4. 4/72
1. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ
Αντικείμενο της παρούσας Προσωρινής Εθνικής Τεχνικής Προδιαγραφής
(Π.Ε.ΤΕ.Π.) είναι ο καθορισμός των απαιτήσεων για την εφαρμογή – χρήση
γεωαφρού Διογκωμένης Πολυστερίνης, εν συντομία EPS (Expanded PolyStyrene),
σε έργα Πολιτικού Μηχανικού. Ο γεωαφρός EPS δύναται να χρησιμοποιηθεί σε
διάφορα τεχνικά έργα, είτε ως κατασκευαστικό υλικό πλήρωσης, είτε ως υλικό
προστασίας έναντι επιβαλλόμενων τάσεων ή παραμορφώσεων. Στα βασικά
πλεονεκτήματα της χρήσης του γεωαφρού EPS συγκαταλέγονται οι
προκαθορισμένες μηχανικές ιδιότητες, η υψηλή ταχύτητα κατασκευής, καθώς και η
ανθεκτικότητα του υλικού στο χρόνο.
Για τις εφαρμογές του γεωαφρού EPS σε έργα Πολιτικού Μηχανικού
χρησιμοποιούνται ενδεικτικά οι ακόλουθοι ελληνικοί και διεθνείς κανονισμοί –
πρότυπα :
ΕΛΟΤ ΕΝ 1990 «Ευρωκώδικας 0 – Βάσεις σχεδιασμού»
ΕΛΟΤ ΕΝ 1991 «Ευρωκώδικας 1 – Βάσεις σχεδιασμού και δράσεων στις
κατασκευές»
ΕΛΟΤ ΕΝ 1997 «Ευρωκώδικας 7 – Γεωτεχνικός σχεδιασμός»
ΕΛΟΤ ΕΝ 1998 «Ευρωκώδικας 8 – Αντισεισμικός σχεδιασμός των
κατασκευών»
ΕΛΟΤ ΕΝ 14933 «Θερμομονωτικά και ελαφροβαρή προϊόντα πλήρωσης για
εφαρμογές πολιτικού μηχανικού – Βιομηχανικώς παραγόμενα προϊόντα από
διογκωμένη πολυστερίνη (EPS) – Προδιαγραφή»
ΕΛΟΤ ΕΝ 13163: «Θερμομονωτικά προϊόντα κτιρίων – Βιομηχανικώς
παραγόμενα προϊόντα από διογκωμένη πολυστερίνη – Προδιαγραφή»
ΕΛΟΤ ΕΝ 826: «Θερμομονωτικά προϊόντα για κτιριακές εφαρμογές –
Προσδιορισμός της συμπεριφοράς σε θλίψη»
Norwegian Road Research Laboratory (1992), “Expanded Polystyrene used in
road embankments”, Oslo, Form 482E
Vorschungsgesellshaft fur Strassen und Verkerhswesen (1995), “Merkblatt fur
die Verwendung von EPS Hartshaumstoffen beim Bau von Strassendammen”,
Koln
Transportation Research Board NA (2004), “Geofoam Applications in the
Design and Construction of Highway Embankments”, NCHRP 65
Transportation Research Board NA (2004), “Guideline and Recommended
Standard for Geofoam Applications in Highway Embankments”, NCHRP 529
Duškov, M., (1999) “Dutch Design Manual for Light-Weight Pavements with
EPS Geofoam.” Oranjwoud Infragroep BV, The Netherlands.
5. 5/72
2. ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS
Οι γεωαφροί αποτελούν μία κατηγορία συνθετικών υλικών με τεράστια ποικιλία
όσον αφορά το πλήθος διαφορετικών χρήσεων – εφαρμογών σε έργα Πολιτικού
Μηχανικού. Ωστόσο, η εμπειρία έως σήμερα έχει δείξει ότι για τις περισσότερες
περιπτώσεις ο γεωαφρός που επιλέγεται είναι το πολυμερές υλικό που ονομάζεται
Διογκωμένη Πολυστερίνη EPS (Expanded PolyStyrene). Υπάρχουν πολλοί λόγοι
για την προτίμησή του, οι κυριότεροι εκ των οποίων είναι:
α) η συμπεριφορά του υλικού καλύπτει σε μεγάλο βαθμό τις ανάγκες των έργων
Πολιτικού Μηχανικού,
β) αποτελεί μία αξιόπιστη τεχνικο-οικονομική λύση,
γ) είναι διαθέσιμο σε μεγάλη ποικιλία τύπων και διαστάσεων, και
δ) παράγεται στις περισσότερες περιοχές της χώρας, όντας έτσι άμεσα διαθέσιμο.
Τα κύρια χαρακτηριστικά του γεωαφρού EPS είναι τα εξής:
Έχει πολύ μικρή πυκνότητα ρ, η οποία κυμαίνεται από 12 έως 60 kg/m3
. Είναι
το ελαφρύτερο από τα συνήθη ελαφροβαρή υλικά που είναι γνωστά μέχρι
σήμερα, και έτσι είναι πολύ εύκολη τόσο η μεταφορά του, όσο και η
τοποθέτησή του στη θέση του έργου.
Η συμπιεστότητα του υλικού (η οποία συσχετίζεται ευθέως με την πυκνότητά
του), μπορεί να πάρει ιδιαίτερα μικρές τιμές (σε σύγκριση με άλλα υλικά), ενώ
παράλληλα μπορεί να μειωθεί ακόμα περισσότερο με πρόσθετη επεξεργασία
κατά την παραγωγή του.
Σε ένα τυπικό τεχνικό έργο, είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό και φιλικό προς το
περιβάλλον.
Επιπρόσθετα, η χρήση του γεωαφρού EPS συνεπάγεται οικονομία λόγω:
Επιτάχυνσης της διαδικασίας κατασκευής του έργου.
Αντικατάστασης κλασικών κοστοβόρων τεχνικών κατασκευής.
Απαίτησης πολύ μικρότερης συντήρησης κατά τη διάρκεια ζωής του έργου.
Απαίτησης ελάχιστης χειρωνακτικής εργασίας και εξοπλισμού για την
κατασκευή, λόγω του μικρού ειδικού βάρους του.
Στις περισσότερες εφαρμογές, τα χαρακτηριστικά που αφορούν τη φέρουσα
ικανότητα του EPS είναι μακράν τα πιο σημαντικά. Οι βασικές αρχές που τα
καθιστούν σημαντικά αναλύονται ως εξής:
Πολλά γεωσυνθετικά πορώδη προϊόντα όταν υποβάλλονται σε θλίψη (η οποία
αποτελεί την πρωταρχική μορφή καταπόνησης στην πράξη) δεν αστοχούν με
την κλασική έννοια της δημιουργίας ρηγμάτωσης. Απλά, συνθλίβονται στο
στερεό υλικό από το οποίο προήλθαν. Επομένως, η παράμετρος της θλιπτικής
αντοχής συχνά δεν έχει άμεση φυσική σημασία από σχεδιαστική άποψη.
6. 6/72
Οι περισσότερες εφαρμογές από γεωσυνθετικά πορώδη ελέγχονται ως προς
τις παραμορφώσεις του γεωσυνθετικού προϊόντος. Αυτό ισχύει τόσο για τις
εφαρμογές «μικρών παραμορφώσεων», όπως είναι π.χ. τα ελαφροβαρή
επιχώματα, όσο και για τις εφαρμογές «μεγάλων παραμορφώσεων», όπως
είναι τα συμπιεστά παρεμβλήματα. Συνεπώς, οι παραμορφώσεις πρέπει πάντα
να λαμβάνονται υπόψη και να υπολογίζονται. Έτσι, πρέπει να συνυπολο-
γίζονται παράμετροι κατάλληλες και απαραίτητες για την ανάλυση των παρα-
μορφώσεων, όπως η θλιπτική αντοχή και το μέτρο ελαστικής συμπίεσης.
Ο ερπυσμός (δηλαδή η σταδιακά αυξανόμενη παραμόρφωση με την πάροδο
του χρόνου υπό σταθερή τάση) είναι ένας σημαντικός παράγοντας σε όλες τις
αναλύσεις παραμορφώσεων, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται πολυμερή υλικά
όπως το EPS.
Στο επόμενο κεφάλαιο περιγράφονται αναλυτικά οι βασικές μηχανικές ιδιότητες
του γεωαφρού ΕPS.
Το βασικό στοιχείο για τη χρήση οποιουδήποτε γεωσυνθετικού υλικού σε μια
σχεδιαζόμενη κατασκευή είναι ο προσδιορισμός των λειτουργιών που πρέπει να
επιτελέσει το γεωσυνθετικό προϊόν ή κάποιος συνδυασμός διαφορετικών
προϊόντων. Μόνο τότε μπορεί το γεωσυνθετικό να σχεδιαστεί σωστά. Η χρήση
των γεωαφρών δεν αποτελεί εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα. Οι περισσότερες
γνωστές εφαρμογές γεωαφρού κατηγοριοποιούνται ως εξής:
Ελαφροβαρές υλικό πλήρωσης σε επιχώματα (κυρίως οδικά και
σιδηροδρομικά).
Συμπιεστό παρέμβλημα σε έργα όπου υπάρχει αλληλεπίδραση εδάφους –
κατασκευής (όπως τοίχοι αντιστήριξης, ακρόβαθρα γεφυρών, τοίχοι υπογείων,
βαθιά υπόγεια έργα, σήραγγες, έδραση πλακών σκυροδέματος επί εδάφους,
κ.λπ.).
Παράλληλα, ο γεωαφρός EPS μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως μονωτικό
παρέμβλημα για την απόσβεση θορύβων και ταλαντώσεων μικρού πλάτους.
Το EPS αποτελεί τον μοναδικό γεωαφρό που μπορεί να παρέχει όλες τις
παραπάνω ιδιότητες λόγω της δυνατότητάς του να κατασκευάζεται με ένα εύρος
πυκνοτήτων και προϊόντων. Αυτός είναι ένας σημαντικός λόγος για τον οποίο το
EPS επιλέγεται στο μεγαλύτερο μέρος των εφαρμογών γεωαφρού.
Σημειώνεται ότι, επειδή το EPS μπορεί να συνδυάσει πολλές από τις παραπάνω
ιδιότητες ταυτόχρονα, θα πρέπει αυτές να λαμβάνονται συνολικά υπόψη κατά τον
αρχικό σχεδιασμό ώστε η μία ιδιότητα να μην αναιρεί την ευεργετική επίδραση
μίας άλλης.
7. 7/72
3. ΒΑΣΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ ΕPS
Στο παρόν κεφάλαιο παρατίθενται οι βασικές μηχανικές ιδιότητες του γεωαφρού
διογκωμένης πολυστερίνης για τη χρήση του σε έργα Πολιτικού Μηχανικού. Οι
ιδιότητες προσδιορίζονται στα πρότυπα ΕΛΟΤ EN 13163 και ΕΛΟΤ EN 14933
όσον αφορά στη θλιπτική αντοχή, στο μέτρο ελαστικής συμπίεσης και τις
ερπυστικές θλιπτικές παραμορφώσεις. Οι υπόλοιπες μηχανικές ιδιότητες είναι σε
συμβατότητα με τους σχετικούς Ευρωκώδικες (ΕΛΟΤ ΕΝ 1990 και ΕΛΟΤ ΕΝ
1997).
3.1. Θλιπτική αντοχή
Σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 14933, οι διάφοροι τύποι EPS βασίζονται στην
ονομαστική θλιπτική αντοχή σ10 ή CS(10), η οποία αντιστοιχεί σε παραμόρφωση ε =
10%. Για παράδειγμα, το EPS100 έχει θλιπτική αντοχή σ10 ίση με 100 kPa. Σημειώνεται
ότι η παραμόρφωση ε = 10% αποτελεί συμβατική τιμή. Σε ειδικές περιπτώσεις
προβλέπεται από το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 14933 κατηγοριοποίηση με βάση τη θλιπτική
αντοχή σ2 (CS(2)) ή σ5 (CS(5)), που αντιστοιχούν σε παραμόρφωση ε = 2% ή ε = 5%,
αντίστοιχα. Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται οι τιμές της θλιπτικής αντοχής για
διάφορα επίπεδα παραμόρφωσης σε συνδυασμό με την πυκνότητα του υλικού.
Πίνακας 1: Τιμές θλιπτικής αντοχής σε του EPS για διάφορα επίπεδα παραμόρφωσης ε και
πυκνότητα ρ
Παραμόρφωση 10% 5% 2% 1% Πυκνότητα
ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΘΛΙΠΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ (kPa) (kg/m3)
EPS 40 40 35 30 15 11.0
EPS 50 50 40 35 20 12.0
EPS 60 60 50 45 23 14.0
EPS 70 70 60 50 25 15.0
EPS 80 80 70 60 30 16.0
EPS 90 90 80 65 33 17.5
EPS 100 100 90 75 37 19.0
EPS 110 110 95 80 40 20.0
EPS 120 120 100 90 45 21.0
EPS 130 130 110 95 48 22.0
EPS 140 140 120 105 52 23.5
EPS 150 150 130 110 55 25.0
EPS 200 200 170 150 75 29.0
EPS 250 250 215 190 95 33.0
EPS 270 270 230 200 100 35.0
EPS 280 280 240 205 105 36.0
8. 8/72
Επισημαίνεται ότι σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ1997, για τον υπολογισμό της
τιμής σχεδιασμού της θλιπτικής αντοχής σ10,d θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένας
μειωτικός επιμέρους συντελεστής υλικού γm. Προτεινόμενη τιμή για τον συντελεστή γm
είναι η τιμή 1,25 (δηλαδή για EPS100: σ10;d =100/1,25 = 80 kPa).
3.2. Μέτρο ελαστικής συμπίεσης
Οι ονομαστικές τιμές του μέτρου ελαστικής συμπίεσης Εt προέρχονται από
εργαστηριακές δοκιμές σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 826 και ισχύουν για το
ελαστικό τμήμα του διαγράμματος τάσεων – παραμορφώσεων. Η ίδια τιμή Edy n μπορεί
να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της δυναμικής συμπεριφοράς στην περίπτωση
ανακυκλικής φόρτισης. Οι τιμές του μέτρου ελαστικής συμπίεσης που αναφέρονται
στον παρακάτω πίνακα βασίζονται στη σχέση που προτάθηκε από τον Horvath (1995):
Et (ΜPa) = 0,45 x ρ (kg/m3
) – 3 , όπου ρ είναι η πυκνότητα του υλικού.
Για παράδειγμα, το EPS 100, με πυκνότητα ρ = 18 έως 20 kg/m3
, έχει μέτρο ελαστικής
συμπίεσης Εt που κυμαίνεται μεταξύ 5 και 6 ΜPa.
3.3. Μόνιμη θλιπτική αντοχή
O γεωαφρός EPS αναμένεται να παρουσιάσει ερπυστικές θλιπτικές
παραμορφώσεις έως 2% μετά από 50 έτη όταν υποβάλλεται σε μόνιμη θλιπτική τάση
μικρότερη από 0,30 x σ10. Κατά συνέπεια, η ονομαστική μόνιμη θλιπτική αντοχή είναι
σ10;perm = 0,30 x σ10. Για τον υπολογισμό της τιμής σχεδιασμού χρησιμοποιείται
μειωτικός συντελεστής γm = 1,25 (π.χ. για EPS100: σ10;perm;d = 0,3x100/1,25 = 24 kPa)
3.4. Θλιπτική αντοχή υπό ανακυκλική φόρτιση
Μετά από διεξοδικές μελέτες, έχει διαπιστωθεί ότι με ένα σχετικώς ελαφρύ μόνιμο
φορτίο στην κορυφή (15 kN/m2
), και εφόσον η παραμόρφωση υπό ανακυκλική φόρτιση
παραμένει κάτω από 0,4%, η παραμόρφωση αυτή είναι ελαστική και δεν παρατηρείται
μόνιμη παραμόρφωση. Σε όρους τάσεων αυτό σημαίνει ότι η μέγιστη ασφαλής τιμή σε
ανακυκλική φόρτιση είναι 0,35 σ10. Η τιμή αυτή έχει επιβεβαιωθεί και στη διεθνή
βιβλιογραφία (Duskov, 1997). Συνεπώς, η ονομαστική θλιπτική αντοχή υπό ανακυκλική
φόρτιση είναι σ10;cy cl = 0,35 x σ10 (π.χ. για EPS100: σ10;cy cl =0,35 x 100 = 35 kPa). Για
τον υπολογισμό της τιμής σχεδιασμού σ10;cy cl;d ο μειωτικός συντελεστής γm = 1,25
πρέπει να ληφθεί υπόψη (οπότε για EPS100: σ10;cy cl;d = 35/1,25 = 28 kPa).
10. 10/72
4. ΦΟΡΤΙA ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ
Για την ανάλυση των έργων Πολιτικού Μηχανικού με τα οποία ασχολείται η παρούσα
Π.Ε.ΤΕ.Π. είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός των βασικών φορτίων σχεδιασμού. Τα
βασικότερα φορτία σχεδιασμού είναι (ή θεωρούνται) στατικά, δηλαδή σταθερά ως προς
το χρόνο, όπως το ίδιο βάρος, τα διάφορα μόνιμα φορτία, τα φορτία οχημάτων, η
υδροστατική πίεση – αν υφίσταται, κ.α. Όμως σε χώρες που χαρακτηρίζονται από
μέτρια ή υψηλή σεισμικότητα, όπως η Ελλάδα, η επιπρόσθετη καταπόνηση των έργων
από σεισμικά φορτία θα πρέπει να λαμβάνεται ρεαλιστικά υπόψη. Συγκεκριμένα:
4.1. Μόνιμα φορτία
Τα μόνιμα φορτία υπολογίζονται με βάση μία τυπική διατομή του έργου, η οποία
περιλαμβάνει το κυρίως σώμα της κατασκευής (κυρίως από γεωαφρό EPS) και όλες τις
επικαλύψεις του (έδαφος, μεμβράνες, σκυρόδεμα, άσφαλτος, κ.α.). Το πάχος των
επικαλύψεων κυμαίνεται από 0,6 έως 1 m, ανάλογα με το είδος του έργου, ενώ για τον
αρχικό σχεδιασμό μπορεί να υποτεθεί ότι αυτές χαρακτηρίζονται από ένα μέσο ειδικό
βάρος της τάξης των 20 kN/m3
. Το ειδικό βάρος του γεωαφρού EPS εν ξηρώ μπορεί να
ληφθεί περί τα 0,2 kN/m3
. Σημειώνεται ότι, σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 14933,
με την πάροδο του χρόνου η απορρόφηση νερού από το EPS σε συνθήκες ολικής
βύθισης ενδέχεται να αυξήσει το βάρος του μέχρι 5% κατ’ όγκον.
4.2. Φορτία οχημάτων
Για τον υπολογισμό των καθιζήσεων και τους ελέγχους ευστάθειας, η επίδραση των
φορτίων οχημάτων στην επιφάνεια της οδού θεωρείται εν γένει μικρή σε σχέση με τα
σημαντικά μόνιμα φορτία των επικαλύψεων. Ανάλογα με την κατηγορία του έργου, τα
φορτία οχημάτων μπορούν να συμπεριληφθούν στους σχετικούς υπολογισμούς, αφού
προηγουμένως πραγματοποιηθεί η απαραίτητη αναγωγή τους από τις τρεις διαστάσεις
στο δισδιάστατο προσομοίωμα της διατομής.
4.3. Υδροστατική πίεση
Κατά το σχεδιασμό θα πρέπει να ληφθεί υπόψη εκτός των άλλων και η παρουσία
νερού λόγω ενδεχόμενων πλημυρικών φαινομένων. Στην περίπτωση που
συγκεντρωθεί νερό στην ίδια στάθμη εκατέρωθεν του έργου, ένα τμήμα του έργου (ή
και ολόκληρο) ενδέχεται να βρεθεί υπό άνωση. Στην περίπτωση που παρουσιασθεί
συγκέντρωση νερού μόνο από τη μία πλευρά του έργου, θα πρέπει να εξετασθεί η
περίπτωση της οριζόντιας μετακίνησης (ολίσθησης) λόγω μονόπλευρων υδροστατικών
πιέσεων και να εξετασθεί το ενδεχόμενο διάβρωσης της επικάλυψης των πρανών.
4.4. Σεισμικά φορτία
Για τις σεισμικές αναλύσεις, ένα ελαφροβαρές επίχωμα από γεωαφρό EPS μπορεί να
αντιμετωπισθεί με τον ίδιο τρόπο όπως και ένα συμβατικό εδαφικό επίχωμα (βλ. 1ο
και
5ο
μέρος του ΕΛΟΤ ΕΝ 1998 «Ευρωκώδικας 8 – Αντισεισμικός σχεδιασμός των
κατασκευών»). Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει (α) να προσδιορισθούν τα επίπεδα
επιτάχυνσης στη βάση του, (β) να εκτιμηθούν οι σεισμικοί συντελεστές kh και kv στο
σώμα του επιχώματος, και (γ) να πραγματοποιηθούν όλοι οι απαιτούμενοι έλεγχοι
ισορροπίας και ευστάθειας.
11. 11/72
5. ΕΛΑΦΡΟΒΑΡΗ ΕΠΙΧΩΜΑΤΑ
5.1. Γενικά
Όπως προαναφέρθηκε, ο γεωαφρός EPS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη
σταθεροποίηση εδαφικών πρανών, όπως διακρίνεται στο Σχήμα 1. Για να μειωθεί
ο κίνδυνος αστοχίας (κυκλικής ολίσθησης) του εδαφικού πρίσματος, πρέπει να
αφαιρεθεί η κορυφή τού πρανούς και να τοποθετηθεί στη θέση της το
ελαφροβαρές υλικό EPS. Προαιρετικά το αφαιρούμενο τμήμα του επιχώματος είναι
δυνατόν να τοποθετηθεί στη βάση του πρανούς ως αντίβαρο.
Σχήμα 1: Σταθεροποίηση εδαφικού πρανούς με χρήση γεωαφρού EPS
Στο Σχήμα 2(α) αποτυπώνεται η περίπτωση κατασκευής ενός νέου επιχώματος
που εδράζεται σε μαλακό έδαφος. Σε μια τέτοια περίπτωση, υπό την επίδραση του
βάρους ενός συμβατικού εδαφικού επιχώματος δύναται να παρουσιαστεί είτε
καθολική εδαφική αστοχία (υπέρβαση φέρουσας ικανότητας του υποκείμενου
εδάφους), είτε σημαντικές άμεσες και δευτερογενείς καθιζήσεις, οι οποίες
ολοκληρώνονται σε βάθος χρόνου (λόγω του φαινομένου της εδαφικής
στερεοποίησης), και ενδέχεται εκτός των άλλων να είναι διαφορικές. Η κατασκευή
του επιχώματος με γεωαφρό EPS και η τοποθέτηση του οδοστρώματος πάνω στο
γεωαφρό αποτελεί μία ασφαλή και άμεση λύση.
Σχήμα 2(α): Κατασκευή νέου επιχώματος με χρήση γεωαφρού EPS. Στόχο αποτελεί
η αποφυγή μίας εδαφικής αστοχίας, αλλά και ο περιορισμός των καθιζήσεων
(κυρίως των διαφορικών).
EPS
Γεωμεμβράνη
Οδόστρωμα
Στρώμα άμμου
12. 12/72
Στο Σχήμα 2(β) παρουσιάζεται ημι-διατομή επιχώματος με χρήση γεωαφρού EPS,
το άνω μέρος της οποίας προτείνεται να αντιμετωπισθεί με τρεις τυπικές μεθόδους
διαφορετικής τεχνο-οικονομικής προσέγγισης.
Σχήμα 2(β): Τυπικές μέθοδοι κατασκευής νέου επιχώματος με χρήση γεωαφρού EPS.
5.2. Παράδειγμα Εφαρμογής στην Ελλάδα
Σχετικά πρόσφατα κατασκευάσθηκαν δύο οδικά επιχώματα στον Αυτοκινητόδρομο
ΠΑΘΕ, στην περιοχή των Θερμοπυλών. Ουσιαστικά πρόκειται για την πρώτη στην
Ελλάδα ευρείας κλίμακας εφαρμογή γεωαφρού EPS σε οδικό επίχωμα. Στη
συγκεκριμένη περίπτωση η χρήση γεωαφρού EPS κρίθηκε ως επιβεβλημένη για
να ελαχιστοποιηθούν τα επιβαλλόμενα φορτία στο ιδιαίτερα μαλακό και συμπιεστό
υπέδαφος. Στο Σχήμα που ακολουθεί διακρίνεται η τυπική διατομή ενός εκ των
επιχωμάτων και η διάταξη των μέτρων βελτίωσης.
Σχήμα 2(γ): Τυπική διατομή επιχώματος ΠΑΘΕ και διάταξη μέτρων βελτίωσης
Στις Φωτογραφίες που ακολουθούν διακρίνονται τα ανωτέρω οδικά επιχώματα στη
φάση κατασκευής. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το έργο, βλ.
Παπαχαραλάμπους κ.α. (2010).
13. 13/72
Φωτογραφία 1: Χρήση γεωαφρού EPS σε οδικό επίχωμα στην Ελλάδα
(Αυτοκινητόδρομος ΠΑΘΕ – περιοχή Θερμοπυλών)
Φωτογραφία 2: Χρήση γεωαφρού EPS σε οδικό μεταβατικό επίχωμα στην Ελλάδα
(Αυτοκινητόδρομος ΠΑΘΕ – περιοχή Θερμοπυλών)
Μια άλλη εφαρμογή του γεωαφρού EPS σε εδαφικά πρανή παρουσιάζεται στο
Σχήμα 3. Όταν υπάρχει περιορισμός χώρου, η διαπλάτυνση οδικών ή
σιδηροδρομικών επιχωμάτων μπορεί να γίνει εύκολα με χρήση γεωαφρού EPS.
Όπως διακρίνεται στο σχήμα, η ικανότητα αυτοευστάθειας θα μειώσει τον
επιπρόσθετο χώρο, χωρίς την ανάγκη κατασκευής τοίχου αντιστήριξης. Εντούτοις,
θα χρειαστεί ένας τοίχος πρόσοψης ή επικάλυψη με εκτοξευόμενο σκυρόδεμα για
να προστατευθεί η κατακόρυφη επιφάνεια του γεωαφρού EPS.
14. 14/72
Σχήμα 3: Διαπλάτυνση υφιστάμενων επιχωμάτων με χρήση γεωαφρού EPS
5.3. Βασικά στάδια σχεδιασμού ελαφροβαρών επιχωμάτων
Ο σχεδιασμός των γεωτεχνικών έργων που περιλαμβάνουν πρίσματα γεωαφρού
EPS γίνεται με τη χρήση της παραδοσιακής μεθόδου των επιτρεπομένων τάσεων
με συντελεστές ασφαλείας. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4(α), ένα επίχωμα μπορεί
να θεωρηθεί ότι αποτελείται από τρία κύρια μέρη, το καθένα από τα οποία έχει τη
δική του μοναδική σύνθεση και ρόλο στη συνολική κατασκευή:
α) Το υπάρχον εδαφικό υπόστρωμα, το οποίο ενδέχεται να έχει εξυγειανθεί πριν
την κατασκευή του επιχώματος.
β) Η επίχωση που ουσιαστικά αποτελείται κυρίως από πρίσματα γεωαφρού EPS.
Σημειώνεται ότι σε ορισμένες περιπτώσεις τοποθετείται μία ποσότητα
εδαφικού υλικού ανάμεσα στην επιφάνεια του φυσικού εδάφους και της βάσης
των πρισμάτων EPS.
γ) Το σύστημα οδοστρώματος που περιλαμβάνει όλα τα στρώματα υλικών,
εγκιβωτισμένα ή μη, τα οποία βρίσκονται πάνω από το γεωαφρό. Το
οδόστρωμα αποτελείται από ασφαλτοσκυρόδεμα εφαρμοσμένο είτε σε
στρώση βάσης, είτε σε πλάκα σκυροδεματος με ελαφρύ οπλισμό. Μεταξύ των
υλικών οδοστρωσίας και των πρισμάτων EPS τοποθετείται μεμβράνη ΡΕ και
στρώση γεωυφάσματος η οποία επεκτείνεται στα πρανή του επιχώματος (βλ.
Σχήμα 2(γ)).
Το επίχωμα στο σύνολό του, καθώς και καθένα από τα τμήματά του ξεχωριστά,
πρέπει να σχεδιάζονται ώστε να αποτρέπεται η αστοχία και να εξασφαλίζεται η
λειτουργικότητα.
EPS
Γεωμεμβράνη
Οδόστρωμα
Στρώμα άμμου
15. 15/72
Σχήμα 4(α): Τα τρία κύρια μέρη ενός ελαφροβαρούς επιχώματος από γεωαφρό
EPS: (α) το εδαφικό υπόστρωμα, (β) η επίχωση με πρίσματα EPS και εδαφική
επικάλυψη, και (γ) το σύστημα οδοστρώματος
Ο σχεδιασμός των ελαφροβαρών επιχωμάτων βασίζεται σε τρεις κατηγορίες
ελέγχων:
α) Έλεγχοι εξωτερικής ευστάθειας
Λαμβάνεται υπόψη η αλληλεπίδραση του συστήματος επιχώματος –
οδοστρώματος με το υποκείμενο εδαφικό υπόστρωμα. Περιλαμβάνονται θέματα
όπως η καθολική ομοιόμορφη ή διαφορική καθίζηση, καθώς επίσης η εκτίμηση τής
φέρουσας ικανότητας και τής ευστάθειας τού πρανούς υπό την επίδραση
διαφόρων συνδυασμών φόρτισης. Τα θέματα αυτά, συνδυαζόμενα με άλλα
ζητήματα, όπως η εκτίμηση της επιρροής σε παρακείμενες ή υπόγειες κατασκευές
– εγκαταστάσεις και του χρόνου κατασκευής, καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τη
γεωμετρία τής διατομής τού επιχώματος και τη σχετική ποσότητα τού γεωαφρού
EPS που θα χρησιμοποιηθεί μέσα στο επίχωμα. Λόγω τού διαφορετικού κόστους
μεταξύ γεωαφρού και εδαφικών υλικών μπορεί να γίνει βελτιστοποίηση του σχε-
διασμού ώστε να ελαχιστοποιηθεί η ποσότητα τού χρησιμοποιούμενου EPS, η
οποία όμως θα πρέπει να εξακολουθεί να ικανοποιεί τα κριτήρια σχεδιασμού
σχετικά με τις καθιζήσεις και την ευστάθεια.
β) Έλεγχοι εσωτερικής ευστάθειας
Το κύριο ζήτημα είναι η σωστή επιλογή και ο καθορισμός τών ιδιοτήτων τού EPS
έτσι ώστε η μάζα τού γεωαφρού να μπορεί να υποστηρίξει το υπερκείμενο
σύστημα οδοστρώματος χωρίς να υποστεί υπερβολική παραμόρφωση, είτε άμεσα,
είτε σε βάθος χρόνου λόγω ερπυστικής συμπεριφοράς, η οποία δύναται να
οδηγήσει σε υπερβολικές καθιζήσεις τής επιφάνειας τού οδοστρώματος (οριακή
κατάσταση λειτουργικότητας).
γ) Έλεγχος συστήματος οδοστρώματος
Το βασικό κριτήριο σχεδιασμού σε ένα σύστημα οδοστρώματος είναι η αποτροπή
τής πρόωρης αστοχίας του συστήματος οδοστρώματος, όπως αυτή
προσδιορίζεται από τη δημιουργία αυλάκων στο οδόστρωμα (κριτήριο
λειτουργικότητας) ή από ρηγμάτωση (κριτήριο αστοχίας). Κατά το σχεδιασμό της
διατομής τού οδοστρώματος πρέπει να δίδεται ιδιαίτερη προσοχή στην παροχή
κατάλληλης στήριξης, είτε μέσω απευθείας εγκιβωτισμού, είτε μέσω δομικής
αγκύρωσης, για τον οποιοδήποτε οδικό εξοπλισμό, όπως προστατευτικά
16. 16/72
κιγκλιδώματα, νησίδες, κολόνες φωτισμού ή σηματοδότησης, κ.α. (βλ. Σχήμα
4(β)). Επίσης, θα πρέπει να προβλέπονται τα διάφορα βοηθητικά τεχνικά έργα για
τη σωστή λειτουργία του έργου, όπως κρασπεδόρειθρα, διαζώματα, κανάλια
απορροής ομβρίων, πεζοδρόμια, κ.α.
Σχήμα 4(β): Κατασκευαστική λεπτομέρεια στήριξης του οδικού εξοπλισμού.
5.4. Εξωτερική ευστάθεια
5.4.1 Γεωμετρία επιχώματος
Καταρχάς προσδιορίζεται η γεωμετρία τής δισδιάστατης διατομής τού συνολικού
επιχώματος σε επίπεδο κάθετο σε αυτό τής όδευσης τού οδοστρώματος. Τα
πρανή τού επιχώματος μπορεί να έχουν είτε κεκλιμμένες παρειές, είτε κάθετες. Ο
δεύτερος τύπος επιχώματος (με κάθετες παρειές) είναι γνωστός ως «τοίχος γεω-
αφρού».
Σε κάθε τύπο υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Εν γένει ο τοίχος
γεωαφρού απαιτεί λιγότερο χώρο και μικρότερο όγκο επίχωσης. Ωστόσο, το
κόστος τής κάλυψης τών κατακόρυφων παρειών τών πρισμάτων EPS με μία
δομική κατασκευή (η οποία μπορεί να ασκήσει σημαντική συγκεντρωμένη δύναμη
στο μαλακό εδαφικό υπόστρωμα) και επίσης η ανάγκη για μια πλάκα
σκυροδέματος στο πάνω μέρος τών πρισμάτων EPS (για αγκύρωση τού οδικού
εξοπλισμού) αντισταθμίζει μέρος τού οικονομικού κέρδους.
Στην περίπτωση επιχώματος κεκλιμμένων παρειών, η μέση γωνία των πρανών
δεν θα πρέπει να έχει κλίση μεγαλύτερη από 1:2 (κατακόρυφη:οριζόντια). Η
απαίτηση αυτή δεν προκύπτει από το γεωαφρό EPS, αλλά από τη δυνατότητα
φύτευσης τού εδάφους που καλύπτει τα πρίσματα EPS.
Η γεωμετρία του επιχώματος κατά μήκος της προτεινόμενης οδικής όδευσης
εξαρτάται από τον προσανατολισμό των πρισμάτων EPS και από τα τμήματα του
οδοστρώματος στα οποία γίνεται μετάβαση από διατομές οδού που περιέχουν
γεωαφρό σε διατομές που δεν περιέχουν. Τα πρίσματα EPS πρέπει να
τοποθετούνται όπως φαίνεται στο Σχήμα 5 ώστε να ελαχιστοποιούνται οι
ενδεχόμενες διαφορικές καθιζήσεις. Η διάταξη που θα χρησιμοποιηθεί θα πρέπει
17. 17/72
να καθορίζεται με βάση τις ιδιαιτερότητες του εκάστοτε έργου, βασισμένο σε
υπολογιζόμενες διαφορικές καθιζήσεις.
Οι κλίσεις της ανώτερης επιφάνειας του συστήματος των πρισμάτων EPS
καθορίζουν την τελική επιφάνεια του οδοστρώματος. Έτσι, οποιαδήποτε
επιθυμητή υψομετρική διαφορά (κλίση) κατά μήκος του άξονα της οδού πρέπει να
δημιουργείται με την αλλαγή της κλίσης της επιφάνειας του εδάφους θεμελίωσης
απαραίτητα πριν την τοποθέτηση του πρώτου στρώματος των πρισμάτων EPS.
Επιπρόσθετα, η ανώτερη επιφάνεια των πρισμάτων EPS καθορίζει την κλίση της
εγκάρσιας διατομής έτσι ώστε οποιαδήποτε επιθυμητή κλίση στη διατομή του
τελικού οδοστρώματος για λόγους αποστράγγισης να επιτυγχάνεται με μεταβολή
του πάχους του συστήματος οδοστρώματος.
Η ζώνη μετάβασης ανάμεσα στο γεωαφρό και το έδαφος του επιχώματος θα
πρέπει να είναι σταδιακή για να ελαχιστοποιούνται οι διαφορικές καθιζήσεις. Τα
πρίσματα EPS πρέπει να τοποθετούνται κλιμακωτά (βλ. Σχήμα 5) όπως το
επίχωμα μεταβαίνει από ένα μαλακό έδαφος θεμελίωσης που χρειάζεται γεωαφρό
σε ένα πιο δύσκαμπτο που μπορεί να υποστηρίξει εδαφικό επίχωμα. Ωστόσο,
συνιστάται η κατασκευή τουλάχιστον δύο στρώσεων από πρίσματα για να
ελαχιστοποιείται η πιθανότητα μετατόπισής τους υπό την επίδραση των φορτίων
κυκλοφορίας. Μοναδική εξαίρεση είναι η τελική αναβαθμίδα, που μπορεί να
αποτελείται από ένα πρίσμα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.
Σχήμα 5: Τυπική ζώνη μετάβασης από πρίσματα EPS σε εδαφικό υπόστρωμα
5.4.2 Πλευρικές επιφάνειες επιχωμάτων
Οι πλευρικές επιφάνειες των πρισμάτων EPS πρέπει πάντα να καλύπτονται τόσο
για λόγους προστασίας, όσο και για αισθητικούς λόγους. Η φύση της επένδυσης
εμφανίζει σημαντικές διαφοροποιήσεις που εξαρτώνται από τη γεωμετρία της
διατομής του επιχώματος, και συγκεκριμένα:
Επιχώματα με συνηθισμένη τραπεζοειδή διατομή συνήθως χρειάζονται μια
σχετικά λεπτή επίστρωση από έδαφος πάνω στις κλιμακωτές άκρες τους.
Συνήθως το έδαφος αυτό καλύπτεται από βλάστηση, για την προστασία της
εδαφικής επιφάνειας από μακροχρόνια διάβρωση. Το ελάχιστο πάχος της
εδαφικής κάλυψης θα πρέπει να είναι 0,4 m. Οι κατακόρυφες τάσεις που ασκεί
η εδαφική κάλυψη σε μεγάλα πάχη θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τους
υπολογισμούς των καθιζήσεων και της ευστάθειας. Τυπικά το έδαφος
πρίσματα EPS
έδαφος
σύστημα οδοστρώματος
18. 18/72
τοποθετείται απευθείας στις οριζόντιες και κατακόρυφες επιφάνειες των
πρισμάτων EPS. Εναλλακτικά τοποθετείται μια γεωμεμβράνη στη διεπιφάνεια
αυτή. Σε ξηρές περιοχές, όπου είναι δύσκολο να διατηρηθεί η βλάστηση, μια
τεχνική που έχει απόδειχτεί αποτελεσματική είναι η τοποθέτηση γεωκυψέλης
πάνω από την επιφάνεια του πρανούς. Οι κυψέλες μπορούν να πληρωθούν με
έδαφος ή αμμοχάλικο.
Επιχώματα με κατακόρυφες επιφάνειες είναι δυνατόν να καλυφθούν με την
εφαρμογή μεγάλης ποικιλίας δομικών υλικών και συστημάτων, τα οποία
προσφέρουν συγχρόνως ένα αρχιτεκτονικό τελείωμα. Η επιφανειακή κάλυψη
μπορεί να στηρίζεται τόσο στο έδαφος όσο και στα πρίσματα EPS. Ωστόσο, ο
υπολογισμός της ευστάθεια των πρισμάτων EPS δεν επηρεάζεται από την
επιφανειακή κάλυψη. Επιπλέον, οι κατακόρυφες τάσεις λόγω του βάρους του
στρώματος αυτού πρέπει να συμπεριληφθούν στους υπολογισμούς καθιζήσεων
και ευστάθειας.
5.4.3 Μηχανισμοί αστοχίας και αντίστοιχοι έλεχγοι
Ο συνήθης τύπος αστοχίας είναι η υπερβολική ομοιόμορφη ή/και διαφορική
καθίζηση στη βάση του επιχώματος. Τυπικά, μία εκτίμηση αυτού του τύπου
αστοχίας γίνεται με το συνδυασμό μόνιμων και κινητών φορτίων, καθώς επίσης με
τις αναμενόμενες μεταβολές της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα. Για
οποιοδήποτε τμήμα των πρισμάτων EPS τα οποία βρίσκονται μόνιμα κάτω από
τον υδροφόρο ορίζοντα, θα πρέπει να εκτιμηθεί το αυξημένο ειδικό βάρος του
γεωαφρού EPS λόγω ενδεχόμενης απορρόφησης νερού σε βάθος χρόνου (βλ.
Κεφάλαιο 4). Οι προκύπτουσες κατακόρυφες ενεργές τάσεις εφαρμόζονται στην
επιφάνεια του υποστρώματος, το οποίο θεωρείται ως απόλυτα εύκαμπτο.
Οποιαδήποτε εκσκαφή του υπάρχοντος εδαφικού υποστρώματος πριν την
κατασκευή του επιχώματος πρέπει να ληφθεί υπόψη.
Οι μηχανισμοί αστοχίας που λαμβάνονται υπόψη κατατάσσονται σε 3 κατηγορίες:
Μετακίνηση του επιχώματος προς τα κάτω μέσα στο υπόστρωμα, εξαιτίας:
α) βαθιάς αστοχίας στροφικού τύπου κατά μήκος πρανούς του επιχώματος,
β) αστοχίας λόγω υπέρβασης της φέρουσας ικανότητας της θεμελίωσης του
επιχώματος, και
γ) εγκάρσιας συμπίεσης του υποκείμενου εδάφους θεμελίωσης.
Μετακίνηση του επιχώματος προς τα άνω εξαιτίας ανύψωσης της στάθμης του
υδροφόρου ορίζοντα, ειδικά κατά τη διάρκεια ενός ακραίου συμβάντος,
Οριζόντια μετακίνηση του επιχώματος εξαιτίας ακραίου φαινομένου, π.χ.
ασύμμετρο μέτωπο υδάτων λόγω μονόπλευρης πλημύρας ή ισχυρή ανεμοπίεση
(στην περίπτωση πολύ ψηλών επιχωμάτων).
Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ανάλυση ενός οποιουδήποτε μηχανισμού που
παράγει μετακινήσεις προς τα κάτω βασίζεται στη συντηρητική υπόθεση ότι τα υλι-
19. 19/72
κά που αποτελούν το επίχωμα έχουν μηδενική διατμητική αντοχή. Έτσι το
επίχωμα προσομοιώνεται απλά ως μια κατακόρυφη ενεργή τάση, η οποία
εφαρμόζεται στο επίπεδο του εδαφικού υποστρώματος. Οι συντελεστές ασφαλείας
παραμένουν οι ίδιοι με αυτούς των συμβατικών επιχωμάτων. Σε ειδικές
περιπτώσεις, όπως ψηλά επιχώματα ή πολύ μαλακά εδάφη, προτείνεται
ακριβέστερη προσομοίωση του συστήματος επίχωμα – έδαφος.
Ο συντελεστής ασφαλείας έναντι ανύψωσης είναι ο λόγος τής ολικής κατακόρυφης
τάσης που ασκείται από το επίχωμα στο υποκείμενο εδαφικό υπόστρωμα (για το
ειδικό βάρος του βυθισμένου EPS λαμβάνεται συντηρητικά η ξηρή τιμή του, δηλ.
0,2 kN/m3
) προς την άνωση τού νερού σε μία δυσμενή περίπτωση. Συνήθως
μικροί συντελεστές ασφαλείας (1,0 έως 1,1) θεωρούνται αποδεκτοί για αυτή την
περίπτωση φόρτισης, δεδομένης τής μικρής πιθανότητας που έχει αυτή να συμβεί.
Ο συντελεστής ασφαλείας έναντι οριζόντιας μετακίνησης είναι ο λόγος τής
διατμητικής αντοχής κατά μήκος τής διεπιφάνειας μεταξύ τού κάτω μέρους τών
πρισμάτων EPS και τής επιφάνειας τού εδαφικού υποστρώματος προς τη
συνολική οριζόντια δύναμη.
5.5. Εσωτερική ευστάθεια
Ο σχεδιασμός για εσωτερική ευστάθεια περιλαμβάνει τρεις βασικούς κανόνες:
Τα μεμονωμένα πρίσματα EPS θα πρέπει να έχουν επαρκή αλληλεμπλοκή,
τόσο κατακορύφως, όσο και οριζοντίως, έτσι ώστε να αποκρίνονται ομαδικά ως
μία ενιαία μάζα με συνοχή, όταν υποβάλλονται σε εξωτερική φόρτιση. Αυτό
εμπεριέχει τη θεώρηση τόσο τής συνολικής επιφανειακής διάταξης των
πρισμάτων (που ελέγχει κυρίως την εμπλοκή στην κατακόρυφη διεύθυνση) και
της διάτμησης μεταξύ των γειτονικών πρισμάτων (που ελέγχει κυρίως την
εμπλοκή στην οριζόντια διεύθυνση).
Το σύστημα οδοστρώματος δεν πρέπει να ολισθαίνει οριζόντια πάνω στην
ανώτερη επιφάνεια του EPS όταν το επίχωμα υποβάλλεται σε σεισμική
φόρτιση. Για το λόγο αυτό απαιτείται η επιλογή κατάλληλης γεωμεμβράνης.
Οι θλιπτικές τάσεις μέσα στη μάζα του EPS πρέπει να είναι μικρότερες από τα
όρια ελαστικότητας που δίδονται στον Πίνακα 1 υπό την επίδραση όλων των
συνδυασμών φόρτισης, έτσι ώστε να μην αναπτυχθούν κατά τη διάρκεια ζωής
του επιχώματος υπερβολικός ερπυσμός και πλαστικές, μη αναστρέψιμες,
παραμορφώσεις (προβλήματα λειτουργικότητας).
5.5.1 Διάταξη πρισμάτων EPS
Η εμπειρία έχει δείξει ότι η χρήση μιας κατάλληλης οριζόντιας διάταξης από
πρίσματα EPS παρέχει ουσιαστική εγγύηση για την αλληλεμπλοκή στην
κατακόρυφη διεύθυνση. Γενικές οδηγίες είναι οι ακόλουθες:
Το επίπεδο στο οποίο τοποθετείται ένα δεδομένο στρώμα από πρίσματα
πρέπει να είναι παράλληλο με τον διαμήκη άξονα της οδού.
Όλα τα πρίσματα θα πρέπει να τοποθετούνται εφαρμοστά σε διπλανά πρίσματα
20. 20/72
σε όλες τις πλευρές τους.
Τα πρίσματα θα πρέπει να τοποθετούνται με τη μικρότερη διάστασή τους (το
πάχος τους) προσανατολισμένη κατακόρυφα.
Ο ελάχιστος αριθμός στρωμάτων από πρίσματα EPS που μπορεί να χρησιμο-
ποιηθεί για ελαφροβαρή επιχώματα κάτω από δρόμους είναι δύο.
Συνολικά, τα πρίσματα θα πρέπει να τοποθετούνται σε διάταξη που θα
ελαχιστοποιεί τη συνέχεια των κατακόρυφων ενώσεων μεταξύ των πρισμάτων.
Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται με:
o ευθυγράμμιση όλων των πρισμάτων εντός δεδομένου στρώματος με τους
διαμήκεις άξονές τους παράλληλους, αλλά με τα άκρα τους μετατοπισμένα
σε σχέση με τα άκρα των παρακείμενων γραμμών από πρίσματα,
o προσανατολισμός των διαμήκων αξόνων όλων των πρισμάτων σε ένα
δεδομένο στρώμα κάθετα προς τους διαμήκεις άξονες των πρισμάτων που
βρίσκονται σε στρώματα τοποθετημένα πάνω ή κάτω από το πρώτο, και
o ευθυγράμμιση των πρισμάτων του ανώτερου στρώματος εγκάρσια προς το
διαμήκη άξονα του δρόμου.
Στο Σχήμα 6(α) διακρίνεται ένα γενικό σχέδιο της διάταξης των πρισμάτων που
δείχνει αυτές τις οδηγίες.
Σχήμα 6(α): Άποψη ενός τυπικού οδικού επιχώματος από πρίσματα EPS
Στα σημεία στροφής του οδικού άξονα η διάταξη των πρισμάτων ακολουθεί την
ακτίνα καμπυλότητας. Τα κενά που δημιουργούνται στο πίσω μέρος των
πρισμάτων πληρώνονται με άμμο.
Ο σχεδιασμός της διάταξης των πρισμάτων αποτελεί ευθύνη του μηχανικού που
σχεδιάζει το έργο, με την προϋπόθεση ότι οι διαστάσεις των πρισμάτων είναι
γνωστές εκ των προτέρων. Στην περίπτωση που η τροφοδοσία των πρισμάτων
για ένα έργο γίνεται από περισσότερους του ενός προμηθευτές, και επειδή στην
περίπτωση αυτή οι διαστάσεις των πρισμάτων ενδέχεται να διαφέρουν μεταξύ
διαφορετικών προμηθευτών, ο ακριβής σχεδιασμός της διάταξης που θα
ακολουθήσουν τα πρίσματα EPS γίνεται από τον μηχανικό του έργου σε
συνεργασία με τους προμηθευτές. Ο μηχανικός του έργου:
21. 21/72
υποδεικνύει τις επιθυμητές διαστάσεις του γεωαφρού EPS στα σχέδια,
προσδιορίζει τις ζώνες με EPS διαφορετικής πυκνότητας (αντοχής), αν
υπάρχουν,
συμπεριλαμβάνει τις παραπάνω οδηγίες στις προδιαγραφές που θα
χρησιμοποιήσει ο προμηθευτής EPS για να εκπονήσει το πρόγραμμα
ποιότητας παραγωγής και το πρόγραμμα παραδόσεων, και
εξετάζει κατά τη διάρκεια της κατασκευής την εφαρμογή των προγραμμάτων
των προμηθευτών EPS που έχουν υποβληθεί.
5.5.2 Διάτμηση μεταξύ πρισμάτων
Οι διατμητικές δυνάμεις κατά μήκος των οριζόντιων διεπιφανειών μεταξύ
στρωμάτων από πρίσματα EPS είναι ο κύριος και βασικός μηχανισμός που
αλληλεμπλέκει τα πρίσματα ώστε να αντισταθούν σε οριζόντια φορτία. Αν και η
γωνία τριβής κατά Mohr-Coulomb για ολίσθηση διεπιφάνειας EPS-EPS είναι
συγκρίσιμη με αυτή της άμμου (δ = 30ο
), η διατμητική αντοχή είναι γενικά σχετικά
μικρή σε μέγεθος επειδή οι κατακόρυφες ορθές τάσεις είναι μικρές (για όλες τις
πρακτικές περιπτώσεις ίσες με το ίδιο βάρος του συστήματος οδοστρώματος). Η
εμπειρία έχει δείξει ότι η αντίσταση αυτή ενδέχεται να είναι ανεπαρκής για να
παραλάβει τις σημαντικές δυνάμεις που προκύπτουν από ισχυρές οριζόντιες
σεισμικές φορτίσεις. Τόσο οι δυνάμεις αντίστασης, όσο και οι δράσεις (δυνάμεις ή
τάσεις) θα πρέπει να υπολογίζονται σε πολλά επίπεδα, σαρώνοντας το
κατακόρυφο προφίλ του επιχώματος.
Εάν οι υπολογιζόμενες δυνάμεις αντίστασης κατά μήκος των οριζόντιων επιπέδων
ανάμεσα στα πρίσματα EPS δεν επαρκούν έναντι των οριζόντιων σεισμικών
δυνάμεων, απαιτείται οριζόντια αγκύρωση μεταξύ των πρισμάτων EPS για να
ενισχυθεί η συνοχή μεταξύ τους. Αυτό γενικά επιτυγχάνεται με την προσθήκη
μηχανικών συνδετήρων μεταξύ των πρισμάτων (συνήθως προκατασκευασμένες
οδοντωτές μεταλλικές πλάκες) κατά μήκος των οριζόντιων διεπιφανειών μεταξύ
των πρισμάτων EPS (βλ. Σχήμα 6(β)). Αυτοί οι συνδετήρες παρέχουν μια
ψευδοσυνοχή Mohr-Coulomb. Η μορφή των πλακών και ο τρόπος τοποθέτησής
τους δίνονται από τον κατασκευαστή.
Οι πλάκες αυτές θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο όταν οι υπολογισμοί
υποδεικνύουν την αναγκαιότητά τους. Η γενικευμένη χρήση συνδετήρων θα
πρέπει να αποφεύγεται επειδή οι τελευταίοι αυξάνουν σημαντικά το κόστος του
έργου, αν και δεν είναι επιβλαβείς. Εκτός από το ρόλο τους στην ανάληψη
οριζόντιων φορτίων, οι μηχανικοί συνδετήρες έχουν αποδειχθεί χρήσιμοι για την
αποφυγή μετατόπισης των πρισμάτων EPS, όταν αυτά συναρμολογούνται υπό
συνθήκες ακραίων καιρικών φαινομένων.
22. 22/72
Σχήμα 6(β): Οδοντωτή μεταλλική πλάκα για την ενίσχυση της συνοχής μεταξύ πρισμάτων
EPS
5.5.3 Σεισμική απόκριση
Καθώς η οριζόντια σεισμική επιτάχυνση στην κορυφή του επιχώματος αναμένεται
να είναι διαφορετική από αυτή στη βάση του, η προσομοίωση της εσωτερικής
σεισμικής απόκρισης είναι πιο πολύπλοκη από την αντίστοιχη εξωτερική. Κατά
συνέπεια, απαιτείται ο υπολογισμός της επιτάχυνσης της κορυφής. Κατά τη
συνήθη πρακτική, αυτό γίνεται με τη χρήση ενός κλασσικού μονοβάθμιου
ταλαντωτή. Αρχικά υπολογίζεται η θεμελιώδης ιδιοπερίοδος του επιχώματος T0 με
χρήση της ακόλουθης εξίσωσης:
(1)
όπου:
B = πλάτος της κορυφής του επιχώματος (βλ. Σχήμα 7)
Εti = εφαπτομενικό μέτρο ελαστικότητας μικρών παραμορφώσεων του EPS
(τιμή ίση με 5 MPa μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προκαταρκτικές αναλύσεις)
g = επιτάχυνση βαρύτητας
Η’ = ενεργό ύψος του επιχώματος (όπως ορίζεται στο Σχήμα 8)
kv = συντελεστής κατακόρυφης σεισμικής επιτάχυνσης στη βάση του επιχώματος
Τ0 = θεμελιώδης ιδιοπερίοδος του επιχώματος
ν = λόγος Poisson του EPS
(για προκαταρκτικές αναλύσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί τιμή ίση με 0.1)
= ενεργός κατακόρυφη ορθή τάση στην κορυφή της μάζας του EPS εξαιτίας του
βάρους του υπερκείμενου συστήματος οδοστρώματος.
p
i
0.5
2
v v
0
t
1 k H' H' 12
T 2 4 1
E g B 5
pv
23. 23/72
Σχήμα 7: Απλοποιημένη προσομοίωση της σεισμικής απόκρισης επιχώματος EPS
Η εξίσωση (1) δίνει τρεις τιμές για την ιδιοπερίοδο, για +kv , -kv και kv = 0.
Στην συνέχεια, αυτές οι τιμές πρέπει να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με ένα φάσμα
σχεδιασμού αντιπροσωπευτικό της θέσης του έργου για να καθοριστεί η μέγιστη
οριζόντια επιτάχυνση στην κορυφή.
Για τους σκοπούς της ανάλυσης, η οριζόντια επιτάχυνση μέσα στο επίχωμα
μπορεί να υποτεθεί ότι μεταβάλλεται γραμμικά ανάμεσα στις τιμές βάσης και
κορυφής. Σε οποιοδήποτε επίπεδο μέσα στο επίχωμα, η τιμή της οριζόντιας
επιτάχυνσης που προκύπτει από γραμμική παρεμβολή, μπορεί να
πολλαπλασιαστεί με τη μάζα του υλικού (σύστημα οδοστρώματος, EPS, κ.λπ.)
πάνω από το θεωρούμενο επίπεδο για να δώσει την οριζόντια δύναμη λόγω
σεισμικής φόρτισης. Αυτή μπορεί μετά να συγκριθεί με την οριζόντια διατμητική
αντοχή.
5.5.4 Φέρουσα ικανότητα πρισμάτων EPS
Το κύριο ζήτημα όσον αφορά την εσωτερική ευστάθεια είναι η φέρουσα ικανότητα
των πρισμάτων EPS σε κατακόρυφη θλίψη. Η βασική διαδικασία ξεκινά με τον
υπολογισμό των κατακόρυφων ορθών τάσεων σε διάφορα επίπεδα και οριζόντιες
θέσεις μέσα στη μάζα του γεωαφρού (συνήθως η διεπιφάνεια ανάμεσα στην
κορυφή του γεωαφρού και τη βάση του συστήματος οδοστρώματος είναι η πιο
κρίσιμη) και καταλήγει στην επιλογή του τύπου του EPS που θα χρησιμοποιηθεί
έτσι ώστε οι μέγιστες κατακόρυφες τάσεις να είναι μικρότερες από τις τιμές που
δίνονται στον Πίνακα 1.
Η φόρτιση της κυκλοφορίας είναι μια από τις σπουδαιότερες παραμέτρους που
λαμβάνονται υπόψη για τους υπολογισμούς της εσωτερικής ευστάθειας
επιχωμάτων οδών. Η μεταβολή των κατακόρυφων ορθών τάσεων κάτω από την
επιφάνεια του οδοστρώματος μπορεί να προσεγγιστεί επαρκώς με τη χρήση της
καθιερωμένης κατανομής 2:1 (κατακόρυφα: οριζόντια). Η κατανομή αυτή
χρησιμοποιείται μέσα στη μάζα του συστήματος οδοστρώματος και τη μάζα του
γεωαφρού.
Β
Η
ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ
( το Η’ επιλέγεταιώστε το προσομοίωμα να έχει
το ίδιο εμβαδό με το πραγματικό επίχωμα EPS
Η’
πρίσματα EPS =
αβαρής
ελαστικόςπρόβολος
Β
εντοπισμένημάζα του συστήματοςοδοστρώματος
καιυποκείμενηςπλάκαςσκυροδέματος(αν υπάρχει)
24. 24/72
5.5.5 Ανοχές διαστάσεων
Οι ανοχές διαστάσεων των πρισμάτων EPS για εφαρμογές γεωαφρού επηρεάζουν
την κατασκευή μέσω της ικανότητας των πρισμάτων να έχουν καλή εφαρμογή με
τα ελάχιστα δυνατά κενά μεταξύ τους και να διατηρούν μια επίπεδη ή οριζόντια
επιφάνεια με την πρόσθεση ανώτερων στρωμάτων από πρίσματα. Έτσι, οι ανοχές
διαστάσεων των πρισμάτων EPS εμπεριέχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
Η επιτρεπόμενη μεταβολή, σχετικά με μια μέση τιμή του μήκους καθεμιάς από
τις τρείς ορθογωνικές διαστάσεις (μήκος, πλάτος, πάχος) ενός πρίσματος,
Η ορθογωνικότητα (τετραγωνικότητα) των γωνιών ενός πρίσματος και
Η επιτρεπόμενη στρέβλωση ή καμπυλότητα στις επιφάνειες ενός πρίσματος.
Το σχήμα και οι διαστάσεις των πρισμάτων EPS ελέγχονται σε μεγάλο βαθμό από
διάφορους παράγοντες κατά τη διάρκεια της κατασκευής τους, ειδικότερα
αναφορικά με την ακρίβεια και τη σταθερότητα των διαστάσεων του καλουπιού
που χρησιμοποιείται. Τα στοιχεία αυτά πρέπει να περιληφθούν σε κατάλληλες
προδιαγραφές.
Αξίζει να τονιστεί ότι οι προδιαγραφές σε ανοχές διαστάσεων ενδέχεται να
μεταβάλλονται ανά περίπτωση έργου για λόγους οικονομίας.
5.6. Έλεγχος συστήματος οδοστρώματος
Κατά το σχεδιασμό του οδοστρώματος, η μάζα του EPS μπορεί να θεωρηθεί ως
ένα ισοδύναμο εδαφικό υπόστρωμα με δυσκαμψία συγκρίσιμη με αυτή της μέσης-
στιφρής αργίλου. Ο Πίνακας 2 δίνει τις συνιστώμενες τιμές σχεδιασμού των
παραμέτρων του ισοδύναμου εδαφικού υποστρώματος βασιζόμενος στην
πυκνότητα του EPS αμέσως κάτω από το σύστημα οδοστρώματος.
5.7. Συμπληρωματικά θέματα σχεδιασμού
Σε πολλές περιπτώσεις είναι επιθυμητό να τοποθετηθεί ένα γεωσυνθετικό
παρέμβλημα ανάμεσα στην κορυφή των πρισμάτων EPS και τη βάση του
συστήματος οδοστρώματος. Αυτό το παρέμβλημα μπορεί να χρησιμεύσει για δυο
λόγους:
Περιορισμός της ολίσθησης του συστήματος οδοστρώματος που έχει σαν
αποτέλεσμα την αύξηση της δυσκαμψίας και την βελτιωμένη συνολική απόδοση
του συστήματος οδοστρώματος.
Διαχωρισμός του EPS και του οδοστρώματος για να αποτραπεί χημική
προσβολή του EPS από υγρά, ειδικότερα καύσιμα οχημάτων που ενδέχεται να
χυθούν στην επιφάνεια του οδοστρώματος.
Η ανάγκη για αύξηση της δυσκαμψίας του συστήματος οδοστρώματος θα πρέπει
να διερευνάται ανά περίπτωση έργου για να αξιολογηθεί τεχνοοικονομικά η
επιλογή της ενίσχυσης της δυσκαμψίας έναντι ενός παχύτερου συστήματος
25. 25/72
οδοστρώματος. Όσον αφορά την ενίσχυση της δυσκαμψίας, μπορούν να
χρησιμοποιηθούν διάφορα υλικά για το σκοπό αυτό, όπως αντίστοιχα στην
περίπτωση ενός οδοστρώματος υπερκείμενου σε εδαφικό υπόστρωμα. Ένα
γεώπλεγμα ή μία γεωκυψέλη γεμάτη εδαφικό υλικό, πιθανόν να είναι τα πιο
οικονομικά υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Η γεωκυψέλη τοποθετείται
κατευθείαν πάνω στα πρίσματα EPS ενώ η βέλτιστη θέση του γεωπλέγματος μέσα
στο σύστημα οδοστρώματος πρέπει να προσδιοριστεί από το σχεδιασμό. Η
εναλλακτική λύση της γεωκυψέλης γεμάτη εδαφικό υλικό έχει το πλεονέκτημα ότι
παρέχει μια σχετικά δύσκαμπτη επιφάνεια εργασίας. Αυτό προσφέρει
επιπρόσθετη προστασία για τα πρίσματα EPS κατά την κρίσιμη φάση της
κατασκευής.
Γενικά, ο διαχωρισμός απαιτείται μόνο όταν το σύστημα οδοστρώματος περιέχει
σχετικά μεγάλο ποσοστό λεπτόκοκκων (λεπτή άμμος και μικρότερα). Στην
περίπτωση αυτή ένα κατάλληλο γεωύφασμα μπορεί να αποτελεί το υλικό
διαχωρισμού, με την προυπόθεση ότι θα πρέπει να διερευνηθεί η γωνία τριβής
μεταξύ του γεωυφάσματος και του γεωαφρού. Όπου τα σεισμικά ή άλλα οριζόντια
φορτία είναι σημαντικά, η ολίσθηση κατά μήκος της διεπιφάνειας γεωυφάσματος-
γεωαφρού μπορεί να είναι κρίσιμη.
Η προστασία του EPS από διαρροές καυσίμου των διερχόμενων οχημάτων δεν
κρίνεται ότι είναι ένα ενδεχομένως σημαντικό πρόβλημα στις περισσότερες
εφαρμογές. Είναι στην κρίση του μηχανικού το αν θα χρησιμοποιηθεί μια
γεωμεμβράνη κατάλληλης σύνθεσης. Εντούτοις, η γωνία τριβής δ μεταξύ
γεωμεμβράνης και EPS θα πρέπει να διερευνηθεί. Όπου σεισμικά ή άλλα οριζό-
ντια φορτία είναι σημαντικά, η πιθανότητα οριζόντιας ολίσθησης κατά μήκος της
επίπεδης διεπιφάνειας γεωμεμβράνης-EPS μπορεί να είναι κρίσιμη. Μια εκτίμηση
της προκαλούμενης μόνιμης μετακίνησης από σεισμό μπορεί να γίνει με τη χρήση
της ανάλυσης ολισθαίνοντος σώματος του Newmark. Αυτή η ανάλυση χρειάζεται
μια γωνία τριβής για τη διεπιφάνεια γεωμεμβράνης-γεωαφρού. Η υπολογιζόμενη
παραμόρφωση δεν θα πρέπει να ξεπερνά περίπου τα 50mm για να διασφαλιστεί η
ακεραιότητα της γεωμεμβράνης. Εάν οι μόνιμες παραμορφώσεις ξεπερνούν τα
50mm, πρέπει να επιλεγεί ένα άλλο είδος γεωμεμβράνης για να αυξηθεί η
διατμητική αντοχή της διεπιφάνειάς της με το γεωαφρό και να μειωθούν οι μόνιμες
παραμορφώσεις.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, μία ελαφρά οπλισμένη πλάκα σκυροδέματος
πάχους 100 έως 150mm μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρέχει ενίσχυση και
διαχωρισμό, και είναι απαραίτητη όταν απαιτείται αγκύρωση του οδικού
εξοπλισμού.
Για το πάχος του συστήματος οδοστρώματος θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η
υποδομή πάνω και κάτω από την επιφάνεια της οδού, όπως:
Λεκάνες και αγωγοί απορροής ομβρίων για το οδόστρωμα. Όποτε είναι δυνατό,
οι αγωγοί ειδικά πρέπει να βρίσκονται μέσα στο σύστημα οδοστρώματος.
26. 26/72
Εγκιβωτισμός των σημάτων κυκλοφορίας, κολώνων φωτισμού, κιγκλιδωμάτων,
κ.λπ.
5.8. Κατασκευή οδοστρώματος
Το σύστημα οδοστρώματος ορίζεται ως το σύνολο των υλικών που βρίσκονται
πάνω από τα πρίσματα EPS μέσα στα όρια του δρόμου, συμπεριλαμβανομένων
τυχόν ερεισμάτων. Προσοχή πρέπει να δίνεται κατά την κατασκευή του
συστήματος οδοστρώματος έτσι ώστε το στρώμα διαχωρισμού και τα πρίσματα
EPS να μην πάθουν ζημιές. Κατά την τοποθέτηση του γεωσυνθετικού, η ανώτερη
επιφάνεια του τελικού στρώματος των πρισμάτων EPS, πρέπει να είναι καθαρή
και στεγνή. Επίσης, κατά την τοποθέτηση του του γεωσυνθετικού χρειάζεται
προσοχή ώστε να μην καταστραφούν τα πρίσματα, να μην χάσουν την
επιπεδότητά τους και να μην δημιουργηθούν κενά ανάμεσά τους.
Γενικά η κατασκευή του συστήματος οδοστρώματος ακολουθεί τη συνήθη
πρακτική με μόνο μερικές προφυλάξεις σχετικές με την παρουσία των πρισμάτων
EPS. Η πιο κρίσιμη φάση είναι η τοποθέτηση και η δυναμική συμπύκνωση του
εδαφικού υλικού πάνω στο γεωσυνθετικό διαχωρισμού των πρισμάτων EPS.
Πρέπει να αποφεύγεται η έντονη κυκλοφορία των οχήματων και του
κατασκευαστικού εξοπλισμού κατευθείαν πάνω στα πρίσματα EPS ή το στρώμα
διαχωρισμού αφού η πιθανότητα αυξημένης καταπόνησής τους παραμένει. Η
μοναδική κατασκευαστική οδηγία που καθορίζει μέγιστα φορτία κατασκευαστικού
εξοπλισμού είναι στις προδιαγραφές του Ηνωμένου Βασιλείου, όπου συνιστάται
ότι το μέγιστο βάρος του εξοπλισμού δυναμικής συμπύκνωσης είναι 58.8 kN ανά
μέτρο πλάτους του οδοστρωτήρα και η μέγιστη εφαρμοζόμενη τάση του
κατασκευαστικού εξοπλισμού είναι 20 kPa. Ο τύπος και το μέγεθος του
κατασκευαστικού εξοπλισμού θα πρέπει να περιορίζεται ώστε οι μέγιστες τάσεις
που ασκούνται από τα φορτία των τροχών, ερπυστριών ή κυλίνδρων να μην
ξεπερνούν το όριο ελαστικότητας του EPS.
Μια κατασκευαστική διαδικασία που μπορεί να ακολουθηθεί για να ελαχιστο-
ποιηθούν οι βλάβες στα πρίσματα EPS και τα γεωσυνθετικά, είναι η χρήση
σχετικά ελαφρύ εξοπλισμού για τη διάστρωση περίπου 300mm εδαφικού υλικού
πάνω στο γεωσυνθετικό πριν τη δυναμική συμπύκνωση του υλικού. Συνήθως η
τοποθέτηση του πρώτου στρώματος του υλικού επιτυγχάνεται με προώθηση του
υλικού με χρήση μιας σχετικά μικρής μπουλντόζας ή ενός φορτωτή. Η τοποθέτηση
επιπρόσθετων στρωμάτων του συστήματος οδοστρώματος μπορεί να γίνει
κανονικά, αν και η κυκλοφορία φορτηγών ή βαρέος εξοπλισμού παντός τύπου
στην επιφάνεια θα πρέπει να ελαχιστοποιείται ή να αποτρέπεται εντελώς μέχρι να
ολοκληρωθεί η κατασκευή του οδοστρώματος. Ο σχηματισμός σωρών υλικών
κατασκευής πάνω στο γεωαφρό πρέπει να γίνεται με προσοχή ώστε να
ελαχιστοποιείται η καταπόνηση του EPS. Μετά την ολοκλήρωση του συστήματος
οδοστρώματος, τα φορτία των οχημάτων δεν θα πρέπει να ξεπερνούν αυτά του
οχήματος σχεδιασμού.
Ο πιο αποτελεσματικός τύπος εξοπλισμού δυναμικής συμπύκνωσης που μπορεί
27. 27/72
να χρησιμοποιηθεί ώστε να ικανοποιεί τις επιθυμητές απαιτήσεις εξαρτάται από τα
χαρακτηριστικά του υλικού που θα συμπυκνωθεί. Μπορεί να γίνει εξέταση μιας
δοκιμαστικής περιοχής ή λωρίδας με τα υλικά που θα διαστρωθούν και θα
συμπυκνωθούν για να καθοριστεί ο κατάλληλος τύπος εξοπλισμού δυναμικής
συμπύκνωσης που χρειάζεται για να επιτευχθούν οι απαιτούμενες προδιαγραφές.
5.9. Εγκατάσταση οργάνων σε υπόστρωμα και επίχωμα
Αποτελεί γενικό κανόνα ότι δεν είναι απαραίτητο να εγκατασταθούν όργανα
γεωτεχνικών μετρήσεων με σκοπό την παρακολούθηση και τον έλεγχο της
λειτουργίας του γεωαφρού EPS κατά τη διάρκεια ή/και μετά την κατασκευή. Η
χρήση του γεωαφρού EPS στην κατασκευή οδών δεν είναι νέα ή πειραματική
τεχνολογία. Εντούτοις, εναπόκειται στη κρίση του μηχανικού η εγκατασταση
οργάνων. Εάν αποφασιστεί η εγκατάσταση οργάνων, είναι σημαντικό να τηρηθούν
κάποιοι καθιερωμένοι κανόνες:
Η ταυτότητα των παραμέτρων που θα μετρηθούν (καθίζηση, πλευρική
μετατόπιση, κ.λπ.) πρέπει να προσδιοριστεί επακριβώς εκ των προτέρων και
σε σχέση με το υπό εξέταση έργο.
Δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται όργανο ούτε να μετράται παράμετρος, αν δεν
υπάρχει προγενέστερη εκτίμηση του αναμενόμενου μεγέθους ή εύρους του
μεγέθους της παραμέτρου, συμπεριλαμβανομένης της μεταβολής της ως
συνάρτησης του χρόνου, της θερμοκρασίας, ή όποιας άλλης περιβαλλοντικής
συνθήκης όπου μπορεί να εφαρμοστεί.
Το χρησιμοποιούμενο όργανο πρέπει να έχει ακρίβεια κατάλληλη προς το
αναμενόμενο μέγεθος της παραμέτρου που πρόκειται να μετρηθεί,
Πρέπει να υπάρχει επαρκής χρηματοδότηση όχι μόνο για την απόκτηση και
εγκατάσταση του εξοπλισμού των οργάνων, αλλά και για την ανάγνωση των
ενδείξεων και την έγκαιρη ερμηνεία τους. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν
είναι επιθυμητή η απόκτηση δεδομένων σε χρονική στιγμή μεταγενέστερη της
ολοκλήρωσης και της έναρξης λειτουργίας του έργου.
5.10. ΠροετοιμασΙα της περιοχής του έργου
Η εμπειρία δείχνει ότι η σωστή προετοιμασία της τοποθεσίας του έργου πριν την
τοποθέτηση των πρισμάτων EPS είναι σημαντικός παράγοντας τόσο για την
εσωτερική ευστάθεια του επιχώματος όσο και τη συνολική κατασκευασιμότητα. Η
ανάγκη για στενή συμμόρφωση με τα κριτήρια που παρατίθενται κατωτέρω που
αφορούν την προετοιμασία της περιοχής, εξαρτάται από το πάχος του γεωαφρού
της επίχωσης.. Αν δεν έχει δοθεί επαρκής προσοχή στην προετοιμασία,
καθίσταται δυσκολότερη η διατήρηση της επίπεδης ή οριζόντιας μορφής των
στρωμάτων του EPS.
Οι λεπτομέρειες της προετοιμασίας της περιοχής του έργου που πρέπει να
συμπεριληφθούν στις προδιαγραφές της κατασκευής είναι οι ακόλουθες:
Δεν θα πρέπει να υπάρχει στάσιμο νερό ή συσσωρευμένος πάγος ή χιόνι μέσα
28. 28/72
στην περιοχή όπου θα τοποθετηθούν τα πρίσματα EPS. Η παρουσία του νερού
αναστέλλει της εξασφάλιση ότι το εδαφικό υπόστρωμα είναι επαρκώς επίπεδο
και ελεύθερο από υλικά που μπορούν να επηρεάσουν την σωστή τοποθέτηση
των πρισμάτων EPS. Ωστόσο, από πρακτική σκοπιά ο γεωαφρός EPS
χρησιμοποιείται συχνά σε περιοχές όπου οι εδαφικές συνθήκες είναι
ανεπαρκείς και ο υδροφόρος ορίζοντας είναι σχεδόν στην επιφάνεια. Η
εμπειρία δείχνει ότι μια ποσότητα στάσιμου νερού μπορεί να είναι ανεκτή και να
κατασκευαστεί ένα επίχωμα EPS αποδεκτής λειτουργίας. Εντούτοις, η
πιθανότητα ανύψωσης των πρισμάτων λόγω άνωσης κατά τη διάρκεια της
κατασκευής θα πρέπει να ληφθεί υπόψη όταν υπάρχουν στάσιμα νερά ικανού
ύψους. Πρέπει να εξασφαλίζεται η διατήρηση της επαρκούς απορροής των
ομβρίων στην περιοχή του έργου κατά τη διάρκεια της κατασκευής, ώστε να
ελαχιστοποιείται η συσσώρευση νερού κατά μήκος του επιχώματος EPS από
μεγάλες βροχοπτώσεις, που μπορεί να προκαλέσουν ανύψωση των πρισμάτων
EPS.
Δεν θα πρέπει να υπάρχουν μπάζα ή μεγάλα τμήματα βλάστησης που
προεξέχουν από το υπόστρωμα πάνω στο οποίο θα τοποθετηθούν τα
πρίσματα EPS. Επιπλέον, τυχόν αδρανή στο επίπεδο του υποστρώματος δεν
θα πρέπει να είναι μεγαλύτερα από αυτά της χονδρόκοκκης άμμου έως
λεπτόκοκκων χαλίκων (2 έως 19 mm). Ο σκοπός αυτών των απαιτήσεων είναι η
αποτροπή ζημιών όπως τρυπήματα, κοιλότητες, σπασμένες γωνίες, κ.λπ. στα
πρίσματα EPS του πρώτου στρώματος που τοποθετούνται στο έδαφος
θεμελίωσης. Σε μερικές περιπτώσεις, κρίνεται απαραίτητη η τοποθέτηση ενός
στρώματος άμμου πάχους 12 έως 15 mm πάνω στην επιφάνεια του
υπάρχοντος εδάφους θεμελίωσης. Αυτό εξυπηρετεί ταυτόχρονα την επικάλυψη
του χονδρόκοκκου υλικού και την απαραίτητη επιπεδοποίηση του πρώτου
στρώματος των πρισμάτων.
Ανεξάρτητα με το έδαφος θεμελίωσης (φυσικό έδαφος ή στρώμα άμμου), η
επιφάνεια πρέπει να είναι επαρκώς επίπεδη πριν την τοποθέτηση του πρώτου
στρώματος από πρίσματα. Η μέγιστη κλίση δεν πρέπει να ξεπερνά τα ±10mm
(κατακόρυφα) σε αποστάσεις των 3m. Συνήθως αυτός ο περιορισμός δεν
μπορεί να ικανοποιηθεί μόνο με χρήση μηχανικού εξοπλισμού, οπότε απαιτείται
κάποια χειρωνακτική εργασία. Σημειώνεται ότι στα περισσότερα έργα το
απαιτούμενο τελικό υπόστρωμα μπορεί να μην είναι απαραίτητα οριζόντιο σε
κατεύθυνση παράλληλη προς τον άξονα της οδού. Αυτό συμβαίνει διότι η
κορυφή του συστήματος των πρισμάτων EPS (και συνεπώς και η βάση) θα
πρέπει πάντα να είναι παράλληλες με την τελική κλίση του οδοστρώματος στο
διαμήκη άξονα. Επομένως, εάν η κλίση του δρόμου δεν είναι οριζόντια το
υπόστρωμα πάνω στο οποίο θα τοποθετηθούν τα πρίσματα EPS πρέπει
επίσης να μην είναι οριζόντιο κατά μήκος του δρόμου.
Αφού το υπόστρωμα έχει προετοιμαστεί κατάλληλα, μπορεί να ξεκινήσει η
εγκατάσταση των πρισμάτων EPS.
