Vízügyi Közlemények, 1959 (41. évfolyam)

1. füzet - VIII. Kisebb közlemények

122 Kisebb Közlemények szélső helyzete az az állapot, melynél a tágulási és a súrlódó erők egyensúlyba kerülnek egymással. Uriterstenhöfer mérései szerint egy 1200 mm névleges átmérőjű, földbe fektetett, hegesztett acélcsővezeték 23 G° hőmérsékletváltozás hatására 10 mm-t nyúlt meg. Az elmozdulás az év folyamán követte a csőfal hőmérsékletét ; a megnyúlás az évi maximális hőmérséklet beálltáig tartott, ezután a hőmérséklet csökkenésével negatív megnyúlás (zsugorodás) következett. Unterstenhöfer úgy találta, hogy az évi alakváltozási görbe, mint minden rugalmas súrlódóerő függvénygörbéje, a hiszterézis huroknak felel meg. A megnyúlási görbe nem egyenletesen emelkedik és süllyed, hanem a nap folyamán minden hőmérsékletváltozás észlelhető rajta. A tágulási határértéken belül a cső állandóan előre és hátra mozog, ami a csőköpeny és az ágyazat között súrlódási erőt ébreszt. Kohézió nélküli altalaj és feltöltés esetében a súrlódás nincs számottevő hatással a cső szigetelőanyagára. Más a helyzet azonban a betonaljazatnál, mert a hosszú ideig tartó súrlódás a 3—5 mm vastag bitumenréteget felsérti és megbontja. így a nedvesség elérheti a cső acélanyagát és korróziós sérülések lépnek fel. Kívánatos tehát, hogy egy ellenálló, de vízszintes irányban plasztikusan alakítható réteget építsünk be a cső és a beton hosszaljazat közé. Ennek a követelménynek egy bitumenes aszfaltbeton réteg kitűnően megfelel. Az említett 0 1800 mm-es nyomócső aszfaltbeton aljazatával szemben az alábbi követelményeket támasztották: a) hőmérséklethatárok 0 és 30 C° között, b) tartós nyomófeszültség 6 kg/cm

2, c) 15 mm-es plasztikus vízszintes csúsztathatóság 0,45 súrlódási tényező és 2,45 kg/cm

2 legkisebb függőleges erő esetén, d) a csúszóelmozdulás kikapcsolás a csőköpeny és az aszfaltbeton között 10 cm-es közbenső rétegvastagsággal. A fenti követelményekben természetesen már a biztonsági tényezők is bennfoglaltaknak. Korábbi kísérletek bizonyították, hogy bizonyos szemszerkezettel előre meghatározott nyomószilárdságú aszfaltbeton állítható elő. Minden aszfaltbetonnak van egy határfeszültsége, melynél ásványi szerkezete még szilárdan ellenáll a terhelésnek. Ha azt a határfeszültséget túllépjük, az ásványi szerkezet összeomlik. Ha a függőleges ülepedéseket az idő függvényében koordinátarendszerben felrakjuk, bizonyos nyomásnál az időtengellyel párhuzamos, vagy enyhén emelkedő asszimptotájú hiperbolikus görbét kapunk (3. ábra). Az aszfaltbeton vízszintes elmozdulását különböző viszkozitású bitumennel végzett kísérletek segítségével tanulmányozták. Ezek során 0,3—0,5 kg/cm

2 nagyságrendű csúsztatóerőt hoztak létre a cső és az aszfaltbeton között, mely csak egy része a hőmérsékletváltozások folytán fellépő tágulási erőknek. Ezek az*1800 min 0-jű csővezetékeknél 1000 kg/fm, vagy ennél is magasabb nagyságrendűek. A tágulási erőket a legcélszerűbben reakcióerejűk, azaz a súrlódási erő segítségével számíthatjuk. A függőleges földnyomást Marston szerint számították. A súrlódási tényező — a mérési eredmények szerint — bitumennel szigetelt cső és kavics között 0,45—0,50 értékű. Szilárdan felragasztott aszfaltbeton csúszóaljazat esetén a súrlódási együttható 1,0-ig is felmehet, mivel a cső és az aszfaltbeton között nem lép fel csúszó súrlódás és így az összes tágulási erőket az aszfaltbetonnak kell felvennie és elnyelnie. Az előbbiekben többször említett 0 1800 mm-es acélcső esetében 10 436 kg/m súrlódó erő keletkezik. A 80°-os felfekvési körszegmens területe folyóméterenként 12 600 cm

2, így az aszfaltbeton réteg által felveendő nyíróerő 0,83 kg/cm

2. 3. ábra. A függőleges irányú süllyedés lefolyása az időben 10 cm-es bitumen csúszóréteg és 19—20 C° hőmérséklet esetén