PROJEKT BUDOWLANY DROGOWA

Projekt finansowany w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego dla Województwa Pomorskiego na lata 2014 2020 ZAMAWIAJĄCY: WYKONAWCA: ZARZĄD DRÓG WOJEWÓDZKICH w GDAŃSKU 80-778 Gdańsk, ul. Mostowa 11A Sekretariat tel. (0 58) 320-20-28; tel. / fax. (0 58) 320-20-25; Regon: 191687276 www.zdw-gdansk.pl email: sekretariat@zdwgdansk.pl JEDNOSTKA PROJEKTOWA: OBIEKT BUDOWLANY: Przedsiębiorstwo Budowy Dróg S.A. ul. Pomorska 26A 83-200 Starogard Gdański Voessing Polska Sp. z o.o. ul. Grobla 17/5 61-859 Poznań Konsorcjum firm w składzie: Rozbudowa drogi wojewódzkiej nr 521 na odcinku Kwidzyn - Prabuty Odcinek A - Kwidzyn- Rakowiec o długości ok. 5,3 km ( rozpoczyna się w mieście Kwidzyn przy rondzie z DK 55, a kończy przy wjeździe do miejscowości Rakowiec) Odcinek B - Rakowiec Licze o długości ok. 4,77 km ( rozpoczyna się w m. Rakowiec, a kończy w m. Licze) Odcinek C - Licze Prabuty o długości 8,86 km ( rozpoczyna się w m. Licze, a kończy w m. Prabuty) ADRES OBIEKTU BUDOWLANEGO: województwo pomorskie, powiat kwidzyński, gmina Kwidzyn, gmina Prabuty KATEGORIA PRZEDMIOTU OPRACOWANIA: RODZAJ PROJEKTU: BRANŻA: NR TOMU: PBDW521.T1 CZĘŚĆ: PBDW521.T1_2 SPIS ZAWARTOSCI: NAZWA TOMU: NUMERY EWIDENCYJNE DZIAŁEK: KATEGORIA XXV - DROGI PROJEKT BUDOWLANY DROGOWA UKŁAD DROGOWY NA ODCINKU KWIDZYN - PRABUTY PROJEKT WZMOCNIENIA KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI ODCINKACH OD KM 0+000 DO KM 10+875, OD KM 14+380 DO KM 14+650 ORAZ OD KM 15+350 DO KM 18+860 Strona 7 Strona 5 FUNKCJA: IMIĘ I NAZWISKO: SPECJALNOŚĆ I NR UPRAWNIEŃ: PODPIS: PROJEKTANT: mgr inż. Piotr Mazurowski POM/0078/POOD/08 SPRAWDZAJĄCY: mgr inż. Andrzej Sawoszczuk Konstrukcyjno - Budowlana KUP/5/POOK/03 DATA: NR UMOWY: NR EGZ.: 05.2017 Nr umowy 329/2016-2018

2

Projekt finansowany w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego dla Województwa Pomorskiego na lata 2014 2020 ZAMAWIAJĄCY: ZARZĄD DRÓG WOJEWÓDZKICH w GDAŃSKU 80-778 Gdańsk, ul. Mostowa 11A Sekretariat tel. (0 58) 320-20-28; tel. / fax. (0 58) 320-20-25; Regon: 191687276 www.zdw-gdansk.pl email: sekretariat@zdwgdansk.pl WYKONAWCA: JEDNOSTKA PROJEKTOWA: OBIEKT BUDOWLANY: Przedsiębiorstwo Budowy Dróg S.A. ul. Pomorska 26A 83-200 Starogard Gdański Voessing Polska Sp. z o.o. ul. Grobla 17/5 61-859 Poznań Konsorcjum firm w składzie: Rozbudowa drogi wojewódzkiej nr 521 na odcinku Kwidzyn - Prabuty Odcinek A - Kwidzyn- Rakowiec o długości ok. 5,3 km ( rozpoczyna się w mieście Kwidzyn przy rondzie z DK 55, a kończy przy wjeździe do miejscowości Rakowiec) Odcinek B - Rakowiec Licze o długości ok. 4,77 km ( rozpoczyna się w m. Rakowiec, a kończy w m. Licze) Odcinek C - Licze Prabuty o długości 8,86 km ( rozpoczyna się w m. Licze, a kończy w m. Prabuty) Zgodnie z art.20 ust. 4 Ustawy z dn. 07.07.1994 r. Prawo budowlane, oświadczamy, że niniejszy projekt sporządzony został zgodnie z obowiązującymi przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej i przekazywany jest w stanie kompletnym, z punktu widzenia celu, któremu ma służyć. FUNKCJA: IMIĘ I NAZWISKO: SPECJALNOŚĆ I NR UPRAWNIEŃ: PODPIS: PROJEKTANT: mgr inż. Piotr Mazurowski POM/0078/POOD/08 SPRAWDZAJĄCY: mgr inż. Andrzej Sawoszczuk Konstrukcyjno - Budowlana KUP/5/POOK/03 DATA: NR UMOWY: 05.2017 Nr umowy 329/2016-2018 3

4

Działki przeznaczone pod inwestycję w całości w liniach rozgraniczenia: Obręb 0003 Kwidzyn: 2/3 ; 27/2 ; 176/17 ; 174/8 ; 55/2 ; 187/5 ; 27/3 ; Obręb 0008 Kwidzyn: 1 ; 3/1 ; 5/7 ; 8/4 Obręb 0010 Górki: 20 ; 18/6 ; 82/19 ; 82/21 ; 82/24 ; 22/3 ; 21/7 ; Obręb 0023 Rakowiec: 146 ; 327 ; 365/6 ; 343 ; 445/4 ; 444/2 ; 445/5 ; 236 ; 144/3 ; Obręb 0014 Licze: 222 ; 127 ; 162 ; 204/3 ; 204/2 ; 42 ; 184 ; 186/4 ; 175/1 ; 71/1 ; 460 Obręb 0016 Młynisko: 284/4 ; 283/2 ; 282/2 ; 272/3 ; 271/3 ; 270/3 ; 269/3 ; 268/3 ; 267/2 ; 266/2 ; Obręb 0022 Raniewo: 33 ; Obręb 0001 Prabuty: 308/1 ; 313/1 ; 318/3 ; 326/1 ; Obręb 0003 Prabuty: 2 ; 27 ; 32/4 ; 33/1 ; 34/3 ; 28/1 ; Działki przeznaczone pod inwestycję przeznaczone do podziału: Obręb 0003 Kwidzyn: 27/1 ; 4/3 ; 6 ; 7/3 ; 7/18 ; 21/2 ; 173/10 ; 180 ; 187/4 ; 138/3 ; 139/1 ; 139/3 ; 139/4 ; 141/1 ; 141/2 ; 141/6 ; 142 ; 153 Obręb 0008 Kwidzyn: 46/8 ; 45/6 ; 44/7 ; 43/14 ; 18 ; 2/4 ; 4/3 ; 5/10 ; 5/6 ; 5/5 ; 6/6 ; 7/4 ; 17/35 ; 17/36 ; 411 ; 109/1 ; 110/1 ; 123/5 ; 123/4 ; 124/13 ; 418/4 ; 418/2 ; 418/3 Obręb 0010 Górki: 12/1 ; 14/21 ; 14/19 ; 14/26 ; 17/9 ; 17/12 ; 17/17 ; 17/30 ; 19/3 ; 19/5 ; 26/9 ; 26/11 ; 27 ; 60 ; 61/1 ; 23/40 ; 23/33 ; 154/6 ; 23/52 ; 23/61 ; 82/18 ; 82/20 ; 82/25 ; 23/27 ; 23/30 ; 23/31 ; 23/44 ; 23/37 ; 23/70 ; 23/64 ; 23/74 ; 23/71 ; 23/72 ; 21/8 ; 21/6 Obręb 0023 Rakowiec: 147/1 ; 150/1 ; 150/2 ; 151 ; 125 ; 175 ; 176 ; 177 ; 179/10 ; 128 ; 129 ; 138/2 ; 138/1 ; 179/5 ; 349 ; 344/1 ; 144 ; 610/1 ; 610/2 ; 279/2 ; 280/3 ; 363 ; 365/2 ; 365/3 ; 365/4 ; 281/6 ; 282/5 ; 282/4 ; 283 ; 284/1 ; 284/2 ; 284/4 ; 285/1 ; 285/2 ; 286/1 ; 373 ; 289/1 ; 289/2 ; 290/5 ; 258 ; 379 ; 380/9 ; 405/1 ; 292/2 ; 294 ; 636/2 ; 295/1 ; 296 ; 326/4 ; 407/1 ; 409/2 ; 409/3 ; 438 ; 439 ; 329 ; 330 ; 331 ; 332 ; 333/8 ; 334; 335/1 ; 336 ; 337 ; 339/2 ; 339/1 ; 339/10 ; 340 ; 341/1 ; 229/5 ; 229/6 ; 229/10 ; 630/7 ; 316 ; 317 ; 452 ; 453/2 ; 453/3 ; 453/1 ; 454 ; 455/1 ; 323/9 ; 325 ; 231 ; 232 ; 233 ; 234 ; 457/4 ; 457/2 ; 459/1 ; 459/9 ; 539/1 ; 637 ; 235/4 ; 235/2 ; 235/3 ; 224 ; 223/5 ; 543/2 ; 544 ; 545/3 ; 545/4 ; 545/6 ; 550 ; 222/1 ; 221/7 ; 221/8 ; 221/9 ; 221/10 ; 554/2 ; 555/3 ; 556/1 ; 556/2 ; 592 ; 238 ; 221/4 ; 217/5 ; 217/4 ; 217/8 ; 216/2 ; 215/3 ; 215/4; 215/6 ; 215/7 Obręb 0014 Licze: 199 ; 201 ; 202 ; 203 ; 204/1 ; 205/2 ; 218 ; 221/2 ; 221/1 ; 128/3 ; 128/1 ; 129 ; 130 ; 224/5 ; 135 ; 134/2 ; 136/4 ; 136/3 ; 136/2 ; 137/1 ; 137/2 ; 138 ; 139 ; 140 ; 144 ; 225/2 ; 230 ; 229/4 ; 229/3 ; 145 ; 146/1 ; 146/4 ; 146/3 ; 146/5 ; 244 ; 245; 246/1 ; 247 ; 148 ; 165 ; 147/5 ; 147/4 ; 43/1 ; 147/3 ; 40/1 ; 40/2 ; 45 ; 46/5 ; 46/4 ; 47/1 ; 51/2 ; 51/1 ; 52/2 ; 54/1 ; 467/1 ; 181 ; 182/3 ; 54/5 ; 182/4 ; 285/9 ; 55/1 ; 55/2 ; 59/3 ; 285/8 ; 186/5 ; 285/7 ; 285/6 ; 59/4 ; 59/9 ; 171/4 ; 472 ; 66/2 ; 473 ; 284/1 Obręb 0016 Młynisko: 274/1 ; 273/2 ; 272/1 ; 271/1 ; 270/1 ; 269/4 ; 263/3 ; 268/4 ; 262/3 ; 261/7 ; 260/1 ; 307 ; 284/3 ; 283/1 ; 282/1 ; 281 ; 272/2 ; 271/4 ; 271/5 ; 270/4 ; 270/5 ; 310 ; 278/2 ; 309 ; 267/1 ; 266/1 ; Obręb 0022 Raniewo: 107/20 ; 2/1 ; 78 ; 95 ; 96 ; 79 ; 80 ; 81 ; 82 ; 83/2 ; 84 ; 3 ; 4 ; 34 ; 5 ; 10 ; 25 ; 97/22 ; 97/21 ; 26 ; 27 ; 30/1 ; 30/2 ; Obręb 0026 Stary Kamień: 189 ; 190/3 ; 190/1 ; 191 ; 192 ; 195 ; 196/2 ; 200/1 ; 188 Obręb 0001 Prabuty: 283/2 ; 284 ; 288/7 ; 296 ; 297/2 ; 319 ; 325/1 ; 264 Obręb 0003 Prabuty: 1 ; 3 ; 4 ; 5/1 ; 5/2 ; 9 ; 10 ; 19/2 ; 19/1 ; 20 ; 22 ; 29 ; 32/11 ; 33/5 ; 34/4 ; 52 ; 54/4 ; 72 ; 5

6

SPIS ZAWARTOŚCI SPIS ZAWARTOŚCI... 7 SPIS DOKUMENTACJI PROJEKTU BUDOWLANEGO... 9 OPIS TECHNICZNY... 11 1 CEL I ZAKRES OPRACOWANIA... 11 2 MATERIAŁY WYJŚCIOWE DO OPRACOWANIA... 11 3 PROGNOZOWANY RUCH... 12 4 STAN ISTNIEJĄCY... 18 4.1 Stan nawierzchni istniejącej... 18 4.2 Konstrukcja nawierzchni istniejącej... 21 4.3 Parametry warstw istniejącej konstrukcji... 32 5 PROJEKTOWANA KONSTRUKCJA NAWIERZCHNI... 34 5.1 Konstrukcje wzmocnienia nawierzchni istniejących... 34 5.2 Nowe konstrukcje nawierzchni... 35 6 METODYKA OBLICZEŃ KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI... 37 6.1 Podstawowe założenia projektowe... 37 6.2 Kryteria projektowe... 37 6.2.1 Kryterium spękań zmęczeniowych warstw asfaltowych... 37 6.2.2 Kryterium deformacji strukturalnych (odkształceń trwałych podłoża gruntowego)... 39 6.3 Stałe materiałowe... 39 6.3.1 Nowe warstwy asfaltowe... 39 6.3.2 Podbudowa z mieszanki MCE... 40 6.3.3 Podbudowa z mieszanki niezwiązanej C50/30... 40 6.3.4 Istniejące warstwy konstrukcji... 40 7 WYNIKI OBLICZEŃ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ ZAPROJEKTOWANEJ KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI WG. METODY MECHANISTYCZNEJ... 41 7.1 Przyjęcie konstrukcji do obliczeń... 41 7.1.1 Odcinek Kwidzyn Licze o podłożu G1:... 42 7.1.2 Odcinek Kwidzyn Licze o podłożu G3/G4:... 42 7.1.3 Odcinek Licze Prabuty o podłożu G1:... 44 7.1.4 Odcinek Licze Prabuty o podłożu G3/G4:... 44 7.2 Wyniki obliczeń... 46 8 KONSTRUKCJE ULEPSZONEGO PODŁOŻA... 48 7

8

SPIS DOKUMENTACJI PROJEKTU BUDOWLANEGO Nr tomu Nazwa PBDW521.PZT.T1 Projekt zagospodarowania terenu PBDW521.PZT.T2 Teczka formalno prawna PBDW521.PZT.T3 Teczka - grunty dla potrzeb inwestycji PBDW521.T1 Układ drogowy na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T1_1 Projekt rozbudowy drogi wojewódzkiej nr 521. PBDW521.T1_2 Projekt wzmocnienia konstrukcji nawierzchni. PBDW521.T1_3 Projekt stałej organizacji ruchu. PBDW521.T2 Obiekty inżynierskie na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T3 Odwodnienie na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T4 Przebudowa istniejących sieci wod-kan-gaz na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T4_1 Projekt przebudowy sieci wod-kan. PBDW521.T4_2 Projekt przebudowy sieci gazowej. PBDW521.T5 Sieci teletechniczne na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T5_1 Projekt przebudowy kolizji teletechnicznych. PBDW521.T5_2 Projekt budowy kanału technologicznego. PBDW521.T6 Sieci energetyczne na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T6_1 Projekt przebudowy sieci energetycznych. PBDW521.T6_2 Projekt zasilania i oświetlenia drogowego. PBDW521.T6_3 Sygnalizacja świetlna (część elektroinstalacyjna). PBDW521.T7 Obiekty kubaturowe na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T7_1 Projekt rozbiórki budynku w km 18+615. PBDW521.T7_2 Projekt przeniesienia krzyża przydrożnego w km 9+480. PBDW521.T8 Ochrona środowiska na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T8_1 Projekt wycinki. PBDW521.T8_2 Projekt nasadzeń i zagospodarowania zieleni. PBDW521.T9 Dokumentacja badań podłoża gruntowego na odcinku Kwidzyn - Prabuty PBDW521.T9_1 Opina geotechniczna PBDW521.T10 Operaty wodnoprawne PBDW521.T10_1 Operat wodnoprawny dla rzeki Liwy oraz Wandówki PBDW521.T10_2 Operat wodnoprawny dla rowów na terenie Gminy Kwidzyn PBDW521.T10_3 Operat wodnoprawny dla rowów na terenie Gminy Prabuty 9

10

OPIS TECHNICZNY 1 CEL I ZAKRES OPRACOWANIA Celem opracowania jest wykonanie projektu konstrukcji nawierzchni przebudowywanej drogi wojewódzkiej nr 521 Kwidzyn Prabuty na odcinkach: od km 0+000 do km 10+875; od km 14+380 do km 14+650; od km 15+350 do km 18+860. Konstrukcja wzmocnienia nawierzchni na odcinku od km 10+875 do km 15+350, z wyłączeniem odcinka od km 14+380 do km 14+650, jest przedmiotem odrębnego opracowania. Obliczenia wykonano dla okresu eksploatacji po przebudowie wynoszącego 20 lat. 2 MATERIAŁY WYJŚCIOWE DO OPRACOWANIA Materiały wyjściowe do opracowania: - Wyniki badań ugięć konstrukcji nawierzchni ugięciomierzem dynamicznym FWD wraz z obliczeniem modułów sztywności Droga wojewódzka DW521, Scanlaser Tarnów, 2016 [1]; - Rozporządzenie nr 430 MTiGM w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie z 2 marca 1999 r. [2]; - Wymagania Techniczne WT-2 Nawierzchnie asfaltowe, Warszawa 2014 [3], - Wymagania Techniczne WT-4 Mieszanki niezwiązane, Warszawa 2010 [4], - Wymagania Techniczne WT-5 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym, Warszawa 2010 [5], - Katalog wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych, IBDiM, Warszawa 2001 [6]; - Zalecenia stosowania geowyrobów w warstwach asfaltowych nawierzchni drogowych, IBDiM, Warszawa 2004 [7]; - Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych załącznik do zarządzenia nr 31 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z 16.06.2014 [8], - Analizy i projektowanie konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych, praca zbiorowa pod redakcją J. Judyckiego, Warszawa 2014 [9]; - Odwierty przez konstrukcję nawierzchni i podłoże archiwalne oraz wykonane przez Wykonawcę [10]; - Generalny pomiar ruchu z roku 2015 strona internetowa GDDKiA [11]. 11

3 PROGNOZOWANY RUCH Ruch projektowy obliczono na podstawie wyników pomiaru ruchu z 2015 r przedstawionych w [11] według zasad przedstawionych w [8]. Założono oddanie drogi do eksploatacji w roku 2017, w związku z czym całkowity ruch w 20-letnim okresie eksploatacji obliczono dla lat 2017 2037. W Tabelach 1 i 2 przedstawiono obliczenia ruchu projektowego na analizowanych odcinkach. 12

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 prognozy wsk. wzrostu PKB 3,3 3,1 3,2 3,1 2,8 2,7 2,8 2,7 wsk. elastyczności We: samochody ciężarowe bez przyczep 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 samochody ciężarowe z przyczepami 1,07 1 1 1 1 1 1 1 wzrost ruchu: samochody ciężarowe bez przyczep 1,0116 1,0109 1,0112 1,0109 1,0098 1,0095 1,0098 1,0095 samochody ciężarowe z przyczepami 1,0353 1,0310 1,0320 1,0310 1,0280 1,0270 1,0280 1,0270 SDR [poj/rok] samochody ciężarowe bez przyczep 104 105 106 107 109 110 111 112 samochody ciężarowe z przyczepami 249 257 265 273 281 288 296 304 autobusy 59 59 59 59 59 59 59 59 ruch roczny [poj/rok] samochody ciężarowe bez przyczep 37960 38372 38802 39223 39607 39981 40373 40755 samochody ciężarowe z przyczepami 90885 93702 96701 99699 102490 105257 108205 111126 autobusy 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 Tabela 1: Obliczenie ruchu projektowego dla odcinka Kwidzyn - Licze 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2,6 2,5 2,4 2,4 2,4 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,1 2,1 2 2 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0091 1,0088 1,0084 1,0084 1,0084 1,0081 1,0081 1,0081 1,0081 1,0081 1,0081 1,0074 1,0074 1,0070 1,0070 1,0260 1,0250 1,0240 1,0240 1,0240 1,0230 1,0230 1,0230 1,0230 1,0230 1,0230 1,0210 1,0210 1,0200 1,0200 13

113 114 115 116 117 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 312 320 328 336 344 352 360 368 377 385 394 402 411 419 427 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 SUMA 2017-2037 41126 41485 41834 42185 42540 42882 43227 43575 43926 44280 44636 44964 45295 45612 45931 892 237 114015 116866 119671 122543 125484 128370 131322 134343 137433 140594 143827 146848 149931 152930 155989 2 643 643 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 21535 452 235 14

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 prognozy wsk. wzrostu PKB 3,3 3,1 3,2 3,1 2,8 2,7 2,8 2,7 wsk. elastyczności We: samochody ciężarowe bez przyczep 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 samochody ciężarowe z przyczepami 1,07 1 1 1 1 1 1 1 wzrost ruchu: samochody ciężarowe bez przyczep 1,0116 1,0109 1,0112 1,0109 1,0098 1,0095 1,0098 1,0095 samochody ciężarowe z przyczepami 1,0353 1,0310 1,0320 1,0310 1,0280 1,0270 1,0280 1,0270 SDR [poj/rok] samochody ciężarowe bez przyczep 85 86 87 88 89 90 90 91 samochody ciężarowe z przyczepami 196 202 209 215 221 227 233 240 autobusy 37 37 37 37 37 37 37 37 ruch roczny [poj/rok] samochody ciężarowe bez przyczep 31025 31362 31713 32057 32371 32677 32997 33309 samochody ciężarowe z przyczepami 71540 73758 76118 78478 80675 82853 85173 87473 autobusy 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 Tabela 2: Obliczenie ruchu projektowego dla odcinka Licze - Prabuty 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2,6 2,5 2,4 2,4 2,4 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,1 2,1 2 2 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0091 1,0088 1,0084 1,0084 1,0084 1,0081 1,0081 1,0081 1,0081 1,0081 1,0081 1,0074 1,0074 1,0070 1,0070 1,0260 1,0250 1,0240 1,0240 1,0240 1,0230 1,0230 1,0230 1,0230 1,0230 1,0230 1,0210 1,0210 1,0200 1,0200 15

92 93 94 94 95 96 97 98 98 99 100 101 101 102 103 246 252 258 264 271 277 283 290 296 303 310 317 323 330 336 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37 SUMA 2017-2037 33612 33906 34191 34478 34768 35048 35330 35614 35901 36190 36481 36750 37020 37279 37540 729 232 89747 91991 94199 96459 98774 101046 103370 105748 108180 110668 113213 115591 118018 120379 122786 2 080 940 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 13505 283 605 16

Całkowity ruch na analizowanych odcinkach DW521 w latach 2017-2037 wyniesie: Na odcinku Kwidzyn Licze: - samochody ciężarowe bez przyczep: 892237 pojazdy - samochody ciężarowe z przyczepami: 2643643 pojazdów - autobusy: 452235 pojazdów Na odcinku Licze Prabuty: - samochody ciężarowe bez przyczep: 729232 pojazdy - samochody ciężarowe z przyczepami: 2080940 pojazdów - autobusy: 283605 pojazdów Obliczenie prognozowanego ruchu projektowego Zgodnie z KTKNPiP [8], ruch projektowy obliczono według wzoru: N 100 = f 1 x f 2 x f 3 x (N C x r C + N C+P x r C+P + N A x r A ) gdzie: N 100 ruch projektowy w równoważnych osiach standardowych 100 kn na pas obliczeniowy N C sumaryczna liczba samochodów ciężarowych bez przyczep w okresie projektowy N C+P sumaryczna liczba samochodów ciężarowych z przyczepami w okresie projektowym N A sumaryczna liczba autobusów w okresie projektowym r C współczynnik przeliczeniowy liczby samochodów ciężarowych bez przyczep na liczbę osi standardowych 100 kn r C+P współczynnik przeliczeniowy liczby samochodów ciężarowych z przyczepami na liczbę osi standardowych 100 kn r A współczynnik przeliczeniowy liczby autobusów na liczbę osi standardowych 100 kn f 1 współczynnik obliczeniowego pasa ruchu f 2 współczynnik szerokości pasa ruchu f 3 współczynnik pochylenia niwelety Dla analizowanego odcinka wartości współczynników są następujące: r C : 0,45 r C+P : 1,70 r A : 1,15 (Tablica 6.3. KTKNPiP, dopuszczalny nacisk osi 115 kn, pozostałe drogi): 17

f 1 : 0,50 (Tablica 6.4. KTKNPiP) f 2 : 1,00 (Tablica 6.5. KTKNPiP, szerokość pasa ruchu 3,5 m) f 3 : 1,00 (Tablica 6.6. KTKNPiP, pochylenie niwelety < 6%) Ruch projektowy na analizowanych odcinkach jest następujący: Na odcinku Kwidzyn Licze: N 100 = 0,5 x 1,0 x 1,0 x (892237 x 0,45 + 2643643 x 1,70 + 452235 x 1,15) = 2,708 mln osi 100 kn. Na odcinku Licze Prabuty: N 100 = 0,5 x 1,0 x 1,0 x (729232 x 0,45 + 2080940 x 1,70 + 283605 x 1,15) = 2,095 mln osi 100 kn. 4 STAN ISTNIEJĄCY 4.1 Stan nawierzchni istniejącej Istniejąca nawierzchnia znajduje się w bardzo zróżnicowanym stanie. Występują zarówno odcinki o nawierzchni w stanie dobrym, jak i odcinki o nawierzchni w stanie złym i bardzo złym. Najczęściej występujące uszkodzenia to siatkowe spękania zmęczeniowe i koleiny w śladzie prawego koła, a także liczne łaty i lokalne wyrwy. Występują również pojedyncze spękania poprzeczne. Poniżej przedstawiono przykładowe fotografie przedstawiające stan nawierzchni. 18

Fot 1. Fot. 2 19

Fot. 3 Fot. 4 20

Fot. 5 4.2 Konstrukcja nawierzchni istniejącej W Tabeli 3 przedstawiono zestawienie wyników odwiertów przez nawierzchnię istniejącą wraz z określeniem grupy nośności podłoża gruntowego. 21

Nr odwiertu Km lokalny Km globalny Dolna warstwa Strona Podłoże W-wy asf Grub. podb. podbudowy/ Grubość Grubość lewa Podbudowa (Grupa [cm] [cm] ulepszone [cm] zastępcza (L)/prawa (P) nośności) podłoże Odcinek A 1/246/13 rondo 4/3 (NN) 1 0+020 0+020 L 4/3 (NN) 2 0+160 0+160 L 1 (N) 2/246/13 0+200 0+200 L bruk 4/3 (NN) 3 0+290 0+290 L 1 0+300 0+300 4 4 0+420 0+420 P 4/3 1 0+450 0+450 P 16 bruk 19 pospółka, piasek drobny 45 4 63.5 5 0+570 0+570 L 4/3 (NN) 5a 0+600 0+600 L 19 KŁSM 28 1 52 2 0+700 0+700 L 18 KŁSM 12 pospółka 20 4 52 6 0+700 0+700 L 4/3 (NN) 3/246/13 0+770 0+770 P 10 asf/bet 10 kamienie, żwir 23 1 36 7 0+840 0+840 L 1 8 1+000 1+000 P 4 3 1+050 1+050 L 29 Pd stab cem 5 piasek drobny 16 4 68.5 22

9 1+120 1+120 L 1 4 1+200 1+200 P 5 kamień 35 piasek drobny 80 3 67.5 10 1+260 1+260 L 1 10d 1+310 1+310 L 1 11 1+400 1+400 P 3 5 1+460 1+460 L 20 KŁSM 30 1 55 11a 1+500 1+500 L 22 KŁSM 33 1 60.5 12 1+530 1+530 P 1 13 1+530 1+530 L 4 4/246/13 1+690 1+690 L 12 asf/bet 8 kamienie, żwir 30 1 43 14 1+690 1+690 P 1 15 1+690 1+690 L 4 16 1+820 1+820 P 4 17 1+820 1+820 L 1 6 1+900 1+900 P 21 KŁSM 29 1 56.5 18 1+960 1+960 L 1 19 2+100 2+100 L 4 19a 2+130 2+130 P 10 Pd, Ż, frez, K 20 1 30 7 2+170 2+170 P 25 KŁSM 25 1 62.5 20 2+240 2+240 L 1 21 2+380 2+380 L 4 8 2+400 2+400 P 16 KŁSM 44 4 54 22 2+520 2+520 P 4/3 (NN) 5/246/13 2+550 2+550 P 12 asf/bet 14 kamienie, żwir 26 1 44 23

23 2+660 2+660 L 1 24 2+800 2+800 L 1 9 2+800 2+800 L 21 KŁSM 29 4 56.5 25 2+940 2+940 L 4 26 3+080 3+080 L 4 26a 3+200 3+200 P 18 KŁSM 18 1 45 27 3+230 3+230 P 4 6/246/13 3+360 3+360 P 11 asf/bet 9 kamienie, żwir 27 1 39.5 28 3+360 3+360 L 4 11 3+500 3+500 L 17 KŁSM 20 4 44 29 3+500 3+500 P 4 30 3+640 3+640 P 4 12 3+750 3+750 P 14 KN 36 4 46 31 3+780 3+780 L 4 32 3+920 3+920 P 4 32a 3+950 3+950 P 13 KŁSM 22 pospółka 25 3 49 13 4+000 4+000 L 25 KŁSM 25 4 62.5 33 4+060 4+060 L 4 34 4+200 4+200 P 4 14 4+250 4+250 P 27 KŁSM 10 kamienie 11 4 64 24

35 4+340 4+340 L 4 7/246/13 4+420 4+420 P 11 asf/bet 9 tłuczeń 30 1 56,5 36 4+480 4+480 P 1 37 4+610 4+610 L 4 37a 4+700 4+700 L 11 KŁSM 34 1 39 15 4+750 4+750 P 18 KŁSM 32 4 52 38 4+760 4+760 L 4 39 4+900 4+900 L 1 40 poza opr. poza opr. DP 3232G 4 16 5+000 5+000 L 15 KŁSM 40 4 50 41 5+040 5+040 L 4 41a 5+100 5+100 P 12 KŁSM 23 4/3 35.5 42 5+180 5+180 P 4 43 5+180 5+180 L 4 17 5+200 5+200 P 27 KŁSM 19 4 63.5 Odcinek B 43d 0+000 5+300 L 3 44 0+110 5+410 P 3 8/264/13 0+130 5+430 L 11 asf/bet 12 tłuczeń 24 4/3 52 45 0+160 5+460 P 3 46 0+310 5+610 L 1 25

18 0+400 5+700 P 26 KŁSM 23 1 63.5 47 0+450 5+750 P 3 47a 0+470 5+770 L 11 KŁSM 19 pospółka 20 3 41.5 48 0+590 5+890 L 1 19 0+650 5+950 L 21 KŁSM 24 1 54 49 0+730 6+030 P 1 50 0+870 6+170 L 3 9/264/13 0+900 6+200 L 13 żwir, bet/asf 13 1 32.5 51 1+020 6+320 P 3 20 1+140 6+440 KŁ+destrukt, piasek średni P 18 39 asf, KŁ 13 1 61.5 52 1+150 6+450 L 3 52a 1+200 6+500 P 20 KŁSM 20 1 (N) 50 53 1+290 6+590 P 4 6+700 21 1+400 L 16 KŁSM 34 4 49 54 1+430 6+730 L 4 55 1+570 6+870 P 4 10/264/13 1+710 7+010 P 13 asf/bet 22 tłuczeń 25 1 62 56 1+710 7+010 L 3 57 1+860 7+160 L 4 57a 1+860 7+160 L 19 KŁSM+Po 31 4/3 53.5 22 1+950 7+250 P 16 bet/kłsm 29 4 46.5 58 1+990 7+290 L 4 26

59 2+120 7+320 P 1 23 2+200 7+500 L 16 KŁSM 24 1 44 60 2+270 7+570 L 4 61 2+410 7+710 L 4 11/264/13 2+510 7+810 tłuczeń, P 15 asf/bet 5 kamienie, żwir 25 4 44.5 62 2+550 7+850 L 4 62a 2+600 7+900 P 20 Po 25 4 52.5 63 2+680 7+980 L 4 24 2+750 8+050 kamienie, L 11 KŁSM 14 piasek drobny 20 4 39 64 2+830 8+130 L 1 65 2+970 8+270 L 4 25 3+000 8+300 L 16 KŁSM 18 piasek drobny 36 4 59 66 3+120 8+420 L 4 67 3+250 8+550 L 3 26 3+250 8+550 L 17 KŁSM 23 4 45.5 67a 3+250 8+550 L 14 KŁSM 29 4 42.5 68 3+350 8+650 L 4 69 3+460 8+760 L 4 12/264/13 3+500 8+800 żwir, piasek P 12 żwir, bet/asf 6 średni 20 4 37 70 3+540 8+840 L 4 27

71 3+680 8+980 L 4 27 3+800 9+100 L 22 KŁSM 18 4 53 72 3+800 9+100 L 4 73 3+950 9+250 P 4 73a 3+960 9+260 P 28 Po 37 4 74.5 28 4+000 9+300 piasek drobny, 40 P 20 KŁSM 20 cegły 4 70 74 4+090 9+390 L 4 75 4+220 9+520 L 4 13/264/13 4+300 9+600 P 14 żwir, bet/asf 4 kamienie, żwir 32 4 46 76 4+370 9+670 P 4 77 4+520 9+820 P 4 9+850 piasek drobny 29 4+550 L 26 KŁSM 22 22 4 74 78 4+650 9+950 L 4 78a 4+750 10+050 P 14 KŁSM 31 4/3 43.5 79 4+760 10+060 L 4 29 4+800 10+100 P 22 KŁSM 9 kamienie, piasek drobny 22 4 60 Odcinek C 80 0+130 10+190 P 4 81 0+270 10+330 L 4 31 0+300 10+360 P 15 KŁSM 25 4 55 28

82 0+370 10+430 P 4 83 0+460 10+520 L 4 84 0+470 10+530 P 4 14/246/13 0+490 10+550 L 15 asf/bet 6 żwir, kamienie 24 4 48 85 0+610 10+670 P 1 15a 0+640 10+800 L 18 KŁSM 30 4/3 66 45 5+200 15+260 L 15 KŁSM 16 1 46 124 5+320 15+680 P 1 125 5+460 15+520 P 1 20/246/13 5+530 15+590 L 13 bruk 18 1 44 126 5+600 15+660 P 1 127 5+740 15+800 P 4/4* 46 5+740 15+800 L 13 KŁSM 27 4 53 128 5+860 15+920 P 4 129 5+980 16+040 P 4 130 5+980 16+040 L 4 47 6+000 16+060 L 10 kamień/pd/kłsm 40 4 60 131 6+060 16+120 L 4 132 6+200 16+260 P T 1.1 do 2.7 4 48 6+280 16+340 P 15 kamień/kłsm 35 piasek drobny 20 4 75 133 6+340 16+400 P 4 134 6+480 16+540 P 1 21/246/13 6+510 16+670 L 12 asf/bet 4 kamienie, żwir, 15 1 35 29

135 6+620 16+680 P 4 piasek 49 6+700 16+760 L 20 KŁSM 24 4 64 136 6+760 16+820 L 4 (NN) 50 6+900 16+960 P 15 KŁSM 15 piasek drobny 5 4 47 137 6+900 16+960 P 4 138 7+000 17+060 P 4 139 7+100 17+160 L 4 22/246/13 7+110 17+170 kamienie, 14 P 12 asf/bet 4 piasek 4 35 140 7+170 17+230 P 4 141 7+190 17+250 L 4 142 7+320 17+380 L 4 51 7+330 17+390 L 14 KŁSM 21 4 49 143 7+470 17+530 P 4 (NN) 144 7+600 17+660 L 4 145 7+600 17+660 P 4 23/246/13 7+660 17+720 kamienie, 17 P 13 bruk 20 piasek 4 (NN) 54 146 7+740 17+800 P 4 147 7+870 17+930 L 4 (NN) 52 7+900 17+960 L 18 KŁSM 26 4 62 30

148 7+990 18+050 P 4 149 8+090 18+150 L 4 24/246/13 8+210 18+270 L 6 asf/bet 11 bruk 20 1 33 150 8+220 18+280 P 4 (NN) 151 8+350 18+410 L 4 (NN) 53 8+400 18+460 piasek, humus, 35 L 15 bruk 20 kamienie 1 67 152 8+460 18+520 L 1 153 8+570 18+630 L 4 (NN) 154 8+570 18+630 P 4 (NN) 25/246/13 8+620 18+680 L 10 żwir/piasek 30 1 50 155 8+630 18+690 L 1 156 8+730 18+790 P 4 54 8+800 18+860 L 18 KŁSM 32 kamienie 15 1 75 157 8+820 18+880 L 4 Tabela 3: Zestawienie wyników odwiertów przez nawierzchnię istniejącą 31

4.3 Parametry warstw istniejącej konstrukcji W celu określenia parametrów warstw konstrukcji istniejącej została przeprowadzona analiza odwrotna wyników badań ugięć FWD [1]. W wyniku tej analizy uzyskano następujące wartości modułów sprężystości poszczególnych warstw nawierzchni na analizowanym odcinku (Odcinek C - odcinki jednorodne 1 i 2 po stronie prawej i lewej - nie wchodzi w zakres niniejszego opracowania): 32

Wartości średnie: E1 (warstwy asfaltowe): 4780 MPa E2 (podbudowa): 104,5 MPa E3 (podłoże): 116,5 MPa Niestety, wyników powyższej analizy nie można uznać za wiarygodne. Uzyskanie rażąco niskich modułów sprężystości dla warstwy podbudowy (dla jednego z odcinków 47 MPa), a także znaczna rozpiętość wartości modułów dla warstw asfaltowych (od 2420 do 5042 MPa) wskazują, że analiza obarczona jest błędem. Jest to dosyć często występująca sytuacja w przypadku analizy ugięć FWD odcinków o zmiennej konstrukcji nawierzchni z warstwami podbudowy wykonanymi z różnych materiałów i w zmiennych warunkach gruntowych. Prawdopodobnie zaniżone zostały wartości modułów podbudowy, a zawyżone wartości nośności podłoża. Do dalszych obliczeń przyjęto następujące wartości modułów dla poszczególnych warstw: E1 (warstwy asfaltowe): 3000 MPa E2 (podbudowa): 300 lub 200 MPa E3 (dolna warstwa podbudowy/ulepszone podłoże o ile występuje): 100 MPa E4 (podłoże): 80 MPa dla gruntów G1 i 25 MPa dla gruntów G3/G4 33

5 PROJEKTOWANA KONSTRUKCJA NAWIERZCHNI Zaprojektowano kilka wariantów konstrukcji nawierzchni, zarówno nowej, jak i wzmocnienia nawierzchni istniejącej. Konstrukcje zostały tak zaprojektowane, aby przy uwzględnieniu różnych warunków gruntowych i różnych kategorii ruchu zapewniały uzyskanie wymaganej trwałości na całym projektowanym odcinku. Przyporządkowanie poszczególnych typów konstrukcji do odpowiednich odcinków zostanie przedstawione w Projekcie Wykonawczym. 5.1 Konstrukcje wzmocnienia nawierzchni istniejących Konstrukcje wzmocnienia nawierzchni istniejących zostały zaprojektowane indywidualnie. Zaprojektowano następujące konstrukcje wzmocnienia nawierzchni: Typ A1 wzmocnienie nawierzchni na podłożu G1, dla odc, Kwidzyn - Prabuty - frezowanie istniejącej konstrukcji na głębokość 5 cm - warstwa wyrównawcza: AC16W: min. 4 cm - siatka przeciwspękaniowa z włókna szklanego - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Typ A2 wzmocnienie nawierzchni na podłożu G3 i G4, dla odc. Kwidzyn - Licze - frezowanie istniejącej konstrukcji na głębokość 5 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 8 cm - siatka przeciwspękaniowa z włókna szklanego - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Typ A3 wzmocnienie nawierzchni na podłożu G3 i G4, dla odc. Kwidzyn - Licze - frezowanie/rozbiórka istniejącej konstrukcji na głębokość 20 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 7 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 5 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Typ A4 wzmocnienie nawierzchni na podłożu G3 i G4, dla odc. Licze - Prabuty - frezowanie istniejącej konstrukcji na głębokość 5 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 7 cm - siatka przeciwspękaniowa z włókna szklanego - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Typ A5 wzmocnienie nawierzchni na podłożu G3 i G4, dla odc. Licze - Prabuty 34

- frezowanie/rozbiórka istniejącej konstrukcji na głębokość 20 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 6 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 5 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm 5.2 Nowe konstrukcje nawierzchni Konstrukcje nowych nawierzchni dla odcinka Kwidzyn Licze oraz Licze Prabuty zostały zaprojektowane indywidualnie, Zaprojektowano następujące nowe konstrukcje nawierzchni: Nawierzchnie dla odc. Kwidzyn Licze: Typ B1 - ulepszone podłoże (patrz p. 8) - dolna warstwa podbudowy zasadniczej: mieszanka niezwiązana C50/30 0/31,5: 22 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 8 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Typ B2 - ulepszone podłoże (patrz p. 8) - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 9 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Nawierzchnie dla odc. Licze - Prabuty: Typ B3 - ulepszone podłoże (patrz p. 8) - dolna warstwa podbudowy zasadniczej: mieszanka niezwiązana C50/30 0/31,5: 22 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 7 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 5 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Typ B4 - ulepszone podłoże (patrz p. 8) - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 8 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm 35

Dodatkowo zaprojektowane dwie konstrukcje dla podłoża G1, z warstwą ulepszonego podłoża z mieszanki niezwiązanej stabilizowanej georusztem trójosiowym. Zastosowanie georusztu trójosiowego powoduje zwiększenie modułu sprężystości warstwy mieszanki niezwiązanej, co ma wpływ na trwałość całej konstrukcji nawierzchni i pozwala na jej optymalizację. Zaprojektowano następujące konstrukcje: Dla odcinka Kwidzyn Licze: Typ B5 - podłoże G1 o nośności E2 80 MPa - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 22 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 18 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 8 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Dla odcinka Licze Prabuty: Typ B6 - podłoże G1 o nośności E2 80 MPa - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 22 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 18 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 7 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Nowe konstrukcje nawierzchni należy zastosować zarówno na odcinkach, na których nowa nawierzchnia będzie wykonywana na całej szerokości jezdni (np. ze względu na znaczne korekty przebiegu drogi w planie i w profilu), jak i na poszerzeniach. W przypadku stosowania powyższych konstrukcji na poszerzeniach dopuszcza się modyfikacje grubości warstw asfaltowych (przy zachowaniu całkowitej grubości pakietu warstw asfaltowych) w celu dostosowania ich do grubości warstw na wzmocnieniu nawierzchni istniejącej. Dodatkowo pod warstwą wiążącą należy zastosować pasmo geosiatki z włókna szklanego o wytrzymałości 100 kn/m i szerokości min. 1 m wzdłuż połączenia istniejącej nawierzchni z poszerzeniem. 36

6 METODYKA OBLICZEŃ KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI 6.1 Podstawowe założenia projektowe Do obliczenia trwałości zmęczeniowej nawierzchni zastosowano metody mechanistyczne. Naprężenia i odkształcenia w konstrukcji nawierzchni obliczano według teorii wielowarstwowej półprzestrzeni sprężystej. Do obliczeń konstrukcji nawierzchni przyjęto, zgodnie z [8] i [9] następujące założenia: - Nawierzchnia obciążona osią obliczeniową 100 kn obciążenie na koło 50 kn; - Ciśnienie kontaktowe pomiędzy kołem a nawierzchnią wynosi 850 kpa; - Średnica zastępcza śladu koła wynosi 0,32 m; - Czas obciążenia nawierzchni kołem wynosi 0,02 s; - Moduły sprężystości warstw asfaltowych zależą od czasu obciążenia i temperatury. 6.2 Kryteria projektowe Zastosowano następujące kryteria projektowe: dla spękań zmęczeniowych warstw asfaltowych: kryterium AASHTO 2004; dla deformacji strukturalnej nawierzchni: kryterium Instytutu Asfaltowego. Kryteria te są obecnie powszechnie stosowane przy projektowaniu nawierzchni w Polsce. Zostały m.in. wykorzystane przy projektowaniu konstrukcji przedstawionych w najnowszym KTKNPiP [8] (co zostało opisane w [9]). Konstrukcję nawierzchni zaprojektowano w taki sposób, aby w okresie 30 lat nie wystąpiły: spękania zmęczeniowe warstw asfaltowych na 10% powierzchni jezdni (kryterium punkt 6.2.1), deformacje trwałe nawierzchni, tzn. aby głębokość koleiny nie przekroczyła 12,5 mm (kryterium punkt 6.2.2). 6.2.1 Kryterium spękań zmęczeniowych warstw asfaltowych Do wyznaczenia trwałości zmęczeniowej warstw asfaltowych, tzn. ilości przyłożonych obciążeń do powstania zniszczenia, posłużono się następującymi zależnościami: N f = 7,3557(10 6 )Ck 1 ( 1 ) 3,9492 ( 1 ε t E )1,281 gdzie: N f liczba przyłożonych obciążeń do wystąpienia spękań zmęczeniowych na 50% powierzchni pasa ruchu, k 1 - parametr zależny od grubości warstw asfaltowych, wyznaczany ze wzoru: 37

k 1 = 0,000398 + 1 0,003602 1 + e (11,02 1,374 h ac) gdzie: h ac - całkowita grubość warstw asfaltowych w konstrukcji ε t odkształcenie rozciągające na spodzie nowych warstw asfaltowych, E moduł sztywności najniższej nowej warstwy asfaltowej C współczynnik zależny od zawartości asfaltu i wolnych przestrzeni najniższej warstwy asfaltowej, wyznaczany ze wzorów: C = 10 M V b M = 4,84 ( 0,69) V a + V b gdzie: V b zawartość asfaltu [% objętościowo] V a zawartość wolnych przestrzeni [% objętościowo] Wyjściowy wzór na trwałość zmęczeniową warstw asfaltowych wg kryterium AASHTO 2004 zakłada zniszczenie nawierzchni w chwili powstania spękań na 50% powierzchni pasa. Taka wielkość nie może być zaakceptowana, dlatego konieczne jest przeliczenie trwałości przy założeniu dopuszczenia spękań na mniejszym procencie nawierzchni. Wykorzystuje się w tym celu następujące zależności: gdzie: N FC = D N f N FC trwałość zmęczeniowa warstw asfaltowych do wystąpienia spękań na FC% powierzchni pasa D szkoda zmęczeniowa na spodzie warstw asfaltowych wyznaczana ze wzoru: gdzie: D = 1 100 10ln( 100 FC 1) 1 C 2 +2 FC dopuszczalny procent powierzchni pasa na której mogą wystąpić spękania zmęczeniowe C 2 współczynnik kalibracyjny wyznaczany ze wzoru: C 2 = 2,40874 39,748 (1 + h ac 2,54 ) 2,856 38

6.2.2 Kryterium deformacji strukturalnych (odkształceń trwałych podłoża gruntowego) Trwałość ze względu na deformacje trwałe nawierzchni określono posługując się poniższą zależnością: N DEF =(k/ POD ) 1/m gdzie: N DEF liczba dopuszczalnych obciążeń do powstania strukturalnej koleiny o głębokości krytycznej równej 12,5 mm, POD k,m k=1,05 x 10-2, m=0,223. - pionowe odkształcenie ściskające na górze podłoża gruntowego, współczynniki empiryczne: Obliczona trwałość jest mniejszą wartością trwałości z dwóch kryteriów: N = min {N FC ; N DEF } gdzie: N - liczba osi obliczeniowych w założonym okresie eksploatacji trwałość zmęczeniowa nawierzchni 6.3 Stałe materiałowe Wszystkie warstwy konstrukcji nawierzchni są charakteryzowane poprzez stałe materiałowe, tj.: E moduł sztywności/sprężystości warstwy [MPa], współczynnik Poissona [-]. 6.3.1 Nowe warstwy asfaltowe Parametry (moduł sprężystości oraz współczynnik Poissona) warstw asfaltowych przyjęto zgodnie z [9]. Dodatkowe parametry niezbędne do obliczenia trwałości zmęczeniowej (zawartość wolnych przestrzeni oraz zawartość asfaltu w najniższej warstwie asfaltowej) przyjęto zgodnie z [3]. Parametry warstw asfaltowych przyjęte do obliczeń przedstawiono w Tabeli 4. 39

wiążąca i podbudowa warstwa ścieralna SMA11 wyrównawcza zasadnicza AC16W AC22P moduł sztywności w temp. +13 o [MPa] 7300 10300 9800 współczynnik Poissona [-] 0,3 0,3 0,3 zawartość wolnych wg WT-2 4,0 7,0 4,0 7,0 przestrzeni [% v/v] przyjęta 6,0 6,0 zawartość wagowa wg WT-2 min 4,6 min 4,0 asfaltu [% m/m.] przyjęta 4,6 4,0 Zawartość objętościowa asfaltu [% v/v] obliczona 11,5 10,0 Tabela 4: Parametry warstw asfaltowych przyjęte do obliczeń 6.3.2 Podbudowa z mieszanki MCE Dla podbudowy z mieszanki mineralno-emulsyjno-cementowej przyjęto zgodnie z [9] następujące parametry: E = 1500 MPa = 0,30 6.3.3 Podbudowa z mieszanki niezwiązanej C50/30 Dla podbudowy z mieszanki niezwiązanej C50/30 przyjęto zgodnie z [9] następujące parametry: E = 300 MPa = 0,30 6.3.4 Istniejące warstwy konstrukcji Dla istniejących warstw konstrukcji nawierzchni przyjęto następujące parametry (patrz p. 4.3.): E [MPa] istniejące warstwy asfaltowe 3000 0,30 istniejąca podbudowa z kruszywa łamanego 300 0,30 istniejąca podbudowa pozostałe materiały 200 0,30 (asfalt/beton, żwir) istniejąca dolna warstwa podbudowy/ulepszone 100 0,30 podłoże Tabela 5: Parametry warstw istniejącej konstrukcji 40

Dla istniejącego podłoża gruntowego przyjęto: dla gruntów G1: E2 = 80 MPa dla gruntów G4: E2 = 25 MPa = 0,35 7 WYNIKI OBLICZEŃ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ ZAPROJEKTOWANEJ KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI WG. METODY MECHANISTYCZNEJ W celu obliczenia i sprawdzenia grubości warstw konstrukcji nawierzchni posłużono się metodą mechanistyczną, opartą na wyznaczeniu trwałości zmęczeniowej konstrukcji nawierzchni na podstawie analizy stanu naprężeń i odkształceń w konstrukcji obciążonej kołem obliczeniowym. Metodyka obliczeń i przyjęte parametry warstw zostały przedstawione w p. 6. Jako dopuszczalną wielkość powierzchni spękań zmęczeniowych wg kryterium opisanego w p. 5.2.1 przyjęto FC = 10%. 7.1 Przyjęcie konstrukcji do obliczeń W celu wyboru przekroju obliczeniowego przeprowadzono analizę wyników odwiertów przez istniejącą nawierzchnię. Dla każdego z odwiertów obliczono tzw. grubość zastępczą przemnażając grubość poszczególnych warstw przez następujące współczynniki: - warstwy asfaltowe: 2,0 - podbudowa z bruku: 1,5 - podbudowa z kruszywa łamanego: 1,0 - podbudowa z betonu, asfaltu i żwiru: 1,0 - ulepszone podłoże (kamienie, żwir): 0,5 Wyniki obliczeń grubości zastępczej przedstawiono w Tabeli 3. Następnie odrzucono 20% odwiertów o najniższej grubości zastępczej, a do obliczeń przyjęto konstrukcję nawierzchni istniejącej z dwóch odwiertów o najniższej grubości zastępczej z pozostałych 80%. Powyższą analizę przeprowadzono łącznie dla odcinka A i B (Kwidzyn - Licze) i osobno dla odcinka C (Licze - Prabuty). Dodatkowo osobną analizę przeprowadzono dla odcinków o podłożu G1 i dla odcinków o podłożu G3/G4. 41

7.1.1 Odcinek Kwidzyn Licze o podłożu G1: Z całkowitej liczby 20 odwiertów odrzucono 4 odwierty (nr 3/246/13, nr 19a, nr 37a i nr 9/246/13), a zaprojektowaną konstrukcję wzmocnienia sprawdzono obliczeniowo dla istniejącej konstrukcji z odwiertów nr 4/246/13 oraz 6/246/13. Obliczenia przeprowadzono dla następujących konstrukcji: Otwór nr 4/246/13: Konstrukcja typ A1 - podłoże E2 = 80 MPa - istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o ulepszone podłoże: kamienie/żwir: 30 cm o podbudowa: asfalt/beton: 8 cm o warstwy asfaltowe: 7 cm - warstwa wyrównawcza: AC16W: min. 4 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Otwór nr 6/246/13: Konstrukcja Typ A1 - podłoże E2 = 80 MPa - istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o ulepszone podłoże: kamienie/żwir: 27 cm o podbudowa: asfalt/beton: 9 cm o warstwy asfaltowe: 6 cm - warstwa wyrównawcza: AC16W: min. 4 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm 7.1.2 Odcinek Kwidzyn Licze o podłożu G3/G4: Z całkowitej liczby 34 odwiertów odrzucono 7 odwiertów (nr 11, nr 41a, nr 47a, nr 24, nr 67a, nr 12/264/13 i nr 78a), a zaprojektowaną konstrukcję wzmocnienia sprawdzono obliczeniowo dla istniejącej konstrukcji z odwiertów nr 11/246/13 oraz nr 26. Obliczenia przeprowadzono dla następujących konstrukcji: 42

Otwór nr 11/246/13: Konstrukcja typ A2 - podłoże E2 = 25 MPa - istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o ulepszone podłoże: tłuczeń/kamienie/żwir: 25 cm o podbudowa: asfalt/beton: 5 cm o warstwy asfaltowe: 10 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 8 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Konstrukcja typ A3 - podłoże E2 = 25 MPa - istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu/rozbiórce na głębokość 20 cm: o ulepszone podłoże: tłuczeń/kamienie/żwir: 25 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 7 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 5 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Otwór nr 26: Konstrukcja typ A2 - podłoże E2 = 25 MPa o istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o podbudowa: kruszywo łamane: 23 cm o warstwy asfaltowe: 12 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 8 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Konstrukcja typ A3 - podłoże E2 = 25 MPa - istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu/rozbiórce na głębokość 20 cm: o podbudowa: kruszywo łamane: 20 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 7 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 5 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm 43

7.1.3 Odcinek Licze Prabuty o podłożu G1: Z całkowitej liczby 7 odwiertów odrzucono 1 odwiert (nr 24/246/13), a zaprojektowaną konstrukcję wzmocnienia sprawdzono obliczeniowo dla istniejącej konstrukcji z odwiertów nr 21/246/13 oraz 20/246/13. Obliczenia przeprowadzono dla następujących konstrukcji: Otwór nr 21/246/13: Konstrukcja typ A1 - podłoże E2 = 80 MPa - istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o ulepszone podłoże: kamienie/żwir: 15 cm o podbudowa: asfalt/beton: 4 cm o warstwy asfaltowe: 7 cm - warstwa wyrównawcza: AC16W: min. 4 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Otwór nr 20/246/13: Konstrukcja typ A1 - podłoże E2 = 80 MPa o istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o podbudowa: bruk: 18 cm o warstwy asfaltowe: 8 cm - warstwa wyrównawcza: AC16W: min. 4 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm 7.1.4 Odcinek Licze Prabuty o podłożu G3/G4: Z całkowitej liczby 10 odwiertów odrzucono 2 odwierty (nr 22/246/13 i nr 51), a zaprojektowaną konstrukcję wzmocnienia sprawdzono obliczeniowo dla istniejącej konstrukcji z odwiertów nr 14/246/13 oraz nr 51. Obliczenia przeprowadzono dla następujących konstrukcji: 44

Otwór nr 14/246/13: Konstrukcja typ A4 - podłoże E2 = 25 MPa - istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o ulepszone podłoże: tłuczeń/kamienie/żwir: 24 cm o podbudowa: asfalt/beton: 6 cm o warstwy asfaltowe: 10 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 7 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Konstrukcja typ A5 - podłoże E2 = 25 MPa o istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu/rozbiórce na głębokość 20 cm: o ulepszone podłoże: tłuczeń/kamienie/żwir: 20 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 6 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 5 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Otwór nr 51: Konstrukcja typ A4 - podłoże E2 = 25 MPa o istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu na głębokość 5 cm: o podbudowa: kruszywo łamane: 21 cm o warstwy asfaltowe: 9 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 7 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 6 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm Konstrukcja typ A5 - podłoże E2 = 25 MPa o istniejąca konstrukcja po sfrezowaniu/rozbiórce na głębokość 20 cm: o ulepszone podłoże: kruszywo łamane: 15 cm - podbudowa zasadnicza: mieszanka MCE: 20 cm - podbudowa zasadnicza: AC22P: 6 cm - warstwa wiążąca: AC16W: 5 cm - warstwa ścieralna: SMA11: 4 cm 45

7.2 Wyniki obliczeń Wyniki odkształceń w konstrukcji oraz obliczoną trwałość zmęczeniową nawierzchni przedstawiono w Tabeli 6. Lp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 konstrukcja B2 (nowa konstr. z podb. z MCE dla odc. Kwidzyn - Licze) B1 (nowa konstr. z podb. z BA dla odc. Kwidzyn - Licze) B4 (nowa konstr. z podb. z MCE dla odc. Licze - Prabuty) B3 (nowa konstr. z podb. z BA dla odc. Licze - Prabuty) B5 (nowa konstr. z podb z MCE i georusztem na podł. G1 dla odc. Kwidzyn Licze) B6 (nowa konstr. z podb z MCE i georusztem na podł. G1 dla odc. Licze - Prabuty) A1 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G1 dla odc. Kwidzyn - Licze) otwór 4/246/13 A1 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G1 dla odc. Kwidzyn - Licze) otwór 6/246/13 A2 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G4 dla odc. Kwidzyn - Licze) otwór 11/246/13 trwałość trwałość odkształcenie zmęczeniowa zmęczeniow odkształcenie na spodzie spękania a na górze warstw warstw deformacja podłoża z asfaltowych asfaltowych strukturalna [ s] a [ s] [mln osi 100 [mln osi 100 kn] kn] trwałość zmęczenio wa nawierzchn i [mln osi 100 kn] 79,2 368 14,88 3,36 3,36 106 305 4,56 7,8 4,56 82,1 397 12,85 2,39 2,39 124 360 2,52 3,71 2,52 81,2 277 13,4 12,01 12,01 84,3 295 12,72 9,05 9,05 85,3 241 10,79 22,4 10,79 92,6 263 7,8 15,15 7,8 65,8 347 29,96 4,37 4,37 46

10 11 12 13 14 15 16 17 18 A2 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G4 dla odc. Kwidzyn - Licze) otwór 26 A3 (wzmocnienie z podb. z MCE na podłożu G1 dla odc. Kwidzyn - Licze) otwór 11/246/13 A3 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G4 dla odc. Kwidzyn - Licze) otwór 26 A1 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G1 dla odc. Licze - Prabuty) otwór 21/246/13 A1 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G1 dla odc. Licze - Prabuty) otwór 20/246/13 A4 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G4 dla odc. Licze - Prabuty) otwór 14/246/13 A5 (wzmocnienie z podb. z MCE na podłożu G4 dla odc. Licze - Prabuty) otwór 14/246/13 A4 (wzmocnienie z podb. z BA na podłożu G4 dla odc. Licze - Prabuty) otwór 51 A5 (wzmocnienie z podb. z MCE na podłożu G4 dla odc. Licze - Prabuty) otwór 51 54,4 323 63,5 6,03 6,03 71,2 322 22,55 6,11 6,11 70,4 333 21,53 5,26 5,26 88 347 9,54 4,37 4,37 64,1 326 33,36 5,78 5,78 68,3 371 26,18 3,24 3,24 75,6 371 17,0 3,24 3,24 67,7 409 27,11 2,10 2,10 75,1 389 17,45 2,62 2,62 Tabela 6: Wyniki obliczeń odkształceń w konstrukcji oraz trwałości nawierzchni We wszystkich przypadkach uzyskano trwałość zmęczeniową powyżej wymaganej wzmocnienie nawierzchni i nowe konstrukcje zaprojektowane prawidłowo 47

8 KONSTRUKCJE ULEPSZONEGO PODŁOŻA Konstrukcje ulepszonego podłoża, doprowadzające podłoże do grupy nośności G1 (nośność E2 = 100 MPa) zaprojektowano zgodnie z [8] lub indywidualnie (konstrukcje z geosiatką o sztywnych węzłach). Zaprojektowano następujące konstrukcje dla poszczególnych grup nośności podłoża: Podłoże grupy nośności G1 oraz nasyp (konstrukcja P1): - podłoże G1 o nośności E2 80 MPa - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 22 cm - konstrukcja nawierzchni Podłoże grupy nośności G2 (konstrukcja P2): - podłoże G2 o nośności E2 50 MPa - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 28 cm - konstrukcja nawierzchni Podłoże grupy nośności G3 (konstrukcja P3A): - podłoże G3 o nośności E2 35 MPa - ulepszone podłoże: grunt stabilizowany spoiwem Rc 0,5 lub C04/05: 20 cm - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 28 cm - konstrukcja nawierzchni Podłoże grupy nośności G3 wariant 2 (konstrukcja P3B): - podłoże G3 o nośności E2 35 MPa - ulepszone podłoże: grunt stabilizowany spoiwem Rc 0,5 lub C04/05: 15 cm - geosiatka o sztywnych węzłach - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 20 cm - konstrukcja nawierzchni Podłoże grupy nośności G4 (konstrukcja P4A): - podłoże G4 o nośności E2 25 MPa - ulepszone podłoże: grunt stabilizowany spoiwem Rc 0,5 lub C04/05: 25 cm - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 28 cm - konstrukcja nawierzchni Podłoże grupy nośności G4 wariant 2 (konstrukcja P4B): - podłoże G4 o nośności E2 25 MPa - ulepszone podłoże: grunt stabilizowany spoiwem Rc 0,5 lub C04/05: 20 cm - geosiatka o sztywnych węzłach - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 22 cm - konstrukcja nawierzchni 48

Grunty spoiste w stanie plastycznym i gorszym o nośności < 25 MPa (konstrukcja P5A): - podłoże - ulepszone podłoże: grunt stabilizowany spoiwem Rc 0,5: 35 cm - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 28 cm - konstrukcja nawierzchni Grunty spoiste w stanie plastycznym i gorszym o nośności < 25 MPa wariant 2 (konstrukcja P5B): - podłoże - ulepszone podłoże: grunt stabilizowany spoiwem Rc 0,5: 35 cm - geosiatka o sztywnych węzłach - warstwa mrozoochronna: mieszanka niezwiązana o CBR>35%: 22 cm - konstrukcja nawierzchni Grunty organiczne: Wymiana gruntu lub posadowienie pośrednie według odrębnego opracowania. Opracował: mgr inż. Piotr Mazurowski POM/0078/POOD/08 49