CZĘŚĆ RYSUNKOWA:

„ZNAK” Drogowa Pracownia Projektowa Tomasz Stawarz
80-871 Gdańsk, ul. Chwaszczyńska 10 NIP: 578-116-13-43
[email protected]
+48583418402
Fax+48587418800
SPIS TREŚCI
1.
2.
3.
4.
5.
5.1
5.2
6.
Podstawa opracowania,
Przedmiot i zakres opracowania,
Ustalenie obciążenia ruchem,
Istniejące konstrukcje nawierzchni,
Wstępnie przyjęta technologia modernizacji,
Przyjęte kryteria zmęczeniowe,
Wyniki obliczeń,
Przyjęta konstrukcja nawierzchni
1. PODSTAWA OPRACOWANIA
a) Techniczne badania podłoża gruntowego drogi powiatowej nr 1496N na odcinku Świętajno-Piastuno
wykonane przez firmę GEOTECHNIKA, ul.Akacjowa 16, 10-179 Olsztyn,
b) Dziennik Ustaw nr 43 poz. 430 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi
publiczne i ich usytuowanie,
c) Katalog wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych, IBDiM 2001r.
2. PRZEDMIOT I ZAKRES OPRACOWANIA
Przedmiotem opracowania jest określenie technologii wykonania nawierzchni dla drogi powiatowej
nr 1506N na odcinku od km 0+000 do km 3+720.
3. USTALENIE OBCIĄŻENIA RUCHEM
Projektowany odcinek drogi powiatowej nr 1506N obliczany jest dla kategorii ruchu KR1 – 90 000 osi
obliczeniowych 100kN.
4. ISTNIEJĄCE KONSTRUKCJE JEZDNI:
Podłoże gruntowe
Na omawianym odcinku wykonano 2 otwory o głębokości 3.0m i 3.5m celem pobrania prób gruntu do
badań laboratoryjnych. Stwierdzono występowanie gruntów niespoistych w postaci piasków drobnych
oraz w jednym otworze piasku gliniastego i gliny piaszczystej ze żwirem. Wszystkie rodzaje gruntów
występujących w otworach geotechnicznych zostały poddane analizie makroskopowej w terenie i
określono dla nich: stan zawilgocenia gruntów, stopień zagęszczenia, barwę, grupę nośności, kąt tarcia
wewnętrznego i poziom wody gruntowej.
2
„ZNAK” Drogowa Pracownia Projektowa Tomasz Stawarz
80-871 Gdańsk, ul. Chwaszczyńska 10 NIP: 578-116-13-43
[email protected]
+48583418402
Fax+48587418800
Istniejące przekroje
Nr otworu
1
2
Rodzaj warstw
Grubości warstw [cm]
Masa bitumiczna
Żwir + kamienie + Pd
Piasek drobny + humus
Piasek drobny
Piasek gliniasty
Glina piaszczysta + żwir
Masa bitumiczna
Żwir + piasek drobny
Bruk
Piasek drobny
12
28
20
140
40
60
8
4
16
322
Uwagi
ZWG znajduje się na gł. 70cm
Do gł. 3.50m nie natrafiono na ZWG
Wg analizy cech fizyczno – mechanicznych grunty niespoiste tj. piaski drobne zaliczono do kategorii
gruntu G1 z kolei piasek gliniasty i glinę piaszczystą jako grunt spoisty zaliczono do kategorii G3.
Na opisywanym odcinku drogi powiatowej nr 1506N stwierdzono zniszczenie krawędzi jezdni i zaniżenie
pobocza.
Głębokość przemarzania dla rozpatrywanego odcinka wynosi hz=1.0m
5. WSTĘPNIE PRZYJĘTA TECHNOLOGIA MODERNIZACJI JEZDNI ISTNIEJĄCEJ:
Z uwagi na różnice w budowie istniejącej konstrukcji nawierzchni odcinek drogi powiatowej nr 1506N
podzielono na dwie części:
- cz.1 – odcinek zamiejski
- cz.2 – odcinek w m. Rudka
Po analizie odwiertów wykonanych w istniejącej jezdni przyjęto wstępną technologię modernizacji oraz
kolejność robót nawierzchniowych:
Dla odcinka zamiejskiego:
o Frezowanie warstw bitumicznych na głębokość min. 3cm w celu usunięcia istniejących
uszkodzeń powierzchniowych nawierzchni,
o Ułożenie warstwy wiążącej z BA, której grubość będzie przedmiotem obliczeń
o Ułożenie warstwy ścieralnej z BA gr. 4cm
Dla odcinka w m. Rudka:
o Usunięcie istniejących warstw bitumicznych oraz warstwy żwiru i piasku drobnego aż do
warstwy bruku,
o Ułożenie warstwy wyrównawczej z BA gr. min 3cm
o Ułożenie warstwy wiążącej z BA, której grubość będzie przedmiotem obliczeń
o Ułożenie warstwy ścieralnej z BA gr. 4cm
3
„ZNAK” Drogowa Pracownia Projektowa Tomasz Stawarz
80-871 Gdańsk, ul. Chwaszczyńska 10 NIP: 578-116-13-43
[email protected]
+48583418402
Fax+48587418800
Dla w/w technologii założono dwa schematy obliczeniowy wzmocnienia jezdni istniejącej:
odcinek zamiejski
odcinek w m. Rudka
STAŁE MATERIAŁOWE (WZMOCNIENIA JEZDNI ISTNIEJĄCEJ):
Moduły odkształcenia [E] oraz współczynnik Poissona [n]
Warstwa bitumiczne z BA
7910 [MPa]
n =0.30
Warstwy bitumiczne z BA
8670 [MPa]
n =0.30
Istniejące warstwy bitumiczne
3500 [MPa]
n =0.30
Bruk
300 [MPa]
n =0.30
Żwir/Piasek drobny
100 [MPa]
n =0.35
OBCIĄŻENIA:
Obciążenia
Obciążenie koła
Ciśnienie kontaktowe
Czas obciążenia
Okres obliczeniowy
50 [kN]
650 [kPa]
0.02 [s]
20 [lata]
4
„ZNAK” Drogowa Pracownia Projektowa Tomasz Stawarz
80-871 Gdańsk, ul. Chwaszczyńska 10 NIP: 578-116-13-43
[email protected]
+48583418402
Fax+48587418800
CECHY WARSTW ASFALTOWYCH:
Ogólne
Penetracja
Indeks penetracji
Średnia temperatura pomiaru (Tśr.) [°C]
Czas obciążenia (Tobc.) [s]
Temp. mięknienia (T800) [°C]
Moduł sztywności (Sasf.) [MPa]
(BA) warstwa ścieralna
Zawartość wolnych przestrzeni [%]
Zawartość asfaltu [%]
Objętościowa zawartość asfaltu [%]
Zawartość kruszywa [%]
Sprężysty moduł sprężystości [MPa]
(BA) na warstwę wyrównawczą i wiążącą
Zawartość wolnych przestrzeni [%]
Zawartość asfaltu [%]
Objętościowa zawartość asfaltu [%]
Zawartość kruszywa [%]
Sprężysty moduł sprężystości [MPa]
50 [j.pen]
-0.80
12.0
0.02
51.6
108.0
4.0
5.8
14.5
81.5
7910
6.0
4.6
11.5
82.5
8670
5.1 PRZYJĘTE KRYTERIA ZMĘCZENIOWE:
KRYTERIUM ASFALTOWE (określające trwałość zmęczeniową warstw asfaltowych):
N = 18,4 ⋅ C (6,167 ⋅ 10 −5 ε t−3, 291 ⋅ E
−0 ,854
)
gdzie:
N - liczba obciążeń do wystąpienia spękań zmęczeniowych na 20% powierzchni
et - odkształcenie rozciągające
IEI – moduł sztywności mieszanki mineralno-asfaltowej
C=10M
⎛ Vb
⎞
− 0,69 ⎟⎟
M = 4,84 ⋅ ⎜⎜
⎝ Va + Vb
⎠
Vb - zawartość objętościowa asfaltu
Va - zawartość objętościowa wolnej przestrzeni
5
„ZNAK” Drogowa Pracownia Projektowa Tomasz Stawarz
80-871 Gdańsk, ul. Chwaszczyńska 10 NIP: 578-116-13-43
[email protected]
+48583418402
Fax+48587418800
KRYTERIUM GRUNTOWE (określające deformacje strukturalne podłoża gruntowego):
⎛1⎞
ε p = k ⋅⎜ ⎟
⎝N⎠
m
gdzie:
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
5.2 WYNIKI OBLICZEŃ:
WZMOCNIENIE JEZDNI ISTNIEJĄCEJ
Wyniki obliczeń przeprowadzono metodą kolejnych przybliżeń i zestawiono w tabeli:
Dla odcinka zamiejskiego:
Grubość
nowych
warstw
bitumicznych
[cm]
εr μstrain
nowe
warstwy
bitumiczne
εr μstrain
stare
warstwy
bitumiczne
εz μstrain
istniejące
warstwy
gruntowe
8.0
9.0
50,52
56,77
224,6
205,9
267,0
249,5
Trwałość
zmęczeniowa
przejścia osi
100kN wg
kryterium
asfaltowego
183 541
244 332
Trwałość
zmęczeniowa
przejścia osi
100kN wg
kryterium
gruntowego
14 158 674
19 188 618
Dla odcinka w m. Rudka:
Grubość
nowych
warstw
bitumicznych
[cm]
εr μstrain
nowe
warstwy
bitumiczne
εz μstrain
istniejące
warstwy
gruntowe
11.0
12.0
132,9
163,9
626,0
562,3
Trwałość
zmęczeniowa
przejścia osi
100kN wg
kryterium
asfaltowego
1 032 054
517 659
Trwałość
zmęczeniowa
przejścia osi
100kN wg
kryterium
gruntowego
310 021
501 815
Spełnienie warunku przejścia 90 000 osi obliczeniowych 100kN wg pkt.3 spełnione zostało dla obu
kryteriów przy założonych nowych warstwach asfaltowych gr. 8cm na istniejącej konstrukcji nawierzchni
dla odcinka zamiejskiego oraz gr. 11cm dla odcinka w m. Rudka.
6
„ZNAK” Drogowa Pracownia Projektowa Tomasz Stawarz
80-871 Gdańsk, ul. Chwaszczyńska 10 NIP: 578-116-13-43
[email protected]
+48583418402
Fax+48587418800
6. PRZYJĘTA KONSTRUKCJA NAWIERZCHNI:
Konstrukcja wzmocnienia istniejącej jezdni:
Dla odcinka zamiejskiego:
o Frezowanie warstw bitumicznych na głębokość min. 3cm w celu usunięcia istniejących
uszkodzeń powierzchniowych nawierzchni,
o Ułożenie warstwy wiążącej z BA gr. 4cm
o Ułożenie warstwy ścieralnej z BA gr. 4cm
Zaprojektowana konstrukcja spełnia warunek mrozoodporności.
Dla odcinka w m. Rudka:
o Usunięcie istniejących warstw bitumicznych oraz warstwy żwiru z piaskiem drobnym aż do
warstwy bruku,
o Ułożenie warstwy wyrównawczej z BA gr. 3cm
o Ułożenie warstwy wiążącej z BA gr. 4cm
o Ułożenie warstwy ścieralnej z BA gr. 4cm
Konstrukcja poszerzeń:
o
o
o
o
Wykonanie warstwy odsączającej z Po/Pr gr. 15cm
Wykonanie podbudowy z KŁSM gr. 15cm,
Wykonanie warstwy wiążącej z BA gr. 4cm,
Wykonanie warstwy ścieralnej z BA gr. 4cm.
7