2014, vol. 9, no. 3

The Use of Logit Model for Designing Mixtures of Soils Stabilized with Hydraulic Binders

147

Audrius Vaitkus, Viktoras Vorobjovas, Aleksandras Jagniatinskis, Tadas Andriejauskas, Boris Fiks Peculiarity of Low Noise Pavement Design under Lithuanian Conditions

155

Tomaž Tollazzi, Marko Renčelj Comparative Analyse of the Two New Alternative Types of Roundabouts – Turbo and Flower Roundabout

164

Paola Villoria Sáez, Ana de Guzmán Báez, Justo García Navarro, Mercedes del Río Merino Redefining Construction and Demolition Waste Management Systems: Best Practices on Civil Engineering Works

171

Wladyslaw Gardziejczyk Influence of Road Pavement Macrotexture on Tyre/Road Noise of Vehicles

180

Suhana Koting, Mohamed Rehan Karim, Hilmi Bin Mahmud, Norjidah Anjang Abdul Hamid Mechanical Properties of Cement-Bitumen Composites for Semi-Flexible Pavement Surfacing

191

Concrete Bridge Deterioration Caused by De-Icing Salts in High Traffic Intensity Road Environment in Latvia

Joseph Chung Kai Wong, YiuYin Lee, Yiu Tommy Lo, Kwun Wah Wong, Andrew Yee Tak Leung, Wai Kay Fok, Heung Fai Lam, Chi Kwong Wong, Chung Yim Edward Yiu

on al

Kristaps Gode, Ainars Paeglitis

The Correlation between the Noise and Vibration Induced by a Bridge Movement Joint

Arvydas Šikšnys, Narimantas Titas Ždankus, Gintautas Sabas, Oksana Barvidienė

Tarvo Mill, Artu Ellmann, Andrus Aavik, Milan Horemuz, Sven Sillamäe Determining Ranges and Spatial Distribution of Road Frost Heave by Terrestrial Laser Scanning Investigation of Geofiltration Properties of Clay Soils ABSTRACTS IN LITHUANIAN ABSTRACTS IN LATVIAN ABSTRACTS IN ESTONIAN

Pe

Petras Klizas, Saulius Gadeikis, Arnoldas Norkus, Daiva Žilionienė, Kastytis Dundulis

200

208

215

rs

Numerical and Field Investigations of Local Bridge Abutment Scour and Unsteady Downstream River Flow from a Nearby Hydropower Plant

C

Leszek Rafalski, Michał Ćwiąkała

The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 2014, vol. 9, no. 3

Contents

op y

The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 2014, vol. 9, no. 3

225

235 I ii iii

The papers published in The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering are indexed/abstracted by: • Science Citation Index Expanded (ISI Web of Science), • INSPEC (Database of Institution of Engineering and Technology), • Current Abstracts, TOC Premier (EBSCO Publishing), • TRIS (Transportation Research Information Services), • VINITI (All-Russian Scientific and Technical Information Institute of Russian Academy of Sciences), • SCOPUS (Elsevier Bibliographic Database), • ICONDA (The International Construction Database), • UlrichswebTM, • IndexCopernicus.

I ISSN SSN 1822-427X 1822 - 427X

9 771822 427009

2014, vol. 9, no. 3

THE JOURNAL IS DESIGNED FOR PUBLISHING PAPERS CONCERNING THE FOLLOWING AREAS OF RESEARCH:

op y

road and bridge research and design, road construction materials and technologies, bridge construction materials and technologies, road and bridge repair, road and bridge maintenance, road traffic safety, road and bridge information technologies, environmental issues, road climatology, low-volume roads, normative documentation, quality management and assurance, road infrastructure and its assessment, assets management, road and bridge construction financing, specialist pre-service and in-service training;

C

– – – – – – – – – – – – – – – –

on al

besides, it publishes: advertising materials, reviews and bibliography, abstracts of PhD thesis, reports on conferences and workshops

The papers published in The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering are indexed/abstracted by: Thomson Scientific

INSPEC

Database of Institution of Engineering and Technology

Current Abstracts, TOC Premier

EBSCO Publishing

TRIS Online

Transportation Research Information Services (TRIS) Bibliographic Database

VINITI

Database of All-Russian Scientific and Technical Information Institute of Russian Academy of Sciences

SCOPUS

Elsevier Bibliographic Database

Pe

The International Construction Database

ICONDA Ulrichsweb

rs

Science Citation Index Expanded (ISI Web of Science)

TM

IndexCopernicus

UlrichswebTM IndexCopernicus

Riga Technical University

Tallinn University of Technology

Baltic Road Association

2014 9(3)

Editor-in-Chief Donatas ČYGAS

Pe

rs

on

al

C

op y

Vilnius Gediminas Technical University

Vilnius TECHNIKA 2014

THE BALTIC JOURNAL OF ROAD AND BRIDGE ENGINEERING http://www.bjrbe.vgtu.lt 2014, vol. 9, no. 3

C

EDITORIAL CORRESPONDENCE including manuscripts for submission should be addressed to Prof. Dr D. Čygas, Editor-in-Chief, Prof. Dr D. Žilionienė, Managing Editor of “The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering”, Dept of Roads, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania. Tel.: +370 5 274 5011, 274 4708; Fax: +370 5 274 4731. E-mail: [email protected]

op y

International Research Journal of Vilnius Gediminas Technical University, Riga Technical University, Tallinn University of Technology, Baltic Road Association

Pe

rs

on

al

All papers published in Journal “The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering” are peer-reviewed by members of Editorial Board or by its appointed experts.

© Vilnius Gediminas Technical University, 2014

Journal Cover Designer Donaldas Andziulis 10 September 2014. Printer’s sheets 14,5. Circulation 190 copies. Vilnius Gediminas Technical University Publishing House “Technika”, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania, http://leidykla.vgtu.lt

EDITORIAL BOARD Editor-in-Chief Prof. Dr Donatas ČYGAS Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania (Civil Engineering, 02T)

Editors Assoc. Prof. Dr Ainars PAEGLITIS Riga Technical University, Azenes str. 20, 1048 Riga, Latvia (Civil Engineering, 02T)

Prof. Dr Alfredas LAURINAVIČIUS Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania (Civil Engineering, 02T)

Prof. Dr Andrus AAVIK Tallinn University of Technology, Ehitajate tee 5, 19086 Tallinn, Estonia (Civil Engineering, 02T)

op y

Managing Editor

C

Prof. Dr Daiva ŽILIONIENĖ Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania (Civil Engineering, 02T)

on

Prof. Dr Hojjat ADELI, Ohio State University, 470 Hitchcock Hall, 2070 Neil Avenue, Columbus, OH 43210, USA (Civil Engineering, 02T)

al

International Editorial Board

Pe

rs

Prof. Dr Dago ANTOV, Tallinn University of Technology, Ehitajate tee 5, 19086 Tallinn, Estonia (Geography, 06P)

Dr Halil CEYLAN, Center for Transportation Research and Education (CTRE), 482B Town Engineering Bldg., Iowa State University, Ames, IA 50011-3232, USA (Civil Engineering, 02T) Dr Mindaugas DIMAITIS, PE Road and Transport Research Institute”, I. Kanto g. 23, P.O. Box 2082, 44009 Kaunas, Lithuania (Transport Engineering, 03T) Dr Arvydas DOMATAS, JSC “Kelprojekas”, I. Kanto g. 25, 44296 Kaunas, Lithuania (Informatics Engineering, 07T) Prof. Dr Alfredo Garcia GARCIA, Polytechnic University of Valencia, Camino de Vera, s/n; 46071 Valencia, Spain (Transport Engineering, 03T) Dr Inge HOFF, Research Institute “SINTEF”, Hogskoleringen 7, 7465 Trondheim, Norway (Civil Engineering, 02T)

Prof. Dr Siim IDNURM, Tallinn University of Technology, Ehitajate tee 5, 19086 Tallinn, Estonia (Civil Engineering, 02T) Prof. Dr Jozef JUDYCKI, Technical University of Gdansk, 11/12 Narutowicza St., 80-952 Gdansk, Poland (Civil Engineering, 02T) Prof. Dr Habil Gintaris KAKLAUSKAS, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania (Civil Engineering, 02T) Prof. Dr John Mungai KINUTHIA, School of Technology, Division of Civil Engineering, Pontypridd CF37 1 DL, UK (Civil Engineering, 02T) Prof. Dr Habil Ivan LEONOVICH, Byelorussian State Technical University, Pr. Niezavisimosti 65, 220027 Minsk, Byelorussia (Civil Engineering, 02T) Assoc. Prof. Dr Dainius MIŠKINIS, LRA under the Ministry of Transport and Communications of the Republic of Lithuania, J. Basanavičiaus g. 36/2, 03109 Vilnius, Lithuania (Transport Engineering, 03T) Prof. Dr Juris R. NAUDŽUNS, Riga Technical University, Azenes str. 20, 1048 Riga, Latvia (Transport Engineering, 03T) Dr Algis PAKALNIS, PE Road and Transport Research Institute”, I. Kanto g. 23, P.O. Box 2082, 44009 Kaunas, Lithuania (Transport Engineering, 03T)

Assoc. Prof. Dr Filippo Giammaria PRATICÒ, University Mediterranea of Reggio Calabria, Via Graziella-Feo di Vito, 89100 Reggio Calabria, Italy (Civil Engineering, 02T)

Assoc. Prof. Dr Juris SMIRNOVS, Riga Technical University, Azenes str. 20, 1048 Riga, Latvia (Civil Engineering, 02T) Prof. Dr Habil Dariusz SYBILSKI, Road and Bridge Research Institute, Jagiellonska str. 80, Warszawa, Poland (Civil Engineering, 02T)

Assoc. Prof. Dr Virgaudas PUODŽIUKAS, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania (Civil Engineering, 02T)

Prof. Dr Andras VARHELYI, Lund University, P.O. Box 118, 22100 Lund, Sweden (Civil Engineering, 02T)

Prof. Dr Habil Piotr RADZISZEWSKI, Warsaw University of Technology, al. Armii Ludowej 16, office 544, 00-637 Warsaw, Poland (Civil Engineering, 02T)

Assoc. Prof. Dr Janis VARNA, Riga Technical University, Azenes str. 20, 1048 Riga, Latvia (Transport Engineering, 03T)

Prof. Dr Habil Valentin SILJANOV, Moscow State Technical University, Leningradskij av. 64, 125319 Moscow, Russia (Transport Engineering, 03T)

Assoc. Prof. Dr Atis ZARINŠ, Riga Technical University, Kaļķu str. 1, 1658 Riga, Latvia (Civil Engineering, 02T)

Prof. Dr Habil Henrikas SIVILEVIČIUS, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania (Civil Engineering, 02T)

op y

Prof. Dr Habil Edmundas K. ZAVADSKAS, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, Lithuania (Civil Engineering, 02T)

Pe

rs

on

al

C

Prof. Miroslaw J. SKIBNIEWSKI, University of Maryland, College Park, MD 20742-3021, USA (Civil Engineering, 02T)

THE BALTIC JOURNAL OF ROAD AND BRIDGE ENGINEERING ISSN 1822-427X print / ISSN 1822-4288 online 2014 Volume 9(3): 191–199

MECHANICAL PROPERTIES OF CEMENT-BITUMEN COMPOSITES FOR SEMI-FLEXIBLE PAVEMENT SURFACING Suhana Koting1, Mohamed Rehan Karim2, Hilmi Bin Mahmud3, Norjidah Anjang Abdul Hamid4 Center for Transportation Research (CTR), Faculty of Engineering, University of Malaya, 50603 Pantai Valley, Kuala Lumpur, Malaysia E-mails: 1 [email protected]; 2 [email protected]; 3 [email protected]; 4 [email protected]

op y

Abstract. Semi-flexible pavement surfacing is a composite pavement that utilizes the porous pavement structure of the flexible bituminous pavement, which is grouted with an appropriate cementitious material. The main objective of this study is to investigate the mechanical properties of cement-bitumen composites as an alternative semi-flexible pavement surfacing material. This involves the selection of acceptable proportions of cementitious grouts as well as the development of cement-bitumen composites. The findings showed that by replacing 5% of the cement with silica fume (with adequate amount of superplasticizer) there is improvement in compressive strength and tensile stiffness modulus. In addition, resistance to abrasion is improved.

C

Keywords: cementitious grouts, superplasticizer, open-graded asphalt skeletons, cement-bitumen composites, workability, compressive strength, semi-flexible pavement.

to both loading and temperature. Therefore, the distresses typically seen in asphalt pavements are often attributed to extreme temperatures and loading, or combinations of these two factors (Thodesen et al. 2012). The conventional mixes used in flexible pavement tend to exhibit relatively poor resistance to high traffic stresses and are not able to meet the demands of heavy traffic load, which cause deterioration of its structure. Rutting and cracking are the major problems that occur in conventional flexible pavement. This is because of the load bearing and durability problems due to the heavy traffic load and its resistance to diesel spillage issue. Thus, in order to overcome the above weaknesses and improve the performance of pavements, an alternative semi-flexible pavement is proposed.

al

1. Introduction

Pe

rs

on

Road pavement plays an important role in the development of rural and urban area. It is essential as a link to new places for the purpose of trade and economic activities. The purpose of road pavement is to carry traffic safely, conveniently and economically over its design life by protecting subgrade from the effects of traffic and climate by ensuring that no materials used in the pavement suffer any unacceptable deterioration (Wright, Paquette 1979). Road pavements are generally grouped into two types as flexible and rigid pavement. The flexible pavement is defined as a pavement with a bituminous surfacing and with a base layer with or without a hydrocarbon binder in PIARC Road Dictionary of World Road Association, 2011. The rigid pavement is defined as a pavement substantially constructed of cement concrete in PIARC Road Dictionary. In short, flexible pavement contains aggregates bound by bituminous binders while rigid pavement comprises a variety of cement concrete types with or without reinforcements. In Malaysia, the choice of road surfacing is normally a conventional (flexible) pavement whilst the application of concrete (rigid) road pavement is not widely used because of slow setting time during the construction process, poor riding quality, noise problems during usage and higher costs, although they do have longer durability compared to flexible pavement. In addition, due to their viscoelastic nature, asphalt pavements are also sensitive

2. Experiences of using semi-flexible pavement The principles and applications of semi-flexible pavement have gained acceptance in many European countries since it offers a number of important advantages. For example, the semi-flexible pavement is accessible to the public 6 h to 8 h after the laying process. The fieldwork application is simple, rapid installation and minimum maintenance costs are required for this type of pavement. Therefore, it is a preferable solution due to the low installation costs and shorter construction process compared to conventional pavement. It also offers a solution for pavement area that demands higher strength, durability and

Copyright © 2014 Vilnius Gediminas Technical University (VGTU) Press Technika http://www.bjrbe.vgtu.lt

doi:10.3846/bjrbe.2014.24

S. Koting et al. Mechanical Properties of Cement-Bitumen Composites... selection and acceptable cementitious grouts as well as investigating the properties of the cement-bitumen composites. 3. Experimental programme and materials The first phase in the manufacture of the semi-flexible pavement surfacing is to develop acceptable proportions of cementitious grouts. The second phase is to produce an open-graded asphalt skeleton and finally the production of the cement-bitumen composites. Sufficient and ideal proportions for these three types of specimens are discussed in this section. 3.1. Cementitious grout mixtures The aim is to produce highly workable grout slurries to penetrate easily into the open-graded asphalt skeletons. Cementitious binders used in this study are Ordinary Portland Cement (OPC), White Cement (WC) and Silica Fume (SF). The specific gravity of OPC was 3.10 and the surface area was 335 m2/kg. In order to produce sufficient strength and highly workable grout, mineral admixtures of 5% and 10% SF was used as cement replacement. The specific gravity of SF was 2.2 and the surface area was 20 000 m2/kg. To enhance the workability of the mix, a superplasticizer (SP) (polycarboxylic ether polymer chemical base) was used. This type of superplasticizer (SP) used conformed to ASTM C494/C494M-13 Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete, Type F-Water-Reducing High Range Admixtures. The cementitious grout mixtures were design in three main groups, defined as CG1, CG2 and CG3. The first cementitious grout group (CG1) contains 100% OPC, the second cementitious grout group (CG2) contains WC as a replacement to OPC and the third cementitious grout group (CG3) contains 5% and 10% of SF as replacement of OPC. The mix details of cementitious grout mixtures are presented in Table 1.

rs

on

al

C

chemical resistance. Research conducted by Hassan et al. (2002) showed that impregnation between selected grout mixtures resulted at higher workability while maintaining higher strength at 28 days. Based on the research findings in Europe, semi-flexible pavements have been utilised in airport areas, industrial applications, ports and at bus terminals. The laid semi-flexible pavements have not demonstrated major deformations and are still in good condition. Road authorities in the US, Germany and Netherlands have applied semi-flexible pavement in their airport areas and ports. This showed that the concept of semi-flexible pavement has already gained acceptance because of its successful applications. In Malaysia, semi-flexible pavement is implemented on public road and heavily trafficked surfaces, located in metropolitan area such as Kuala Lumpur. In addition, semi-flexible pavement was implemented on bus lanes in city area. The Kuala Lumpur City Hall is responsible for maintenance and upgrading projects on road pavement by using semi-flexible pavement materials since 2001. The current design of semi-flexible pavement is the imported cementitious material and modified polymer bitumen. By using these imported materials, the production cost of semi-flexible pavement very much depends on the currency exchange. If the Euro gains the cost of imported raw materials also increases. Thus, in order to avoid this fluctuation in cost, alternative indigenous products are used. By using indigenous materials, the production and maintenance costs will be much lower, economical and competitive than the imported ones. The authors focused on redesigning the existing semi-flexible pavement surfacing to be more applicable to local conditions. The main objective of this study is to investigate the mechanical properties of cement-bitumen composites as an alternative semi-flexible pavement surfacing material. The study covers two main aspects, which involves binder

op y

192

Cementitious grout design CG1

Pe

Table 1. Mix details of cementitious grout mixtures

Percentage of cementitious binder, % OPC

WC

SF

100

0

0

Water/binder ratio

Percentage of superplasticizer (SP), %

Type of superplasticizer (SP)

0.24, 0.26

0.5, 1.0

0.30, 0.32

1.5, 2.0

Polycarboxylic Ether Polymer

0.34, 0.36

2.5

0.40 CG2

CG3

90

10

0

0.28, 0.30

80

20

0

0.35, 0.40

70

30

0

60

40

0

50

50

0

40

60

0

30

70

0

20

80

0

10

90

0

95

0

5

90

0

10

0.30, 0.32, 0.35, 0.40, 0.50

1.5, 2.0, 2.5


1.0, 1.5


2.0, 2.5

The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 2014, 9(3): 191–199 193

Open-graded asphalt skeleton was composed of crushed aggregates (granite), 3.0% filler and 3.62% of 80/100 penetration grade bitumen. The open-graded asphalt skeleton was designed to achieve high void content of 25% to 30% while maintaining a thick binder coating on the aggregates. High percentage of coarse aggregates was used and the amount of compaction was decreased in order to attain high air void content and to ensure there is no unnecessary aggregate crushing. The Public Works Department, Kuala Lumpur City Hall, Malaysia, provided the aggregate gradation. Fig. 1 shows the gradation limits for open-graded asphalt mixture. In tropical countries such as Malaysia, where the average monthly precipitation can be as high as 314 mm, (Wong et al. 2009) the use of open-graded pavement system can be extremely beneficial (Ibrahim et al. 2014). 3.3. Cement-bitumen composites

Pe

rs

on

al

The cement-bitumen composites were produced by impregnating open-graded asphalt skeletons with selected proportions of cementitious grout mixture. The open-graded asphalt skeletons were weighed in order to determine its porosity or air voids content. After porosity test, the opengraded asphalt skeletons were fixed in the moulds that have been specially fabricated for grouting process. Cement grout is poured onto the surface of the open-graded asphalt skeletons and spread using a rubber applicator. Adequate and constant supply of the cement grout was prepared to ensure that the bituminous matrix (open-graded asphalt skeleton) was completely filled. Wet hessian and polythene plastic sheets were used to cover the freshly prepared cement-bitumen composites for 24 h in a room at 25 °C and 70% relative humidity until testing day. This curing method is adapted from Hassan et al. (2002). The cement-bitumen composites were tested at 1 day and 28 days.

op y

3.2. Open-graded asphalt skeleton

out in accordance to BS 1881: Part 116:1983 Testing Concrete. Method for Determination of Compressive Strength of Concrete Cubes. The open-graded asphalt skeletons were tested for binder drainage, air void or porosity, compressive strength, indirect tensile stiffness modulus and air abrasion test. The binder drainage test was carried out in order to determine the binder content that an asphalt mixture holds without excessive binder drainage. This test was conducted by following closely the Transportation Research Laboratory (TRL), United Kingdom procedure as described by Daines (1992). The compacted open-graded asphalt skeletons were tested for porosity, bulk density and specific gravity to determine the air void or porosity content. Density and air void analysis was implemented according to the ASTM D 2726-96a Standard Test Method for Bulk Specific Gravity and Density of Non-Absorptive Compacted Bituminous Mixtures. The indirect tensile stiffness modulus test was implemented in accordance to ASTM D4123-82 (Reapproved (1995) Standard Test Method for Indirect Tension Test for Resilient Modulus of Bituminous Mixtures. The procedure of compressive strength test for cement-bitumen composites was referred from Densiphalt Handbook (2000) and ASTM C-39-03 Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens. Instron testing machine with maximum 100 kN capacity was used to investigate the compressive strength of open-graded asphalt skeletons at 1 and 28 days. The measurement of open-graded asphalt skeleton resistance to the particle loss was evaluated by the Cantabro test. The Cantabro test on air cured samples was carried out in the Los Angeles Machine (ASTM C131-96 Standard Test method for Resistance to Degradation of Small Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact). In order to investigate the strength and performance properties of the cement-bitumen composites, similar tests were carried out. These tests are air void or porosity test, compressive strength test, indirect tensile stiffness modulus test and abrasion test.

C

Cementitious grouts were produced using a mechanical mixer with varying speed in accordance to the ASTM C 305–99 Standard Practice for Mechanical Mixing of Hydraulic Cement Pastes and Mortars of Plastic Consistency. A modified method to that practiced by Hassan et al. (2002) and as suggested by the supplier of the admixtures was adopted. After mixing, the grout mixtures were placed in 50×50×50 mm moulds for compressive strength test.

4. Results and discussion of experimental results The properties of cementitious grout mixtures, open-graded asphalt skeletons and cement-bitumen composites are discussed in this section. The results of the analysis using

3.4. Laboratory testing The fresh cementitious grouts were tested for density and flow time which were conducted to measure the fluidity of various cementitious grout compositions and to ensure that the grouts have the correct consistency to infiltrate easily into the open-graded asphalt skeletons. The test was carried out in accordance to ASTM C 939 1997 Test Method of Flow of Grout for Preplaced-Aggregate Concrete (Flow Cone Method) and Kuala Lumpur City Hall (2003) was adopted in order to examine the workability of cementitious grout mixtures under Malaysian condition. The hardened grout cubes were tested for compressive strength performance at the ages of 1, 3, 7 and 28 days. The compressive strength test was carried

Fig. 1. Open-graded asphalt gradation limits

S. Koting et al. Mechanical Properties of Cement-Bitumen Composites...

SPSS statistical software were presented by using pairedsample t-test. 4.1. Workability of cementitious grout mixtures The workability performance was measured through flow time test. From findings, it is found that the workability of cementitious grouts was influenced by various factors such as the water/binder ratio, dosage of SP, type of SP used, different brand of SP, different types of cement and use of supplementary cementitious material. The workability of fresh grouts containing different cementitious materials is presented in Table 2. There were four main designs discussed in this table, which were 100% OPC mixtures and 5% to 10% SF mixtures. The water/binder ratio for all the designs was 0.30 and the superplasticizer (SP) percentages were 1.5% and 2.0% of the grout content. The type of SP used was polycarboxylic ether polymer.

The main purpose of adding SP into the grout mixture is to enhance the flow ability of the cement slurries. According to Baltazar et al. (2012), the fresh grout properties were improved with the use of dispersant additives such as superplasticizers (SP), which cause an important improvement in the grout fluidity and stability through inter-particle repulsive forces. From Table 2, flow ability values for different cementitious grout designs were in the range of 54.0–15.0 s. The results show that the highest flow ability value was 54.0 s produced by cementitious grout mixture containing 100% WC, 0.30 w/c ratio and 1.5% SP. The lowest flow ability value was 15.0 s produced by cementitious grouts mixture containing 95% OPC, 5% SF, 0.30 w/c ratio and 2.0% SP. The increasing trend for workability (flow ability values decreasing) was showed at higher SP percentages. Dosage of SP significantly influences workability, the increase in the amount of SP produce higher workability of the cementitious grout, irrespective of water/binder ratio (Koting et al.

op y

194

Table 2. Workability and compressive strength test results for different cementitious binders

SF

100

0

0

95

5

0

90

10

0

80

20

0

70

30

60

40

50

50

40 30

CG3a CG3b

0.30 0.30

Flow ability, s

Compressive strength, N/mm2 1 day

28 days

1.5

23.4

57.6

85.5

2.0

19.3

59.3

87.2

1.5

17.2

48.2

76.4

19.4

51.3

78.5

21.0

57.9

93.8

0

28.0

55.6

70.8

0

32.0

53.1

68.4

0

38.5

50.2

67.3

60

0

44.2

48.5

66.7

70

46.0

46.4

65.2

0

47.0

43.6

64.8

10

90

0

49.0

38.3

63.4

0

100

0

54.0

32.4

62.5

95

5

0

15.1

50.4

78.0

90

10

0

16.2

52.4

80.3

80

20

0

17.5

58.3

95.2

70

30

0

23.3

56.1

72.3

60

40

0

26.7

54.2

70.8

50

50

0

32.1

53.4

68.3

40

60

0

36.8

50.5

67.2

30

70

0

38.3

47.1

66.1

20

80

0

39.2

44.6

65.4

10

90

0

40.8

40.3

64.3

0

100

0

95

0

5

Pe

0

80

20

CG2b

C

WC

Percentage of SP, %

al

CG2a

OPC

Water/binder ratio

on

CG1

Percentage of cementitious binder, %

rs

Cementitious grout design

90

0

10

0.30

0.30 0.30

2.0

45.0

35.6

63.4

1.5

18.0

55.4

91.7

2.0

15.0

57.5

92.5

1.5

22.5

57.5

90.2

2.0

18.3

59.7

92.8


C

op y

zone with the aggregate (Neville 1995). In Scancem Materials, 2005, it was discussed that the micro-filler effect from silica fume allows the silica to react rapidly and provide high early age strength and durability. The efficiency of silica fume was 3–5 times that of OPC and consequently vastly improved concrete performance. The effect of 5% SF replacement on compressive strength performance at 28 days is more significant as compared to 5% WC replacement with 2.0% SP. The highest compressive strength value at 1 and 28 days was produced by 20% WC, 80% OPC, 0.30 w/c ratio and 2.0% SP. According to a study by Hamad (1995) the compressive strength of the white cement concrete cylinders was greater at 1 day and 28 days than the companion gray cement cylinders regardless of the nominal concrete strength and of whether superplasticizers (SP) were used or not (Hamad 1995). However, the compressive strength value was lower for 30% WC replacement and above. This was due to incompatibility of WC and OPC for those percentages of mixture proportions. In addition, there is increment in compressive strength performance, which is parallel to increase in SP percentages for all cementitious grout mixtures. Increasing dosage of SP accompanied by a corresponding reduction of w/b ratio does appear to significantly affect the compressive strength performance (Neville 1995). The use of polycarboxylic based SP do not alter fundamentally the structure of hydrated cement paste, but the main effect is being a better distribution of cement particles and consequently, better hydration (Mohammed, Fang 2011). This condition would explain why, in some cases, the use of SPs increase the strength of concrete at a constant w/b ratio. Values of a 10% increase at 24 h and 20% increase at 28 days have been quoted, but this behaviour has not been universally confirmed (Neville 1995). The use of polycarboxylic ether polymer also affects compressive strength performance especially at 28 days. Through this study, the use of naphthalene formaldehyde sulphonate based superplasticizer (SP) produced lower strength performance as compared to polycarboxylic based SP, due to the long lateral chains of the polycarboxylic ether polymer, which reduces water demands but provide better cement dispersion (Koting et al. 2014). In addition, Hommer and Wutz (2005), Li et al. (2004), Skripkiūnas et al. (2012) have noted in their research papers that superplasticizers of new generation not only disperse the material and actively influence cement hydration process but also improve the structure of cementations materials due to nano dispersion particles present in their composition. The effect of the long molecules in the superplasticizer is to wrap themselves around cement particles and provide negative charge so that they can repel each other (Neville 1995). This will result in deflocculation and releasing of trapped water from cement flocks (Neville 1995). The paired sample t-test was carried out on the compressive strength performance at 1 and 28 days between 100% OPC mixture and 95% OPC, 5% SF, 0.30 w/c ratio with different SP content. Replacing the cementitious grout mixtures with 5% SF influenced compressive performance at 1 and 28 days only for 2.0% of SP. This test yielded a t value of –15.254 at 1 day and 6.250 at

rs

on

al

2007). For all mixtures, the maximum dosage of SP, which is sufficient for workability requirement, was 2.0%. This is because at 2.5% SP dosage, samples tend to bleed. “Bleeding” or “water gain” is the tendency for water to rise to the surface of freshly placed concrete (Neville 1995). It results from the inability of the constituent materials to hold all the mixing water dispersed throughout the mix (Neville 1995). However, according to Neville (1995), it is observed that the effectiveness of SP is enhanced by the existence of silica fume, SF. The use of SF affects significantly the properties of fresh concrete. The mix is strongly cohesive and, in consequence, there is very little bleeding or even none. Based on the discussion in Scancem Materials, 2005, SP shows a greater effect in SF due to its very fine nature and greater surface area, which increase the water demand. The large surface area of the particles of silica fume, which have to be wetted, increases the water demand, thus, in mixes with a low w/c ratio, it is necessary to use a superplasticizer. This condition allows the use of high dosage of SP for very low w/c ratio without bleeding or segregation problems encountered with normal OPC concrete. In addition, flowable slurries without segregation and very high strength grouts are produced by using appropriate dosage of SP (Neville 1995). The paired sample t-test on the workability performance between 100% OPC mixture and 95% OPC, 5% SF, 0.30 w/c ratio with different SP content was carried out. Replacing the cementitious grout mixtures with 5% SF influence workability performance by 1.5%. However, replacing cementitious grout with 5% SF and 2.0% of SP did not influence workability performance. This test yielded a t value of 4.347 for 1.5% SP that was significant (p 0.05). From the analysis, it could be concluded that there is no significant difference on workability performance by using 5% replacement of SF with different SP content.

Pe

4.2. Compressive strength of cementitious grout mixtures

The compressive strength was determined at 1, 3, 7 and 28 days. From findings, the compressive strength of cementitious grouts are influenced by several factors such as water/cement ratio, type and amount of SP used, cement types and its content, different composition of grout mixtures and inclusion of supplementary cementitious material. From Table 2, the compressive strength performance varies between 32 N/mm2 to 60 N/mm2 at 1 day and 62 N/mm2 to 95 N/mm2 at 28 days. The compressive strength performance of cementitious grout containing SF was higher as compared to 100% OPC mixture with same SP percentages. Silica fume also contributes to the progress of hydration of the latter material (Davraz, Gunduz 2005). This contribution arises from the extreme fineness of the silica fume particles, which provide nucleation sites for calcium hydroxide. Thus, early strength development takes place (Davraz, Gunduz 2005). The contribution of silica fume to the early strength development (up to about 7 days) was probably through improvement in packing, that is, action as a filler and improvement of the interface


196

28 days for 2.0% SP which was significant at the 0.05 level (p = 0.004 (1 day) and p = 0.025 (28 days)). Based on the statistical analysis, there is significant difference on compressive strength performance at 1 and 28 days by using 5% replacement of SF for 2.0% of SP. 4.3. Properties of open-graded asphalt skeletons

op y

The open-graded asphalt skeletons were tested for density and void analysis in accordance to ASTM D2726-96 Standard Test Method for Bulk Specific Gravity and Density of Non-Absorptive Compacted Bituminous Mixtures, indirect tensile stiffness modulus in accordance to ASTM D412382 (Reapproved (1995) Standard Test Method for Indirect Tension Test for Resilient Modulus of Bituminous Mixtures, compressive strength test in accordance to ASTM C-39-03 Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens and air abrasion loss test in accordance to ASTM C131-96 Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate

by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine. The list of important formula and the properties of an opengraded asphalt skeleton is presented in Table 3. The average void in total mix (VIM) which refers to the porosity of the mix was 27.4%. According to Densiphalt Handbook (2000), if the porosity or air voids is less than 25%, it will be difficult for selected cementitious grouts to completely fill the bituminous skeletons. If the porosity or air voids is higher than 30%, the open-graded asphalt skeletons surface will not have the necessary flexibility, which means cracks will occur in the finished surface. The compressive strength of the open-graded skeleton was 1.39 N/mm2 after 1 day of curing which was slightly lower as compared to porous asphalt skeleton (1.69 N/mm2) by Hassan et al. (2002). The average stiffness modulus value of the open-graded asphalt skeleton exhibited slightly higher elastic modulus of 2380 N/mm2 as compared to the value of 1530 N/mm2 porous asphalt skeleton conducted by Hassan et al. (2002). The resistance of the open-graded asphalt skeleton to particle

Table 3. List of important formula and the properties of an open-graded asphalt skeleton Measured properties Bulk density, d, g/cm3

Notations

C

d – bulk density; Gmb – bulk specific gravity of the mix; ρw – density of water, = 1g/mm3

al

Bulk specific gravity of the mix, Gmb

,

rs

,

1.81 g/cm3

2.52 g/ml

on

Voids in mixture (VIM), %

Values

27.4%

Pe

WD – mass of specimen in air, g; WSUB – mass of specimen in water, g; WSSD – saturated surface dry mass, g; Gmm – maximum theoretical specific gravity of the mix; TMD – maximum theoretical density, g/mm3; Pb – asphalt content, percent by weight of the mix; Gse – effective specific gravity of the mix; Gb ‒ specific gravity of asphalt cement; Gsb – bulk specific gravity of the aggregate

Voids in mineral aggregate (VMA), %

33.9% Voids filled with bitumen (VFB), % 19.2% Compressive strength, f ’c, N/mm2

Resilient modulus, E, N/mm2

P – maximum load, N; A – cross-sectional area of specimen, mm2

1.39 N/mm2

E – resilient modulus; F – maximum applied load, N; μ – poisson’s ratio; L – length of specimen, mm; H – total horizontal deformation, mm

2380 N/mm2

Abrasion Loss (AL), % Mi – initial mass of specimen, g; Mf – final mass of specimen, g

14.9%


Table 4. Air void values of cement-bitumen composites Cement-bitumen composite design

W/b ratio

Air void values, %

100% OPC

2.0

0.30

5.8

2.0

0.30

3.0

90% OPC + 10% SF

2.0

0.30

4.2

95% OPC + 5% WC

2.0

0.30

3.9

90% OPC + 10% WC

2.0

0.30

4.1

80% OPC + 20% WC

2.0

0.30

5.2

Pe

rs

on

SP percentages, %

95% OPC + 5% SF

al

In order to determine the porosity of the cement-bitumen composites, air void analysis was carried out. It was calculated by subtracting the sum of the volumes of the bitumen mixture volume and dry grout volume from the bulk volume of the grouted specimen. Table 4 shows air void results for different cement-bitumen composite prototypes. The cementitious grout designs in Table 4 were selected because they produced sufficient workability and compressive strength performance. The cement-bitumen composite containing 95% OPC, 5% SF, 2.0% SP and 0.30 w/c ratio shows the lowest air void value, which is 3.0%. The cement-bitumen-composite containing 100% OPC, 2.0% SP and 0.30 w/c ratio shows the highest air void value, which is 5.8%. The air void values were lower for cementbitumen composites designs containing SF. It is because of higher workability performance of cementitious grout design for those particular proportions. The higher percentages of SP produced lower air void values. This result is expected as the presence of higher percentage of SP fills the voids between the aggregates, thus reducing the air voids in the mix. This is an agreement with the workability performance of cementitious grout mixtures using the same proportions. However, according to Neville, the influence of SP is not straightforward and SP generally decreases bleeding except at a very high slump (Neville 1995). The schematic drawing of particles interaction with air voids between binder, aggregate and cement grout is presented in Fig. 2. The aggregate was initially coated with asphalt cement binder. The binder acts as an adhesive agent that binds aggregate particles into a cohesive, interconnected mass. When bound by asphalt cement binder, aggregate acts as a stone framework, which provides strength and toughness to the structure of cement-bitumen composite. The cement grout was then poured gradually on the opengraded asphalt surface. The slurry will then infiltrate into air voids under influence of gravitational flow. From Fig. 2, it is seen that air voids were partially filled with cement grout. The fluidity of cement grout is important criterion to ensure the air voids is completely filled in order to provide a solid, homogeneous grouted cement-bitumen composite structure. The effect of SF and WC replacement was seen from air voids result. Both replacements are found to refine the pore structure of the cement-bitumen composites and hence improve the performance properties.

op y

4.4. Air void analysis of cement-bitumen composites

cement-bitumen composites. The study showed that the highest compressive strength of cement-bitumen composites was 5.3 N/mm2 at 1 day and 10.3 N/mm2 at 28 days. This result was produced by 95% OPC, 5% SF replacement. This is not in agreement with compressive strength value of cementitious grout mixtures as shown in Table 2. Although 80% OPC, 20% WC showed the highest compressive strength value (Table 2) of cementitious grout, the cementbitumen composites for this proportion produced the lowest value in compressive strength performance. The cement-bitumen composites containing 20% WC shows the lowest compressive strength performance at 1 day (2.4 N/ mm2) and 28 days (3.4 N/mm2) as compared to other designs. For the cement-bitumen composites containing WC, it is difficult for the grout mixture to infiltrate into unfilled skeleton surface because the grout was dense and sticky. This condition leads to high porosity values of cementbitumen composites containing WC, which influenced the compressive strength performance. As such, the use of WC

C

loss as evaluated by the Cantabro test was 14.9%. The abrasion loss required by Kuala Lumpur City Hall (2003) is a maximum of 15% from the initial mass of the specimen.

Fig. 2. Particle interaction with air voids of cement-bitumen composite (schematic drawing by the author)

4.5. Compressive strength of cement-bitumen composites The cement-bitumen prototypes were prepared and tested at 1 and 28 days. Fig. 3 shows the compressive strength performance for different cement-bitumen composite designs at 1 and 28 days for 0.30 w/b ratio and 2.0% SP. Referring to Fig. 3, different cementitious grout designs are a major factor influencing the strength of

Fig. 3. Compressive strength performance for different cementbitumen composite designs


198

vastly improved concrete performance can be obtained (Neville 1995). However, it is found that increment of SF from 5% to 10% did not significantly influenced the compressive strength performance of cementitious grout mixtures. According to Neville (1995), the replacement with adequate amount of SF improves the interface zone with the aggregate. In this case, the replacement of 5% silica fume is sufficient in order to increase the grout mixtures performance. This is agreeable to findings of this study that the contribution of SF to strength increases with an increment in the content of SF in the mix (up to a certain limit).

in development of cement-bitumen composites for semiflexible pavement surfacing does not have significantly increase in compressive strength at 28 days. The beneficial effect of 5% SF as a replacement material is significantly illustrated at 28 days. Silica fume particles enhanced particle packing and ultimately higher compressive strengths and enhanced durability was achieved because of the extremely small shape of the material. For further verification, statistical analysis was performed on the influence of replacing 5% SF on the compressive strength performance at 1 and 28 days. The t-test analysis at 1 day between 100% OPC, 2.0% SP, 0.30 w/c ratio and 95% OPC, 5% SF with 2.0% SP, 0.30 w/c ratio yielded a t value of 13.67 which was significant at the 0.05 level (p = 0.0465). At 28 days, this test yielded a t value of 18.14 which was significant at the 0.05 level (p = 0.0351). Thus, replacing 5% silica fume in grout mixtures significantly influenced the compressive strength performance of cement-bitumen composites at 1 and 28 days. From the results obtained, the use of SF as a replacement (5%) in a small proportion of OPC has influence grout strength performance. This is because of the microfiller effect from SF allow the silica to react rapidly and providing high early age strength and durability (Neville 1995). The efficiency of SF is 3–5 times that of OPC and consequently

4.6. Indirect tensile stiffness modulus of cement-bitumen composites

Pe

rs

on

al

C

op y

The indirect tensile stiffness modulus test on the cementbitumen composites was carried out after 28 days of curing at 20 °C. Fig. 4 shows the results of resilient modulus for different designs of cement-bitumen composites with 0.30 w/c ratio and 2.0% SP. From Fig. 4, the different cementitious materials do influence the resilient modulus. The highest resilient modulus value was 16516 N/mm2, produced by 95% OPC, 5% SF and the lowest resilient modulus value was 2380 N/mm2, produced by unfilled skeleton samples. This is in agreement with compressive strength performance of cement-bitumen composites. The value for cement-bitumen composites containing 5% SF increased 6 to 10 times as compared to unfilled skeleton performance. Mixes containing 20% WC replacement produced slightly lower value as compared to 100% OPC mixtures, apparently due to the stickiness and rapid hardening effect of WC. The cement-bitumen composites containing 5% and 10% SF produced higher resilient modulus as compared to OPC mixture and WC mixtures.

Fig. 4. Indirect tensile stiffness modulus performance of cement-bitumen composites designs

4.7. Resistance to abrasion The Cantabro test was carried out to measure the resistance to ravelling of the mix. The result of this test is presented in Fig. 5. From Fig. 5, it was noticed that inclusion of 5% SF lowers the air abrasion loss of cement-bitumen composites as compared to unfilled skeleton and mixes containing 100% OPC and different percentages of WC. The highest air abrasion loss value was 14.9% produced by unfilled skeleton. The replacement of 5% to 20% WC in the grout mixtures exhibited slightly higher values as compared to cement-bitumen composites containing SF and lower values as compared to cement-bitumen composites containing OPC and unfilled skeleton. This is in agreement with the compressive strength performance and air void analysis of cement-bitumen composites. Inclusion of silica fume increases the strength of the grouted composites and hence increases its abrasion resistance. 5. Conclusions

Fig. 5. Resistance to abrasion performance for different cementbitumen composites designs

Based on the results of the laboratory investigation, the following conclusions were made. 1. High workability and high strength cementitious grouts that were infiltrated into open-graded asphalt


C

op y

http://dx.doi.org/10.1016/1065-7355(95)90017-9 Hassan, K. E.; Setyawan, A.; Zoorob, S. E. 2002. Effect of Cementitious Grouts on the Properties of Semi-Flexible Bituminous Pavements, in Proc. of the 4th European Symposium on “Performance of Bituminous and Hydraulic Materials in Pavements”: selected papers. Ed. by Zoorob, S. E.; Collop, A. C.; Brown, S. F. April 11–12, 2002, Nottingham, United Kingdom. A. A. Balkema: The Netherlands. Hommer, H.; Wutz, K. 2005. Recent Developments in Deflocculants for Castables, in the 9th Biennial Worldwide Congress on Refractories. November 8‒11, 2005, Orlando, Florida, USA, 2–6 p. Ibrahim, M. R.; Katman, H. Y.; Karim, M. R.; Koting, S.; Mashaan N. S. 2014. The Effect of Crumb Rubber Particle Size to the Optimum Binder Content for Open-Graded Friction Course, The Scientific World Journal (2014), Article ID 240786: 8 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2014/240786 Koting, S.; Karim, M.R.; Mahmud, H.B.; Mashaan N. S.; Ibrahim M. R.; Katman, H. Y.; Husain, N. M. 2014. Effects of Using Silica Fume and Polycarboxylate-Type Superplasticizer on Physical Properties of Cementitious Grout Mixtures for Semiflexible Pavement Surfacing, The Scientific World Journal (2014), Article ID 596364: 7 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2014/596364 Koting, S.; Mahmud, H. B.; Karim, M. R. 2007. Influence of Superplasticizer Type and Dosage on the Workability and Strength of Cementitious Grout for Semi-Flexible Pavement Application, Journal of Eastern Asia Society for Transportation Studies (6): 2156–2167. Li, H.; Xiao, G. H.; Ou, J. P. 2004. A Study on Mechanical and Pressure-Sensitive Properties of Cement Mortar with Nanophase Materials, Cement and Concrete Research 34(3): 435–438. http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2003.08.025 Mohammed, B. S.; Fang, O. C. 2011. Mechanical and Durability Properties of Concretes Containing Paper-Mill Residuals and Fly Ash, Construction and Building Materials 25(2): 717– 725. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.07.015 Neville, A. M. 1995. Properties of Concrete. 4th edition. London: Pearson Education Limited. 844 p. ISBN 0582230705. Skripkiūnas, G.; Nagrockienė, D.; Girskas, G.; Janavičius, E. 2012. Resistance of Modified Hardened Cement Paste to Frost and De-Icing Salts, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 7(4): 269–276. http://dx.doi.org/10.3846/bjrbe.2012.36 Thodesen, C. C.; Lerfald, B. O.; Hoff, I. 2012. Review of Asphalt Pavement Evaluation Methods and Current Applications in Norway, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 7(4): 246–252. http://dx.doi.org/10.3846/bjrbe.2012.33 Wright, P. H.; Paquette, R. J. 1979. Highway Engineering. 4th edition. New York: John Wiley & Sons Inc. 828 p. ISBN 0471072605. Wong, C. L.; Venneker, R.; Uhlenbrook, S; Jamil, A. B. M.; Zhou, Y. 2009. Variability of Rainfall in Peninsular Malaysia, Hydrology and Earth System Sciences (6): 5471–5503. http://dx.doi.org/10.5194/hessd-6-5471-2009

Pe

Acknowledgement

rs

on

al

skeletons were produced. The properties of cementitious grout mixtures are influenced by water/cement ratio, dosage of superplasticizer, types of cement and inclusion of silica fume as replacement cementitious material. 2. Open-graded asphalt skeleton of 25% to 30% voids content was recommended. Although the skeleton has high voids content, it is able to maintain a thick binder coating on the aggregates at the same time. 3. The prototype of cement-bitumen composites (semi-flexible pavement surfacing) was produced by using appropriate proportions of cementitious grout mixtures and open-graded asphalt skeletons. 4. The higher percentages of superplasticizer produced lower air void values for cement-bitumen composites. It indicated a close relationship between air void and workability performance of cementitious grout mixtures. Higher workability performance allows more grouts to fill voids between the aggregate and finally reducing the air voids content in the cement-bitumen composites. 5. The cement-bitumen composites containing 5% silica fume replacement showed the highest compressive strength performance at 1 and 28 days. This indicated that the cementitious grout mixtures with highest compressive strength performance at 1 and 28 days will not necessarily produce the highest compressive strength performance of cement-bitumen composites. 6. The cement-bitumen composites with 5% replacement of silica fume showed the highest resilient modulus and resistance to ravelling as compared to other mixture proportions. 7. The replacement of 5% silica fume with adequate amount of superplasticizer was considered in developing cementitious grout mixtures in order to produce sufficient performance of cement-bitumen composites (semi-flexible pavement surfacing) as a final product. This investigation was supported by Scientific Research Fund provided by Malaysian Ministry of Higher Education (Project number FP021-2011A). References Baltazar, L. G.; Henriques, F. M. A.; Jorne, F. 2012. Optimisation of Flow Behaviour and Stability of Superplasticized Fresh Hydraulic Lime Grouts through Design of Experiments, Construction and Building Materials 35: 838–845. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.084 Daines, M. E. 1992. Trials of Porous Asphalt and Rolled Asphalt on the A38 at Burton. Research Report No. 323, Transportation Research Laboratory (TRL), Berkshire, United Kingdom. Davraz, M.; Gunduz, L. 2005. Engineering Properties of Amorphous Silica as a New Natural Pozzolan for Use in Concrete, Cement Concrete Research 35(7): 1251‒1261. http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.11.016 Hamad, B. S. 1995. Investigations of Chemical and Physical Properties of White Cement Concrete, Advanced Cement Based Materials 2(4): 161–167.

Received 10 February 2012; accepted 7 September 2012

THE BALTIC JOURNAL OF ROAD AND BRIDGE ENGINEERING ISSN 1822-427X print / ISSN 1822-4288 online 2014 Volume 9(3): I a–I d

ABSTRACTS IN LITHUANIAN

op y

Leszek Rafalski, Michał Ćwiąkała. 2014. Logistinio modelio taikymas projektuojant gruntų mišinius, stabilizuotus hidrauliniais rišikliais, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 147–154. Santrauka. Kai kuriuos gruntus naudoti kelių statyboje yra sudėtinga ar neįmanoma. Gruntų mechaninėms savybėms gerinti taikomi įvairūs gruntų stabilizavimo metodai. Plačiai paplitęs gruntų stabilizavimo būdas – pridėti hidraulinių rišiklių. Grunto ir rišiklio mišinių projektavimo metodologijoje svarbu nustatyti, kaip, atsižvelgiant į įvairius grunto parametrus, charakterizuojančius grunto bandinį, numatyti rišiklio markę ir jo kiekį, kad mišinys atitiktų nustatytus reikalavimus. Šiame straipsnyje aprašytas statistinio logistinio modelio taikymas projektuojant grunto ir rišiklio mišinius, skirtus kelio pagrindams įrengti ir atitinkančius reikalavimus, keliamus jų stiprumui ir atsparumui šalčiui. Reikšminiai žodžiai: grunto stabilizavimas, grunto stiprinimas, hidrauliniai kelio rišikliai, grunto ir rišiklio mišiniai, kelio pagrindų projektavimas, logistinis modelis.

Pe

rs

on

al

C

Audrius Vaitkus, Viktoras Vorobjovas, Aleksandras Jagniatinskis, Tadas Andriejauskas, Boris Fiks. 2014. Triukšmą mažinančių dangų kūrimas Lietuvos sąlygoms, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 155–163. Santrauka. Straipsnyje analizuojamas kelių transporto triukšmo susidarymas ir sklaida, triukšmo sudėtis ir poveikis gyvenimo sąlygoms. Nuolat didėjančio kelių transporto triukšmo kontekste tokios tradicinės triukšmo mažinimo priemonės, kaip triukšmo sienutės, ne visada ekonomiškai atsiperka ir yra pritaikomos. Vienas perspektyviausių kelių transporto triukšmo problemos sprendimo būdų – triukšmą mažinančios kelių dangos. Nors šio tipo dangos Lietuvoje dar nėra klojamos, tačiau tikimasi, kad jos galėtų gerokai sumažinti aplinkos triukšmo lygį. Efektyviausios triukšmą mažinančios kelių dangos, klojamos Europos šalyse, nėra visada tinkamos Lietuvos kelių sąlygoms, todėl buvo sukurtos specialiai Lietuvos sąlygoms pritaikytos triukšmą mažinančios kelių dangos, kurios ne tik leistų sumažinti triukšmą, bet ir pasižymėtų mechaninėmis ir eksploatacinėmis savybėmis. Straipsnyje pateikiami laboratorinių bandymų rezultatai (įskaitant mechanines ir fizikines, triukšmo mažinimo ir ilgaamžiškumo charakteristikas), kurie palyginti su tradicinių asfalto mišinių savybėmis. Taip pat pateikiamos sukurtų triukšmą mažinančių asfaltinių dangų taikymo rekomendacijos. Reikšminiai žodžiai: padangos / dangos triukšmas, tylus asfaltas, asfalto triukšmingumo tyrimai, dangos triukšmo emisija. Tomaž Tollazzi, Marko Renčelj. 2014. Dviejų alternatyvių naujo tipo žiedinių sankryžų, t. y. greitosios ir gėlės formos, lyginamoji analizė, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 164–170. Santrauka. Alternatyvių tipų žiedinės sankryžos atsirado neseniai ir yra rengiamos tik kai kuriose šalyse. Dažniausiai jos skiriasi nuo įprastinės žiedinės sankryžos vienu ar daugiau konstrukcinių elementų, o jų įrengimo tikslai yra konkretūs. Pagrindinės alternatyvaus tipo žiedinių sankryžų įrengimo priežastys susijusios su įprastinių vienos ar dviejų eismo juostų žiedinių sankryžų trūkumais tam tikromis aplinkybėmis ar pasikeitus toms aplinkybėms, dėl kurių praeityje šios įprastinės sankryžos buvo įrengtos. Šiuo metu plačiai žinomos keleto tipų žiedinės sankryžos (mažosios, dvigubos mažosios, svarmens formos, su pereinama centrine salele, reguliuojamos šviesoforu, surenkamosios žiedinės sankryžos ir kitos) ir galima spėti, kad jos bus įrengiamos ateityje. Šiame straipsnyje aprašytos dvi ganėtinai naujo tipo žiedinės sankryžos, t. y. greitoji (vadinamoji „turbo“), ir gėlės formos, jos palygintos projektavimo, eismo saugumo ir pralaidumo požiūriu. Reikšminiai žodžiai: žiedinės sankryžos, dviejų eismo juostų žiedinės sankryžos, alternatyvaus tipo žiedinės sankryžos, greitoji žiedinė sankryža, gėlės formos žiedinė sankryža, lyginamoji analizė.


Ib 242 Paola Villoria Sáez, Ana de Guzmán Báez, Justo García Navarro, Mercedes del Río Merino. 2014. Naujas požiūris į statybinių ir griovimo atliekų tvarkymo sistemas: geroji praktika civilinės inžinerijos srityje, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 171–179. Santrauka. Vienas iš civilinės inžinerijos sektoriaus tikslų – mažinti statybines ir griovimo atliekas. Todėl statybinių ir griovimo atliekų kiekio ir laiko, per kurį jos galėtų susidaryti, prognozavimas leis taikyti geriausius aplinkosaugos pavyzdžius statybvietėje ir visoms atliekoms, ir atskirai atliekų grupei. Šio mokslinio straipsnio tikslas – nustatyti pagrindines statybinių ir griovimo atliekų grupes geležinkelio tiesimo darbų metu bei pagrindinius statybos darbų etapus, kuriuose atliekos susidaro. Taip pat pasiūlytas „Gerosios praktikos vadovas“, aprašantis gerosios praktikos pavyzdžius tvarkant atliekas statybvietėje. Jis gali būti naudojamas kompanijų vidaus kokybės sistemose. Tyrimų rezultatai rodo, kad „gerosios praktikos vadovo“ parengimas ir naudojimas tunelių statybos, parengiamųjų darbų ir grunto kasimo darbų etapuose leidžia sumažinti bendrųjų atliekų kiekį iki 95 %. Reikšminiai žodžiai: statybinės ir griovimo atliekos, atliekų tvarkymas, geroji praktika, atliekų mažinimas, civilinė inžinerija, geležinkelio darbai, kokybės valdymo sistemos.

rs

on

al

C

op y

Wladyslaw Gardziejczyk. 2014. Kelio dangos makrotekstūros įtaka automobilių padangų keliamam triukšmui kelyje, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 180–190. Santrauka. Triukšmo lygis šalia automobilių kelių daugiausia priklauso nuo eismo intensyvumo, eismo srauto sudėties, automobilių važiavimo greičio, taip pat nuo kelio skersinio profilio ir išilginio nuolydžio. Esant didesniems greičiams didžiulę įtaką triukšmo lygiui turi automobilių padangų keliamas triukšmas. Padangų keliamas triukšmas priklauso nuo dangos tipo ir jos būklės, o ypač nuo dangos paviršiaus makrotekstūros. Makrotekstūros įtaka kinta ir yra glaudžiai susijusi su automobilių tipais, padangų charakteristikomis, keliamo triukšmo dažniu. Remiantis padangų keliamo triukšmo tyrimais, atliktais taikant statistinį pravažiuojančio automobilio metodą Lenkijos keliuose, šiame straipsnyje pateiktos skirtumų tarp maksimalių triukšmo lygių priklausomybės ir pastoviosios reikšmės, važiuojant daugiaašiai sunkiasvorei transporto priemonei ir lengvajam automobiliui asfaltbetonine, skaldos ir mastikos asfaltine danga bei apdoroto paviršiaus kelio danga. Straipsnyje įvertintos funkcinės priklausomybės tarp padangų keliamo triukšmo maksimalių lygių visame triukšmo lygio diapazone ir oktavos juostos spektre: 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz bei 4000 Hz, ir tarp dangos paviršiaus makrotekstūros, kurią apibūdina vidutinis profilio gylis, ir automobilio greičio logaritmo bei atitinkamų nomogramų. Tuo remiantis apskaičiuoti skirtumai tarp sunkiasvorio ir lengvojo automobilio keliamo triukšmo lygio kaip greičio ir dangos paviršiaus makrotekstūros funkcijos. Taip pat aprašyta, kokią įtaką dangos paviršiaus makrotekstūra ir eismo srauto sudėtis turi ekvivalentiniam triukšmo lygiui šalia kelio esant tolygiam eismo intensyvumui. Reikšminiai žodžiai: makrotekstūra, padangų keliamas triukšmas kelyje, lengvasis automobilis, daugiaašė sunkiasvorė transporto priemonė.

Pe

Suhana Koting, Mohamed Rehan Karim, Hilmi Bin Mahmud, Norjidah Anjang Abdul Hamid. 2014. Cemento ir bitumo kompozitų mechaninės savybės pusiau standžiose dangose, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 191–199. Santrauka. Pusiau standi kelio danga yra tokia kompozitinė danga, kurioje naudojama akytoji nestandžios bituminės dangos, injektuojamos tam tikra cemento medžiaga, struktūra. Pagrindinis šio straipsnio tikslas – ištirti cemento ir bitumo kompozitų mechanines savybes kaip alternatyvios pusiau standžios medžiagos, skirtos kelio dangoms įrengti. Tyrimo metu parinkta reikiama cementinio skiedinio sudėtis, pagaminti cemento ir bitumo kompozitai. Tyrimo rezultatai parodė, kad 5 % cemento pakeitus silicio dioksido dulkiu (su atitinkamu superplastiklio kiekiu), pasiekiamas geresnis gniuždomasis stipris ir standumo modulis. Be to, pagerėja atsparumas dilimui. Reikšminiai žodžiai: cementiniai skiediniai, superplastiklis, atviros granuliometrinės sudėties asfaltbetonio karkasas, cemento ir bitumo kompozitai, klojumas, gniuždomasis stipris, pusiau standi danga. Kristaps Gode, Ainars Paeglitis. 2014. Betoninių tiltų nusidėvėjimas dėl druskos, saugančios apledėjimo, didelio eismo intensyvumo keliuose Latvijoje, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 200–207. Santrauka. Kelio statinių ilgaamžiškumas tampa vis svarbesnis kalbant apie didelę jo įtaką šalies ekonomikai. Armatūros korozija yra pagrindinė betono nusidėvėjimo priežastis Latvijos tiltų konstrukcijose. Chloridų įtaka dažnai laikoma didžiausia grėsme betoninių statinių ilgaamžiškumui. Žiemos sezono metu keliai barstomi druska nuo apledėjimo, siekiant išvengti ledo formavimosi ir užtikrinti, kad kelio dangos paviršius nebūtų slidus. Tirpstančio vandens ir druskos nuo apledėjimo mišinys taškomas parvažiuojančių automobilių ir patenka ant gelžbetoninių tilto taurų. Absorbuotas vanduo su chloridų jonais sukelia ir pagreitina armatūros korozijos procesą. Šiame straipsnyje pateikti chloridų sankaupų gelžbetoniniuose tilto tauruose, esančiuose Latvijos didelio eismo intensyvumo keliuose,

The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 2014, 9(3)

243 Ic

tyrimo rezultatai. Nustatytas chloridų kiekis ant įvairių gelžbetoninių taurų paviršių. Išanalizuotos aplinkos sąlygos ir atlikta taurų liekamojo amžiaus prognozė. Reikšminiai žodžiai: betoniniai tiltai, naudojimo trukmė, druska nuo apledėjimo, chloridų profiliai, korozijos žala, kelio aplinka.

op y

Joseph Chung Kai Wong, YiuYin Lee, Yiu Tommy Lo, Kwun Wah Wong, Andrew Yee Tak Leung, Wai Kay Fok, Heung Fai Lam, Chi Kwong Wong, Chung Yim Edward Yiu. 2014. Tilto deformacinių pjūvių keliamo triukšmo ir vibracijos koreliacija, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 208–214. Santrauka. Šiame darbe atliktas tilto deformacinio pjūvio keliamo triukšmo ir vibracijos koreliacijos tyrimas. Šio tyrimo tikslas – įvertinti tilto deformacinio pjūvio keliamą triukšmą, atsirandantį dėl vibracijos, neuždarant eismo. Koreliacijai tarp padangų keliamo triukšmo, važiuojant per deformacinį pjūvį, ir vibracijos nustatyti taikomi du metodai: 1) tiesioginis garso ir vibracijos matavimas; 2) matavimas akustiniu matuokliu, įrengtu automobilyje. Pirmuoju atveju matuojamas vibracijos pokytis ties deformaciniu pjūviu ir triukšmo pokytis šalikelėje pravažiuojant tyrimo automobiliui (šiuo atveju eismas vienoje eismo juostoje yra uždaromas). Pagal matavimų duomenis sudaroma koreliacijos kreivė tarp vibracijos pokyčio ir triukšmo pokyčio šalikelėje. Antruoju atveju matuojamas konstrukcijos keliamo triukšmo pokytis, naudojant akustinį matuoklį, įrengtą tyrimo automobilyje, ir triukšmo pokytis šalikelėje. Panašiai sudaroma koreliacijos kreivė tarp konstrukcijos keliamo triukšmo pokyčio ir triukšmo pokyčio šalikelėje. Nustatyta, kad abi koreliacijos yra tiesinės ir panašios, tačiau triukšmas šalikelėje netiesiškai didėja didėjant tyrimo automobilio greičiui. Reikšminiai žodžiai: padangų keliamas triukšmas važiuojant per deformacinį pjūvį, padangų keliama vibracija važiuojant per deformacinį pjūvį, transporto keliamas triukšmas, tilto deformacinis pjūvis, magistralė.

Pe

rs

on

al

C

Arvydas Šikšnys, Narimantas Titas Ždankus, Gintautas Sabas, Oksana Barvidienė. 2014. Nenusistovėjusio vandens tekėjimas žemutiniame Kauno hidroelektrinės bjefe ir jo poveikis tiltų atramų vietiniams išplovimams, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 215–224. Santrauka. Staigūs ir dažni vandens debito ir lygio svyravimai upės ruože žemiau hidroelektrinės sukelia intensyvius ir ilgai trunkančius bendruosius ir vietinius upės vagos dugno išplovimus, kurie gali kelti grėsmę hidrotechnikos ir kitiems upių statiniams. Šiuo požiūriu ypač svarbios yra vagos dugno deformacijos ties tiltų atramomis bei jų tyrimų metodai. Šio darbo tikslas – nustatyti nenusistovėjusio tekėjimo dėsningumus upės ruože žemiau hidroelektrinės ir jos poveikį tilto atramų vietinio išplovimo dėsningumams. Modeliniams ir lauko tyrimams buvo pasirinkta Nemuno upė žemiau Kauno hidroelektrinės. Atlikti natūriniai tyrimai ir tėkmės modeliavimas pagal sinchroniškai išmatuotą vandens lygių dinamiką. Skaitmeninis hidrodinamikos modelis leido įvertinti upės nenusistovėjusios tėkmės charakteristikas ir dugno deformacijų ties tilto atrama dėsningumus. Buvo sprendžiami tokie uždaviniai: 1) išanalizuoti charakteringi Kauno hidroelektrinės darbo režimai, sukeliantys nenusistovėjusį tekėjimą žemutiniame hidroelektrinės bjefe; 2) atlikti natūriniai sinchroniniai vandens lygių dinamikos Nemune ties Kaunu matavimai kintant Kauno hidroelektrinės darbo režimams; 3) skaitmeniniame hidrodinamikos modelyje su MIKE 21 programine įranga ištirta Nemuno hidraulinių charakteristikų dinamika tomis pat nenusistovėjusio vandens tekėjimo sąlygomis, kuriomis buvo atliekami natūriniai tyrimai; 4) įvertintas hidrodinamikos modeliavimo rezultatų tikslumas ir jų naudojimo tiltų atramų vietiniams išplovimams prognozuoti galimybės. Tyrimais nustatyta, kad nenusistovėjusio tekėjimo modeliavimas su MIKE 21 programine įranga leidžia gauti tikslius rezultatus, kurie gali būti panaudoti tilto atramų vietinio išplovimo gyliams skaičiuoti Reikšminiai žodžiai: hidrodinamikos modelis, Kauno hidroelektrinė, tilto atramos išplovimas. Tarvo Mill, Artu Ellmann, Andrus Aavik, Milan Horemuz, Sven Sillamäe. 2014. Šalčio iškylų dydžio ir erdvinio pasiskirstymo nustatymas antžeminiu skenavimo lazeriu, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 225–234. Santrauka. Antžeminio skenavimo lazeriu technologija ypač sparčiai plėtojama pastaraisiais metais. Ji taikoma įvairiose srityse, įskaitant ir konstrukcijų vertikaliųjų bei horizontaliųjų poslinkių stebėjimą, tačiau daug rečiau taikoma vertinant šalčio iškylas keliuose. Šalčio iškylos priskiriamos prie pagrindinių dangos paviršiaus deformacijos atsiradimo priežasčių šalčiui jautriuose regionuose. Šalčio iškylos atsiranda žiemą ir ankstyvą pavasarį šąlant gruntui. Pagrindinis pokytis kelio statinyje yra grunto kiekio padidėjimas dėl jame užšalusio vandens. Šiame straipsnyje nustatyti vertikalūs poslinkiai, atsiradę dėl šalčio iškylų keliuose, naudojant naują antžeminio skenavimo lazeriu technologiją. Straipsnyje akcentuojama šios technologijos taikymo nauda nustatant tikslius šalčio iškylų dydžius ir jų erdvinį pasiskirstymą. Pateiktas praktinis pavyzdys, kurio rezultatai parodė netolygų šalčio iškylos erdvinį pasiskirstymą, o tai įrodo gana prastą kelio projektavimo kokybę. Todėl šią technologiją rekomenduojama naudoti

Id 244 tokiose srityse, kaip esamų kelių kokybės vertinimas ar ikirekonstrukcinio projektavimo etape nustatant šalčio iškyloms jautrias vietas žemės sankasoje. Reikšminiai žodžiai: antžeminio skenavimo lazeriu technologija, niveliavimas, šalčio iškyla, kelio būklė, matavimas, dangos paviršius, žemės sankasa.

Pe

rs

on

al

C

op y

Petras Klizas, Saulius Gadeikis, Arnoldas Norkus, Daiva Žilionienė, Kastytis Dundulis. 2014. Molio gruntų geofiltracinių savybių tyrimai, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 235–240. Santrauka. Ištirtos molio gruntų (Kuksos telkinys, Lietuva) filtracinės savybės ir atlikta gautų rezultatų analizė. Tyrimai atlikti filtrometru, pritaikant kintančio spūdžio poveikį. Nustatyta molio filtracijos koeficiento verčių priklausomybė nuo filtracijos proceso trukmės, spūdžio gradiento ir sutankinimo dydžio. Struktūrinių molio ypatumų svarba įvertinta vykdant filtracijas per molio pastas, natūralios sąrangos ir sutankintus bandinius. Nustatyta, kad molio filtracijos koeficiento vertės labai kinta tik prasidėjus filtracijai, o vėliau, tęsiant filtraciją, keletą parų, molio filtracijos koeficiento verčių pokytis sumažėja, nes filtracijos metu molyje vyksta struktūriniai molį sudarančių mineralų persitvarkymai. Molio pastos filtraciniai tyrimai rodo, kad struktūriniai ryšiai, esantys molyje, skirtingai keičia molio filtravimo gebą. Nustatyta skirtinga molio ir jo pastos elgsena filtracijos metu, bei, slegiant įvairiomis apkrovomis, privalo būti įvertinta projektuojant ar rekonstruojant žemės sankasas iš molio gruntų. Reikšminiai žodžiai: filtracija, filtracijos koeficientas, filtracijos koeficiento vertė, filtrometras, laboratoriniai tyrimai, molis, molio pasta, spūdis.

THE BALTIC JOURNAL OF ROAD AND BRIDGE ENGINEERING ISSN 1822-427X print / ISSN 1822-4288 online 2014 Volume 9(3): II a–II d

ABSTRACTS IN LATVIAN

op y

Leszek Rafalski, Michał Ćwiąkała. 2014. Logit modeļa lietojums projektējot ar hidrauliskam saistvielām stabilizētus grunts maisījumus, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 147–154. Kopsavilkums. Atsevišķas praksē sastopamas gruntis ceļu būvniecībā ir izmantojamas ar grūtībām vai arī tās nav iespējams izmantot. Lai uzlabotu šo grunšu mehāniskās īpašības, izmanto dažādas grunts stabilizācijas metodes. Plaši izmantota grunts stabilizācijas metode ir hidraulisko saistvielu pievienošana. Projektējot grunts – saistvielas maisījumus, ir svarīgi, balstoties uz grunts parauga raksturlielumiem, paredzēt saistvielas daudzumu kas jāpievieno gruntij, lai sasniegtu definētās prasības. Dotais darbs apraksta statistiskā logit modeļa lietojumu grunts – saistvielas maisījumu projektēšanā, kuriem ir definēta maisījumu stiprība un salturība. Atslēgvārdi: grunts stabilizācija, grunts pastiprināšana, hidrauliskās ceļu saistvielas, grunts – saistvielas maisījumi, seguma pamata projektēšana, logit modelis.

Pe

rs

on

al

C

Audrius Vaitkus, Viktoras Vorobjovas, Aleksandras Jagniatinskis, Tadas Andriejauskas, Boris Fiks. 2014. Zema trokšņa segumu projektēšanas īpatnības Lietuvas apstākļos, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 155–163. Kopsavilkums. Rakstā sniegti pārskats un analīze par ceļu transporta trokšņa izplatīšanos, trokšņa spektru un ietekmi uz dzīves apstākļiem. Ceļu transporta troksnis ir strauji palielinājies un tādi tradicionālie prettrokšņa risinājumi kā trokšņa aizsargbarjeras ne vienmēr ir piemēroti un ekonomiski izdevīgi konkrētajai ceļa infrastruktūrai. Viens no visdaudzsološākajiem un efektīvākajiem risinājumiem ir zema trokšņa segumi. Patlaban Lietuvā netiek izmantoti zema trokšņa segumi, bet tiek uzskatīts, ka tiem ir augsts trokšņa samazināšanas potenciāls. Lai gan jāatzīmē, ka citās Eiropas valstīs visefektīvākie zema trokšņa segumi ne vienmēr ir izmantojami Lietuvas apstākļos. Šo iemeslu dēļ ar nolūku sasniegt relatīvi augstu trokšņa samazinājuma efektu un saglabāt pietiekamas mehāniskās un ekspluatācijas īpašības, izstrādāti daži asfalta maisījumi, kas būtu piemēroti Lietuvas apstākļiem. Rakstā sniegti laboratorijas testu gaitā iegūtie rezultāti (tai skaitā mehāniskie, fiziskie, trokšņa samazināšanas un ilglaicības raksturlielumi) un veikts salīdzinājums ar tradicionālajiem asfalta maisījumiem, kā arī sniegtas rekomendācijas izstrādāto zema trokšņa asfalta maisījumu izmantošanai. Atslēgvārdi: riepas/seguma troksnis, zema trokšņa asfalts, asfalta trokšņa tests, seguma trokšņa emisija. Tomaž Tollazzi, Marko Renčelj. 2014. Divu jaunu lokveida ceļa mezglu tipu – turbo un ar atdalītiem labajiem pagriezieniem – salīdzinošā analīze, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 164–170. Kopsavilkums. Alternatīvi lokveida ceļu mezglu tipi sastopami arvien biežāk un tos ievieš tikai atsevišķas valstīs. Parasti tie atšķiras no “standarta” lokveida mezgliem ar izmaiņām vienā vai vairākos projekta elementos, arī to izbūves mērķi ir specifiski. Galvenais to izmantošanas cēlonis ir “standarta” lokveida mezglu ar vienu vai divām braukšanas joslām nepiemērotība konkrētajai vietai vai “aktuālo apstākļu” izmaiņas, kas pagātnē bija, novedušas pie lokveida ceļu mezgla izbūves. Šodien ir labi zināmi vairāki dažādu tipu lokveida ceļa mezgli (“mini”, “dubultais mini”, “hanteles tipa”, “ar mainīgu centrālo saliņu”, “ar satiksmes saliņām”, “ar satiksmes signāliem regulēti”, “pagaidu”) un varētu domāt, ka tie turpinās attīstīties arī nākotnē. Dotajā rakstā apskatīti divi relatīvi jauni lokveida ceļa mezglu tipi – “turbo” un “ar atdalītiem labajiem pagriezieniem”, veikts to no caurlaides spējas, satiksmes drošības un projektēšanas atšķirību salīdzinājums. Atslēgvārdi: lokveida ceļu mezgli, alternatīvie lokveida ceļu mezglu tipi, turbo lokveida ceļu mezgls, lokveida ceļu mezgls ar atdalītajiem labajiem pagriezieniem, salīdzinošā analīze.


II b 246 Paola Villoria Sáez, Ana de Guzmán Báez, Justo García Navarro, Mercedes del Río Merino. 2014. Gruvešu un būvgružu vadības sistēmu izmaiņas: Labākā prakse būvdarbu gaitā, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 171–179. Kopsavilkums. Būvniecības sektora viens no mērķiem ir tā darbības gaitā radušos gruvešu un būvgružu apjomu samazināšana. Šajā nolūkā iespējamā gruvešu un būvgružu apjoma prognozēšana, kā arī to iespējamā rašanās laika noteikšana atļautu plānot labu vides praksi darbu veikšanas vietā. Tas attiecināms gan uz kopējo atkritumu apjomu gan katru atsevišķo atkritumu kategoriju. Dotā pētījuma mērķis ir noteikt galvenās gruvešu un būvgružu kategorijas, kas rodas dzelzceļa būvdarbos, kā arī noteikt būvniecības posmus, kuru gaitā rodas visvairāk atkritumu. Papildus tam piedāvāta Labās Prakses Rokasgrāmata, kas apkopo labākos atkritumu apstrādes veidus darba vietās un kas varētu tikt iekļauta kompāniju Kvalitātes Sistēmā. Dotā pētījuma rezultāti rāda, ka ieviešot un realizējot Labās Prakses Rokasgrāmatas ieteikumus iespējams aptvert gandrīz 95% sagatavošanas un zemes darbos, dažādos tuneļa būvdarbu posmos radītā kopējā atkritumu apjoma apstrādi. Turklāt apvienojot gruvešu un būvgružu apstrādes plānu ar Labās prakses Rokasgrāmatas ieteikumiem, tiek sekmēta uzņēmuma vides aizsardzības vadība, palielinot atbildību un veicinot sadarbību visos būvniecības procesa organizācijas posmos, sevišķu uzmanību pievēršot atkritumu pārvaldības jomai. Atslēgvārdi: būvgruži un gruveši, atkritumu pārvaldība, labākā prakse, atkritumu apjoma samazināšana, būvniecība, dzelzceļa būvdarbi, kvalitātes vadības sistēmas.

rs

on

al

C

op y

Wladyslaw Gardziejczyk. 2014. Seguma makrotekstūras ietekme uz riepas/segas mijiedarbības izraisīto trokšņa līmeni, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 180–190. Kopsavilkums. Trokšņa līmenis satiksmes maršrutu apkārtnē galvenokārt ir atkarīgs no satiksmes intensitātes, plūsmas sastāva, transportlīdzekļu ātruma kā arī no šķērsprofila un ceļa kāpuma. Lielu ātrumu gadījumā būtiska transporta trokšņa sastāvdaļa ir riepas/seguma mijiedarbības rezultātā radītais troksnis. Tas ir atkarīgs no seguma tipa un stāvokļa, it sevišķi no virsmas makrotekstūras. Makrotekstūras ietekme ir mainīga un cieši saistīta ar transportlīdzekļu tipa, riepu raksturlielumiem, emitētā trokšņa frekvences. Dotajā rakstā atainotas uz Polijas ceļiem ar blīvā asfaltbetona, šķembu mastikas asfaltbetona un virsmas apstrādes segumiem iegūtās sakarības un ar statisko Pass – By metodi fiksētās maksimālā trokšņa līmeņa atšķirības, ko rada vieglie automobiļi un smagie automobiļi ar vairākām asīm. Rakstā izvērtētas funkcionālās sakarības starp maksimālo ripojoša transportlīdzekļa troksni kopējā transporta troksnī un sekojošos oktāvu spektros: 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz un 4000 Hz un starp virsmas makrotekstūru, kuru raksturo ar raupjumu, un transportlīdzekļu ātrumu logaritmu un atbilstošām nomogrammām. Balstoties uz šo lielumu bāzes, aprēķinātas garāmbraucošu pasažieru automobiļu un smago transportlīdzekļu emitēto trokšņa līmeņu atšķirības kā ātruma un virsmas makrotekstūras funkcijas. Manuskriptā parādīts arī kā virsmas makrotekstūra un satiksmes plūsmas sastāvs ietekmē ekvivalento trokšņa līmeni ceļa tuvumā pie nemainīgas satiksme intensitātes. Atslēgvārdi: makrotekstūra, riepas/seguma troksnis, pasažieru auto, vairākasu smagais auto.

Pe

Suhana Koting, Mohamed Rehan Karim, Hilmi Bin Mahmud, Norjidah Anjang Abdul Hamid. 2014. Cementa – bitumena kompozīta kā daļēji elastīga seguma mehāniskās īpašības, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 191–199. Kopsavilkums. Daļēji elastīgais segums ir kompozīts segums, kas izmanto porasfalta kā elastīgu bituminozu materiālu, kurš piepildīts ar atbilstošu cementa materiālu. Dotā pētījuma galvenais mērķis ir izpētīt cementa – bitumena kompozīta kā alternatīva daļēji elastīga seguma veida mehāniskās īpašības. Tas ietver akceptablu cementa javas proporciju izvēli, kā arī cementa – bitumena kompozītu izstrādi. Pētījumi parādīja, ka aizvietojot 5% cementa ar silicija pelniem (ar adekvātu superplastifikatora daudzumu) var sasniegt spiedes pretestības un stiepes stiprības palielinājumu. Turklāt uzlabojas nodilumizturība. Atslēgvārdi: cementa javas, superplastifikators, porasfalta karkass, cementa – bitumen kopmpozīts, iestrādājamība, spiedes stiprība, daļēji elastīgs segums. Kristaps Gode, Ainars Paeglitis. 2014. Pretapledojuma sāls izraisīti betona bojājumi tiltiem intensīvas satiksmes ceļa vidē Latvijā, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 200–207. Kopsavilkums. Ilgizturīgas ceļu infrastruktūras projektēšana kļūst arvien svarīgāka, ņemot vērā tās lielo ietekmi uz valsts ekonomiku. Stiegrojuma korozija ir izplatītākais betona tiltu konstrukciju bojājumu veids Latvijā. Hlorīdu iesūkšanās betonā tiek uzskatīts par galveno draudu betona konstrukciju ilgizturībai. Lai novērstu ledus veidošanos un automašīnu riteņu slīdēšanu, ziemā uz ceļiem kaisa pretapledojuma sāli. Pa ceļu braucošās automašīnas apšļaksta ceļa malās esošas dzelzsbetona konstrukcijas ar sāls un kūstošā ūdens sajaukumu. Absorbētais ūdens ar hlorīda joniem izraisa un paātrina stiegrojuma korozijas procesu. Šajā rakstā ir doti pētījuma rezultāti par hlorīdu jonu uzkrāšanos dzelzsbetona tiltu balstos, kas atrodas tuvu ceļiem ar intensīvu transportlīdzekļu kustību Latvijā. Hlorīdu saturs tika


247 II c

analizēts uz dažādi orientētām dzelzsbetona balsta virsmām. Tika analizēti vides apstākļi, un noteikts konstrukcijas atlikušais kalpošanas laiks, ņemot vērā hlorīdu izraisītas stiegrojuma korozijas attīstību. Atslēgvārdi: betona tilti, kalpošanas laiks, pretapledojuma sāls, hlorīdu diagramma, korozijas bojājumi, ceļa vide.

op y

Joseph Chung Kai Wong, YiuYin Lee, Yiu Tommy Lo, Kwun Wah Wong, Andrew Yee Tak Leung, Wai Kay Fok, Heung Fai Lam, Chi Kwong Wong, Chung Yim Edward Yiu. 2014. Korelācija starp tilta deformācijas šuves izraisīto troksni un vibrāciju, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 208–214. Kopsavilkums. Dotais pētījums veltīts tilta deformācijas šuves radītā trokšņa un vibrāciju savstarpējai sakarībai. Pētījuma mērķis ir novērtēt troksni, kurš rodas deformāciju šuvei vibrējot satiksmes ietekmē. Eksistē divas metodes, ar kuru palīdzību noteikt riepas/šuves un vibrāciju korelāciju: (i) tiešā skaņas un vibrāciju metode, (ii) transportlīdzeklī ievietotās akustiskās kastes metode. Pirmās metodes gadījumā jāmēra deformāciju šuves vibrāciju izmaiņas un trokšņa izmaiņas pie ceļa, kuras izraisa kontroles transportlīdzeklis (izmantojot šo metodi jāslēdz satiksme). Korelāciju starp vibrāciju izmaiņām un trokšņa izmaiņām pie ceļa nosaka, balstoties uz mērījumu datiem. Otras metodes gadījumā konstrukciju izraisīto trokšņa un vides izraisīto trokšņa mērījumus veic transportlīdzeklī uzstādītā akustiskajā kastē. Līdzīgi kā pirmajā gadījumā tiek noteikta korelācija starp izmaiņām konstrukciju izraisītajā troksnī un trokšņa izmaiņām pie ceļa. Noskaidrots, ka divas sakarības ir lineāras un līdzīgas viena otrai, lai gan, kontroles transportlīdzekļa ātrumam palielinoties, troksnis pie ceļa palielinās nelineāri. Atslēgvārdi: riepas/šuves troksnis, vibrācija, transporta troksnis, deformācijas šuve, autoceļš.

Pe

rs

on

al

C

Arvydas Šikšnys, Narimantas Titas Ždankus, Gintautas Sabas, Oksana Barvidienė. 2014. Hidroelektrostacijas radītās ūdens līmeņa svārstību izraisītu gultnes izskalojumu ap tilta balstu skaitliski un eksperimentāli pētījumi, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 215–224. Kopsavilkums. Pēkšņas un biežas ūdens līmeņa svārstības hidroelektrostaciju lejteces pusē veido sliktus apstākļus ūdenī esošajai faunai un florai. Turklāt upes gultne tiek pakļauta ilgstošiem un intensīviem izskalojumiem un deformācijām. Pētījuma mērķis ir izstrādāt pasākumus, kas uzlabos ūdens tecēšanas režīmu hidroelektrostacijas lejtecē. Par skaitlisko un eksperimentālo izmeklējumu pētījuma objektu ir izmantota uz Nemūnas upes esošā Kauņas hidroelektrostacija. Tika novērots un analizēts faktiskais ūdens plūsmas režīms hidroelektrostacijas lejtecē, izmantojot ilglaicīgi iegūtus dinamisko mērījumu datus. Vienlaikus tika veikta eksperimentāli iegūto caurteces datu sakārtošana un skaitliska apstrāde. Lai modelētu un noteiktu optimālo turbīnas režīmu, esošais upes tecēšanas režīms tika novērtēts, izmantojot skaitlisko hidrodinamisko modeli MIKE 21. Pētījums ietvēra: 1) raksturīgu turbīnas darbības analīzi, mainot dažādus ūdens tecēšanas režīmus; 2) nepārtrauktus, ilglaicīgus ūdens līmeņa mērījumus daudzos upes šķērsgriezumos, hidroelektrostacijas lejteces pusē; 3) netipisku turbīnas režīmu skaitliska simulācija izmantojot dažādas straumes plūsmas datus un modelējot tos ar datorprogrammu MIKE 21, izmantojot tādus pat straumes apstākļus, kādi iegūti eksperimentālajos pētījumos; 4) novērtēt hidrodinamisko modeļu precizitāti un iespēju tos pielietot lokālu izskalojumu prognozēšanai pie tiltu balstiem. Tika pētīti ūdens līmeņa un caurplūduma dati, kas iegūti Kauņas hidroelektrostacijas lejtecē. Tika izstrādāts skaitlisksis modelis, kas modelēja upes gultni pie tilta balsta un tika kalibrēts pašiem nestabilākajiem straumes apstākļiem. Iegūtie rezultāti tika izmantoti upes gultnes izskalojumu prognozēšanai. Atslēgvārdi: hidrodinamisks modelis, Kauņas hidroelektrostacija, tilta balsts, upes gultne. Tarvo Mill, Artu Ellmann, Andrus Aavik, Milan Horemuz, Sven Sillamäe. 2014. Sala izraisīta ceļa izcilājuma apjoma un telpiskā sadalījuma noteikšana ar virsmas lāzerskanēšanu, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 225–234. Kopsavilkums. Pēdējos gados strauji attīstījusies teritorijas lāzerskanēšanas tehnoloģija, kura lietota dažādu uzdevumu veikšanai, tai skaitā konstrukciju horizontālo un vertikālo pārvietojumu noteikšanai, bet ievērojami mazāk ceļa segas sala izcilājumu noteikšanai. Sala izraisītie segas izcilājumi ir vieni no galvenajiem ceļu segas bojājumu iemesliem teritorijās, kurās noteiktos gadalaikos ir sals. Sala izcilājumi parādās ziemā un agrā pavasarī sasalstot gruntī balstītām konstrukcijām, par kādu uzskata ceļa segu. Galvenā izmaiņa struktūrā ir grunts tilpuma palielināšanās, sasalstot gruntī esošajam ūdenim. Dotajā rakstā ar jaunās teritorijas lāzerskanēšansa tehnoloģiju izvērtēti vertikālie sala izcilājumu radītie pārvietojumi. Izpētē uzsvars likts uz tehnoloģijas izmantošanas priekšrocību izpēti, nosakot sala izcilājumu precīzu lielumu un telpisko sadalījumu. Konkrēto gadījumu analīze parādīja, ka sala izcilājumi telpiski ir nevienmērīgi sadalīti, kas varētu norādīt uz relatīvi zemu ceļa projekta kvalitāti. Līdz ar to ieteicams teritorijas lāzerskanēšanu izmantot izvērtējot eksistējošo ceļu kvalitāti un nosakot sala izcilājumu iespējamās platības eksistējošajos uzbērumos pirms rekonstrukcijas projektēšanas stadijā. Atslēgvārdi: teritorijas lāzerskanēšana, nivelēšana, sala izcilājumi, ceļa stāvokļa rādītāju mērījumi, seguma virsma, uzbērums.

II d 248

Pe

rs

on

al

C

op y

Petras Klizas, Saulius Gadeikis, Arnoldas Norkus, Daiva Žilionienė, Kastytis Dundulis. 2014. Māla grunšu ģeofiltrācijas īpašību izpēte, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 235–240. Kopsavilkums. Rakstā sniegti māla (Kuksa karjers, Lietuva) filtrēšanas īpašību izpētes un analīzes rezultāti. Pētījumus veica ar aparātu filtrācijas koeficienta noteikšanai pie mainīga hidrauliskā spiediena. To rezultātā iegūti dati par mālu potenciālo hidrauliskās caurlaidības vērtību ietekmi uz filtrācijas procesa laiku, kā arī noteikti hidrauliskais gradients un sablīvējamības pakāpe. Filtrējot ūdeni caur māla pastu, mālu ar dabīgu struktūru un sablīvētiem paraugiem, noskaidrota māla strukturālo īpatnību nozīmība. Eksperimenta gaitā atklājās, ka māla hidrauliskās caurlaides spējas skaitliskā vērtība mainījās plašā diapazonā tikai filtrācijas procesa sākumposmā, vēlāk – pēc vairāku dienu ilga filtrācijas procesa, šīs izmaiņas samazinājās. Tas parāda, ka filtrācijas gaitā norisinās māla veidojošo daļiņu pārstrukturēšanās. Māla pastas pētījumi norāda, ka eksistē māla strukturālās saites, kas ietekmē māla filtrācijas spējas. Pētījumā noteiktās māla un māla pastas mainīgās īpašības kā filtrējošajā slānī tā arī pie dažādām slodzēm jānovērtē projektējot un rekonstruējot ceļus uz mālainu grunšu pamata. Atslēgvārdi: māls, māla pasta, filtrācija, hidrauliskās caurlaides spējas vērtība, hidrauliskais gradients, hidrauliskais spiediens, laboratorijas pētījumi, aparāts filtrācijas koeficienta noteikšanai.

THE BALTIC JOURNAL OF ROAD AND BRIDGE ENGINEERING ISSN 1822-427X print / ISSN 1822-4288 online 2014 Volume 9(3): III a–III d

ABSTRACTS IN ESTONIAN

op y

Leszek Rafalski, Michał Ćwiąkała. 2014. Logit mudeli kasutamine hüdrauliliste sideainetega stabiliseeritud pinnasesegude projekteerimiseks, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 147–154. Kokkuvõte. Praktikas on teatud pinnaseid teedeehituses raske või võimatu kasutada. Nende mehhaaniliste omaduste parandamiseks kasutatakse erinevaid stabiliseerimise meetodeid. Laialdaselt levinud meetodiks stabiliseerimisel on hüdrauliliste sideainete lisamine. Pinnase-sideaine segude projekteerimise metoodikas on oluline määrata, lähtudes pinnaseproovi iseloomustavatest parameetritest, sideine klass ja lisatav kogus, et saavutada ette nähtud pinnase tugevusomadused. Käesoleva töö kirjeldab statistilise logit mudeli kasutamist pinnase-sideaine segude projekteerimisel, kasutamiseks tee alustes, millele on esitatud teatud tugevus- ja külmakindlusnõuded. Võtmesõnad: pinnase stabiliseerimine, pinnase tugevdamine, hüdraulilised teesideained, pinnase-sideaine segud, teealuse projekteerimine, logit mudel.

Pe

rs

on

al

C

Audrius Vaitkus, Viktoras Vorobjovas, Aleksandras Jagniatinskis, Tadas Andriejauskas, Boris Fiks. 2014. Madala müratasemega katete projekteerimise eripära Leedu tingimustes, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 155–163. Kokkuvõte. Artikkel annab põhjaliku ülevaate ja analüüsi maanteetranspordi põhjustatud müra tekkest, kompositsioonist ja mõjust elukeskkonnale. Transpordist põhjustatud müra on kiirelt kasvanud ja traditsioonilised müratõkkevahendid, nagu müratõkkeseinad, ei ole alati sobivad ja majanduslikult tasuvad teatud teetaristu korral. Üheks kõige lubavamaks ja efektiivsemaks lahenduseks on madala müratasemega teekatted. Käesoleval ajal madala müratasemega katteid Leedus ei kasutata, aga nad omavad oodatult head keskkonna mürataseme vahendamise potentsiaali. Aga siiski ei ole teiste Euroopa riikide kõige efektiivsemad madala müratasemega katete kasutamise kogemused alati Leedu tingimustes rakendatavad. Seetõttu koostati mõned eriti kõrge müraneelduvusega asfaltkattesegud, mis säilitaksid oma piisavaid mehhaanilisi ja ekspluatatsioonilisi omadusi Leedu tingimustes. Artiklis on esitatud laboratoorsed katsetulemused (mehhaanilised ja füüsikalised müra vähendamise ja tugevuse näitajad) ja nende võrdlus traditsionaalsete asfaltbetoonsegudega ning soovitused koostatud madala müratasemega segude kasutamiseks. Võtmesõnad: rehvi/katte müra, madala müratasemega asfaltsegu, asfaltkatte mürakatsed, müra neeldumine. Tomaž Tollazzi, Marko Renčelj. 2014. Kahe uut alternatiivset tüüpi ringristmiku võrdlev analüüs – turbo ja „flower“ ringristmikud, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 164–170. Kokkuvõte. Alternatiivset tüüpi ringristmikud on suhteliselt uued ja võetud kasutusele ainult teatud riikides. Tavaliselt erinevad nad „standardsetest“ ringristmikest ühe või mitme projektse elemendi poolest, kusjuures nendel erinevustel on teatud spetsiifiline eesmärk. Nende peamiseks kasutamise eesmärgiks on „standard“ ühe- ja kaherealiste ringristmike puudused teatud olukorras või „tegeliku olukorra“ muutus, mis varem oleks olnud lahendatav tavalise ringristmikuga. Täna on hästi tuntud mitmed ringristmike tüübid (mini, topelt-mini, hantel, traditsioonilise kesksaarega, foorjuhitud, ühes suunas saart otse läbiva liiklusega, koondatud ringristmikud, …) ning on loomulik, et neid saab tulevikus edasi arendada. Käesolevas artiklis on käsitletud kahte suhteliselt uut ringristmiku tüüpi – turbo ja „flower“ ringristmikku ning võrreldud nende disaini, liiklusohutust ja läbilaskevõimet. Võtmesõnad: ringristmikud, kaherealised ringristmikud, alternatiivset tüüpi ringristmikud, turboring, „flower“ ring, võrdlev analüüs.


Шb 250 Paola Villoria Sáez, Ana de Guzmán Báez, Justo García Navarro, Mercedes del Río Merino. 2014. Ehitus- ja lammutusjäätmete jäätmekäitlussüsteemi määratlemine: ehitustööde parim tava, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 171–179. Kokkuvõte. Ehitussektor peab seadme üheks oma eesmärgiks ehitus- ja lammutusjäätmete vähendamise. Nähes ette, kui palju ja mis ajahetkel ehitus- või lammutusjäätmeid tekib, lubab objektil rakendada keskkonnasäästlike lahendusi nii üldiselt – kõigile jäätmetele – kui ka igale jäätmetüübile. Käesoleva artikli eesmärgiks on määratleda peamised ehitus- ja lammutusjäätmete tüübid, mis tekivad raudtee-ehituse erinevatel ehitusetappidel. Esitatud on „Parima tava juhend“ objekti jäätmete käitlemiseks, mis võib olla lülitatud firma sisemisse kvaliteedisüsteemi. Käesoleva uuringu tulemused näitavad, et „Parima tava juhendi„ koostamine ja rakendamine tunneli ehitamise, eeltööde ja mullatööde faasis võimaldas vastava süsteemi rakendamisel vähendada kõiki tekkivaid jäätmeid 95% võrra. Lisaks, rakendades ehituse ja lammutusjäätmete aruandlus- ja juhtimisplaani koos „Parima tava juhendiga“, parandab see ettevõtte keskkonnasäästlikkust, vastutustunnet jäätmete alal ning kontrolli kogu tegevuse üle. Võtmesõnad: ehitus- ja lammutusjäätmed, jäätmekäitlus, parim tava, jäätmete minimiseerimine, ehitus, raudteetööd, kvaliteedi tagamise süsteem.

on

al

C

op y

Wladyslaw Gardziejczyk. 2014. Katte makrotekstuuri mõju sõiduki rehvi/katte mürale, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 180–190. Kokkuvõte. Liiklusmarsruutide ümbruse müratase sõltub peamiselt liiklussagedusest, liiklusvoolu koosseisust, kiirusest ja samuti tee põik- ja pikiprofiilist. Suurematel kiirustel mõjutab märgatavalt mürataset rehvi/katte müra. Rehvi/katte müra sõltub katte seisukorrast, eriti katte makrotekstuurist. Makrotekstuuri mõju on muutuv ja sõltub sõiduki tüübist, rehvi omadustest, tekkivad müra sagedusest. Uuringu tulemusena on käesolevas artiklis esitatud leitud seosed ja erinevuste väärtused mitmeteljelise raskeveoki ja sõiduauto poolt tekitatud mürataseme väärtustele asfaltbetoonkattele, killustikmastiksasfaltkattele ja pindamisele. Artiklis on analüüsitud funktsionaalset sõltuvust maksimaalse veeremüra taseme ja 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz ja 4000 Hz laineala ning katte makrotekstuuri (kirjeldatud keskmise profiili sügavusena) ja sõiduki logaritmilise kiiruse vahel analüüsides artiklis esitatud nomogramme. Eelnenu baasil arvutati erinevused raskeveokite ja sõiduautode poolt tekitatud müratasemetes funktsioonina kiirusest ja katte makrotekstuurist. Artiklis on samuti esitatud, kuidas makrotekstuuri ja liikluse koosseis mõjutavad mürataset tee ümbruses sama liiklussageduse juures. Võtmesõnad: makrotekstuur, rehvi/katte müra, sõiduauto, mitmeteljeline raskeveok.

Pe

rs

Suhana Koting, Mohamed Rehan Karim, Hilmi Bin Mahmud, Norjidah Anjang Abdul Hamid. 2014. Tsementbituumenkomposiitide mehhaanilised omadused poolelastsetele katetele, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 191–199. Kokkuvõte. Poolelastne kate on komposiitkate, mis koosneb dreenasfaltbetoonkattest, mille poorid on täidetud vastava tsementmördiga. Käesoleva uuringu eesmärgiks on uurida tsement-bituumenkomposiitide, kui alternatiivsete poolelastsete kattematerjalide, mehhaanilisi omadus. See haaras sobiva tsementmördi koostise valmist ja ka tsement-bituumenkomposiitide valmistamist. Uuringud näitasid, et 5% tsemendi asendamine kvartsliiva tuhaga (koos vastava koguse superplastifikaatoriga), kasvasid survetugevus ja jäikusmoodul. Lisaks paranes kulumiskindlus. Võtmesõnad: tsementmört, superplastifikaator, dreenasfalt, tsement-bituumenkomposiidid, töödeldavus, survetugevus, poolelastsed katted. Kristaps Gode, Ainars Paeglitis. 2014. Jäätumisvastasest soolast põhjustatud betoonsilla kahjustused suure liiklussagedusega teekeskkonnas Lätis, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 200–207. Kokkuvõte. Teetaristu pikem tööiga on oluline tema suure majandusliku mõju tõttu. Sarruse korrosioon on üks põhilisemaid betoonsildade kahjustusi Lätis. Kloriidide tungimine betoonkonstruktsiooni on alati olnud üks peamisi nende vastupidavuse ohustajaid. Jäätumisvastaste soolade laotamine talvel aitab tagada nende haardeteguri. Sulav vesi koos jäätumisvastase soolaga pritsitakse mööduvate sõidukite poolt armeeritud betoonist sillakonstruktsioonile. Imendunud vesi koos kloriidi ioonide algatab ja kiirendab sarruse korrosiooniprotsessi. Käesolevas artiklis esitatakse kloriidide akumulatsiooni määrangu tulemused betoonist sillasammastes suure liiklussagedusega Läti maanteedel. Kloriidide sisaldus määrati armeeritud betoonist sammaste erinevatel pindadel. Hinnati keskkonnaseisundit ning määrati ennustuslik tööiga lähtudes kloriidide põhjustatud sarruse korrosioonist. Võtmesõnad: betoonsillad, tööiga, jäätumisvastased soolad, kloriidi profiilid, korrosioonikahjustus, teekeskkond.


III 251c

Joseph Chung Kai Wong, YiuYin Lee, Yiu Tommy Lo, Kwun Wah Wong, Andrew Yee Tak Leung, Wai Kay Fok, Heung Fai Lam, Chi Kwong Wong, Chung Yim Edward Yiu. 2014. Korrelatsioon sillavuugi põhjustatud müra ja vibratsiooni vahel, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 208–214. Kokkuvõte. See uuring keskendub sillavuugi põhjustatud müra ja vibratsiooni korrelatsioonile. Uuringu eesmärgiks on hinnata sõiduki sillavuugi ületamisel tekkiva vibratsiooni põhjustatud müra. Rehvi/vuugi ja vibratsiooni korrelatsiooni määramiseks on kaks meetodit: (i) otsene heli ja vibratsiooni mõõtmise meetod, (ii) akustiline kast sõidukis meetod. Esimesel juhul mõõdetakse vibratsiooni sillavuugil ja teeäärse müra muutust hetkel, kui kontrollsõiduk ületab vuuki (see nõuab muu liikluse sulgemist). Korrelatsioon vibratsiooni muutuse ja teeäärse müramuutuse vahel saadakse mõõtmisandmetest. Teisel juhul mõõdetakse konstruktsiooni põhjustatud müra muutust kontrollsõidukisse paigaldatud akustilises kastis ning teeäärse müra muutust. Sarnaselt saadakse korrelatsioon konstruktsiooni põhjustatud müramuutuse ja teeäärse müramuutuse vahel. Leiti, et need kaks korrelatsiooni on lineaarsed ja üksteisega sarnased ning teeäärne müra kasvab kontrollsõiduki kiirusega võrreldes mittelineaarselt. Võtmesõnad: rehvi/vuugi müra, rehvi/vuugi vibratsioon, liiklusmüra, sillavuuk, maantee.

rs

on

al

C

op y

Arvydas Šikšnys, Narimantas Titas Ždankus, Gintautas Sabas, Oksana Barvidienė. 2014. Kohaliku sillasamba uhtumise ja hüdroelektrijaama põhjustatud mittestabiilse jõevoolu arvutuslik ja katseline uurimine, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 215–224. Kokkuvõte. Veetaseme järsud ja sagedased muutused hüdroelektrijaama alamjooksul teevad vee fauna ja floora elutingimused mittetalutavaks. Lisaks on jõesäng allutatud pikaajalisele uhtumisele ja deformatsioonidele. Uuringu eesmärgiks on välja töötada meetmed vee voolurežiimi parandamiseks jõe alamjooksul peale hüdroelektrijaama. Nemunase jõgi ja Kaunase hüdroelektrijaam valiti arvutuslikuks ja väliuuringute aluseks. Tuginedes pikaajalistele dünaamilistele mõõtmisandmetele jälgiti ja analüüsiti tegelikku voolurežiimi hüdroelektrijaamast allavoolu. Samaaegselt teostati välimõõtmiste andmete töötlust ja voolu simulatsiooni. Hüdrodünaamiline arvutusmudel MIKE 21 võimaldas hinnata olemasolevaid jõe voolutingimusi ning simuleerida paljusid erinevaid jaama turbiinirežiime ning valida nendest optimaalne. Uuringu sisu oli järgmine: 1) erinevate turbiinirežiimide analüüs nende sisse- ja väljalülitamisel ja voolurežiim allavoolul; 2) jätkuvad pikaajalised veetaseme mõõtmised hüdroelektrijaamast allavoolu; 3) mittetüüpiliste turbiinirežiimide arvsimulatsioon ja uurimine nende sisse- ja väljalülitamisel tarkvaraga MIKE 21 samades mittestabiilse voolu tingimustes, milles teostati ka välimõõtmised; 4) hüdrodünaamilise modelleerimise tulemuste täpsuse hindamine ja nende kasutamisvõimalused kohaliku silla alussamba uhtumise hindamiseks. Analüüsiti saadud veetaseme ja vooluhulga andmeid Kaunase hüdroelektrijaama alamjooksul. Koostati arvutuslik mudel sillasamba uhtumise modelleerimiseks ning mis kalibreeriti samale mittestabiilse voolu tingimustele. Saadud täpseid tulemusi võib kasutada kohaliku sillasamba uhtumise hindamiseks. Võtmesõnad: hüdrodünaamiline mudel, Kaunase hüdroelektrijaam, sillasamba uhtumine.

Pe

Tarvo Mill, Artu Ellmann, Andrus Aavik, Milan Horemuz, Sven Sillamäe. 2014. Tee külmakerke suuruse ja ruumilise jaotuse määramine terrestrilise laserskaneerimisega, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 225–234. Kokkuvõte. Terrestrilise laserskaneerimise tehnoloogia on viimaste aastate jooksul teinud läbi kiire arengu ning seda tehnoloogiat on kasutatud paljudes erinevates valdkondades, sealhulgas vertikaalsete ja horisontaalsete paigutiste uuringutel, kuid oluliselt vähem teede külmakergete uurimisel. Külmakerge on teekatete kahjustuste tekkimise üks põhifaktoreid, eriti piirkondades, kus õhutemperatuur on hooajaliselt alla null kraadi. Külmakerge tekib talvel ja varakevadel pinnasele toetuvate ehitiste (nagu näiteks teede) külmumisel. Peamiseks külmakerke põhjustajaks on muldkehas olev vesi, mis külmumisel paisudes põhjustab muldkehas liikumisi. Käesolev artikkel käsitleb külmakergetest põhjustatud vertikaalsete paigutiste uurimist kaasaegse terrestrilise laserskaneerimise tehnoloogiaga. Uuring toob välja laserskaneerimise tehnoloogia kasulikkuse teede külmakergete suuruste ja nende plaanilise jaotumise uurimisel. Uuringu käigus avastati ebaühtlased külmakergete piirkonnad, mis võib viidata tee puudulikule rekonstrueerimisprojektile. Uuringu tulemustest järeldati, et terrestriline laserskaneerimine on sobilik olemasolevate teede katete kvaliteedi hindamiseks ning samuti sobib laserskaneerimine teede külmakerkeriskiga piirkondade tuvastamiseks enne rekonstrueerimisprojekti koostamist. Võtmesõnad: terrestriline laserskaneerimine, nivelleerimine, külmakerge, tee seisukorra hindamine, teekate, mulle. Petras Klizas, Saulius Gadeikis, Arnoldas Norkus, Daiva Žilionienė, Kastytis Dundulis. 2014. Savipinnaste filtratsiooniliste omaduste uuring, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 9(3): 235–240. Kokkuvõte. Uuriti ja analüüsiti savi (Kuksa kaevandus, Leedu) filtratsiooniomadusi. Uuring teostati muutuva hüdraulilise rõhuga permeameetriga. Määrati savi veejuhtivuse väärtuste sõltuvus filtratsiooniprotsessi kiirusest, hüdrauliline gradient ja tihendustegur. Hinnati savi struktuurse omapära tähtsust, savipasta filtratsiooni loodusliku

Шd 252

Pe

rs

on

al

C

op y

struktuuriga ja tihendatud katsekehadel. Leiti, et savi veejuhtivuse väärtused erinesid suuresti ainult filtratsioonitsükli alguses, hiljem, filtratsiooni jätkudes mitu päeva, erinevused vähenesid. See näitab, et filtratsioon ajal toimub savi struktuuriosakeste ümberpaiknemine. Savipasta filtratsiooniuuringud näitasid, et eksisteerivad savi struktuursed sidemed, mis põhjustavad filtratsioonivõime muutuseid. Määratud savi ja savipasta varieeruv käitumine filtratsioonikihis ning samuti muutuvates koormustingimustes peavad olema arvesse võetud savialuspinnastega teede projekteerimisel. Võtmesõnad: savi, savipasta, filtratsioon, veejuhtivuse väärtus, hüdrauliline gradient, hüdrauliline rõhk, laboriuuringud, permeameeter.

THE BALTIC JOURNAL OF ROAD AND BRIDGE ENGINEERING ISSN 1822-427X print / ISSN 1822-4288 online 2014 Volume 9(3)

TURINYS LESZEK RAFALSKI, MICHAŁ ĆWIĄKAŁA Logistinio modelio taikymas projektuojant gruntų mišinius, stabilizuotus hidrauliniais rišikliais........................ 147 AUDRIUS VAITKUS, VIKTORAS VOROBJOVAS, ALEKSANDRAS JAGNIATINSKIS, TADAS ANDRIEJAUSKAS, BORIS FIKS Triukšmą mažinančių dangų kūrimas Lietuvos sąlygoms............................................................................................. 155 TOMAŽ TOLLAZZI, MARKO RENČELJ Dviejų alternatyvių naujo tipo žiedinių sankryžų, t. y. greitosios ir gėlės formos, lyginamoji analizė............................................................................................................................................................... 164

op y

PAOLA VILLORIA SÁEZ, ANA DE GUZMÁN BÁEZ, JUSTO GARCÍA NAVARRO, MERCEDES DEL RÍO MERINO Naujas požiūris į statybinių ir griovimo atliekų tvarkymo sistemas: geroji praktika civilinės inžinerijos srityje................................................................................................................................................. 171

C

WLADYSLAW GARDZIEJCZYK Kelio dangos makrotekstūros įtaka automobilių padangų keliamam triukšmui kelyje............................................ 180

on

al

SUHANA KOTING, MOHAMED REHAN KARIM, HILMI BIN MAHMUD, NORJIDAH ANJANG ABDUL HAMID Cemento ir bitumo kompozitų mechaninės savybės pusiau standžiose dangose...................................................... 191

rs

KRISTAPS GODE, AINARS PAEGLITIS Betoninių tiltų nusidėvėjimas dėl druskos, saugančios apledėjimo, didelio eismo intensyvumo keliuose Latvijoje......................................................................................................................................... 200

Pe

JOSEPH CHUNG KAI WONG, YIUYIN LEE, YIU TOMMY LO, KWUN WAH WONG, ANDREW YEE TAK LEUNG, WAI KAY FOK, HEUNG FAI LAM, CHI KWONG WONG, CHUNG YIM EDWARD YIU Tilto deformacinių pjūvių keliamo triukšmo ir vibracijos koreliacija......................................................................... 208 ARVYDAS ŠIKŠNYS, NARIMANTAS TITAS ŽDANKUS, GINTAUTAS SABAS, OKSANA BARVIDIENĖ Nenusistovėjusio vandens tekėjimas žemutiniame Kauno hidroelektrinės bjefe ir jo poveikis tiltų atramų vietiniams išplovimams........................................................................................................ 215 TARVO MILL, ARTU ELLMANN, ANDRUS AAVIK, MILAN HOREMUZ, SVEN SILLAMÄE Šalčio iškylų dydžio ir erdvinio pasiskirstymo nustatymas antžeminiu skenavimo lazeriu..................................... 225 PETRAS KLIZAS, SAULIUS GADEIKIS, ARNOLDAS NORKUS, DAIVA ŽILIONIENĖ, KASTYTIS DUNDULIS Molio gruntų geofiltracinių savybių tyrimai................................................................................................................... 235

Copyright ©2014 Vilnius Gediminas Technical University (VGTU) Press Technika http://www.bjrbe.vgtu.lt

254

SATURS LESZEK RAFALSKI, MICHAŁ ĆWIĄKAŁA Logit modeļa lietojums projektējot ar hidrauliskam saistvielām stabilizētus grunts maisījumus............................ 147 AUDRIUS VAITKUS, VIKTORAS VOROBJOVAS, ALEKSANDRAS JAGNIATINSKIS, TADAS ANDRIEJAUSKAS, BORIS FIKS Zema trokšņa segumu projektēšanas īpatnības Lietuvas apstākļos.............................................................................. 155 TOMAŽ TOLLAZZI, MARKO RENČELJ Divu jaunu lokveida ceļa mezglu tipu – turbo un ar atdalītiem labajiem pagriezieniem – salīdzinošā analīze................................................................................................................................. 164 PAOLA VILLORIA SÁEZ, ANA DE GUZMÁN BÁEZ, JUSTO GARCÍA NAVARRO, MERCEDES DEL RÍO MERINO Gruvešu un būvgružu vadības sistēmu izmaiņas: Labākā prakse būvdarbu gaitā..................................................... 171 WLADYSLAW GARDZIEJCZYK Seguma makrotekstūras ietekme uz riepas/segas mijiedarbības izraisīto trokšņa līmeni......................................... 180

op y

SUHANA KOTING, MOHAMED REHAN KARIM, HILMI BIN MAHMUD, NORJIDAH ANJANG ABDUL HAMID Cementa – bitumena kompozīta kā daļēji elastīga seguma mehāniskās īpašības...................................................... 191

C

KRISTAPS GODE, AINARS PAEGLITIS Pretapledojuma sāls izraisīti betona bojājumi tiltiem intensīvas satiksmes ceļa vidē Latvijā................................... 200

al

JOSEPH CHUNG KAI WONG, YIUYIN LEE, YIU TOMMY LO, KWUN WAH WONG, ANDREW YEE TAK LEUNG, WAI KAY FOK, HEUNG FAI LAM, CHI KWONG WONG, CHUNG YIM EDWARD YIU Korelācija starp tilta deformācijas šuves izraisīto troksni un vibrāciju........................................................................ 208

rs

on

ARVYDAS ŠIKŠNYS, NARIMANTAS TITAS ŽDANKUS, GINTAUTAS SABAS, OKSANA BARVIDIENĖ Hidroelektrostacijas radītās ūdens līmeņa svārstību izraisītu gultnes izskalojumu ap tilta balstu skaitliski un eksperimentāli pētījumi.................................................................................................................... 215

Pe

TARVO MILL, ARTU ELLMANN, ANDRUS AAVIK, MILAN HOREMUZ, SVEN SILLAMÄE Sala izraisīta ceļa izcilājuma apjoma un telpiskā sadalījuma noteikšana ar virsmas lāzerskanēšanu...................... 225 PETRAS KLIZAS, SAULIUS GADEIKIS, ARNOLDAS NORKUS, DAIVA ŽILIONIENĖ, KASTYTIS DUNDULIS Māla grunšu ģeofiltrācijas īpašību izpēte......................................................................................................................... 235

SISUKORD LESZEK RAFALSKI, MICHAŁ ĆWIĄKAŁA Logit mudeli kasutamine hüdrauliliste sideainetega stabiliseeritud pinnasesegude projekteerimiseks.................. 147 AUDRIUS VAITKUS, VIKTORAS VOROBJOVAS, ALEKSANDRAS JAGNIATINSKIS, TADAS ANDRIEJAUSKAS, BORIS FIKS Madala müratasemega katete projekteerimise eripära Leedu tingimustes................................................................. 155 TOMAŽ TOLLAZZI, MARKO RENČELJ Kahe uut alternatiivset tüüpi ringristmiku võrdlev analüüs – turbo ja „flower“ ringristmikud.............................. 164 PAOLA VILLORIA SÁEZ, ANA DE GUZMÁN BÁEZ, JUSTO GARCÍA NAVARRO, MERCEDES DEL RÍO MERINO Ehitus- ja lammutusjäätmete jäätmekäitlussüsteemi määratlemine: ehitustööde parim tava.................................. 171


255

WLADYSLAW GARDZIEJCZYK Katte makrotekstuuri mõju sõiduki rehvi/katte mürale................................................................................................ 180 SUHANA KOTING, MOHAMED REHAN KARIM, HILMI BIN MAHMUD, NORJIDAH ANJANG ABDUL HAMID Tsement-bituumenkomposiitide mehhaanilised omadused poolelastsetele katetele................................................ 191 KRISTAPS GODE, AINARS PAEGLITIS Jäätumisvastasest soolast põhjustatud betoonsilla kahjustused suure liiklussagedusega teekeskkonnas Lätis............................................................................................................................................................ 200 JOSEPH CHUNG KAI WONG, YIUYIN LEE, YIU TOMMY LO, KWUN WAH WONG, ANDREW YEE TAK LEUNG, WAI KAY FOK, HEUNG FAI LAM, CHI KWONG WONG, CHUNG YIM EDWARD YIU Korrelatsioon sillavuugi põhjustatud müra ja vibratsiooni vahel................................................................................. 208

op y

ARVYDAS ŠIKŠNYS, NARIMANTAS TITAS ŽDANKUS, GINTAUTAS SABAS, OKSANA BARVIDIENĖ Kohaliku sillasamba uhtumise ja hüdroelektrijaama põhjustatud mittestabiilse jõevoolu arvutuslik ja katseline uurimine........................................................................................................................................ 215 TARVO MILL, ARTU ELLMANN, ANDRUS AAVIK, MILAN HOREMUZ, SVEN SILLAMÄE Tee külmakerke suuruse ja ruumilise jaotuse määramine terrestrilise laserskaneerimisega.................................... 225

Pe

rs

on

al

C

PETRAS KLIZAS, SAULIUS GADEIKIS, ARNOLDAS NORKUS, DAIVA ŽILIONIENĖ, KASTYTIS DUNDULIS Savipinnaste filtratsiooniliste omaduste uuring.............................................................................................................. 235