Dwa problemy związane z jakością dróg

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Dwa problemy związane z jakością dróg"

Katarzyna Sikora
8 lat temu
Przeglądów:

1 Dwa problemy związane z jakością dróg Leszek Rafalski Instytut Badawczy Dróg i Mostów Jakość w realizacji robót drogowych Ostróda r. 1

2 1. Obciążenia nawierzchni. 2. Przemarzanie nawierzchni i podłoża. 2

3 Obciążenia nawierzchni 3

4 Największy wpływ na naprężenia i odkształcenia powstające w konstrukcjach nawierzchni drogowych mają pojazdy ciężkie. W Polsce - pojazdy o ciężarze nie mniejszym niż 35 kn. 4

5 Średni dobowy ruch. Kategorie ruchu. KR1, KR2, KR3, KR4, KR5 lub KR6. 5

6 Klasyfikacja dróg według kategorii ruchu dla osi obliczeniowej 115 kn Kategoria ruchu Liczba osi obliczeniowych na dobę na pas obliczeniowy L KR1 nie więcej niż 7 KR KR KR KR KR i więcej 6

obliczeniowych na dobę na pas obliczeniowy L KR1 nie

7 Konstrukcje nawierzchni drogowych. 7

8 Przykład konstrukcji nawierzchni podatnej drogi o kategorii ruchu KR6 8

9 Przykład konstrukcji nawierzchni betonowej drogi o kategorii ruchu KR6 (grubość warstwy mrozoochronnej zależy od głębokości przemarzania) 9

10 Badania we Francji w latach Obciążenie pojazdami ciężkimi. Tory doświadczalne. Samochód osobowy. Samochody ciężarowe. 10

11 Badacze francuscy porównywali wpływ różnego obciążenia na nawierzchnie drogowe. Przyjmowali typowe obciążenie na oś w samochodzie osobowym 5 kn/oś. Porównali wpływ liczby przejazdów samochodu osobowego i samochodów ciężarowych. Samochód ciężarowy np. 100 kn/oś. 11

Przyjmowali typowe obciążenie na oś w samochodzie osobowym 5

12 N N i j P P j i N i, N j liczba obciążeń osi potrzebnych do zniszczenia materiału nawierzchni, P i, P j obciążenie osi (kn), γ współczynnik (wykładnik potęgi) określający równoważność obciążenia osi. 12

13 Na podstawie badań ustalili, że wartość γ = 4. Oznaczało to, że przejazd 1 samochodu ciężarowego o obciążeniu 100 kn/oś odpowiadał: 13

14 N N i j

15 Program DIVINE r. Zbadanie dynamicznych oddziaływań pojazdów na nawierzchnie. W konstrukcjach pojazdów stosowane są zawieszenia sprężyste (mechaniczne) i pneumatyczne. Ich zadaniem jest zredukowanie wpływu nierówności drogi na drgania pojazdu. Różnice wynikające z zawieszeń. 15

W konstrukcjach pojazdów stosowane są zawieszenia sprężyste

16 Dynamiczne oddziaływanie zawieszeń pneumatycznych (a) i sprężystych (b) na nawierzchnię 16

17 Rozwój nierówności nawierzchni pod wpływem pojazdów z zawieszeniem sprężystym (a) i pneumatycznym (b) 17

18 Raporty OECD i FEHRL 2009 r. 2 raporty opracowane w 2009 roku: - OECD/ECMT JTRC Truck Report, - European Long-Life Pavement Group ELLPAG. Weryfikacja oddziaływania ciężkich pojazdów na nawierzchnie. 18

19 γ zależy od rodzaju nawierzchni. Jeśli nawierzchnia bardziej sztywna - tym γ większe. 19

20 Dotychczas: prawo 4 potęgi, czyli γ = 4. Oznaczało, że przejazd 1 samochodu ciężarowego o obciążeniu 100 kn/oś odpowiadał przejazdowi samochodów osobowych. 20

21 Po nowych badaniach: - nawierzchnie asfaltowe γ = 5, - nawierzchnie betonowe γ =12. 21

22 Nawierzchnie asfaltowe: Nawierzchnie betonowe:

23 Analiza widma obciążeń Obecny sposób projektowania konstrukcji nawierzchni w uproszczony sposób uwzględnia oddziaływanie dynamiczne od ruchu pojazdów. Wiarygodnym sposobem oceny tych oddziaływań jest badanie tzw. widma obciążeń, czyli pomiaru rzeczywistych sił działających na nawierzchnię. 23

24 Analiza widma obciążeń pozwala na dokładniejsze uwzględnienie oddziaływań poszczególnych grup pojazdów na nawierzchnię drogową. 24

25 number of axles day <20 kn <40kN <60kN <80kN <100 kn <120 kn <140 kn Przykład widma obciążeń 25

26 Podsumowanie Oddziaływanie dynamiczne ciężkich pojazdów jest większe niż wynikało z wcześniejszych badań. 26

27 Konieczna jest weryfikacja dotychczasowych zasad projektowania nawierzchni drogowych. Należy uwzględnić nowe raporty dotyczące oddziaływania ciężkich pojazdów na nawierzchnie. 27

28 Przemarzanie nawierzchni i podłoża 28

29 W naszym klimacie istotny wpływ na nawierzchnie drogowe mają następujące czynniki: - wysokie temperatury dodatnie, - niskie temperatury ujemne, - cykle zamrażania i odmrażania. 29

30 30

31 W warunkach polskich jezdnie dróg mogą osiągać w lecie temperaturę +70 C, a w zimie -30 C. Taka różnica temperatur ma istotny wpływ na konstrukcje nawierzchni drogowych. 31

32 Ważnym problemem jest oddziaływanie na nawierzchnię i podłoże temperatur ujemnych. W Polsce nawierzchnie drogowe projektuje się zachowując ograniczoną ochronę mrozową. 32

33 Oznacza to, że grubość warstw nawierzchni nie musi chronić podłoża gruntowego przed przemarzaniem. Taki sposób projektowania stwarza ryzyko powstawania wysadzin w podłożu gruntowym. 33

34 Zjawisko powstawania wysadzin polega na tworzeniu się w gruncie soczewek lodowych lub warstw lodowych. 34

35 Powstawanie soczewek lodowych w podłożu a) warstwy lodowe b)soczewki lodowe 35

36 36

37 Wysadziny powodują zwiększenie objętości gruntu podłoża i powstawanie sił pionowych mogących działać na nawierzchnie. Wyeliminowanie wysadzin jest jednym z warunków trwałości nawierzchni drogowych. 37

38 Obecnie przyjmuje się, że nawierzchnia i podłoże gruntowe powinny być ochronione przed mrozem do głębokości mniejszej od głębokości przemarzania h z. Grubość warstw nawierzchni i podłoża odpornych na działanie mrozu wynosi 0,4-0,85 h z przyjmowanej na podstawie mapy klimatycznej Polski. 38

39 Konstrukcję nawierzchni drogowej projektuje się zakładając przemarzanie podłoża, czyli dopuszczając do powstawania wysadziny mrozowej. Taki sposób projektowania stwarza ryzyko powstawania wysadzin w podłożu gruntowym podczas eksploatacji drogi. 39

40 Podsumowanie Obecne zasady projektowania nawierzchni drogowych pozwalające na powstawanie wysadzin w podłożu nawierzchni drogowych wymagają weryfikacji. 40

41 41

Podobne dokumenty

Kruszywa drogowe w wymaganiach technicznych rekomendowanych przez Ministra Infrastruktury 1

Leszek Rafalski Instytut Badawczy Dróg i Mostów Kruszywa drogowe w wymaganiach technicznych rekomendowanych przez Ministra Infrastruktury 1 1. Wstęp Nawierzchnia drogowa jest skonstruowana z warstw dobranych