PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO mgr inż. Maciej Kowal

Transkrypt

1 PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO Zajęcia Rozdanie i omówienie tematów Ukształtowanie terenu Klasa drogi Typ terenu Vp [km/h] GP G Z L płaski falisty górzysty płaski falisty górzysty płaski falisty górzysty płaski falisty górzysty H i = l i spadek terenu, H różnica wysokości między warstwicami ( H = m), l odległość między warstwicami. Teren płaski: i = 3% => l = 33 m (w skali :000 na mapie l = 33 mm), Teren falisty: i = 4% => l = 5 m (w skali :000 na mapie l = 5 mm), Teren górzysty: i = 5% => l = 0 m (w skali :000 na mapie l = 0 mm), Mapa warstwicowa A , ,6 3 96, , ,5 B 4 96,6 99,5 96, , Na następne zajęcia: plan warstwicowy. Zajęcia Kształt linii komunikacyjnej w planie jest ustalany na podstawie projektu przy opracowaniu którego, uwzględniane jest ukształtowanie terenu, jak i przeznaczenie trasy oraz jej rola. Droga powinna składać się z odcinków prostych i łuków kołowych z krzywymi przejściowymi.

2 A prosta kierunkowa L L prosta kierunkowa L W W α - prawoskrętny prosta kierunkowa 3 L B W W α - lewoskrętny Krzywe stosowane w drogownictwie: 3 klotoida parabola 3 o 3 lemniskata Warunki krzywej przejściowej. Warunki estetyczne: R o A R warunek parametru klotoidalnej krzywej ( A = RL ), 3 R o L R warunek długości krzywej przejściowej (L), 9 3 o H 0, 5m warunek przesunięcia łuku kołowego (H) po zastosowaniu krzywej przejściowej, 4 o L : Ł : L = : 4 : warunek stosunków długości odcinka łuku i krzywej przejściowej L = Ł, Ł = 4L 4 Warunki geometryczne: 5 o α > τ warunek rozpiętości kąta załamania trasy i kątów klotoidy 3 V 6 o p m K od wartości z tablicy wzrostu warunek przyspieszenia dośrodkowego; K = = 3 RL s [Dziennik Ustaw nr 43 z marca 999r.] Prędkość projektowa (km/h) Prędkość projektowa (m/s) 7,8, 9,4 6,7 3,9, Przyrost przyspieszenia dośrodkowego (m/s 3 ) 0,3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Założenia do projektowania: dwie proste kierunkowe i jeden łuk kołowy z krzywymi przejściowymi (GP, G), trzy proste kierunkowe i dwa łuki kołowe z krzywymi przejściowymi (Z, L). Na następne zajęcia: policzone kąty załamania i poprowadzone proste kierunkowe.

3 Zajęcia 3 Punkty główne łuku z krzywymi przejściowymi: Xs To Ts τ τ H R Z W τ γ τ S α γ R Y X XD T 0 = T s + X s ( R H ) T s = + X s = X α tg Rsinτ Z = + α cos γ = α τ T D = X Yctgτ πrγ Ł = o g 80 / 00 ( R + H ) H [Dziennik Ustaw nr 43 z marca 999r.] Dwa odcinki drogi, które mają stałe i o różnej wartości krzywizny w planie, powinny być połączone krzywą przejściową, z zastrzeżeniem:. W uzasadnionych względami użytkowymi wypadkach zamiast krzywych przejściowych można stosować na drogach klasy L i D oraz ulicach klasy Z proste przejściowe. Krzywych przejściowych można nie stosować, jeżeli: ) promień łuku w planie jest większy niż.000 m na drodze poza terenem zabudowy przy prędkości projektowej 0 km/h i 00 km/h lub większy niż 000 m przy prędkości projektowej 80 km/h i mniejszej, ) droga na terenie zabudowy ma na łuku w planie pochylenie poprzeczne jezdni jak na odcinku prostym. Promień minimalny łuku w zależności od V p lub V m Prędkość projektowa (km/h) Promień łuku kołowego (m) drogi poza terenem zabudowy, przy pochyleniu poprzecznym jezdni 7% Wartości promienia łuku kołowego w planie oraz pochylenia poprzecznego jezdni są zgodne, z zastrzeżeniem ust. 5, z określonymi w tabelach: a) droga klasy G i drogi wyższych klas, jeżeli jezdnia nie jest ograniczona krawężnikami: Prędkość miarodajna (km/h) Promień łuku kołowego w planie (m) przy pochyleniu poprzecznym jezdni ) jak na odcinku prostym % do,5% 3% 4% 5% 6% ) 7% )

4 ) Pochylenie poprzeczne jezdni dla promienia o wartości pośredniej należy interpolować i zaokrąglać do 0,5%. ) Stosowanie przy prędkości miarodajnej powyżej 90 km/h wymaga uzasadnienia. b) drogi klasy Z, L i D, jeżeli jezdnia nie jest ograniczona krawężnikami: Prędkość projektowa (km/h) Promień łuku kołowego w planie (m) przy pochyleniu poprzecznym jezdni *) jak na odcinku prostym % 3% 4% 5% 6% 7% *) Pochylenie poprzeczne jezdni dla promienia o wartości pośredniej należy interpolować i zaokrąglać do 0,5%. W wypadku dróg klasy G i dróg wyższych klas wprowadza się prędkość miarodajną, określaną w następujący sposób: ) na dwujezdniowej drodze poza terenem zabudowy: V m = V p + 0 km/h przy V p 00 km/h, V m = V p + 0 km/h przy V p 80 km/h, gdzie: V m - prędkość miarodajna (km/h), V p - prędkość projektowa (km/h), ) na dwupasowej drodze dwukierunkowej poza terenem zabudowy zgodnie z tabelą: Prędkość miarodajna (km/h) Krętość drogi ( /km) < >40 drogi klasy S o szerokości jezdni 7,5 m lub 7,0 m drogi o szerokości jezdni 7,0 m z utwardzonymi poboczami drogi o szerokości jezdni 7,0 m bez utwardzonych poboczy drogi o szerokości jezdni 6,0 m z utwardzonymi poboczami drogi o szerokości jezdni 6,0 m bez utwardzonych poboczy ) na drodze na terenie zabudowy: V m = V o + 0 km/h, jeżeli jezdnia nie jest ograniczona krawężnikami, V m = V o + 0 km/h, jeżeli jezdnia jest ograniczona z jednej lub z obu stron krawężnikami, gdzie: V m - prędkość miarodajna (km/h), V o - największa dopuszczalna prędkość samochodów osobowych na drodze, ograniczona znakiem lub dopuszczona przepisami (km/h). 4

5 Prędkość miarodajna powinna być co najmniej równa prędkości projektowej drogi i nie większa od niej o więcej niż 0 km/h. 00 % 85 % Prędkość miarodajna Vm: prędkość kwantyla 85, czyli prędkość w ruchu swobodnym, której na suchej nawierzchni nie przekracza więcej niż 85% użytkowników ruchu. Vm V Szerokość każdego pasa ruchu powinna być zwiększona na łuku kołowym w planie, z zastrzeżeniem ust. i 4, o wartość obliczoną w następujący sposób: ) R 40 - na drodze klasy Z i drogach klas G i GP, ) R 30 - na drodze klasy D i drogach klasy L, gdzie R jest promieniem łuku kołowego osi jezdni wyrażonym w metrach, przy czym obliczone poszerzenie powinno być zaokrąglone do 5 cm w górę.. Nie należy poszerzać pasa ruchu, jeżeli wartość obliczonego poszerzenia jest mniejsza niż 0,0 m, a także gdy jezdnia ma dwa lub więcej pasów przeznaczonych dla jednego kierunku ruchu. 3. Zmiana szerokości jezdni powinna być wykonana na krzywej przejściowej, prostej przejściowej lub na łuku kołowym o większym promieniu, jeżeli jest to krzywa koszowa, w sposób płynny bez widocznych załamań krawędzi jezdni. 4. Na łuku kołowym o promieniu mniejszym lub równym 5 m wartość poszerzenia powinna być określona dla każdego pasa ruchu oddzielnie. Przykłady obliczania łuków z krzywymi przejściowymi na podstawie Tablic tyczenia krzywych.. Między dwie proste kierunkowe o kącie załamania trasy α = 50 g wpisać łuk kołowy o promieniu R = 300 m i dwa odcinki klotoidy o długości L = 00 m. Długość L nie musi być zachowana. Do Tablicy I wchodzimy z wielkością L 00 λ = = = R 300 0, Najbliższa wartości znajduje się w wierszu l = 0,577 i wynosi λ = 0,3399. Długość łuku klotoidy zmieni się do wartości L = λr = 0,3399*300 m = 99,88 m. Jako parametr klotoidy otrzymamy L 99,88m A = = = 73, m, sprawdzamy warunek o 00 A 300 l 0,557 Odczytujemy pozostałe wartości z Tablicy I i mnożymy przez A: l = 0,577 A = 99, 88m, sprawdzamy warunek o 33,33 L 300 X = 0, A = 99, 60m, Y = 0,03953 A = 5, 53m, 5

6 X S = 0,8834 A = 49, 89m, H = 0, A =, 38m, sprawdzamy warunek 3 o H 0, 5m T D = 0,3857 A = 66, 68m, g τ =0,5975, sprawdzamy warunek 5 o 50,0000 g >,950 g g γ = α τ = 8,8050 α g TS = ( R + H ) tg = ( 300m +,38m ) tg5 = 4, 83m g X S = X Rsin τ = 99,60m 300m sin(0,5975 ) = 49, 89m, zgadza się T0 = TS + X S = 4,83m + 49,89m = 74, 7m Z = ( R + H ) + H = ( 300m +,38m ) +,38m = 6, m g cos cos(5 ) α g TD = X Yctgτ = 99,60m 5,53m ctg(0,5975 ) = 66, 68m, zgadza się g πrγ π 300m 8,8050 Ł = = = 35, 74m, sprawdzamy warunek 4 o Ł = 49,84 399,5 m g g m 3 6,67 V Sprawdzamy warunek 6 o p s K = = = 0,55 < 0, 7 RL 300m 99,88m. Między dwie proste kierunkowe o kącie załamania trasy α = 50 g wpisać łuk kołowy o promieniu R = 300 m i dwa odcinki klotoidy o długości L = 00 m. Długość L musi być zachowana. Do Tablicy I wchodzimy z wielkością L 00 λ = = = R 300 0, Najbliższe wartości znajdują się w wierszach: l = 0,577 λ = 0, l = 0,578 λ = 0, Wartości należy interpolować: y = y ( x x ) ( ) ( y ) x x + y lub znane x, x, x, y, y ( x x ) y = y + y y x x ( ) ( ) Ponieważ znamy wartości l = 0,577, l = 0,578, λ = 0,333333, λ = 0,3399, λ = 0,334084, to szukamy wartości l. 3 6

7 lub = 0,577 PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO ( λ λ ) ( ) ( ) ( 0, ,3399) l ( ) ( ) = 0, ,578 0,577 λ λ 0, ,3399 ( 0,000404) + ( ) ( 0,00) = 0,0055 0, l = l + l = 0,578 ( λ λ ) ( ) ( ) ( 0, ,334084) l ( ) ( ) = 0, ,578 0,577 λ λ 0, ,3399 ( 0,00075) + ( ) ( 0,00) = 0,0055 0, l = l + l Znając l możemy na podstawie L obliczyć parametr krzywej A L 00m A = = = 73, 05m l 0, i na podstawie interpolowanych x, y, x s, h, t d, tk, można wyznaczyć pozostałe wartości. Wartość τ możemy obliczyć bezpośrednio z interpolacji. Znając wartości τ = 0,5975, τ = 0,634, l = 0,577350, l = 0,577, l = 0,578, znajdujemy: = 0,577 ( l l ) ( ) ( ) ( 0, ,577) τ = 0, ( 0,634 0,5975) l l ( 0,578 0,577) ( 0,000350) 3g + ( 0,0367) = 0,603 ( 0,00) τ = τ + τ 3. Między dwie proste kierunkowe o kącie załamania trasy α = 50 g wpisać łuk kołowy o promieniu R = 300 m i dwa odcinki klotoidy o długości L = 00 m. Długość L musi być zachowana. Do Tablicy V wchodzimy z danymi R, L i α i odczytujemy wartości: τ = 0,603 g, X S = 49,95 m, H =,39 m, T D = 66,76 m, A = 73,05 m, X = 99,73 m, Y = 5,545 m. Na następne zajęcia: policzone łuki = = = 7

8 Zajęcia 4 Kilometraż A PT PKP W R = L = α= γ= τ= To= Ts= Xs= X= Y= Ł= TD= H = i = W α KKP/PŁK W R = L = α= γ= τ= To= Ts= Xs= X= Y= Ł= TD= H = i = ŚŁK W α KŁK/KKP PKP PKP KKP/PŁK ŚŁK KŁK/PKP PKP B KT Kilometraż PT km ,00 + [PT.W] 9,45 m W km 0 + 9,45 - To 03,8 m PKP km ,7 + L 68,93 m KKP/PŁK km ,0 + Ł/ 7,80 m ŚŁK km ,90 + Ł/ 7,80 m KŁK/KKP km ,70 + L 68,93 m PKP km ,63 + [PKP.W] 03,56 m W km ,9 - To 03,56 m PKP km ,63 + L 69,05 m KKP/PŁK km ,68 + Ł/ 8,9 m ŚŁK km ,59 + Ł/ 8,9 m KŁK/KKP km ,50 + L 69,05 m PKP km ,55 + [PKP.KT] 70,0 m KT km ,65 8

9 Plan sytuacyjny z kilometrażem PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO A W α W α B KT PKP 8 9 KŁK/PKP ŚŁK KKP/PŁK PKP PKP KŁK/KKP ŚŁK PT KKP/PŁK PKP τ= W R = L = α= γ= To= Ts= Xs= X= Y= Ł= TD= H = i = km0 hm,,3...9 km 6-8 mm 3-4 mm 3 τ= W R = L = α= γ= To= Ts= Xs= X= Y= Ł= TD= H = i =

10 Profil podłużny 0 3 4,00 0,00 09,00 08,00 07,00 06,00 05,00 04,00 03,00 0,00 0,00 P.P.00 m n.p.m. rzędne niwelety Skala :00 56,60 89,7 8,00 57,70 58,0 69,88 94,00 3,50 5,80 9,80,80 5,80 87,90 56,80 proste i łuki pionowe rzędne terenu proste i łuki poziome odległości km i hm Skala :000 08,00 08,00 07,54 07,00 06,00 06,00 05,66 05,00 04,00 03,00 03,00 04,00 05,00 05,83 06,00 07,00 L = 89,7 m L = 68,93 m L = 68,93 m R, L, Ł, γ, α, τ, Z, To, H, i 09,33 75,90 03,00 8,9 93,70 06,08 08,03 07,8 06,39 05,7 05,43 04,94 04,5 04,9 04,3 04,7 04,47 04,88 05,49 05,63 05,76 07,4 6,63 07,08 07,36 L = 69,88 m i =,87 % R = 4576,73 m, T = 06,0 m, Z =,3 m L = 63,4m +,33 05,43+0,00 04,88+0,06 04,0+0,3 03,55+0,74 03,00+,3 03,37+0,90 04,08+0,39 04,78+0,0 05,49+0,00 +0,5 +,9 +,3 +,7 +0,47-0,06-0, -0,3-0,9-0,34-0,37-0,3-0,6-0,6 +0,03 +0,4 +0,8 Na następne zajęcia: Wprowadzić łuki pionowe plan sytuacyjny, policzyć kilometraż drogi oraz narysować profil podłużny terenu i wrysować łuki krzywymi 0

11 Zajęcia 5 Projektowanie niwelety drogi Przy projektowaniu niwelety zaleca się: - dostosowanie do przebiegu terenu i warunków wodnych, - zapewnienie odprowadzenia wody z korpusu drogi przez wyniesienie korony drogi ponad teren, - zapewnienie wymaganych warunków widoczności, - zastosowanie takiej niwelety, której pochylenie i 0,5 % (0,3 %). [Dziennik Ustaw nr 43 z marca 999r.] Maksymalne pochylenia niwelety: Prędkość projektowa (km/h) Pochylenie niwelety jezdni (%) Trzy sposoby projektowania niwelety:. opisowa Niweleta Teren. tnąca Wykop Wykop Niweleta Nasyp Teren 3. mieszana Niweleta Teren pochylenie podłużne H i = tg α α i = tg α = H/L L Zasady koordynacji w planie i profilu:. Wierzchołki łuków pionowych i poziomych powinny leżeć w jednej płaszczyźnie.. Wzajemne przesunięcie tych wartości o nie więcej niż ¼ dlugości łuku pionowego. 3. należy stosować łuki poziome dłuższe niż pionowe (o około 0%). 4. Promienie łuków pionowych powinny być 0 razy większe niż poziomych. 5. W obrębie łuków poziomych należy unikać więcej niż jednego załamania niwelety. 6. Na długości krzywych przejściowych nie projektujemy załamań. 7. Nie stosować krótkich łuków pionowych na długości łuku poziomego. [Dziennik Ustaw nr 43 z marca 999r.] Określenie wielkości minimalnego promienia łuku pionowego Prędkość projektowa (km/h) Promień krzywej droga dwujezdniowa *) wypukłej (m) droga jednojezdniowa Promień krzywej wklęsłej (m)

12 *) Dopuszcza się m przy przebudowie albo remoncie drogi. i = tg α W α α i = tg α i Z y i x' x T T α α T ( i ± ) R ( ± ) = Z = i R 8 x y = R Pochylenie i podajemy w setnych, a nie w procentach, np. i = 0,035, a nie 3,5 % spadki dodajemy gdy pochylenia mają przeciwne zwroty lub spadki odejmujemy gdy pochylenia mają zgodne zwroty lub Na następne zajęcia: Poprowadzić nad terenem proste, policzyć ich pochylenia, obliczyć i wrysować łuki pionowe

13 L = i = % R, T, Z R, T, Z i = % PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO +,33 08,00 +0,03 Rz.poch - 0,00 07,54 07,00 06,00 05,00 04,00 03,00 03,00 03,00 04,00 +0,5 +0,47 +,9 +,3 +,7 +0,47 +0,47 i = % L = L = +0,03 Rz.poch -y Rz.poch - Z Rz.poch - -y +0,03 +0,03 +0,03 Rz.poch - 0,00 +0,03 +0,03 +0,03 Rz.poch + 0,00 Rz.poch + y Rz.poch + Z Rz.poch + y Rz.poch + y3 Rz.poch + 0,00 +0,03 T T x x' T T x x' rzędne niwelety proste i łuki pionowe rzędne terenu proste i łuki poziome 3

14 Zajęcia Przekroje normalne Przekrój normalny na prostej od... do km... Skala :50 0,4 h x,5 p j j p h x,5 0,4 klasa techniczna - np. G prędkość projektowa - Vp gr. nośn. podłoża - np. G nazwa gruntu - np. piaski :,5 i h=0,5-, m konstrukcja nawierzchni i 0,00 i i 0, m :,5 j szerokość pasa jezdni, p szerokość pobocza, h głębokość rowu (0,50,0 m) :,5 i Przekrój normalny na łuku od... do km... Skala :50 0,4 h x,5 p posz j j posz p h x,5 0,4 klasa techniczna - np. G promień - R = prędkość projektowa - Vp prędkość projektowa - Vm gr. nośn. podłoża - np. G nazwa gruntu - np. piaski h=0,5-, m konstrukcja nawierzchni i 0,00 i i 0, m p-m % :,5 i = i + 3% [Dziennik Ustaw nr 43 z marca 999r.] Szerokość pasa ruchu, z zastrzeżeniem określa tabela: Szerokość pasa ruchu (m) na drodze klasy Usytuowanie drogi GP G Z L poza terenem zabudowy na terenie zabudowy 3,50 3,00-3,50,75-3,00,50-,75 3,50 3,50 3,5-3,00 ) 3,50 3,5-,75 ) 3,00 3,00-,50 ) ) Stosuje się przy uspokajaniu ruchu. ) Stosuje się w zabudowie jednorodzinnej lub przy uspokajaniu ruchu. 4

15 Jezdnia drogi powinna mieć pochylenie poprzeczne umożliwiające sprawny spływ wody. Pochylenie poprzeczne jezdni, z zastrzeżeniem ust. 3, powinno wynosić nie mniej niż: ),0% - nawierzchni twardej ulepszonej, ) 3,0% - nawierzchni twardej nie ulepszonej, 3) 4,0% - nawierzchni gruntowej ulepszonej. Pobocza gruntowe drogi klasy GP i dróg niższych klas powinny mieć szerokości, z zastrzeżeniem 38, nie mniejsze niż: ),50 m - na drodze klasy GP, ),5 m - na drodze klasy G, 3),00 m - na drodze klasy Z, 4) 0,75 m - na drodze klasy L lub D. Pochylenie poprzeczne gruntowego pobocza na odcinku prostym lub na odcinku krzywoliniowym o pochyleniu poprzecznym jezdni jak na odcinku prostym powinno wynosić: ) od 6% do 8% - przy szerokości pobocza nie mniejszej niż,0 m, ) 8% - przy szerokości pobocza mniejszej niż,0 m. Pochylenie poprzeczne gruntowego pobocza na odcinku krzywoliniowym o pochyleniu poprzecznym jezdni innym niż na odcinku prostym powinno wynosić: ) o % do 3% więcej niż pochylenie jezdni, jeżeli jest to pobocze po wewnętrznej stronie łuku, ) tyle co pochylenie jezdni - do szerokości m pobocza, a na pozostałej części pobocza - % w kierunku przeciwnym, jeżeli jest to pobocze po zewnętrznej stronie łuku. Skarpy nasypów i wykopów dróg klasy GP i dróg niższych klas powinny mieć, z pochylenie :,5.,5*h h 5 cm h4 h5 h h h3 h4 jeżeli kruszywo niestabilizowane hydraulicznie h5 h6 Na następne zajęcia: narysować i opisać łuki 5

16 6.. Określenie grupy nośności podłoża [Dziennik Ustaw nr 43 z marca 999r.] 6... Warunki gruntowo-wodne podłoża nawierzchni 6... Warunki wodne Warunki wodne ustala się według klasyfikacji określonej w tabeli: Oznaczenia: a) nie utwardzone pobocza, b) utwardzone i szczelne pobocza oraz dobre odprowadzenie wód powierzchniowych Warunki gruntowe Grunty podłoża dzieli się, w zależności od ich wrażliwości na działanie wody i mrozu, zgodnie z Polską Normą. Cechy gruntu powinny być ustalone na podstawie badań laboratoryjnych jego właściwości podanych w Polskiej Normie. Podstawowym kryterium oceny jest zawartość drobnych cząstek gruntu, a dodatkowymi, stosowanymi w wypadkach wątpliwych: wskaźnik piaskowy i kapilarność bierna. Wskaźnik piaskowy stanowi kryterium oceny gruntów niespoistych, zwłaszcza zbliżonych do mało spoistych. Jeśli oceny na podstawie badania różnymi metodami są rozbieżne, to przyjmuje się wynik najmniej korzystny Określenie grupy nośności podłoża Grupy nośności podłoża określają tabele a i b: Tabela a Rodzaj gruntów podłoża Warunki wodne w wypadku występowania swobodnego zwierciadła wody Charakterystyka < m od m do m > m Wykopy m a) b) Nasypy m a) b) Wykopy > m a) b) Nasypy > m a) b) złe złe złe złe złe Grunty niewysadzinowe: rumosze (niegliniaste), żwiry i pospółki, piaski grubo-, średnio- i drobnoziarniste, żużle nierozpadowe Grupa nośności podłoża dla warunków wodnych dobrych przeciętnych złych G G G Grunty wątpliwe: piaski pylaste G G G Grunty wątpliwe: zwietrzeliny gliniaste i rumosze gliniaste, żwiry i pospółki gliniaste Grunty mało wysadzinowe *) : gliny zwięzłe, gliny piaszczyste i pylaste zwięzłe, iły, iły piaszczyste i pylaste Grunty bardzo wysadzinowe ) : piaski gliniaste, pyły piaszczyste, pyły, gliny, gliny piaszczyste i pylaste, iły warwowe dobre *) W stanie zwartym, półzwartym lub twardoplastycznym (I L 0,5). dobre dobre dobre dobre dobre dobre G G G3 G G3 G4 G3 G4 G4 6

17 Tabela b Wskaźnik nośności CBR *) Grupa nośności podłoża nawierzchni 0% CBR G 5% CBR< 0% G 3% CBR < 5% G3 CBR < 3% G4 *) Badanie wskaźnika nośności CBR wykonuje się zgodnie z Polską Normą, lecz po czterech dobach nasycania wodą. Dla gruntów wątpliwych i wysadzinowych porównuje się grupę nośności, określoną według tabeli a z grupą nośności określoną według tabeli b. Do projektowania nawierzchni przyjmuje się niższą grupę nośności. W wypadku dużej zmienności gruntów oraz występowania w podłożu gruntów miękkoplastycznych, plastycznych, organicznych lub skał, grupę nośności podłoża ustala się indywidualnie Głębokość przemarzania gruntu Głębokość przemarzania gruntu określa Polska Norma Warunki ogólne dla podłoża nawierzchni drogi Konstrukcje nawierzchni podatnych i półsztywnych powinny być wykonywane na podłożu niewysadzinowym grupy nośności G, charakteryzującym się wartościami wskaźnika zagęszczenia i modułu sprężystości (wtórny moduł odkształcenia) określonymi w tabeli: Kategorie ruchu ) Wtórny moduł odkształcenia ) Wskaźnik zagęszczenia KR i KR 00,00 Od KR3 do KR6 0, Wzmocnienie słabego podłoża nawierzchni W celu doprowadzenia podłoża nawierzchni zakwalifikowanego do grupy nośności G, G3 lub G4 do grupy nośności G powinny być stosowane sposoby: Wymiana warstwy gruntu podłoża nawierzchni na warstwę gruntu lub materiału niewysadzinowego Wymianie powinna podlegać warstwa słabego podłoża nawierzchni o grubości określonej w tabeli zależnie od grupy nośności podłoża i przyjętego wskaźnika nośności CBR wymienionej warstwy: Wskaźnik nośności CBR wymienionej warstwy (%) *) Zalecane wzmocnienie podłoża geosyntetykiem. Grubość wymienianej warstwy podłoża o grupie nośności (cm) G G3 G *) 75 *) *) 60 *) Grubości warstw gruntu podlegających wymianie według powyższej tabeli można zmniejszyć, gdy pod wymienionym gruntem podłoże zostanie wzmocnione geosyntetykiem. W szczególności zaleca 7

18 się wykonywanie wzmocnienia geosyntetykiem podłoża nawierzchni, gdy jest ono sklasyfikowane w grupie nośności G3 albo G4 i z powyższej tabeli wynika konieczność wymiany warstwy o grubości 50 cm. Wzmocnienie podłoża nawierzchni geosyntetykiem zaleca się także w wypadku przebudowy podłoża z nadmiernie nawilgoconych rodzimych gruntów spoistych w stanie miękkoplastycznym i plastycznym. We wszystkich tych wypadkach wykonanie wzmocnienia geosyntetykami powinno być zaprojektowane indywidualnie z uwzględnieniem cech gruntów, właściwości technicznych geosyntetyków oraz możliwości uzyskania wymaganych charakterystyk podłoża określonych w ust Ułożenie dodatkowych warstw podłoża nawierzchni Wykonanie pod konstrukcją jezdni dróg: ) na podłożu o grupie nośności G : 0 cm warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym) o R m =,5 MPa *), ) na podłożu o grupie nośności G3 : 5 cm warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym) o R m =,5 MPa, 3) na podłożu o grupie nośności G4: a) 5 cm warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym) o R m =,5 MPa, b) dwóch warstw po 5 cm z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym): *) Marka gruntu stabilizowanego spoiwem jest to parametr określający jego wytrzymałość na ściskanie: - po 8 dniach twardnienia, jeśli spoiwem jest cement, - po 4 dniach twardnienia, jeśli spoiwem jest aktywny popiół lotny lub wapno. Wyróżnia się następujące marki gruntu stabilizowanego spoiwem: - R m =,5 MPa o wytrzymałości od 0,5 MPa do,5 MPa, - R m =,5 MPa o wytrzymałości od,5 MPa do,5 MPa, - R m = 5,0 MPa o wytrzymałości od,5 MPa do 5,0 MPa. warstwa górna o R m =,5 MPa, warstwa dolna o R m =,5 MPa. Warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym) powinny być wykonane z zachowaniem warunków jak dla ulepszonego podłoża (marka R m =,5 MPa) lub dolnej warstwy podbudowy (marka R m =,5 MPa), określonych w Polskich Normach Odwodnienie podłoża nawierzchni W technicznie uzasadnionym wypadku konieczności odwodnienia podłoża nawierzchni powinno się zastosować warstwę odsączającą wykonaną z materiałów mrozoodpornych o współczynniku filtracji k 8 m/d ( 0,0093 cm/s). Warstwa odsączająca powinna być wykonana na całej szerokości korpusu drogowego, a w wypadku przekrojów ulicznych - między krawężnikami; jej grubość nie powinna być mniejsza niż 5 cm. W wypadku występowania pod warstwą odsączającą gruntów nie ulepszonych spoiwem powinien być spełniony warunek szczelności warstw określony zgodnie z wzorem: D 5 5 d 85 gdzie: D 5 - wymiar sita, przez które przechodzi 5% ziaren warstwy odsączającej, d 85 - wymiar sita, przez które przechodzi 85% ziaren gruntu podłoża. Jeżeli powyższy warunek szczelności warstw nie może być spełniony, to między tymi warstwami powinna być ułożona warstwa odcinająca o grubości co najmniej 0 cm z odpowiednio uziarnionego gruntu lub wykonana warstwa pośrednia z geowłókniny. 8

19 6..5. Mrozoodporność podłoża nawierzchni W wypadku występowania w podłożu gruntów wysadzinowych lub wątpliwych powinno się sprawdzić, czy rzeczywista grubość wszystkich warstw nawierzchni i ulepszonego podłoża nie jest mniejsza od określonej w tabeli: Kategoria obciążenia ruchem KR 0,40 h z *) Grupa nośności podłoża z gruntów wątpliwych i wysadzinowych G i G G3 G4 0,50 h z 0,60 h z KR 0,45 h z 0,55 h z 0,65 h z KR3 0,50 h z 0,60 h z 0,70 h z KR4 0,55 h z 0,65 h z 0,75 h z KR5 0,60 h z 0,70 h z 0,80 h z KR6 0,65 h z 0,75 h z 0,85 h z *) h z oznacza głębokość przemarzania gruntów, przyjmowaną zgodnie z Polską Normą. Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, to najniżej położona warstwa ulepszonego podłoża powinna być odpowiednio pogrubiona zgodnie z ust Projektowanie konstrukcji nawierzchni dróg Okresy eksploatacji nawierzchni Przy projektowaniu nawierzchni przyjmuje się okresy eksploatacji określone w tabeli: Klasa drogi, elementy drogi Konstrukcje podatne i półsztywne nowe lub przebudowane remontowane A, S, GP, G i Z 0 lat 0 lat L i D 0 lat 0 lat Okresy eksploatacji są takie same dla wszystkich elementów jezdni, tj. zasadniczych i dodatkowych pasów ruchu, pasów awaryjnych, pasów włączania i wyłączania Sposób wyznaczania obciążenia ruchem Do projektowania konstrukcji nawierzchni drogi przyjmuje się średni dobowy ruch w roku (SDR) w przekroju drogi, prognozowany dla połowy okresu eksploatacji. Pojazdy powinny być przeliczone na liczbę osi obliczeniowych 00 kn na dobę na obliczeniowy pas ruchu, za pomocą wzoru: L = (N x r ~ + N x r + N 3 x r 3 ) x f gdzie: L - liczba osi obliczeniowych na dobę na obliczeniowy pas ruchu, N - średni dobowy ruch samochodów ciężarowych bez przyczep w przekroju drogi, w połowie okresu eksploatacji, N - średni dobowy ruch pojazdów członowych (samochodów ciężarowych z przyczepami i ciągników siodłowych z naczepami) w przekroju drogi, w połowie okresu eksploatacji, N 3 - średni dobowy ruch autobusów w przekroju drogi, w połowie okresu eksploatacji, f - współczynnik obliczeniowego pasa ruchu określony zgodnie z tabelą a, r, r, r 3 - współczynniki przeliczeniowe na osie obliczeniowe określone zgodnie z tabelą b. 9

20 Tabela a Liczba pasów ruchu w obu kierunkach Współczynnik obliczeniowego droga jednojezdniowa droga dwujezdniowa pasa ruchu f - 0,50 3-0, ,45-6 0,35-8 0,30 Tabela b Rodzaj pojazdu Samochód ciężarowy bez przyczepy r = 0,09 Pojazd członowy (samochód ciężarowy z przyczepami, ciągnik siodłowy z naczepą) Autobus r 3 = 0,594 Współczynnik przeliczeniowy na osie obliczeniowe r =,45 ), r =,950 ) ) ) Wartość współczynnika przy mniejszym niż 8% udziale pojazdów o nacisku osi na jezdnię 5 kn. Wartość współczynnika przy od 8% do 0% udziale pojazdów o nacisku osi na jezdnię 5 kn. Jeżeli udział w ruchu pojazdów o nacisku osi na jezdnię 5 kn jest większy niż 0%, współczynnik przeliczeniowy powinien być wyznaczony indywidualnie. Liczba osi obliczeniowych stanowi podstawę do ustalenia kategorii ruchu na drodze według Polskiej Normy. Kategoria obciążenia ruchem Liczba osi obliczeniowych 5 kn na pas na dobę KR KR 3 70 KR KR KR KR6 > 000 Na następne zajęcia: Wyznaczyć konstrukcję nawierzchni 0

21 Zajęcia 7 Przekroje poprzeczne Prowadzimy co 5 m trasy lub punktach charakterystycznych (elementy łuków poziomych, przepusty, skrzyżowania). Obliczanie powierzchni wykopu i nasypu. W N N W W N głębokość min. 30 cm 99,63 Przekrój nr km 0+0,00 00,63 00,3 W =,0 m N =,93 m 99,63 Przekroje zaznaczamy w planie sytuacyjnym i profilu podłużnym. Tabela Robót Ziemnych Kilometr Hektometr Powierzchnia Wykop + Nasyp ,0, ,60,0 0 37,5 0,85 0, ,0 0, ,0 0, ,0 0,60 0,5 0,85 0, ,60,0 Średnia powierzchnia Wykop Nasyp + -- Odległość Wykop + Objętość Nasyp -- Zużycie na miejscu Nadmiar objętości Wykop + Nasyp -- Suma algebraiczna Wykop Nasyp + -- m m mb m 3 m 3 m 3 m 3 0,85, ,5 6,5 6,5 0,7 0,97, ,5 0,97 0,7, ,5,60 0, ,5 7,5 3,5 6,60 0, ,5 7,5 3,5 48,5 0,97 0,7, ,5 0,7 0,97, ,5 RAZEM A B C D E F G Sprawdzenie I B C = G? SPELNIONY/NIESPEŁNIONY Sprawdzenie II E F = G? SPELNIONY/NIESPEŁNIONY

22 Obliczanie powierzchni Wykopu i Nasypu. sposób policzenie w AutoCadzie. sposób podzielenie przekroju na pasma szerokości m i sumowanie powierzchni ' 6' 5' 4' 3' ' ' m m m m m m m m m m m m 3. sposób wyznaczanie za pomocą szablonu p j -0,4-0,06 6% % n=:,5 0,00 x Hr (Hr-x) + (Hr-x) + 0,06 W = * j (x-0,06) + (x-0,4) N = * p + (x-0,4)*n*0,5 W = N Korona nasypu K' K K' = s + p + *(x-0,4)*n Korona wykopu K" pr pr K" = s + p + *0,4 + (Hr-x)*n* pr = *0,4 + (Hr-x)*n* * (Hr-x)

23 3,0 h [m] K' h,0 nh,0 PN [m] 4,0 3,0,0,0,0,0 3,0 4,0 PN [m] PW [m] K" h pr,0 PW [m],0 nh 3,0 WZÓR NA NASYP h > Hr K h + nh WYKOP h < 0 K h + nh + pr NASYP 0 < h < Hr K h + nh WYKOP 0 < h < Hr (0,4 + Hr) Hr Zajęcia 8 Roboty ziemne Wykres powierzchni Wykres transportu mas ziemnych K" 3