KONCEPCJA WZMOCNIENIA JEZDNI UL. 3-go MAJA W MYSŁOWICACH

Transkrypt

1 TEMAT ZADANIA: KONCEPCJA WZMOCNIENIA JEZDNI UL. 3-go MAJA W MYSŁOWICACH na odcinku od granicy miasta do ul. Laryskiej JEDNOSTKA PROJEKTOWA: Biuro Inżynierii Drogowej Maciej Rotyński Katowice ul. Roździeńska 27 B OPRACOWALI: mgr inż. Maciej Rotyński upr. bud. nr 163/2001 inż. Agnieszka Rotyńska - Kowalska Katowice, listopad 2015 r.

2 1. WSTĘP Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest koncepcja wzmocnienia nawierzchni jezdni ul. 3-go Maja w Mysłowicach na odcinku od granicy miasta do skrzyżowania z ul. Laryską. Podstawa opracowania [1] Zlecenie ustne z dnia r. na wykonanie koncepcji wzmocnienia jezdni ul. 3-go Maja w Mysłowicach. Zleceniodawcą jest Pracownia Architektoniczno-Urbanistyczna ALMAPROJEKT Maciej Kolesiński, ul. Wrzosowa 35, Sławków. [2] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. RP Nr 43 Poz. 430 z dnia 14 maja 1999r.) oraz inne obowiązujące normatywy dotyczące projektowania dróg, [3] Katalog wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych, IBDiM, Warszawa 2001 r. [4] Katalog typowych nawierzchni podatnych i półsztywnych, GDDP, Warszawa 1997 r. [5] Wizja i pomiary w terenie wykonane przez Wykonawcę, [6] Uzgodnienia z Zamawiającym. Zawartość opracowania Niniejsze opracowanie obejmuje koncepcję technologiczną wzmocnienia nawierzchni jezdni ul. 3-go Maja. W zakres opracowania wchodzi: analiza ugięć sprężystych wykonanych ugięciomierzem belkowym, analiza danych inwentaryzacyjnych istniejącej konstrukcji nawierzchni poprzedzona wykonaniem odwiertów sondażowych, opinia geotechniczna dotycząca podłoża nawierzchni na wyznaczonym odcinku,

3 opracowanie technologii wzmocnienia jezdni z podziałem na odcinki. 2. Charakterystyka ulicy Ulica 3-go Maja w Mysłowicach o przebiegu od granicy miasta Katowice do ul. Orła Białego jest drogą powiatową klasy Z. Rozpatrywany odcinek, od granicy miasta do skrzyżowania z ul. Laryską jest oświetlony, częściowo posiada kanalizację ogólnospławną oraz wpusty deszczowe, a od ul. Krętej po stronie prawej przebiega chodnik oraz wjazdy do posesji. Ulicą 3-go Maja przebiega jedna linia komunikacji miejskiej. 3. Stan techniczny W chwili obecnej możemy wyróżnić cztery odcinki badanej nawierzchni jezdni o różnym stanie technicznym: odcinek I od granicy miasta do km odcinek II od km do km odcinek III od km do km odcinek IV od km do końca opracowania w km 3+550

4 ODCINEK I Stan techniczny tego odcinka jest zły. Dominują takie uszkodzenia jak: spękania siatkowe (fot. 1 i 2) i krawędziowe (fot. 3 i 4), ubytki warstwy ścieralnej (fot. 5). Fot. 1 i 2. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja spękania krawędziowe i siatkowe.

5 Fot. 3 i 4. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja spękania krawędziowe. Fot. 5. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja ubytki warstwy ścieralnej.

6 ODCINEK II Odcinek ten jest zróżnicowany pod względem stanu technicznego. Pas kanalizacji (w pasie lewym) jest w dobrym stanie technicznym, natomiast reszta jezdni jest w stanie bardzo złym. Dominują tu takie uszkodzenia jak: spękania podłużne (fot. 7), ubytki warstwy ścieralnej (fot. 6 i 7), zaburzenia w przekroju poprzecznym. (fot. 7). Fot. 6. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja ubytki warstwy ścieralnej na pasie prawym. Fot. 7. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja spękania podłużne i ubytki warstwy ścieralnej, zaburzenia w przekroju poprzecznym.

7 ODCINEK III Stan techniczny tego odcinka jest zły. Dominują takie uszkodzenia jak: zapadnięcia (fot. 8), spękania siatkowe (fot. 9), ubytki warstwy ścieralnej (fot. 9). Fot. 8. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja zapadnięcia. Fot. 9. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja ubytki warstwy ścieralnej i spękania siatkowe przy wpuście ulicznym

8 ODCINEK IV Stan techniczny tego odcinka jest dobry. Na tym odcinku wymieniono warstwę ścieralną nie ma więc widocznych uszkodzeń nawierzchni jezdni (fot. 10). Fot. 10. Nawierzchnia jezdni ul. 3-go Maja odcinek z nowa warstwą ścieralną.

9 4. Obciążenie ruchem Na podstawie otrzymanych danych z 2014 roku określono liczbę osi obliczeniowych 100 kn/dobę/pas obliczeniowy w 10-tym roku eksploatacji równą co kwalifikuje drogę do kategorii ruchu KR2. Jednak po konsultacji ze Zleceniodawcą przyjęto do obliczeń kategorię ruchu KR3 przy N całk = kN/dobę/pas. 5. Pomiar nośności nawierzchni W celu oceny nośności nawierzchni w dniu r. wykonano oznaczenie wielkości ugięć sprężystych. Pomiary ugięć sprężystych wykonano zgodnie z normą. Do obciążenia nawierzchni przy pomiarach użyto samochodu ciężarowego o sprawdzonym obciążeniu 5 Mg na każde bliźniacze koło tylnej osi pojedynczej, t.j. o równomiernie rozłożonym obciążeniu na tylną pojedynczą oś 10 Mg. Pomiary wykonywano co 25 m naprzemiennie na każdym z dwóch pasów jezdni. Wyniki pomiaru ugięć sprężystych przedstawiono w tabelach 1, 1-IIP, 1-IIL, 1-III i 1-IV. W tabelach nr 2, 2-IIP, 2-IIL, 2-III i 2-IV dokonano obliczenia ugięcia średniego oraz miarodajnego dla poszczególnych odcinków. Badany odcinek podzielono na 4 części: odcinek I od granicy miasta do km odcinek II od km do km osobno pas lewy i pas prawy odcinek III od km do km odcinek IV od km do końca opracowania w km 3+550

10 ODCINEK I temp. 8 C Tabela nr 1 punkt odczyt na czujnikach ugięcie l.p. pomiaru przy po różnica sprężyste [m] obciążeniu odciążeniu odczytów [mm] 1 0 5,00 4,85 0,15 0, ,00 4,81 0,19 0, ,00 4,82 0,18 0, ,00 4,90 0,10 0, ,00 4,86 0,14 0, ,00 4,68 0,32 0, ,00 4,79 0,21 0, ,00 4,79 0,21 0, ,00 4,63 0,37 0, ,00 4,86 0,14 0, ,00 4,87 0,13 0, ,00 4,85 0,15 0, ,00 4,61 0,39 0, ,00 4,65 0,35 0, ,00 4,68 0,32 0, ,00 4,69 0,31 0, ,00 4,47 0,53 1, ,00 4,82 0,18 0, ,00 4,72 0,28 0, ,00 4,77 0,23 0, ,00 4,83 0,17 0, ,00 4,93 0,07 0, ,00 4,76 0,24 0, ,00 4,87 0,13 0, ,00 4,67 0,33 0, ,00 4,81 0,19 0, ,00 4,76 0,24 0, ,00 4,67 0,33 0, ,00 4,69 0,31 0, ,00 4,95 0,05 0, ,00 4,63 0,37 0, ,00 4,95 0,05 0, ,00 4,89 0,11 0, ,00 4,82 0,18 0, ,00 4,93 0,07 0, ,00 4,98 0,02 0, ,00 4,75 0,25 0, ,00 4,89 0,11 0, ,00 4,84 0,16 0, ,00 4,85 0,15 0,30

11 ,00 4,72 0,28 0, ,00 4,86 0,14 0, ,00 4,76 0,24 0, ,00 4,91 0,09 0, ,00 4,87 0,13 0, ,00 4,97 0,03 0, ,00 4,77 0,23 0, ,00 4,86 0,14 0, ,00 4,69 0,31 0, ,00 4,77 0,23 0, ,00 4,77 0,23 0, ,00 4,69 0,31 0, ,00 4,75 0,25 0, ,00 4,75 0,25 0, ,00 4,81 0,19 0, ,00 4,83 0,17 0, ,00 4,19 0,81 wynik odrzucony ,00 4,81 0,19 0, ,00 4,74 0,26 0, ,00 4,78 0,22 0, ,00 4,67 0,33 0, ,00 4,72 0,28 0, ,00 4,86 0,14 0,28 Obliczenia ugięcia miarodajnego - odcinek I od km do km UL.3go Maja, MYSŁOWICE Tabela nr 2 - I Przedziały Środek Liczebność Liczebność klasy ugięć klasy klasy względna ni x Ui fi x Ui ni x (Ui-Uśr)*2 [mm] Ui ni fi = ni/n 0,0 0,2 0,10 7 0,111 0,70 0,011 0,823 0,2 0,4 0, ,365 6,90 0,110 0,469 0,4 0,6 0, ,286 9,00 0,143 0,059 0,6 0,8 0, ,206 9,10 0,144 0,860 0,8 1,0 0,90 0 0,000 0,00 0,000 0,000 1,0 1,2 1,10 2 0,032 2,20 0,035 0,864 suma: 63 1,000 27,90 0,443 3,074 Ugięcie średnie 0,443 Odchylenie standardowe 0,200 Ugięcie miarodajne Um 0,843

12 Ugięcie miarodajne (U m ) na przedmiotowym odcinku jezdni wynosi 0,84 mm jest więc większe od ugięcia dopuszczalnego (U dop dla kategorii KR3 wynosi 0,8 mm) czyli konstrukcja nie posiada wystarczającej nośności do przenoszenia obciążeń od występującego ruchu. W celu określenia grubości zastępczej wzmocnienia w cm należy wyliczyć ugięcie obliczeniowe (U obl ) ze wzoru: U obl = U m x f T x f S x f P w którym: U m - miarodajne ugięcie sprężyste, f T - współczynnik temperaturowy, czyli współczynnik korygujący ugięcia ze względu na temperaturę nawierzchni w trakcie pomiaru obliczany ze wzoru: f T = 1+0,02 x (20-T) T - temperatura warstw asfaltowych, w której wykonano badanie, o C. Temperatura pomierzona = 8 o C f S - współczynnik sezonowości przyjęto 1,22 f P - współczynnik podbudowy przyjęto 1,0 tak jak dla nawierzchni podatnych. U obl = 0,84 x [1+0,02x(20-8)] x 1,22 x 1,0 = 1,27 mm Z nomogramu umieszczonego w Katalogu Wzmocnień [3] na stronie 47 znając U obl i ruch całkowity w okresie obliczeniowym (przyjęto N całk = osi 100 kn/pas) odczytano grubość zastępczą wzmocnienia H z = 30 cm. Stosując do wzmocnienia beton asfaltowy lub SMA dla których współczynnik materiałowy a = 2 otrzymamy minimalną grubość wzmocnienia 15 cm.

13 ODCINEK II pas lewy (kanalizacja) Tabela nr 1 - II L punkt odczyt na czujnikach ugięcie l.p. pomiaru przy po różnica sprężyste [m] obciążeniu odciążeniu odczytów [mm] ,00 4,97 0,03 0, ,00 4,98 0,02 0, ,00 4,92 0,08 0, ,00 4,94 0,06 0, ,00 4,87 0,13 0, ,00 4,94 0,06 0, ,00 4,80 0,20 0, ,00 4,98 0,02 0, ,00 4,97 0,03 0, ,00 4,93 0,07 0, ,00 4,95 0,05 0, ,00 4,92 0,08 0, ,00 4,79 0,21 0, ,00 4,85 0,15 0, ,00 4,93 0,07 0, ,00 4,88 0,12 0, temp. 8 C

14 Obliczenia ugięcia miarodajnego - odcinek II L (kanalizacja) pas lewy od km do km UL.3go Maja, MYSŁOWICE Tabela nr 2 - II L Przedziały Środek Liczebność Liczebność klasy ugięć klasy klasy względna ni x Ui fi x Ui ni x (Ui-Uśr)*2 [mm] Ui ni fi = ni/n 0,0 0,2 0, ,688 1,10 0,069 0,084 0,2 0,4 0,30 3 0,188 0,90 0,056 0,038 0,4 0,6 0,50 2 0,125 1,00 0,063 0,195 suma: 16 1, ,188 0,318 Ugięcie średnie 0,188 Odchylenie standardowe 0,120 Ugięcie miarodajne Um 0,427 Ugięcie miarodajne (U m ) na przedmiotowym odcinku jezdni wynosi 0,42 mm jest więc mniejsze od ugięcia dopuszczalnego (U dop dla kategorii KR3 wynosi 0,8 mm). Aby jednak wyniki były miarodajne należy wyliczyć ugięcie obliczeniowe (U obl ), które uwzględnia wpływ temperatury i sezonowości na wyniki badań: U obl = 0,75 x [1+0,02x(20-8)] x 1,22 x 1,0 = 0,65 mm Wyniki wskazują, że nie ma konieczności wzmacniania tego odcinka jezdni.

15 ODCINEK II pas prawy Tabela nr 1 - II P punkt odczyt na czujnikach ugięcie l.p. pomiaru przy po różnica sprężyste [m] obciążeniu odciążeniu odczytów [mm] , ,00 4,72 0,28 0, , ,00 4,47 0,53 1, , ,00 4,58 0,42 0, , ,00 4,53 0,47 0, , ,00 4,37 0,63 1, , ,00 4,62 0,38 0, , ,00 4,81 0,19 0, , ,00 4,75 0,25 0, , ,00 4,69 0,31 0, , ,00 4,86 0,14 0, , ,00 4,78 0,22 0, , ,00 4,68 0,32 0, , ,00 4,81 0,19 0, , ,00 4,73 0,27 0, , ,00 4,74 0,26 0, , ,00 4,69 0,31 0,62 temp. 8 C

16 Obliczenia ugięcia miarodajnego - odcinek II P pas prawy od km do km UL.3go Maja, MYSŁOWICE Tabela nr 2 - II P Przedziały Środek Liczebność Liczebność klasy ugięć klasy klasy względna ni x Ui fi x Ui ni x (Ui-Uśr)*2 [mm] Ui ni fi = ni/n 0,0 0,2 0,10 0 0,000 0,00 0,000 0,000 0,2 0,4 0,30 3 0,214 0,90 0,064 0,414 0,4 0,6 0,50 3 0,214 1,50 0,107 0,088 0,6 0,8 0,70 4 0,286 2,80 0,200 0,003 0,8 1,0 0,90 2 0,143 1,80 0,129 0,104 1,0 1,2 1,10 1 0,071 1,10 0,079 0,184 1,2 1,4 1,30 1 0,071 1,30 0,093 0,395 suma: 14 1,000 9,40 0,671 1,189 Ugięcie średnie 0,671 Odchylenie standardowe 0,336 Ugięcie miarodajne Um 1,343 Ugięcie miarodajne (U m ) na przedmiotowym odcinku jezdni wynosi 1,34 mm jest więc większe od ugięcia dopuszczalnego (U dop dla kategorii KR3 wynosi 0,8 mm) czyli konstrukcja nie posiada wystarczającej nośności do przenoszenia obciążeń od występującego ruchu. W celu określenia grubości zastępczej wzmocnienia w cm należy wyliczyć ugięcie obliczeniowe (U obl ) : U obl = 1,34 x [1+0,02x(20-8)] x 1,22 x 1,0 = 2,03 mm Z nomogramu umieszczonego w Katalogu Wzmocnień [3] na stronie 47 znając U obl i ruch całkowity w okresie obliczeniowym (przyjęto N całk = osi 100 kn/pas) odczytano grubość zastępczą wzmocnienia H z = 46 cm. Stosując do wzmocnienia beton asfaltowy lub SMA dla których współczynnik materiałowy a = 2 otrzymamy minimalną grubość wzmocnienia 23 cm.

17 ODCINEK III temp.8 C Tabela nr 1-III ,00 4,79 0,21 0, ,00 4,53 0,47 0, ,00 4,85 0,15 0, ,00 4,83 0,17 0, ,00 4,94 0,06 0, ,00 4,85 0,15 0, ,00 4,53 0,47 0, ,00 4,87 0,13 0, ,00 4,88 0,12 0, ,00 4,80 0,20 0, ,00 4,88 0,12 0, ,00 4,68 0,32 0, ,00 4,97 0,03 0, ,00 4,93 0,07 0, ,00 4,88 0,12 0, ,00 4,91 0,09 0, ,00 4,79 0,21 0, ,00 4,88 0,12 0, ,00 4,92 0,08 0, ,00 4,85 0,15 0, ,00 4,92 0,08 0, ,00 4,90 0,10 0, ,00 4,85 0,15 0, ,00 4,92 0,08 0, ,00 4,87 0,13 0, ,00 4,90 0,10 0, ,00 4,91 0,09 0, ,00 4,86 0,14 0, ,00 4,85 0,15 0, ,00 4,68 0,32 0,64

18 Obliczenia ugięcia miarodajnego - odcinek III od km do km ul. 3-go Maja, Mysłowice Tabela nr 2 - III Przedziały Środek Liczebność Liczebność klasy ugięć klasy klasy względna ni x Ui fi x Ui ni x (Ui-Uśr)*2 [mm] Ui ni fi = ni/n 0,0 0,2 0,10 8 0,267 0,80 0,027 0,436 0,2 0,4 0, ,500 4,50 0,150 0,017 0,4 0,6 0,50 3 0,100 1,50 0,050 0,083 0,6 0,8 0,70 2 0,067 1,40 0,047 0,269 0,8 1,0 0,90 2 0,067 1,80 0,060 0,642 suma: 30 1, ,333 1,447 Ugięcie średnie 0,333 Odchylenie standardowe 0,213 Ugięcie miarodajne Um 0,760 Ugięcie miarodajne (U m ) na przedmiotowym odcinku jezdni wynosi 0,76 mm jest więc mniejsze od ugięcia dopuszczalnego (U dop dla kategorii KR3 wynosi 0,8 mm). Aby jednak wyniki były miarodajne należy wyliczyć ugięcie obliczeniowe (U obl ), które uwzględnia wpływ temperatury i sezonowości na wyniki badań: U obl 0,76 x [1+0,02x(20-8)] x 1,22 x 1,0 = 1,15 mm Z nomogramu umieszczonego w Katalogu Wzmocnień [3] na stronie 47 znając U obl i ruch całkowity w okresie obliczeniowym (przyjęto N całk = osi 100 kn/pas) odczytano grubość zastępczą wzmocnienia H z = 24 cm. Stosując do wzmocnienia beton asfaltowy lub SMA dla których współczynnik materiałowy a = 2 otrzymamy minimalną grubość wzmocnienia 12 cm.

19 ODCINEK IV temp.8 C Tabela nr 1-IV ,00 4,95 0,05 0, ,00 4,98 0,02 0, ,00 4,90 0,10 0, ,00 4,63 0,37 0, ,00 4,66 0,34 wynik odrzucony ,00 4,77 0,23 0, ,00 4,70 0,30 0, ,00 4,61 0,39 wynik odrzucony ,00 4,83 0,17 0, ,00 4,76 0,24 0, ,00 4,86 0,14 0, ,00 4,76 0,24 0, ,00 4,90 0,10 0, ,00 4,92 0,08 0, ,00 4,81 0,19 0, ,00 4,87 0,13 0, ,00 4,66 0,34 wynik odrzucony Obliczenia ugięcia miarodajnego - odcinek IV od km do km ul. 3-go Maja, Mysłowice Tabela nr 2 - IV Przedziały Środek Liczebność Liczebność klasy ugięć klasy klasy względna ni x Ui fi x Ui ni x (Ui-Uśr)*2 [mm] Ui ni fi = ni/n 0,0 0,2 0,10 3 0,214 0,30 0,021 0,198 0,2 0,4 0,30 6 0,429 1,80 0,129 0,020 0,4 0,6 0,50 3 0,214 1,50 0,107 0,061 0,6 0,8 0,70 2 0,143 1,40 0,100 0,235 suma: 14 1, ,357 0,514 Ugięcie średnie 0,357 Odchylenie standardowe 0,198 Ugięcie miarodajne Um 0,754 Ugięcie miarodajne (U m ) na przedmiotowym odcinku jezdni wynosi 0,75 mm jest więc mniejsze od ugięcia dopuszczalnego (U dop dla kategorii KR3 wynosi 0,8 mm). Aby jednak wyniki były miarodajne należy wyliczyć ugięcie

20 obliczeniowe (U obl ), które uwzględnia wpływ temperatury i sezonowości na wyniki badań: U obl 0,75 x [1+0,02x(20-8)] x 1,22 x 1,0 = 1,13 mm Z nomogramu umieszczonego w Katalogu Wzmocnień [3] na stronie 47 znając U obl i ruch całkowity w okresie obliczeniowym (przyjęto N całk = osi 100 kn/pas) odczytano grubość zastępczą wzmocnienia H z = 24 cm. Stosując do wzmocnienia beton asfaltowy lub SMA dla których współczynnik materiałowy a = 2 otrzymamy minimalną grubość wzmocnienia 12 cm. 6. Inwentaryzacja konstrukcji nawierzchni W celu inwentaryzacji w dniu r. wykonano 7 odwiertów sondażowych w nawierzchni jezdni ul. 3-go Maja oraz 5 odwiertów geotechnicznych podłoża nawierzchni do głębokości 4,5 m. Badania laboratoryjne pobranych próbek gruntów obejmowały wykonanie analiz makroskopowych oraz oznaczenie następujących cech fizycznych gruntów: wilgotność naturalna (Wn) stopień plastyczności (IL) gęstość objętościowa kąt tarcia wewnętrznego endometryczny moduł ściśliwości wskaźnik piaskowy Wyniki badań gruntów podano w Opinii geotechnicznej. Odtworzony na podstawie odwiertów układ warstw konstrukcyjnych przedstawiono na rysunku nr 1 i 2. Układ warstw litologicznych podłoża nawierzchni przedstawiono w załączonej Opinii geotechnicznej. Miejsca wykonania otworów badawczych wskazano na planie sytuacyjnym.

21 7. Opis warstw konstrukcyjnych Warstwa ścieralna i wiążąca warstwa ścieralna i wiążąca na przedmiotowym odcinku zbudowana jest z betonu asfaltowego o miąższości 11 20,5 cm ułożonego w od 4 6 warstwach. W odwiertach nr 3, 5 i 7 można zauważyć brak połączenia międzywarstwowego. Podbudowa podbudowę na przedmiotowym odcinku stanowi kruszywo łamane. 8. Warunki wodne Warunki wodne są dobre, za wyjątkiem rejonu otworu geotechnicznego nr 2 gdzie są złe. 9. Warunki gruntowe oraz ich ocena jako podłoża nawierzchni W podłożu dokumentowanego terenu, na odcinku od km do km 1+720, na przeważającej części stwierdzono występowanie gruntów wysadzinowych. Przy istniejących warunkach wodnych podłoże gruntowe proponuje się zaliczyć do grupy nośności G4. W związku z tym w przypadku przebudowy drogi wymagane będzie opracowanie indywidualnego projektu konstrukcji nawierzchni z warstwą ulepszonego podłoża. 10. Wnioski i koncepcja wzmocnienia Przy opracowaniu koncepcji wzmocnienia wzięto pod uwagę następujące czynniki: Rolę ulicy w układzie komunikacyjnym miasta ulica ma podstawowe znaczenie w funkcjonowaniu układu komunikacyjnego miasta, Obciążenie ruchem przyjęto, że jezdnia jest obciążona ruchem KR3, Stan nawierzchni przedmiotowego odcinka jezdni stan ten jest zróżnicowany, w zależności od odcinka jezdni.

22 Odcinek I jest w złym stanie technicznym. Spękania siatkowe świadczą o wyczerpanej nośności konstrukcji jezdni, spękania krawędziowe świadczą o braku odwodnienia, a ubytki warstwy ścieralnej o nieodpowiednim składzie mieszanki mineralno-bitumicznej. Odcinek II jest zróżnicowany pod względem technicznym. Pas kanalizacji na lewym pasie jest w dobrym stanie technicznym. Pas prawy jest w stanie złym. Ubytki warstwy ścieralnej świadczą o nieodpowiednim składzie mieszanki mineralno-bitumicznej, a zaburzenia w przekroju poprzecznym mogą powodować problemy z odwodnieniem. Odcinek III jest w złym stanie technicznym. Spękania siatkowe świadczą o wyczerpanej nośności konstrukcji jezdni, ubytki warstwy ścieralnej świadczą o nieodpowiednim składzie mieszanki mineralno-bitumicznej. Odcinek IV jest w dobrym stanie technicznym, brak widocznych uszkodzeń. Warstwy konstrukcyjne nawierzchni Odwierty sondażowe wykazały, że miąższość warstw bitumicznych jest zróżnicowana. Najmniejsza i najbardziej zróżnicowana miąższość występuje na odcinku I tutaj waha się w granicach cm. Na pozostałych odcinkach wynosi od 16,5 20,5 cm. Często jednak można zauważyć brak połączenia międzywarstwowego (odwierty nr 1, 3, 5, 7), a także złe zagęszczenie (widoczne wolne przestrzenie głównie w odwiercie nr 3). Podbudowa z kruszywa łamanego jest dobrą podbudową w związku z czym w miarę możliwości można ją zachować. Nośność konstrukcji nawierzchni badanie nośności ugięciomierzem belkowym wskazuje, że konstrukcja nawierzchni nie posiada wystarczającej nośności do przenoszenia obciążeń od występującego ruchu. Wyjątkiem jest pas kanalizacji na odcinku II. Podsumowanie i wnioski Wyniki badań wskazują, że istniejącą konstrukcję nawierzchni należy wzmocnić lub przebudować w zależności od badanego odcinka.

23 W związku z powyższym proponujemy następujące rozwiązania w zależności od odcinka badanej drogi odcinki przyjęto po konsultacji z Zamawiającym na podstawie przeprowadzonych badań i uwarunkowań terenu: ODCINEK I od początku opracowania do km Ze względu na występowanie na tym odcinku podłoża gruntowego o grupie nośności G4, rzeczywista grubość wszystkich warstw nawierzchni nie może być mniejsza niż 70 cm (jest to wymagana przez Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni grubość konstrukcji dla jezdni obciążonej ruchem KR3). W związku z tym, że obecnie istniejąca konstrukcja nawierzchni ma miąższość ok. 30 cm, należałoby zwiększyć jej grubość o 40 cm, co ze względu na istniejąca zabudowę nie jest możliwe. Dlatego też najlepszym rozwiązaniem będzie rozebranie istniejącej konstrukcji jezdni, wzmocnienie podłoża gruntowego poprzez stabilizację spoiwem hydraulicznym, a następnie wbudowanie nowej konstrukcji dla ruchu KR3. Zastosowanie stabilizacji spoiwem hydraulicznym powoduje, że nie ma konieczności pogrubiania konstrukcji jezdni do 70 cm. Ostatecznie proponujemy następujący układ warstw konstrukcyjnych: warstwa ścieralna z SMA warstwa wiążąca z BA podbudowa zasadnicza z BA podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie grunt stabilizowany spoiwem hydraulicznym

24 Koncepcja wzmocnienia obejmuje: 1. Sfrezowanie istniejących mas bitumicznych na całej powierzchni jezdni. Średnia głębokość frezowania 17 cm. Prace należy wykonać zgodnie z Ogólnymi specyfikacjami Technicznymi D Recykling 2. Wykonanie koryta jezdni na średnią głębokość 53 cm licząc od istniejącej niwelety czyli po odjęciu mas bitumicznych na głębokość 36 cm. Prace należy wykonać zgodnie z Ogólnymi specyfikacjami Technicznymi D Roboty ziemne oraz D Koryto wraz z zagęszczaniem i profilowaniem 3. Wykonanie w korycie 15 cm warstwy ulepszonego podłoża z gruntu stabilizowanego spoiwem hydraulicznym o R m = 2,5 MPa D D Podbudowa i ulepszone podłoże z gruntów lub kruszyw stabilizowanych spoiwami hydraulicznymi 4. Wykonanie na warstwie ulepszonego podłoża 20 cm warstwy podbudowy pomocniczej z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie o uziarnieniu 0/63 mm. D Podbudowa z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie 5. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem podbudowy pomocniczej w ilości 0,5 kg/m 2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 2 h przed ułożeniem podbudowy zasadniczej. D Oczyszczenie i skropienie warstw konstrukcyjnych 6. Wykonanie na warstwie podbudowy pomocniczej warstwy podbudowy zasadniczej grubości 7 cm z betonu asfaltowego o uziarnieniu 0/25 mm D Podbudowa z betonu asfaltowego. 7. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,3 kg/m 2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy wiążącej. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego

25 8. Wykonanie na warstwie podbudowy zasadniczej warstwy wiążącej grubości 6 cm z betonu asfaltowego o uziarnieniu 0/20 mm. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 9. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,3 kg/m2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy ścieralnej. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 10. Wykonanie na warstwie wiążącej warstwy ścieralnej grubości 5 cm z mieszanki mastyksowo grysowej SMA o uziarnieniu 0/12,8 mm D Nawierzchnia z mieszanki mastyksowo grysowej SMA UWAGA: Przedmiotowy teren położony jest na obszarze Giszowiec I KHW S.A KWK Murcki Staszic. Na stan techniczny jezdni mogą mieć więc wpływ oddziaływania górnicze. W rejonie takich oddziaływań proponujemy zastosowanie konstrukcji bez stabilizacji spoiwem hydraulicznym. Układ proponowanych warstw konstrukcyjnych w takim przypadku przedstawia się następująco: warstwa ścieralna z SMA warstwa wiążąca z BA podbudowa zasadnicza z BA podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie warstwa mrozoochronna z kruszywa o CBR > 25 %

26 Koncepcja wzmocnienia obejmuje: 1. Sfrezowanie istniejących mas bitumicznych na całej powierzchni jezdni. Średnia głębokość frezowania 17 cm. Prace należy wykonać zgodnie z Ogólnymi specyfikacjami Technicznymi D Recykling 2. Wykonanie koryta jezdni na średnią głębokość 70 cm licząc od istniejącej niwelety czyli po odjęciu mas bitumicznych na głębokość 53 cm. Prace należy wykonać zgodnie z Ogólnymi specyfikacjami Technicznymi D Roboty ziemne oraz D Koryto wraz z zagęszczaniem i profilowaniem 3. Wykonanie w korycie 32 cm warstwy mrozoochronnej z kruszywa o CBR 25 % D Warstwa mrozoochronna. 4. Wykonanie na warstwie mrozoochronnej 20 cm warstwy podbudowy pomocniczej z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie o uziarnieniu 0/31,5 mm. D Podbudowa z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie 5. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem podbudowy pomocniczej w ilości 0,5 kg/m 2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 2 h przed ułożeniem podbudowy zasadniczej. D Oczyszczenie i skropienie warstw konstrukcyjnych 6. Wykonanie na warstwie podbudowy pomocniczej warstwy podbudowy zasadniczej grubości 7 cm z betonu asfaltowego o uziarnieniu 0/25 mm D Podbudowa z betonu asfaltowego. 7. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,3 kg/m 2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy wiążącej. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego

27 8. Wykonanie na warstwie podbudowy zasadniczej warstwy wiążącej grubości 6 cm z betonu asfaltowego o uziarnieniu 0/20 mm. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 9. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,3 kg/m2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy ścieralnej. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 10. Wykonanie na warstwie wiążącej warstwy ścieralnej grubości 5 cm z mieszanki mastyksowo grysowej SMA o uziarnieniu 0/12,8 mm D Nawierzchnia z mieszanki mastyksowo grysowej SMA ODCINEK II od km do km Odcinek ten jest zróżnicowany pod względem technicznym. Pas kanalizacji na lewym pasie jest w dobrym stanie technicznym i nie wymaga wzmocnienia. Pas prawy jest w stanie złym. Analiza ugięć sprężystych wykazała konieczność wzmocnienia jezdni na tym odcinku nakładką z betonu asfaltowego o grubości 23 cm. Ze względu na istniejącą zabudowę, prawostronny chodnik i wjazdy do posesji nie ma możliwości podniesienia niwelety, tak więc jedyną możliwością wzmocnienia jest rozebranie istniejącej konstrukcji i wbudowanie nowej dla ruchu KR3. Proponujemy więc na pasie prawym zastosowanie tych samych rozwiązań jak na odcinku I, a pas lewy można pozostawić w obecnym stanie wymieniając jedynie warstwę ścieralną dla ujednolicenia nawierzchni na całej powierzchni przedmiotowego odcinka.

28 ODCINEK III od km do km Analiza badań ugięciomierzem belkowym wykazała, że jezdnia na tym odcinku nie posiada wystarczającej nośności do przenoszenia obciążeń od występującego ruchu i konieczne jest wzmocnienie jej nakładką z betonu asfaltowego o grubości 12 cm. Jeśli jednak zastosujemy do wzmocnienia siatkę stalową (typ ciężki), zastąpi ona 8 cm wzmocnienia betonem asfaltowym i nie będzie konieczności podnoszenia istniejącej niwelety aż o 12 cm. Proponujemy więc: sfrezowanie istniejących warstw bitumicznych na średnią głębokość 12 cm, a następnie na nowej warstwie wyrównawczej grubości 2 cm zastosowanie wzmocnienia siatką stalową (typ cieżki) oraz wbudowanie nowej warstwy wiążącej o grubości 6 cm i ścieranej o grubości 4 cm. W tym wariancie istniejąca niweleta drogi zostanie podniesiona o 1 cm. Sprawdzenie obliczeniowe proponowanych rozwiązań: H zast,wym = 24 cm współczynnik materiałowy miąższość warstwy H zast,proj = 1,3 12 cm (sfrezowanie istniejących mas bitumicznych) + 2,0 2 cm (warstwa wyrównawcza z betonu asfaltowego) + 16,0 1 cm (membrana BITUFOR) + 2,0 6 cm (warstwa wiążąca z betonu asfaltowego) + 2,0 4 cm (warstwa ścieralna z SMA) H zast,proj 24,4 cm H zast,wym warunek spełniony Koncepcja wzmocnienia obejmuje: 1. Sfrezowanie istniejących mas bitumicznych na całej powierzchni jezdni. Średnia głębokość frezowania 12 cm Prace należy wykonać zgodnie z Ogólnymi specyfikacjami Technicznymi D Recykling

29 2. Oczyszczenie powierzchni frezowanej szczotką mechaniczną z odkurzaczem, a następnie skrapianie stopniowo emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,4 kg/m2 po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy wyrównawczej D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 3. Wbudowanie warstwy wyrównawczej o grubości 2,0 cm z betonu asfaltowego o uziarnieniu 0/8 mm D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 4. Ułożenie na warstwie wyrównawczej membrany BITUFOR o następującej konstrukcji: siatka stalowa typ ciężki warstwa slurry seal w ilości ok. 15 kg/m2 o następującym składzie: 90% agregatu mineralnego 0/6 mm 1 do 1,5% cementu, 12% zmodyfikowanej emulsji bitumicznej w oparciu o lepiszcze DE30B 5. Wykonanie na warstwie slurry seal warstwy wiążącej grubości 6 cm z betonu asfaltowego, o uziarnieniu 0/20 mm. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 6. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,3 kg/m2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy ścieralnej. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 7. Wykonanie warstwy ścieralnej o grubości 4 cm z SMA, o uziarnieniu 0/12,8 mm. D Nawierzchnia z mieszanki mastyksowo grysowej SMA ODCINEK IV od km do końca opracowania Odcinek ten jest wizualnie w dobrym stanie technicznym, jednak analiza badań ugięciomierzem belkowym wykazała, że zastosowany zabieg, polegający na wymianie warstwy ścieralnej nie poprawił nośności tego

30 odcinka. Dodatkowo między warstwą wyrównawczą, a starymi warstwami z betonu asfaltowego brak jest połączenia międzywarstwowego, co wpływa na osłabienie konstrukcji. Badania wykazały, że konieczne jest wzmocnienie tego odcinka nakładką z betonu asfaltowego o grubości 12 cm. Tutaj podobnie jak na odcinku III proponujemy zastosowanie siatki stalowej (typ ciężki), która zastąpi 8 cm wzmocnienia betonem asfaltowym. Ostatecznie koncepcja wzmocnienia na tym odcinku obejmuje: sfrezowanie istniejących warstw bitumicznych na średnią głębokość 14 cm, a następnie na nowej warstwie wyrównawczej grubości 4 cm zastosowanie wzmocnienia siatką stalową (typ cieżki) oraz wbudowanie nowej warstwy wiążącej o grubości 6 cm i ścieranej o grubości 4 cm. W tym wariancie istniejąca niweleta drogi zostanie podniesiona o 1 cm. Sprawdzenie obliczeniowe proponowanych rozwiązań: H zast,wym = 24 cm współczynnik materiałowy miąższość warstwy H zast,proj = 1,8 7 cm (sfrezowanie warstw: ścieralnej i wyrównawczej) - 1,0 7 cm (sfrezowanie pozostałych warstw bitumicznych) + 2,0 4 cm (warstwa wyrównawcza z betonu asfaltowego) + 16,0 1 cm (membrana BITUFOR) + 2,0 6 cm (warstwa wiążąca z betonu asfaltowego) + 2,0 4 cm (warstwa ścieralna z SMA) H zast,proj 24,4 cm H zast,wym warunek spełniony Koncepcja wzmocnienia obejmuje: 1. Sfrezowanie istniejących mas bitumicznych na całej powierzchni jezdni. Średnia głębokość frezowania 14 cm Prace należy wykonać zgodnie z Ogólnymi specyfikacjami Technicznymi D Recykling

31 2. Oczyszczenie powierzchni frezowanej szczotką mechaniczną z odkurzaczem, a następnie skrapianie stopniowo emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,4 kg/m2 po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy wyrównawczej D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 3. Wbudowanie warstwy wyrównawczej o grubości 4,0 cm z betonu asfaltowego o uziarnieniu 0/16 mm D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 4. Ułożenie na warstwie wyrównawczej membrany BITUFOR o następującej konstrukcji: siatka stalowa typ ciężki warstwa slurry seal w ilości ok. 15 kg/m2 o następującym składzie: 90% agregatu mineralnego 0/6 mm 1 do 1,5% cementu, 12% zmodyfikowanej emulsji bitumicznej w oparciu o lepiszcze DE30B 5. Wykonanie na warstwie slurry seal warstwy wiążącej grubości 6 cm z betonu asfaltowego, o uziarnieniu 0/20 mm. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 6. Skropienie emulsją asfaltową lub upłynnionym asfaltem w ilości 0,3 kg/m2 (po odparowaniu wody z emulsji lub upłynniacza z asfaltu upłynnionego) z wyprzedzeniem nie mniejszym niż 0,5 h przed ułożeniem warstwy ścieralnej. D Nawierzchnia z betonu asfaltowego. 7. Wykonanie warstwy ścieralnej o grubości 4 cm z SMA, o uziarnieniu 0/12,8 mm. D Nawierzchnia z mieszanki mastyksowo grysowej SMA