PROJEKT WYKONAWCZY CZĘŚĆ KONSTRUKCYJNO - OBLICZENIOWA branża drogowa Przebudowa DW 964 na odcinku Uście Solne - Rylowa Spis treści: 1. Wstęp... 3 1.1. Przedmiot i zakres opracowania... 3 1.2. Podstawa opracowania... 3 1.3. Materiały wyjściowe... 3 1.4. Podstawowe przepisy i normatywy... 4 2. Analiza ruchu drogowego... 4 2.1. Kategoria obciążenia ruchem... 4 2.2. Ruch całkowity... 5 3. Ocena stanu podłoża istniejącej nawierzchni... 6 3.1. Konstrukcja korpusu obiektu drogowego... 6 3.2. Grupa nośności podłoża... 6 3.3. Warunek mrozoodporności... 9 4. Ocena stanu istniejącej nawierzchni... 10 4.1. Analiza stanu podbudowy z kruszywa... 10 4.2. Analiza stanu warstw asfaltowych... 11 4.3. Ocena nośności nawierzchni... 13 5. Projektowana konstrukcja nawierzchni drogi... 14 5.1. Założenia projektowe... 14 5.2. Wyniki obliczeń mechanistyczno - empirycznych... 15 ZAŁĄCZNIK NR 1 - GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA OBIEKTU BUD. ZAŁĄCZNIK NR 2 - BADANIE NOŚNOŚCI NAWIERZCHNI FWD - GRONTMIJ ZAŁĄCZNIK NR 3 - OBLICZENIA MECHANISTYCZNE - GRUPPO BITUMI POLAND ZAŁĄCZNIK NR 4 - OBLICZENIA MECHANISTYCZNE - DR INŻ. PIOTR ZIELIŃSKI 2
1. Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres opracowania Przedmiotem całościowego opracowania jest dokumentacja projektowa w postaci projektu wykonawczego dotyczącego przebudowy drogi wojewódzkiej nr 964 na odcinku Uście Solne Rylowa w rozbiciu na następujące odcinki: Odcinek I.1 w kilometrażu: odc. 490 km 0+757 odc. 500 km 3+200 Odcinek I.2 w kilometrażu: odc. 510 km 0+940 odc. 520 km 0+570 Odcinek I.3 w kilometrażu: odc. 520 km 1+175 odc. 520 km 1+481 Odcinek II w kilometrażu: odc. 530 km 0+000 odc. 540 km 0+015 Odcinek III w kilometrażu: odc. 540 km 0+472 odc. 550 km 0+020 Zakres niniejszego opracowania obejmuje część konstrukcyjno obliczeniową projektu wykonawczego. Opracowanie to zawiera następujące elementy dodatkowe: Załącznik nr 1. Geotechniczne warunki posadowienia obiektu budowlanego Załącznik nr 2. Badania nośności nawierzchni Załącznik nr 3. Obliczenia mechanistyczne nawierzchni 1.2. Podstawa opracowania Dokumentacja projektowa przebudowy drogi wojewódzkiej nr 964 sporządzona została na zlecenie Zarządu Dróg Wojewódzkich w Krakowie, 30-085 Kraków, ul. Głowackiego 56, będącego Inwestorem zadania. Podstawę opracowania dokumentacji stanowi umowa zawarta przez Inwestora z Generalnym Wykonawcą, tj. POLDIM Spółka Akcyjna, ul. Kochanowskiego 37a, 33-100 Tarnów. 1.3. Materiały wyjściowe Do sporządzenia niniejszej dokumentacji wykorzystano następujące materiały: Program Funkcjonalno Użytkowy wraz z załącznikiem nr 6 odkrywki istniejącej konstrukcji nawierzchni drogowej Wyniki pomiaru ruchu na drogach wojewódzkich w 2010r opracowane przez ZDW Kraków Opinia geotechniczna dotycząca warunków gruntowo-wodnych w miejscu wykonywania odwiertów geotechnicznych w ciągu drogi wojewódzkiej nr 964 wykonana przez Przedsiębiorstwo Robót Geotechnicznych "ROTEK" w październiku 2011r. 3
Raport z badania ugięć nawierzchni urządzeniem FWD wykonany przez Grontmij Carl Bro w maju 2011r. Inwentaryzacja fotograficzna wykonana przez MBI Małopolskie Biuro Inwestycyjne Sp. z o.o. w październiku 2011r. 1.4. Podstawowe przepisy i normatywy Przy sporządzaniu niniejszej dokumentacji oparto się o następujące dokumenty: Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24.09.1998r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych (Dz.U.98.126.839) Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. IBDiM Katalog wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych. IBDiM Nawierzchnie asfaltowe na drogach krajowych WT-2 2010 Wymagania techniczne Niniejszy projekt wykonany jest zgodnie z obowiązującymi przepisami oraz wiedzą inżynierską. 2. Analiza ruchu drogowego 2.1. Kategoria obciążenia ruchem Zgodnie z Programem Funkcjonalno Użytkowym obowiązująca do projektowania na drodze wojewódzkiej nr 964 dla odcinka Uście Solne Rylowa jest kategoria ruchu KR4 przy dopuszczalnym nacisku osi pojazdu 115kN. W celu potwierdzenia przyjętych przez Inwestora założeń dokonano dokładnego określenia liczby osi obliczeniowych w 10 roku po oddaniu drogi po przebudowie do użytkowania, tj. w km 2022r. i wyznaczono kategorię obciążenia ruchem na podstawie Generalnego Pomiaru Ruchu z roku 2010. Z uwagi na fakt, iż do dnia opracowania niniejszego projektu nie powstały nowe zasady prognozowania ruchu drogowego na zamiejskiej sieci dróg wojewódzkich, wykorzystano współczynniki wzrostu ruchu wyznaczone w oparciu o SDR 2005r. Odcinek I w kilometrażu odc. 490 km 0+757 (kilometraż globalny = 76+366) odc. 520 km 1+481 (kilometraż globalny = 84+328) przyporządkowano do odcinka pomiarowego Świniary Szczurowa, natomiast odcinki II i III w kilometrażu odc. 530 km 0+000 (kilometraż globalny = 84+328) odc. 550 km 0+020 (kilometraż globalny = 87+025) przyporządkowano do odcinka pomiarowego Szczurowa Wał Ruda. W 4
związku z powyższym SDR dla 10 roku po oddaniu drogi do eksploatacji, tj. w 2022r przedstawia się następująco: Odcinek Świniary Szczurowa prognoza na rok 2022 z SDR2010 Samochody ciężarowe bez przyczep 82 Samochody ciężarowe z przyczepami 47 Autobusy 6 Obliczenie kategorii obciążenia ruchem: L=(82x0,109+47x1,95+6x0,594)x0,5=52 osie 100kN/pas/dobę KR2 Odcinek Szczurowa Wał Ruda prognoza na rok 2022 z SDR2010 Samochody ciężarowe bez przyczep 279 Samochody ciężarowe z przyczepami 1048 Autobusy 15 Obliczenie kategorii obciążenia ruchem: L=(279x0,109+1048x1,95+15x0,594)x0,5=1041 osie 100kN/pas/dobę KR5 Ze względów bezpieczeństwa założono, że udział pojazdów o obciążeniu osi 115 kn w grupie pojazdów ciężkich z przyczepami wynosi od 8 do 20%. Takie zróżnicowanie otrzymanych wyników związane jest z istniejącym ograniczeniem tonażu do 12t na odcinku nr I oraz ponadnormatywnym ruchem na odcinku nr II i III związanym z dowozem materiałów na budowę autostrady A4 oraz obwodnicy Szczurowej. 2.2. Ruch całkowity Zgodnie z Programem Funkcjonalno Użytkowym obowiązujący do projektowania wzmocnienia nawierzchni jest ruch całkowity wynoszący 2.5mln osi 115kN na pas obliczeniowy w obliczeniowym okresie eksploatacji 20 lat. W celu weryfikacji przyjętych przez Inwestora założeń dokonano obliczeń ruchu całkowitego na podstawie SDR 2010 według Załącznika A KWRNPP: Odcinek Świniary Szczurowa (wg SDR2010) N całk =380 155 osi 100kN/pas co daje 217 355 osi 115kN/pas Odcinek Szczurowa Wał Ruda (wg SDR2010) N całk =7 602 662 osi 100kN/pas do daje 4 346 846 osi 115kN/pas 5
Otrzymane wartości znacznie różnią się z ruchem całkowitym określonym w PFU. Jednakże mając na względzie planowany termin ukończenia autostrady A4 w 2012/2013r., oddaną do użytkowania w październiku 2011r obwodnicę miejscowości Szczurowa ruch całkowity na poziomie 2 500 000 osi 115kN/pas w ciągu analizowanych odcinków DW 964 w perspektywie 20lat można uznać za bezpieczny do projektowania konstrukcji nawierzchni. 3. Ocena stanu podłoża istniejącej nawierzchni 3.1. Konstrukcja korpusu obiektu drogowego W celu określenia parametrów podłoża pod projektowane elementy korpusu obiektu drogowego wykorzystano karty otworów geotechnicznych stanowiące załącznik nr 6 do Programu Funkcjonalno Użytkowego oraz wykonano własne sprawdzające odwierty geotechniczne. Wiercenia badawcze oraz badania terenowe wykonano w dniu 15.10.2011r. i obejmowały one 18 otworów na głębokość 2,15 3,15m. Wyniki z odwiertów przedstawiono w załączniku nr 1 do niniejszego opracowania. W podłożu pod konstrukcją nawierzchni stwierdzono generalnie występowanie gruntów wysadzinowych, tj. glina zwięzła, ił, ił pylasty, pył, glina pylasta (zwięzła), glina piaszczysta. W żadnym otworze nie nawiercono wody gruntowej. Badania sprawdzające podłoża wykonane przez Przedsiębiorstwo Robót Geotechnicznych "ROTEK" potwierdziły w zasadzie charakter podłoża zobrazowany sondami ZDW (lokalnie wykazano słabsze podłoże jednak pod konstrukcją o większej grubości). Jako grunt rodzimy zostały zakwalifikowane następujące rodzaje gruntu: glina pylasta, namuł gliniasty i pył (lokalnie występowały przewarstwienia gruntu niewysadzinowego). Zgodnie z Rozporządzeniem MSWiA z dnia 24.09.1998r przyjmuje się dla projektowanej inwestycji pierwszą kategorię geotechniczną przy prostych warunkach gruntowych. 3.2. Grupa nośności podłoża Analizując warunki wodne oraz charakterystykę korpusu drogowego przyjęto następujące grupy nośności podłoża: odwiert nr 1 (odc. 490 km 0+850) - grupa nośności podłoża G4 (glina pylasta w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m) 6
odwiert nr II (odc. 500 km 0+450) - grupa nośności podłoża G3 (glina zwięzła w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr 2 (odc. 500 km 0+600) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty twardoplastyczny w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m) odwiert nr III (odc. 500 km 0+800) - grupa nośności podłoża G3 (ił w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m) odwiert nr 3 (odc. 500 km 1+100) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty plastyczny w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m) odwiert nr IV (odc. 500 km 1+160) - grupa nośności podłoża G3 (glina zwięzła na ile w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m) odwiert nr 4 (odc. 500 km 1+600) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty twardoplastyczny w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr V (odc. 500 km 1+960) - grupa nośności podłoża G2 (ił pylasty w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr 5 (odc. 500 km 2+150) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty twardoplastyczny w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr VI (odc. 500 km 2+350) - grupa nośności podłoża G2 (ił pylasty w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr 6 (odc. 500 km 2+650) - grupa nośności podłoża G3 (glina pylasta w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr VII (odc. 500 km 2+880) - grupa nośności podłoża G2 (ił pylasty w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr 7 (odc. 500 km 3+080) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty twardoplastyczny w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr 8 (odc. 510 km 1+150) - grupa nośności podłoża G4 (glina pylasta w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m) odwiert nr 9 (odc. 510 km 1+500) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty plastyczny w przeciętnych (sezonowo złych) warunkach wodnych woda > 2m od 7
spodu konstrukcji, nasyp < 1m, istniejący chodnik) odwiert nr VIII (odc. 510 km 1+750) - grupa nośności podłoża G3 (pył w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m, istniejący chodnik i projektowane dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr 10 (odc. 520 km 0+000) - grupa nośności podłoża G3 (glina pylasta w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m, istniejący chodnik i projektowane dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr I (odc. 520 km 0+150) - grupa nośności podłoża G3 (glina pylasta zwięzła w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m) odwiert nr II (odc. 520 km 0+300) - grupa nośności podłoża G2 (ił pylasty w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr 11 (odc. 520 km 0+450) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty twardoplastyczny w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr IX (odc. 520 km 1+050) - grupa nośności podłoża G2 (ił pylasty w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp > 1m) odwiert nr 12 (odc. 520 km 1+300) - grupa nośności podłoża G4 (glina pylasta w przeciętnych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, nasyp < 1m) odwiert nr 13 (odc. 530 km 0+150) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty twardoplastyczny w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr 14 (odc. 530 km 0+650) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty twardoplastyczny w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr 15 (odc. 530 km 1+100) - grupa nośności podłoża G3 (glina pylasta w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr 16 (odc. 540 km 0+550) - grupa nośności podłoża G4 (glina pylasta na warstwie namułu gliniastego w stanie plastycznym w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr X (odc. 540 km 0+550) - grupa nośności podłoża G3 (glina pylasta w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, 8
istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr 17 (odc. 540 km 0+900) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty w stanie plastycznym w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr XII (odc. 540 km 1+150) - grupa nośności podłoża G3 (glina piaszczysta w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) odwiert nr 18 (odc. 540 km 0+900) - grupa nośności podłoża G4 (namuł gliniasty w stanie plastycznym w dobrych warunkach wodnych woda > 2m od spodu konstrukcji, wykop < 1m, istniejące chodniki i dobre odprowadzenie wód powierzchniowych) 3.3. Warunek mrozoodporności Na podstawie PN-81/B-03020 określono głębokość przemarzania gruntu wynoszącą 1,0m. W związku z powyższym wymagana grubość nawierzchni ze względu na mrozoodporność dla gruntów wątpliwych i wysadzinowych przy występujacych grupach nośności podłoża G2, G3 i G4 oraz przyjętej kategorii ruchu KR4 wynosi: 0,55x1,0=0,55m dla podłoża G2 0,65x1,0=0,65m dla podłoża G3 0,75x1,0=0,75m dla podłoża G4 W nawiązaniu do powyższego dokonano analizy istniejącej konstrukcji pod względem spełnienia warunku na mrozoodporność: Odcinek I.1 w kilometrażu: odc. 490 km 0+757 odc. 500 km 3+200 odwiert nr 1 (odc. 490 km 0+850) - podłoże G4 konstrukcja spełnia warunek odwiert nr II (odc. 500 km 0+450) - podłoża G3 brakuje 15cm odwiert nr 2 (odc. 500 km 0+600) - podłoża G4 brakuje 5cm odwiert nr III (odc. 500 km 0+800) - podłoża G3 brakuje 13cm odwiert nr 3 (odc. 500 km 1+100) - podłoża G4 brakuje 10cm odwiert nr IV (odc. 500 km 1+160) - podłoża G3 brakuje 15cm odwiert nr 4 (odc. 500 km 1+600) - podłoża G4 konstrukcja spełnia warunek odwiert nr V (odc. 500 km 1+960) - podłoża G2 brakuje 6cm odwiert nr 5 (odc. 500 km 2+150) - podłoża G4 brakuje 15cm 9
odwiert nr VI (odc. 500 km 2+350) - podłoża G2 brakuje 5cm odwiert nr 6 (odc. 500 km 2+650) - podłoża G3 konstrukcja spełnia warunek odwiert nr VII (odc. 500 km 2+880) - podłoża G2 brakuje 15cm odwiert nr 7 (odc. 500 km 3+080) - podłoża G4 konstrukcja spełnia warunek Odcinek I.2 w kilometrażu: odc. 510 km 0+940 odc. 520 km 0+570 odwiert nr 8 (odc. 510 km 1+150) - podłoże G4 brakuje 45cm odwiert nr 9 (odc. 510 km 1+500) - podłoże G4 brakuje 15cm odwiert nr VIII (odc. 510 km 1+750) - podłoże G3 brakuje 9cm odwiert nr 10 (odc. 520 km 0+000) - podłoże G3 brakuje 15cm odwiert nr I (odc. 520 km 0+150) - podłoże G3 brakuje 8cm odwiert nr II (odc. 520 km 0+300) - podłoże G2 brakuje 10cm odwiert nr 11 (odc. 520 km 0+450) - podłoże G4 konstrukcja spełnia warunek Odcinek I.3 w kilometrażu: odc. 520 km 1+175 odc. 520 km 1+481 odwiert nr IX (odc. 520 km 1+050) - podłoże G2 konstrukcja spełnia warunek odwiert nr 12 (odc. 520 km 1+300) - podłoże G4 konstrukcja spełnia warunek Odcinek II w kilometrażu: odc. 530 km 0+000 odc. 540 km 0+015 odwiert nr 13 (odc. 530 km 0+150) - podłoże G4 konstrukcja spełnia warunek odwiert nr 14 (odc. 530 km 0+650) - podłoże G4 konstrukcja spełnia warunek odwiert nr 15 (odc. 530 km 1+100) - podłoże G3 konstrukcja spełnia warunek Odcinek III w kilometrażu: odc. 540 km 0+472 odc. 550 km 0+020 odwiert nr 16 (odc. 540 km 0+550) - podłoże G4 konstrukcja spełnia warunek odwiert nr X (odc. 540 km 0+550) - podłoże G3 brakuje 10cm odwiert nr 17 (odc. 540 km 0+900) - podłoże G4 brakuje 5cm odwiert nr XII (odc. 540 km 1+150) - podłoże G3 konstrukcja spełnia warunek (warstwa betonu o grubości ponad 15cm) odwiert nr 18 (odc. 540 km 0+900) - podłoże G4 brakuje 5cm 4. Ocena stanu istniejącej nawierzchni 4.1. Analiza stanu podbudowy z kruszywa W wyniku analizy dostarczonych sond geotechnicznych stwierdzono w konstrukcji nawierzchni występowanie podbudowy z kruszywa łamanego i naturalnego oraz żużla 10
wielkopiecowego kawałkowego stabilizowanego mechanicznie o łącznej grubości w granicach 28 48cm. Na odcinku do ok. odc. 490 km 1+800 górna warstwa podbudowy z kruszywa naturalnego została zakwalifikowana jako stabilizowana spoiwem. Przeprowadzone badania sitowe podbudowy wykazały że podbudowa nie jest zagliniona i stanowi warstwę odporną na wysadziny mrozowe. Jedynie dla ostatniej sondy w kilometrażu odc. 540 km 1+150 badania wykazały obecność podbudowy w postaci betonu cementowego położonego na gruncie rodzimym. Badania sprawdzające wykonane przez Przedsiębiorstwo Robót Geotechnicznych "ROTEK" potwierdziły występowanie w konstrukcji nawierzchni podbudów z kruszywa łamanego, naturalnego i żużla wielkopiecowego stabilizowanych mechanicznie. Łączna grubość konstrukcji podbudowy waha się od 43 do 78cm, a więc jest większa od wykazanej w sondach ZDW. Jedynie w odwiertach w kilometrażu odc. 510 km 1+150 i odc. 520 km 0+000 grubość podbudowy jest zdecydowanie mniejsza i wynosi 13-26cm. Lokalnie warstwa podbudowy jest zagliniona, jednakże zawartość części poniżej 0,075mm nie przekraczała 15%. W zdecydowanie większej ilości otworów stwierdzono natomiast obecność podbudowy stabilizowanej cementem lub samego betonu cementowego o grubości w granicach 34-39cm (stabilizacja) i 12-25cm (beton cementowy). 4.2. Analiza stanu warstw asfaltowych Zgodnie z dostarczonymi przez Zamawiającego odwiertami w ciągu istniejącej korony drogi nawierzchnia drogi wojewódzkiej posiada 7.5 22cm warstw bitumicznych (beton asfaltowy i lokalnie w dolnej warstwie beton smołowy). Badania sprawdzające wykonane przez Przedsiębiorstwo Robót Geotechnicznych "ROTEK" wykazały większą grubość warstw asfaltowych przedział 8 28cm. W zdecydowanej większości odwiertów występują spękania warstw i brak związania międzywarstwowego. Poniżej przedstawiono szczegółowy opis sond. Odcinek I.1 w kilometrażu: odc. 490 km 0+757 odc. 500 km 3+200 przyjęta w raporcie FWD grubość referencyjna bitumów = 10cm odwiert nr 1 (odc. 490 km 0+850) bitumy 11cm (dolne 5cm pęka) odwiert nr II (odc. 500 km 0+450) bitumy 12cm odwiert nr 2 (odc. 500 km 0+600) bitumy 8cm (górne 4cm pęka) odwiert nr III (odc. 500 km 0+800) bitumy 10cm odwiert nr 3 (odc. 500 km 1+100) bitumy 10cm 11
odwiert nr IV (odc. 500 km 1+160) bitumy 10cm odwiert nr 4 (odc. 500 km 1+600) bitumy 15,5cm (smoła 9cm) odwiert nr V (odc. 500 km 1+960) bitumy 10cm (smoła 5cm) odwiert nr 5 (odc.500 km 2+150) bitumy 14cm (brak związania na 5cm, smoła 4cm) odwiert nr VI (odc. 500 km 2+350) bitumy 13cm (smoła 4cm) odwiert nr 6 (odc. 500 km 2+650) bitumy 19cm (warstwy pękają i brak związania) odwiert nr VII (odc. 500 km 2+880) bitumy 10cm (smoła 4cm) odwiert nr 7 (odc. 500 km 3+080) bitumy 12cm (brak związania na 6 i 8cm, smoła 4cm rozkruszona) Odcinek I.2 w kilometrażu: odc. 510 km 0+940 odc. 520 km 0+570 przyjęta w raporcie FWD grubość referencyjna bitumów = 13cm (odcinek 510) oraz 8cm (odcinek 520) odwiert nr 8 (odc. 510 km 1+150) bitumy 17cm (brak związania na 4cm, smoła 6cm pęka) odwiert nr 9 (odc. 510 km 1+500) bitumy 15cm odwiert nr VIII (odc. 510 km 1+750) bitumy 13cm (smoła 8cm) odwiert nr 10 (odc. 520 km 0+000) bitumy 23cm (brak związania na 13 i 17cm, smoła 10cm pęka) odwiert nr I (odc. 520 km 0+150) bitumy 8,5cm (smoła 7cm) odwiert nr II (odc. 520 km 0+300) bitumy 7,5cm (smoła 6cm) odwiert nr 11 (odc. 520 km 0+450) bitumy 9cm (brak związania na 4cm, smoła 5cm rozkruszona) Odcinek I.3 w kilometrażu: odc. 520 km 1+175 odc. 520 km 1+481 przyjęta w raporcie FWD grubość referencyjna bitumów = 10cm odwiert nr IX (odc. 520 km 1+050) bitumy 22cm (brak związania na 5cm, ostatnie 8cm smoła rozkruszona) odwiert nr 12 (odc. 520 km 1+300) bitumy 26cm (brak związania na 6 i 11cm, smoła 12cm pęka) Odcinek II w kilometrażu: odc. 530 km 0+000 odc. 540 km 0+015 przyjęta w raporcie FWD grubość referencyjna bitumów = 13cm, 11cm i 14cm odwiert nr 13 (odc. 530 km 0+150) bitumy 24cm (brak związania na 13cm, ostatnie 5cm smoła rozkruszona) 12
odwiert nr 14 (odc. 530 km 0+650) bitumy 20cm (brak związania na 4cm, 2 warstwa rozpadła się, ostatnie 3cm smoła) odwiert nr 15 (odc. 530 km 1+100) bitumy 28cm (brak związania na 10cm, smoła 14cm pęka i brak związania) Odcinek III w kilometrażu: odc. 540 km 0+472 odc. 550 km 0+020 przyjęta w raporcie FWD grubość referencyjna bitumów = 16cm oraz 22cm odwiert nr 16 (odc. 540 km 0+550) bitumy 20cm (naprawa uszkodzenia - brak związania na 10 i 15cm, smoła 5cm pęka) odwiert nr X (odc. 540 km 0+550) bitumy 16cm (smoła 6cm) odwiert nr XI (odc. 540 km 0+750) bitumy 16cm odwiert nr 17 (odc. 540 km 0+900) bitumy 23cm (brak związania na 6 i 12cm, smoła 7cm) odwiert nr XII (odc. 540 km 1+150) bitumy 22cm (brak związania na 3cm, ostatnie 6cm smoła rozkruszona) odwiert nr 18 (odc. 540 km 0+900) bitumy 20cm (brak związania na 15cm, ostatnie 5cm smoła pęka) 4.3. Ocena nośności nawierzchni Zgodnie z zapisami PFU do oceny nośności nawierzchni wykorzystano badania ugięciomierzem dynamicznym FWD. Badania wykonano w dniach 04-05.05.2011r przy temperaturze nawierzchni 15-18 o C. Pomiary prowadzono w punktach pomiarowych zlokalizowanych co 50m dla każdego pasa ruchu i mijankowo przesuniętych względem siebie o 25m. Przyjęto następujące parametry: średnica płyty dociskowej 300 mm, obciążenie 50 kn (naprężenie kontaktowe ok. 707 kpa), czas obciążenia ok. 25 ms. Analizując wykres ugięć nawierzchni i grubości warstw konstrukcji podzielono cały odcinek na sekcje o podobnej konstrukcji. Następnie do programu ROSY Design wprowadzono ugięcia z pomiarów FWD i podział na sekcje wraz z grubościami warstw nawierzchni (H1 H3). Wynikiem obliczeń programu są moduły sprężystości dla warstw (E1 E4). Moduł E4 jest modułem sprężystości podłoża, pozostałe są modułami dla wprowadzonych warstw nawierzchni. Szczegóły dotyczące wyników pomiarów ugięć FWD oraz przeliczenie modułów poszczególnych warstw konstrukcji zawarte są w załączonym opracowaniu Przeliczenie modułów sporządzonym przez Grontmij Pavement Consultants. 13
5. Projektowana konstrukcja nawierzchni drogi 5.1. Założenia projektowe Zgodnie z wymaganiami PFU konstrukcję nawierzchni drogi wojewódzkiej nr 964 na odcinku Uście Solne - Rylowa zaprojektowana została z zastosowaniem mechanistyczno-empirycznych metod projektowania, wykorzystując analizę stanu naprężeń i odkształceń w konstrukcji według teorii półprzestrzeni sprężystej. Wymaganą trwałość zmęczeniową nawierzchni wyznaczono ze względu kryteria wg Instytutu Asfaltowego tj.: kryterium odkształceń warstw asfaltowych (odkształcenia rozciągające na spodzie warstw asfaltowych) N 18,4 C (6,167 10 5 3,291 0,854 t E ) N t E * w którym: liczba obciążeń do wystąpienia spękań zmęczeniowych na 20% powierzchni jezdni odkształcenia rozciągające (wartość bezwzględna) moduł dynamiczny mieszanki mineralno-asfaltowej, MPa M C 10 Vb M 4,84 0, 69 Va Vb V b zawartość objętościowa asfaltu, % V a zawartość objętościowa wolnej przestrzeni, %. kryterium deformacji strukturalnych podłoża gruntowego p k (1/ N ) m w której: N liczba dopuszczalnych obciążeń do wystąpienia krytycznej deformacji strukturalnej w konstrukcji nawierzchni k, m współczynniki doświadczalne, równe odpowiednio: k = 1,05 *10-2 m =0,223. Do obliczeń odkształceń oraz naprężeń projektowanej konstrukcji przyjęto następujące parametry wyjściowe: obciążenie - 115 kn/oś kategoria ruchu KR4 14
okres eksploatacji - 20lat ruch całkowity = projektowana trwałość zmęczeniowa 2.5 mln osi 115kN/pas Parametry warstw bitumicznych przyjęto wg WT-2 2010 Wymagania techniczne Nawierzchnie asfaltowe na drogach krajowych dla ruchu KR4 oraz wg zaleceń Wykonawcy POLDIM S.A. tj. - warstwa wiążąco wyrównawcza AC 16W / AC 22W: zawartość wolnej przestrzeni 6% [v/v] zawartość bitumu 11% [v/v] - podbudowa zasadnicza AC 16P / AC 22P: zawartość wolnej przestrzeni 7% [v/v] zawartość bitumu 10% [v/v] 5.2. Wyniki obliczeń mechanistyczno - empirycznych Wyniki przeprowadzonych obliczeń mechanistyczno empirycznych dla wyodrębnionych odcinków jednorodnych zamieszczone zostały w załączniku. Obliczenia mechanistyczno-empiryczne wzmocnienia nawierzchni w technologii BITUFOR przeprowadzone zostały przez firmę Gruppo Bitumi Poland Sp. z o.o., natomiast w przypadku wzmocnienia w technologii remiksingu lub nakładki przez Biuro eksperckie nawierzchni drogowych dr inż. Piotra Zielińskiego. ODCINEK NR I.1.A - odc. 490 km 0+757 odc. 500 km 0+250 (438m) Frezowanie wgłębne warstw asfaltowych na średnią głębokość 3 cm Wzmocnieni nawierzchni w technologii BITUFOR (siatka stalowa) 1 cm Warstwa wiążąca AC 16W 6 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajną przyjęto sondę nr 1) *Po wykonaniu frezowania należy lokalnie ułożyć warstwę wyrównawczo-wzmacniającą z AC 16W o grubości minimum 4cm w miejscach gdzie podczas frezowania nastąpi odseparowanie istniejących warstw asfaltowych od podbudowy. Luźne warstwy bitumiczne należy usunąć i uzupełnić w/w warstwą. ODCINEK NR I.1.B - odc. 500 km 0+250 odc. 500 km 1+250 (1000m) Remiksing istniejących warstw bitumicznych (na gr. 9cm) z doziarnieniem 5 cm Geosyntetyk o szer. 1.0m w śladzie prawego koła na obu pasach ruchu (wytrzymałość na rozciąganie >70kN/m i wydłużenie przy zerwaniu wzdłuż pasma <3%) 15
Warstwa wiążąca AC 16W 7 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja wraz z wyniesieniem +16cm spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajne przyjęto sondy nr II, 2, III, 3 i IV) ODCINEK NR I.1.C - odc. 500 km 1+250 odc. 500 km 1+800 (550m) Frezowanie wgłębne warstw asfaltowych na średnią głębokość 3 cm Wzmocnieni nawierzchni w technologii BITUFOR (siatka stalowa) 1 cm Warstwa wiążąca AC 16W 6 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajną przyjęto sondę nr 4) *Po wykonaniu frezowania należy lokalnie ułożyć warstwę wyrównawczo-wzmacniającą z AC 16W o grubości minimum 4cm w miejscach gdzie podczas frezowania nastąpi odseparowanie istniejących warstw asfaltowych od podbudowy. Luźne warstwy bitumiczne należy usunąć i uzupełnić w/w warstwą. ODCINEK NR I.1.D - odc. 500 km 1+800 odc. 500 km 3+200 (1400m) Remiksing istniejących warstw bitumicznych (na gr. 8cm) z doziarnieniem 4 cm Geosyntetyk o szer. 1.0m w śladzie prawego koła na obu pasach ruchu (wytrzymałość na rozciąganie >70kN/m i wydłużenie przy zerwaniu wzdłuż pasma <3%) Warstwa wiążąca AC 16W 7 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja wraz z wyniesieniem +15cm spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajne przyjęto sondy nr V, 5, VI, 6, VII i 7) ODCINEK NR I.2.A - odc. 510 km 0+940 odc. 520 km 0+050 (900m) Remiksing istniejących warstw bitumicznych (na gr. 9cm) z doziarnieniem 5 cm Geosyntetyk o szer. 1.0m w śladzie prawego koła na lewym pasie ruchu przy istniejącym chodniku (wytrzymałość na rozciąganie >70kN/m i wydłużenie przy zerwaniu wzdłuż pasma <3%) Warstwa wiążąca AC 16W 7 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja wraz z wyniesieniem +16cm spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajne przyjęto sondy nr 9, VIII i 10) 16
ODCINEK NR I.2.A - odc. 510 km 0+940 odc. 520 km 0+050 (słabe miejsce) Uwaga: projektowana konstrukcja dotyczy następujących odcinków drogi wojewódzkiej: Odc. 510 km 0+940 odc. 510 km 1+200 - strona lewa. Rozebranie istniejącej nawierzchni oraz korytowanie pod nową konstrukcję na łączną głębokość 60cm (nośność podłoża E 2min =20MPa i E 2 /E 1 2.2) Ulepszone podłoże kruszywo naturalne 0/63 stabilizowane mechanicznie i ulepszone 2%-3% dodatkiem cementu 35cm (układane w 2 warstwach) Podbudowa zasadnicza kruszywo łamane 0/31.5 stab. mechanicznie 20cm Podbudowa zasadnicza AC 22P 9 cm Warstwa wiążąca AC 16W 7 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja o grubości 75cm spełnia wymagania mrozoodporności dla podłoża G4 (jako miarodajną przyjęto sondę nr 8) ODCINEK NR I.2.B - odc. 520 km 0+050 odc. 520 km 0+570 (520m) Frezowanie warstw asfaltowych i podbudowy z kruszywa na głębokość 10cm Podbudowa zasadnicza kruszywo łamane 0/31.5 stab. mech. min.12cm Podbudowa zasadnicza AC 22P 10cm Warstwa wiążąca AC 16W 7cm Warstwa ścieralna AC 11S 4cm Projektowana konstrukcja wraz z wyniesieniem +23cm spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajne przyjęto sondy nr I, II i 11) ODCINEK NR I.3 - odc. 520 km 1+175 odc. 530 km 0+000 (306m) Frezowanie wgłębne warstw asfaltowych na średnią głębokość 3 cm Wzmocnieni nawierzchni w technologii BITUFOR (siatka stalowa) 1 cm Warstwa wiążąca AC 16W 6cm Warstwa ścieralna AC 11S 4cm Projektowana konstrukcja spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajną przyjęto sondę nr 12) *Po wykonaniu frezowania należy lokalnie ułożyć warstwę wyrównawczo-wzmacniającą z AC 16W o grubości minimum 4cm w miejscach gdzie podczas frezowania nastąpi odseparowanie istniejących warstw asfaltowych od podbudowy. Luźne warstwy bitumiczne należy usunąć i uzupełnić w/w warstwą. 17
ODCINEK NR II.A - odc. 530 km 0+000 odc. 530 km 0+250 (250m) Frezowanie profilujące warstw asfaltowych Warstwa wiążąca AC 16W 7cm Warstwa ścieralna AC 11S 4cm Projektowana konstrukcja spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajną przyjęto sondę nr 13) ODCINEK NR II.B - odc. 530 km 0+250 odc. 540 km 0+015 (1150m) Frezowanie wgłębne warstw asfaltowych na średnią głębokość 10 cm Wzmocnieni nawierzchni w technologii BITUFOR (siatka stalowa) 1 cm Warstwa wiążąca AC 16W 6 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajną przyjęto sondę nr 14) *Po wykonaniu frezowania należy lokalnie ułożyć warstwę wyrównawczo-wzmacniającą z AC 16W o grubości minimum 4cm w miejscach gdzie podczas frezowania nastąpi odseparowanie istniejących warstw asfaltowych od podbudowy. Luźne warstwy bitumiczne należy usunąć i uzupełnić w/w warstwą. ODCINEK NR III - odc. 540 km 0+472 odc. 550 km 0+020 Remiksing istniejących warstw bitumicznych (na gr. 8cm) z doziarnieniem 2 cm Geosyntetyk o szerokości min. 1m nad naprawą nawierzchni po lokalnych przekopach i spękaniach poprzecznych (wytrzymałość na rozciąganie >70kN/m i wydłużenie przy zerwaniu wzdłuż pasma <3%) Warstwa wiążąca AC 16W 6 cm Warstwa ścieralna AC 11S 4 cm Projektowana konstrukcja wraz z wyniesieniem +12cm spełnia wymagania mrozoodporności (jako miarodajne przyjęto sondy nr 9, VIII i 10) PEŁNA KONSTRUKCJA JEZDNI lokalne odcinki z poszerzeniami i przełomami Rozebranie istniejącej nawierzchni oraz korytowanie pod nową konstrukcję (nośność podłoża E 2min =20MPa i wskaźnik odkształcenia E 2 /E 1 2.2) Ulepszone podłoże kruszywo naturalne 0/63 stabilizowane mechanicznie i ulepszone 2%-3% dodatkiem cementu 35cm (układane w 2 warstwach) Podbudowa zasadnicza kruszywo łamane 0/31.5 stab. mechanicznie 20cm Podbudowa zasadnicza AC 22P 9cm Warstwa wiążąca AC 16W 7cm 18
Warstwa ścieralna AC 11S 4cm Proj. konstrukcja o grubości 75cm spełnia wymagania mrozoodporności dla podłoża G4. Uwaga. Pełną konstrukcję jezdni należy wykonać : - na lokalnych poszerzeniach jezdni na odcinkach zgodnie z projektami wykonawczymi dla poszczególnych odcinków drogi wojewódzkiej. - w miejscach przełomów, szczegółowy zakres odnośnie długości jak i szerokości wykonania pełnej konstrukcji ustalony zostanie według odrębnej inwentaryzacji miejsc słabych oraz projektu wykonawczego. Kraków, styczeń 2012r. Sporządził: 19
ZAŁĄCZNIK NR 1 GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA OBIEKTU BUDOWLANEGO 20
ZAŁĄCZNIK NR 2 BADANIA NOŚNOŚCI NAWIERZCHNI FWD ODRĘBNE OPRACOWANIE 21
ZAŁĄCZNIK NR 3 OBLICZENIA MECHANISTYCZNE DLA KONSTURKCJI NAWIERZCHNI GRUPPO BITUMI POLAND SP. Z O.O. ODC. 490 KM 0+757 ODC. 500 KM 0+250 ODC. 500 KM 1+250 ODC. 500 KM 1+800 ODC. 520 KM 1+175 ODC. 530 KM 0+000 ODC. 530 KM 0+250 ODC. 530 KM 1+380 22
ZAŁĄCZNIK NR 4 OBLICZENIA MECHANISTYCZNE DLA KONSTURKCJI NAWIERZCHNI POLITECHNIKA KRAKOWSKA dr inż. PIOTR ZIELIŃSKI ODC. 500 KM 0+250 ODC. 500 KM 1+250 ODC. 500 KM 1+800 ODC. 500 KM 3+200 ODC. 510 KM 0+940 ODC. 520 KM 0+050 ODC. 520 KM 0+050 ODC. 520 KM 0+570 ODC. 530 KM 0+000 ODC. 530 KM 0+250 ODC. 530 KM 1+050 ODC. 540 KM 0+015 ODC. 540 KM 0+472 ODC. 540 KM 1+100 23