Projekt wykonawczy przebudowy drogi powiatowej nr 4328E Bukowiec n/pilicą - Radonia od km do km dł. 8,1 km

Transkrypt

1 DROGMAR" sp. z o.o. ul.obywatelska ódź tel /fax (042) EGZ. NR Projekt wykonawczy przebudowy drogi powiatowej nr 4328E Bukowiec n/pilicą - Radonia od km do km dł. 8,1 km Ocena stanu nawierzchni Inwestor: Zarząd Dróg Powiatowych w Opocznie Projektował: mgr inŝ. Marian Rajsman upr. bud. 211/74 Współpraca: mgr inŝ. Zbigniew Walczak Sprawdził: mgr inŝ. Sławomir Burzyński upr. bud. 131/74 Łódź lipiec 2006 r.

2 Ocena stanu nawierzchni 1. Oceny stanu nawierzchni dokonano na podstawie badań geotechnicznych. Uszkodzenia nawierzchni Wykruszenia powierzchniowe i spękania siatkowe występują na całej jezdni. Nawierzchnia bitumiczna jest zwietrzała a krawędzie na szerokości 0,3 0,5 m obłamane. Konstrukcja nawierzchni Numer profilu KilometraŜ drogi w m Nawierzchnia bitumiczna grubość w cm Podbudowa rodzaj Podbudowa grubość w cm PodłoŜe kategoria gruntu chudy beton 17 G G1 chudy beton G1 91 G chudy beton 19 G G G G G G G1 26 G3

3 G G G1 26 G1 piasek G G G piasek G1 6 G1 10 G1 21 G1 9 G1 20 G G G1 16 G1 9 G1 22 G1 14 G1 15 G1 15 G1

4 G1 19 G1 13 G1 33 G1 17 G1 18 G1 15 G1 19 G1 25 G1 23 G1 21 G1 14 G1 20 G1 15 G1 22 G1 40 G1 25 G1 Szczegółowe grubości i rodzaje warstw konstrukcyjnych i podłoŝa podaje powyŝsza tabela. Nawierzchnia jezdni od km do km składa się z cienkiej warstwy bitumicznej o grubości od 3 do 9 cm a podbudowa wykonana z kruszywa wapiennego jest najczęściej zmieszana z lub z gruntem podłoŝa. Poziom wody znajduje poniŝej 2,0 m. W Bukowcu nad Pilicą w terenie zabudowanym na odcinku od km do km wykonano w latach 2000/2001 nakładkę bitumiczną grubości 5 cm o szerokości 6,0 m. Podbudowa wykonana jest z tłucznia wapiennego zmieszanego z. Średnia grubość podbudowy wynosi 25 cm. Szerokość nawierzchni jezdni za wyjątkiem odcinka w Bukowcu wynosi 4,80 do 5,0 m. PodłoŜe Pod podbudową o zróŝnicowanej grubości oraz warstwą odsączającą wykonaną z gruntu G 1 (piasku) zalegają:

5 - grunty G 3 według kilometraŝu poniŝej 1. od km do km na długości 223 m 2. od km do km na długości 300 m 3. od km do km na długości 450 m 4. od km do km na długości 370 m (dodatkowo odcinek do przełomy) Razem na długości 1343 m - grunty G 1 na pozostałych odcinkach o łącznej długości 6348 m. 2. Projekt przebudowy nawierzchni Dla drogi powiatowej przyjęto konstrukcję nawierzchni dla ruchu kategorii KR-3 z poszerzeniem nawierzchni do 6,0 m. Projektujemy poszerzenie jezdni do szerokości 6,0 m. Z uwagi na zniszczone krawędzie nawierzchni przewidujemy rozebranie obustronne istniejącej konstrukcji na szerokości 0,5 m i wykonanie obustronne poszerzenia na szerokości 2x1,0 m. Wyniki badań geotechnicznych wskazują, Ŝe na niektórych odcinkach naleŝy wykonać pełną konstrukcję jezdni wraz z podbudową. Na poszerzeniach naleŝy wykonać pełną konstrukcję jezdni. Na odcinkach połoŝonych na gruntach G1 przewidujemy wykorzystanie istniejącej podbudowy. W Bukowcu Opoczyńskim na słabym gruncie projektujemy wzmocnienie istniejącej nawierzchni geosiatką. Nawierzchnia po przebudowie powinna odpowiadać wymaganiom Dz.U. Nr 43 z 1999 r. pozycja 430, załącznika nr 5 Projektowanie konstrukcji nawierzchni dróg 2.1. Dane wyjściowe i załoŝenia projektowanej nawierzchni a. nawierzchnia podatna, b. kategoria ruchu KR-3, (obliczenia poniŝej) c. poszerzenie jezdni do szerokości 6,00 m d. głębokość przemarzania gruntu wg PN-81/B wynosi 1,0 m, e. odwodnienie podłoŝa nawierzchni poprzez zastosowanie warstwy odsączającej wykonanej z gruntów mrozoodpornych o współczynniku filtracji k 8 m/dobę ( 0,0093 cm/sek) wykonanej na całej szerokości korpusu drogowego o grubości co najmniej 15 cm, f. wykorzystanie istniejącej podbudowy z kruszywa łamanego zalegającej na gruntach G1 jako podbudowy pomocniczej 2.2. Wyznaczenie kategorii ruchu Na podstawie danych z pomiaru ruchu drogowego wykonanego przez Zarząd Dróg Powiatowych w Opocznie w 2005 roku oraz prognozy ruchu dla drogi powiatowej do roku 2015 średni dobowy ruch pojazdów cięŝarowych ogółem w 2015 roku wyniesie 147 sztuk a autobusów 12 sztuk. Samochody cięŝarowe z przyczepami będą stanowiły 50% pojazdów cięŝarowych. Przeliczenie pojazdów cięŝkich na osie przeliczeniowe 100 kn wg tablicy b z załoŝeniem 20% udziału pojazdów o obciąŝeniu osi 115 kn wśród pojazdów cięŝarowych z przyczepami: - pojazdy cięŝarowe bez przyczep: 147*50% = 74 sztuki - pojazdy cięŝarowe z przyczepami: 147*50% = 73 sztuki - autobusy: 12 sztuk współczynnik ƒ 1 wg tablicy a wynosi 0,5 suma osi obliczeniowych wg wzoru L= (N 1 *r 1 N 2 *r 2 N 3 *r 3 )*f 1 osi/pas/dobę L=(74 x 0, x 1,95012 x 0,594)x0,50= (81448)x0,50 = 80 Wyznaczona ze wzoru liczba osi obliczeniowych na pas obliczeniowy na dobę wynosi: 80 osi obliczeniowych 100 KN/pas/dobę. Odpowiada to kategorii ruchu KR 3.

6 3. Wzmocnienie nawierzchni 3.1. Obliczenie grubości wzmocnienia nawierzchni metodą PJ - IBD. Jezdnia a= 1,8 dla ruchu cięŝszego 100 sam por. c=1,12 dla P = 50 kn max. obciąŝenie koła samochodu d 1 = 0,9 dla piasku d 2 = 0 dla gruntów niewysadzinowych d 2 = 1,6 dla gruntów wysadzinowych e = 1,0 dla obszaru centralnego tabela Numer otworu KilometraŜ Obliczenie wzorcowej grubości nawierzchni hwz=3a15acd 1 10a cd 2 e5d 2 G 1 3*1,815*1,8*1,12* 0,910*1,8*1,12*0* 15*0=33 G 3 3*1,815*1,8*1,12* 0,910*1,8*1,12*1, 6*15*1,6=73 Obliczenie zastępczej grubości nawierzchni Dane z wyników badań Porównanie grubości obliczeniowej i zastępczej hwz>hzast Przyjęte wzmocnie nie Sprawdzenie suma h 1 nowa G =18 konstrukcja =18 nowa G3 19 konstrukcja G =18 36> =18 36> =18 36> =18 nowa G3 26 konstrukcja =18 nowa G3 32 konstrukcja =18 nowa G3 33 konstrukcja =18 36> =18 36> =18 nowa G3 28 konstrukcja =18 nowa G3 30 konstrukcja =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36>12

7 =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36> =18 36>8 Z przeprowadzonych obliczeń wynika, Ŝe istniejąca konstrukcja nawierzchni jest nierównomierna i wymaga wzmocnienia na całym odcinku. Przyjęte do obliczeń współczynniki d 2 podwyŝszają grubość nawierzchni wzorcowej od km do 12975, od km do 13725, od km do 15075, do Obliczenia wykazują, Ŝe istniejąca konstrukcja nawierzchni jest niejednorodna, a wzmocnienie na odcinkach słabych niemoŝliwe. W miejscach zalegania gruntów wysadzinowych, nawierzchnię naleŝy wymienić łącznie z podbudową Obliczenie wzmocnienia metodą CBR D z nomogramu 5.1=45; 55; dla CBR = 10 3%; ; Npor = 100; okres T=20 lat; X 1 dla naw bitumicznej = 1,7; X 2 dla podbudowy betonowej =1,6, dla podbudowy z kruszywa łamanego =1,0 tabela Numer otworu KilometraŜ Zastępcza wymagana grubość nawierzchni w przeliczeniu na tłuczeń Hzwym=Dec Zastępcza istniejąca grubość nawierzchni w przeliczeniu na tłuczeń hzist.=x 1 *h 1 x 2 *h 2 x 3 *h 3 Porównanie grubości wymaganej i istniejącej Przyjęte wzmocnienie w cm Sprawdzenie hz wym.> suma h hz istn *1,0*1,12= 9*1,717*1,6-19,1 468=18 36> G3 61,6 =42,5 2 45*1,0*1,12= 7*1,758*1,0 19, ,4 =69, *1,0*1,12= 9*1,791*1,0 56,1 0

8 50,4 =106,3 4 45*1,0*1,12= 9*1,791*1,0 56, ,4 =106,3 5 55*1,0*1,12= 8*1,719*1,6-17,6 468=18 36> G3 61,6 = *1,0*1,12= 7*1,738*1,0-11,7 468=18 36> G3 61,6 =49,9 7 45*1,0*1,12= 9*1,741*1,0 5, ,4 =56,3 8 45*1,0*1,12= 9*1,751*1,0 15, ,4 =66,3 9 45*1,0*1,12= 9*1,714*1,0-21,1 468=18 36> ,4 =29, *1,0*1,12= 8*1,727*1,0-9,8 468=18 36> ,4 =40, *1,0*1,12= 8*1,747*1,0 10, ,4 =60, *1,0*1,12= 8*1,726*1, =18 36> G3 61,6 =39, *1,0*1,12= 6*1,732*1,0-19,4 468=18 36> G3 61,6 =42, *1,0*1,12= 7*1,733*1,0-16,7 468=18 36> G3 61,6 =44, *1,0*1,12= 7*1,713*1,0-25,5 468=18 36> ,4 =24, *1,0*1,12= 6*1,726*1,0-14,2 468=18 36> ,4 =36, *1,0*1,12= 7*1,728*1,0-21,7 468=18 36> G3 61,6 =39, *1,0*1,12= 6*1,730*1,0-21,4 468=18 36> G3 61,6 =40, *1,0*1,12= 7*1,720*1,0-18,5 468=18 36> ,4 =31, *1,0*1,12= 8*1,724*1,0-14,5 468=18 36> ,4 =35, *1,0*1,12= 7*1,76*1,0-32,5 468=18 36> ,4 =17, *1,0*1,12= 6*1,710*1,0-30,2 468=18 36> ,4 =17, *1,0*1,12= 4*1,721*1,0-22,6 468=18 36> ,4 =27, *1,0*1,12= 3*1,79*1,0-36,3 468=18 36= ,4 =14, *1,0*1,12= 3*1,720*1,0-25,3 468=18 36> ,4 =25, *1,0*1,12= 4*1,718*1,0-25,6 468=18 36> ,4 =24, *1,0*1,12= 4*1,714*1,0-29,6 468=18 36> ,4 =20, *1,0*1,12= 4*1,716*1,0-27,6 468=18 36> ,4 =22, *1,0*1,12= 3*1,79*1,0-36,3 468=18 36= ,4 =14, *1,0*1,12= 3*1,722*1,0-23,3 468=18 36> ,4 =27, *1,0*1,12= 3*1,714*1,0-31,3 468=18 36> ,4 =19, *1,0*1,12= 3*1,715*1,0-30,3 468=18 36>30

9 ,4 =20,1 45*1,0*1,12= 3*1,715*1,0 50,4 =20,1 45*1,0*1,12= 3*1,711*1,0 50,4 =16,1 45*1,0*1,12= 3*1,719*1,0 50,4 =24,1 45*1,0*1,12= 3*1,713*1,0 50,4 =18,1 45*1,0*1,12= 3*1,733*1,0 50,4 =38,1 45*1,0*1,12= 3*1,717*1,0 50,4 =22,1 45*1,0*1,12= 4*1,718*1,0 50,4 =24,8 45*1,0*1,12= 3*1,715*1,0 50,4 =20,1 45*1,0*1,12= 3*1,719*1,0 50,4 =24,1 45*1,0*1,12= 3*1,715*1,0 50,4 =30,1 45*1,0*1,12= 3*1,723*1,0 50,4 =28,1 45*1,0*1,12= 3*1,721*1,0 50,4 =26,1 45*1,0*1,12= 3*1,714*1,0 50,4 =19,1 45*1,0*1,12= 3*1,720*1,0 50,4 =25,1 45*1,0*1,12= 3*1,715*1,0 50,4 =20,1 45*1,0*1,12= 3*1,722*1,0 50,4 =27,1 45*1,0*1,12= 5*1,740*1,0 50,4 =48,5 45*1,0*1,12= 3*1,725*1,0 50,4 =30,1-30,3 468=18 36>30-34,3 468=18 36>34-26,3 468=18 36>26-32,3 468=18 36>32-12,3 468=18 36>12-28,3 468=18 36>28-25,6 468=18 36>26-30,3 468=18 36>30-26,3 468=18 36>26-20,3 468=18 36>20-22,3 468=18 36>22-24,3 468=18 36>24-31,3 468=18 36>31-25,3 468=18 36>25-30,3 468=18 36>30-23,3 468=18 36>23-1,9 468=18 36>2-20,3 468=18 36>20 Obliczenia wykazują, Ŝe do uzyskania odpowiedniej nośności jezdni wystarczy jej wzmocnienie poprzez ułoŝenie pełnej konstrukcji warstw bitumicznych Wzmocnienie nawierzchni Zestawienie obliczeń grubości wzmocnienia istniejącej nawierzchni drogi powiatowej metodą PJ-IBD i CBR. Obliczona grubość wzmocnienia istniejącej nawierzchni w cm Metoda badania L.P. KilometraŜ PJ-IBD CBR nowa konstrukcja 468= G3 nowa konstrukcja 468= G3 468=18 468=

10 =18 468= =18 468= G3 nowa konstrukcja 468= G3 nowa konstrukcja 468= G3 nowa konstrukcja 468= =18 468= =18 468= G3 nowa konstrukcja 468= G3 nowa konstrukcja 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= = =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= =18 468= = =18 468=18 Wyniki badań: - metoda PJ-IBD wskazuje na konieczność wzmocnień od 6 cm do 27 cm w przeliczeniu na tłuczeń, - obliczenia wg metody CBR wymagają wzmocnienia 2 cm do 36 cm w przeliczeniu na tłuczeń. Przewidujemy wykorzystanie podbudowy i budowę konstrukcji nawierzchni.

11 4. Projekt konstrukcji nawierzchni 4.1. Wzmocnienie istniejącej podbudowy z kruszywa wapiennego na podłoŝu niewysadzinowym G 1 W km: do o długości 450 m do o długości 295 m do o długości 1230 m do o długości 900 m do o długości 2130 m Razem na długości 5005 Dla wyznaczonej kategorii ruchu KR 3 wybrano z Dz.U. Nr 43,poz. 430, p a. konstrukcję nawierzchni podatnej na starej podbudowie (jak z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie): warstwa ścieralna z betonu asfaltowego 0/12,8-4 cm, warstwa wiąŝąca z betonu asfaltowego 0/20-6 cm, podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego 0/25-8 cm, podbudowa pomocnicza starej drogi kruszywo wapienne, 4.2. Nowa konstrukcja na podłoŝu niewysadzinowym G 1 na poszerzeniach W km: do o długości 450 m do o długości 295 m do o długości 1230 m do o długości 900 m do o długości 2130 m Razem na długości 5005 Dla wyznaczonej kategorii ruchu KR 3 wybrano z Dz.U. Nr 43,poz. 430, p a. konstrukcję nawierzchni podatnej na nowej podbudowie: warstwa ścieralna z betonu asfaltowego 0/12,8-4 cm, warstwa wiąŝąca z betonu asfaltowego 0/20-6 cm, podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego 0/25-8 cm, podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie -20 cm, Zgodnie z katalogiem grubość warstw wynosi 38 cm 4.3. Nowa konstrukcja na podłoŝu wysadzinowym G 3 /G do o długości 223 m do o długości 450 m do o długości 500 m do o długości 200 m odcinek przełomowy przy tartaku w Małych Końskich do o długości 500 m odcinek przełomowy przy rz. Radońce Razem na długości 1873 Dla wyznaczonej kategorii ruchu KR 3 wybrano z Dz.U. Nr 43, poz. 430, p a. konstrukcję nawierzchni podatnej na podbudowie z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie: warstwa ścieralna z betonu asfaltowego 0/12,8-4 cm, warstwa wiąŝąca z betonu asfaltowego 0/20-6 cm, podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego 0/25-8 cm, podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego -20 cm warstwa odsączająca z piasku -22 cm, Łączna grubość warstw konstrukcyjnych nawierzchni wynosi 60 cm. Warunek mrozoodporności jest spełniony poniewaŝ G 3 dla KR-3 hz = 0,60*1,0 =0,60 Pod konstrukcją ułoŝona zostanie warstwa odsączająca z piasku gr. 22 cm Wzmocnienie istniejącej konstrukcji na odcinku od km do km w Bukowcu nad Pilicą (ułoŝona na szerokości 5,0 m na podłoŝu niewysadzinowym G 1 ) wykonanie obustronne poszerzenia na szerokości 2x0,5 m do o długości 900 m

12 Dla wyznaczonej kategorii ruchu KR 3 wybrano z Dz.U. Nr 43,poz. 430, p b. konstrukcję nawierzchni podatnej wzmocnionej na starej podbudowie i nawierzchni: warstwa ścieralna z betonu asfaltowego 0/12,8-4 cm, podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego 0/25-9 cm, (68 cm 5 cm nakładka) podbudowa pomocnicza - stara droga - kruszywo 5 cm BA, Minimalna grubość wzmocnienia na podstawie obliczeń wynosi 12 cm Projektujemy 13 cm Wzmocnienie istniejącej konstrukcji na odcinku od km do km w Bukowcu nad Pilicą ułoŝonej na szerokości 5,0m (podłoŝe na gruncie wysadzinowym G 3 ) poszerzenie obustronne na szerokości 1,0 m. Poszerzenie 2*1,0 m spowodowane jest spękaniem krawędzi nawierzchni do o długości 300 m Dla wyznaczonej kategorii ruchu KR 3 wybrano z Dz.U. Nr 43,poz. 430, p a. konstrukcję nawierzchni podatnej wzmocnionej gekompozytem na starej podbudowie i nawierzchni: warstwa ścieralna z betonu asfaltowego 0/12,8-4 cm, podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego 0/25-8 cm, warstwa wyrównawcza 0/16-4 cm, wzmocnienie - nawierzchni kompozytem siatki zbrojonej o sztywnych węzłach i włókniny istniejąca podbudowa i nawierzchnia -(4538)/2=41 cm kruszywo 5 cm ba, Minimalna grubość wzmocnienia na podstawie obliczeń CBR wynosi 10 cm Projektujemy 16 cm BA i geokompozyt Łączna grubość warstw konstrukcyjnych nawierzchni wynosi (4538)/2516=62 cm. Warunek mrozoodporności jest spełniony poniewaŝ G 3 dla KR-3 hz = 0,60*1,0 =0,60 5. Uwagi A. Wykorzystanie starej podbudowy wapiennej na ułoŝonej na gruntach G 1 jako pomocniczej i podatnej spowodowane jest jej trwałością i odpornością na przełomy. B. Wykorzystanie istniejącej podbudowy i nakładki bitumicznej ułoŝonej na gruntach G 1 jako pomocniczej spowodowane jest jej trwałością. C. Wzmocnienie nakładki geosiatką na odcinku wysadzinowym poprawi warunki gruntowo-wodne nowej nawierzchni. D. Wykorzystanie istniejącej podbudowy i nawierzchni pomoŝe obniŝyć koszty przebudowy.