 160 225


Tabell 3.10. Erforderlig CG-tjocklek (mm) på överbyggnad enligt figur 3.9.

© Cementa AB 18


1 135 140 145 150 155 160

2 145 150 150 155 160 170

3 145 150 155 160 165 170

4 155 160 165 175 180 190

5 165 170 175 180 190 200



1 140 145 150 155 160 165

2 145 150 155 160 170 180

3 150 150 160 165 175 180

4 160 170 175 180 190 200

5 170 175 185 190 200 210



1 100 100 100 130 185 260

2 100 100 100 140 195 275

3 100 100 100 140 195 275

4 100 100 100 160 220 300

5 100 100 105 160 225 305


Vältbetong K40


15-tons axel (150 kN)

Oarmerad betong K40

© Cementa AB 19


1 160 165 175 185 195 200

2 180 185 195 200 210 220

3 180 185 195 200 210 220

4 205 210 220 230 240 250

5 210 220 225 235 250 265



1 170 180 190 205 215 230

2 195 205 215 230 240 250

3 195 205 215 230 240 250

4 225 235 250 260 265 275

5 235 245 255 265 275 290



1 100 100 100 150 230 340

2 100 100 100 170 260 370

3 100 100 100 180 260 370

4 100 100 130 210 310 410

5 100 100 160 230 320 420


Vältbetong K40



© Cementa AB 20

Tabell 3.20. Erforderlig betongtjocklek (mm) på överbyggnad enligt figur 3.5 eller 3.6.

Antal överfarter Nind 10 000–1 000 000

Terrass i Betong- Delning s (mm) i armeringsnät ∅ 16, Ks500 material- tjocklek typ (mm)

1 210 190 3802 220 180 –2 230 – 3503 240 165 –3 250 – 3204 240 165 –4 260 – 3105 270 150 –5 290 – 275

Terrass i Antal överfarter Nind materialtyp 10 000 30 000 100 000 300 000 1 000 000

1 300 310 320 325 335 2 315 325 330 340 350 3 315 325 330 340 350 4 335 345 355 365 375 5 340 355 365 375 390


1 150 150 170 240 320 2 150 150 195 270 350 3 150 150 195 270 350 4 150 170 230 310 395 5 150 180 240 320 405


Oarmerad betong K40 på 160 mm CG


1 150 150 180 210 235 2 180 200 220 245 265 3 180 200 220 245 265 4 235 255 270 280 290 5 245 260 275 290 320


Oarmerad betong K40 på 100 mm AG

Centrisk armering Dubbelarmerad

Kontinuerligt armerad betong K40 med centriskt placerad armeringeller dubbelarmering



© Cementa AB 21

Vältbetong K40


1 150 150 195 285 370 2 150 150 230 310 400 3 150 150 230 315 400 4 150 180 270 355 –* 5 150 200 280 365 –*

* Annan lösning rekommenderas.


Vältbetong K40 på 160 mm CG


1 330 340 345 355 365 2 345 355 365 370 384 3 345 355 365 375 385 4 370 380 390 400 450 5 380 390 400 410 425



1 180 250 260 270 275 2 255 265 275 285 295 3 255 265 275 285 295 4 280 290 300 315 330 5 285 295 305 325 345


Vältbetong K40 på 100 mm AG

© Cementa AB 22


1 150 185 250 330 420 2 150 210 275 355 450 3 150 210 280 360 455 4 170 240 315 405 –* 5 180 255 330 415 –*


90-tons axel (900 kN)Oarmerad betong K40

Tabell 3.27. Erforderlig betongtjocklek (mm) på överbyggnad enligt figur 3.5 eller 3.6.

Antal överfarter Nind 10 000–1 000 000

Terrass i Betong- Delning s (mm) i armeringsnät ∅ 16, Ks500 material- tjocklek typ (mm)

1 250 160 3202 270 150 –2 280 – 2853 290 140 2754 290 140 –4 300 – 2655 320 125 –5 340 – 235

Centrisk armering Dubbelarmerad

Oarmerad betong K40 på 100 mm AG

Kontinuerligt armerad betong K40 med centriskt placerad armeringeller dubbelarmering


1 290 300 310 320 330 2 305 315 325 335 345 3 305 315 325 335 345 4 330 340 350 375 405 5 330 340 355 400 440



1 370 380 390 400 410 2 385 395 405 415 430 3 385 395 405 420 435 4 410 425 435 450 465 5 420 435 445 465 485

Oarmerad betong K40 på 160 mm CG



© Cementa AB 23


1 405 415 425 440 450 2 420 430 445 460 475 3 425 435 450 460 480 4 450 465 480 495 515 5 465 480 490 505 525


Vältbetong K40

Vältbetong K40 på 100 mm AG


1 150 210 295 380 480 2 150 230 320 410 –* 3 150 230 325 415 –* 4 230 300 360 455 –* 5 260 310 375 470 –*



Vältbetong K40 på 160 mm CG


1 325 335 345 355 380 2 340 350 365 385 400 3 340 350 365 385 405 4 370 385 400 415 430 5 380 395 410 430 445


© Cementa AB 24

Container

Tabell 3.31. Erforderlig betongtjocklek (mm). Överbyggnad enligt figur 3.4, 3.7, 3.8.

Betongtyp och bundna bärlager Sidlängd på Punktlastens dimensionerings-kvadratisk värde Fd (kN)belastnings-yta b (mm) 130 195 260 390 520 650

Oarmerad betong K40 med eller utan 160 CG alt 100 AG 100 270 355 435 570 685 790

Oarmerad betong K40 med eller utan 160 CG alt 100 AG 200 220 295 370 510 620 720

Oarmerad betong K40 300 200 260 320 445 560 660 K40 på 160 mm CG 180 250 320 445 560 660 K40 på 100 mm AG 190 250 320 445 560 660



Anm. För en cirkulär belastningsyta med radien a kan tabellen användas om b sätts tillb = (π/2) ⋅ a. För en rektangulär belastningsyta med sidlängderna b1 och b2 kan tabellenanvändas om b sätts till b = b1/2 + b2/2.

Tabell 3.32. Erforderlig betongtjocklek (mm) för kontinuerligt armerad betong K40 medcentriskt placerad armering. Armeringsinnehåll ρ = 0,5 % i båda riktningarna (räknat påhela tjockleken h). Överbyggnad enligt figur 3.5.

Sidlängd påkvadratisk Punktlastens dimensioneringsvärde Fd (kN)belastning

b (mm) 130 195 260 390 520 650

100 265 340 410 540 655 765

200 195 265 325 435 540 645

300 150 210 265 360 455 545

400 120 170 220 305 385 465

500 100 145 185 265 335 405

Anm. För en cirkulär belastningsyta med radien a kan tabellen användas om b sätts till b= (π/2) ⋅ a. För en rektangulär belastningsyta med sidlängderna b1 och b2 kan tabellenanvändas om b sätts till b = b1/2 + b2/2. Delningen s kan beräknas som s = π ⋅ ∅2/(4 ⋅ h ⋅ ρ), där ∅ = 16 mm och ρ = 0,5 % = 0,05, dvs s = 12800 x π/h.

© Cementa AB 25

Tabell 3.33. Erforderlig betongtjocklek (mm) för kontinuerligt armerad betong K40 meddubbelarmering. Armeringsinnehåll ρ = 0,25 % i båda riktningarna i såväl uk som ökplatta (räknat på hela tjockleken h). Överbyggnad enligt figur 3.6.

Sidlängd påkvadratisk Punktlastens dimensioneringsvärde Fd (kN)belastning

b (mm) 130 195 260 390 520 650

100 195 240 285 365 435 505

200 155 200 235 305 375 435

300 130 170 200 265 325 380

400 150 145 175 230 280 335

500 100 130 155 205 250 300

Anm. För en cirkulär belastningsyta med radien a kan tabellen användas om b sätts tillb = (π/2) ⋅ a. För en rektangulär belastningsyta med sidlängderna b1 och b2 kan tabellenanvändas om b sätts till b = b1/2 + b2/2. Delningen s kan beräknas som s = π ⋅ ∅2/(4 ⋅ h ⋅ ρ), där ∅ = 16 mm och ρ = 0,25 % = 0,00255, dvs s = 25600 ⋅ π/h.

Tabell 3.34. Erforderlig betongtjocklek (mm) för vältbetong K40. Överbyggnad enligtfigur 3.4, 3.7, 3.8.

Vältbetong och bundna bärlager Sidlängd på Punktlastens dimensionerings-kvadratisk värde Fd (kN)belastnings-yta b (mm) 130 195 260 390 520 650

Vältbetong K40 med eller utan 160 CG alt 100 AG 100 270 355 435 570 685 790

Vältbetong K40 med eller utan 160 CG alt 100 AG 200 220 295 370 510 620 720

Vältbetong K40 300 200 260 320 445 560 660 Vältbetong K40 på 160 mm CG 180 250 320 445 560 660 Vältbetong K40 på 100 mm AG 190 250 320 445 560 660



Anm. För en cirkulär belastningsyta med radien a kan tabellen användas om b sätts tillb = (π/2) ⋅ a. För en rektangulär belastningsyta med sidlängderna b1 och b2 kan tabellenanvändas om b sätts till b = b1/2 + b2/2.

© Cementa AB 26

3.3.4 Beräkningsexempel industriytor

Exempel 1. Hamnområde

Ett hamnområde som trafikeras av truckar av modell Kalmar LMV DC28-1200 skall rekonstrueras. Antal överfarter per dag är ca 250 och ytan trafi-keras ca 200 dagar/år. Man har antagit att ytan skall ha en livslängd påytterligare 20 år. Man ställer höga krav på ytans jämnhet, varför platsgjutenbetong är rekommenderad.

Ytan har en bra uppbyggnad med grus som terrassmaterial.


2. Bestäm axellast för dimensionerande fordon.Truckmodell Kalmar LMV DC28-1200 ger dimensionerande axellast60 ton.

3. Bestäm antalet överfarter Nind för dimensionerande fordon.Formel 3.2�3.4 i beräkningsgången används med följande parametrar:(Antal tunga axlar per fordon antas vara 1,0 för truckar och ytan karak-teriseras som transportväg.)Nind = Nekv⋅ Z = där Nekv = ÅDT⋅A⋅B⋅365⋅n; Z = (m/365)⋅C⋅DNind = 250⋅0,5⋅1,0⋅365⋅20⋅((200/365)⋅0,5⋅1,0) = 250 000 överfarter

4. Bestäm materialtyp i terrassen är grus.Materialtyp 2 enligt ATB VÄG.

5. Välj överbyggnadstyp.Välj oarmerad betong K40.

6. Bestäm erforderlig tjocklek enligt tabell 3.17.

Ytan skall enligt tabell 3.17 ha en betongtjocklek på 340 mm på obundnabär- och förstärkningslager. Betongen skall ha dymlade fogar och ett fog-avstånd på 5 meter.

BetongStålfiberarmerad

Resultatruta

Oarmerad

340 mm –



terrass (grus)

Det är inte ovanligt att ytor av detta slag (i detta fall en hamnyta) har enbefintlig asfaltbeläggning som är både spårig och ojämn med en mycketvarierande tjocklek på den befintliga asfalten efter reparationer. För att ut-nyttja den befintliga asfalten kan den fräsas av och de obundna lagren höjd-justeras, varefter asfalten återanvänds som ett bundet bärlager under dennya betongbeläggningen. Enligt tabell 3.19 �oarmerad betong på 100 mmasfalt� blir då betongtjockleken 245 mm.

Sektionens uppbyggnad

© Cementa AB 27

Betong

Sektionens uppbyggnad Stålfiberarmerad

Resultatruta

Oarmerad

245 mm –

100 mm asfaltbundet grus 80 mm obundet (krossat) bärlager

220 mm obundet (krossat) förstärkningslagerterrass (grus)

Exempel 2. Skogsindustriyta

Ett skogsbolag skall bygga en ny lageryta för virke, där lastbilar skall los-sas dygnet runt av truckar av modellen Svetruck 42120-57. Antalet bilarsom skall lossas varje dygn uppskattas till ca 100 st. Man beräknar arbeteca 240 dagar per år. Undergrunden är varierande men kommer att byggasupp så att terrassen kommer att bestå av bergkross. Krav på ytans jämnhetär inte det viktigaste utan dess funktion har större betydelse, varför vält-betong anses vara ett bra alternativ.


2. Bestäm axellast för dimensionerande fordon.Truckmodell Svetruck 42120-57 har dimensionerande axellast 90 ton.

3. Bestäm antalet överfarter Nind för dimensionerande fordon.Formel 3.2�3.4 används med följande parametrar:(Antal tunga axlar per fordon antas vara 1,0 för truckar och ytan karak-teriseras som upplagsyta)Nind = Nekv⋅Z; där Nekv = ÅDT⋅A⋅B⋅365⋅n; Z = (m/365)⋅C⋅DNind = 100⋅0,5⋅1,0⋅365⋅20⋅((240/365)⋅0,5⋅0,2) = 24 000 överfarter

4. Bestäm materialtyp i terrassen.Materialtyp 1 enligt ATB VÄG.

5. Välj överbyggnadstyp.Välj vältbetong K40.

6. Bestäm erforderlig tjocklek enligt tabell 3.28.Ytan skall enligt tabell 3.28 ha en vältbetongtjocklek på 415 mm påobundna bär- och förstärkningslager. Vältbetongen skall fogsågas med8 meters avstånd.

När vältbetongen blir så tjock (vilket är svårt att utföra) kan vältbetongi kombination med CG vara ett bra alternativ. I detta fall innebär det atten dimensionering enligt tabell 3.29 �vältbetong på 160 mm CG�,skulle ge en tjockleken på vältbetongen av 200 mm. (Interpolering mel-lan 150 och 210 mm.)

© Cementa AB 28

Exempel 3. Återvinningsanläggning

En yta för hantering av återvinningsmaterial skall förses med beläggning.Ytan kommer att trafikeras av truckar av modell CAT 980C. Man räknarmed maximalt 150 överfarter per dag med trafikering under 200 dagar/år.Terrassmaterialet lera. Ytan skall vara tät och ha god jämnhet varför plats-gjuten betong förordas.


2. Bestäm axellast för dimensionerande fordon.Truckmodell CAT 980C har dimensionerande axellast 30 ton.

3. Bestäm antalet överfarter Nind för dimensionerande fordon.Formel 3.2�3.4 används med följande parametrar:(Antal tunga axlar per fordon antas vara 1,0 för truckar och ytan karak-teriseras som upplagsyta.)Nind = Nekv⋅Z; där Nekv = ÅDT⋅A⋅B⋅365⋅n; Z = (m/365)⋅C⋅DNind = 150⋅0,5⋅1,0⋅365⋅20⋅((200/365)⋅0,5⋅0,2) = 30 000 överfarter

4. Bestäm materialtyp i terrassen.Materialtyp 4 enligt ATB VÄG.

5. Välj överbyggnadstyp.Välj oarmerad betong K40.

415 mm vältbetong



terrass (bergkross)


Resultatruta 1

200 mm vältbetong

160 mm cementbundet grus (CG)


Resultatruta 2

terrass (bergkross)



© Cementa AB 29

6. Bestäm erforderlig tjocklek enligt tabell 3.14.Överbyggnadstyp oarmerad betong K40 ger betongtjockleken 210 mmenligt tabell 3.14. Om kravet på jämnhet kan utgå kan ytan utföras medvältbetong vilket skulle ge en tjocklek av 235 mm enligt tabell 3.15.



terrass (lera)

Betong oarmerad VältbetongSektionens uppbyggnad

Resultatruta

210 mm 235 mm

© Cementa AB 30

dimensionering - cementbetongpamark.cementa.se/handbok/dim3.pdf · dimensioneringen i denna handbok...

Documents