POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

ZAKŁAD INŻYNIERII KOMUNIKACYJNEJ

PROJEKT NAWIERZCHNI PÓŁSZTYWNEJ

DLA KATEGORII RUCHU KR 4

Wykonał:

RYSZARDO.REPUBLIKA.PL

Sprawdziła:

Koszalin 19.01.2005

1. W celu zaprojektowania nawierzchni drogowej metodą mechanistyczną dla kategorii ruchu KR 4, założono półsztywną nawierzchnię o następującym układzie warstw (wg Katalogu typowych nawierzchni podatnych i półsztywnych):

- warstwa ścieralna - beton asfaltowy - gr. 5 cm E=10300 MPa, ν=0,30

- warstwa wiążąca - beton asfaltowy - gr. 8 cm E=10100 MPa, ν=0,30

- podbudowa górna - beton asfaltowy - gr. 11 cm E=9600 MPa, ν=0,30

- podbudowa dolna - chudy beton - gr. 20 cm

I etap pracy nawierzchni (przed wystąpieniem spękań warstwy)

E1=12900 MPa, ν1=0,20

II etap pracy nawierzchni (po wystąpieniem spękań warstwy)

E2­=400 MPa, ν2=0,30

Badania geotechniczne wykazały iż podłoże gruntowe posiada parametry:

E=80 MPa, ν=0,30

2. Założone proporcje objętościowe wykorzystanych do konstrukcji nawierzchni mieszanek mineralno-asfaltowych.

- warstwa ścieralna: zawartość asfaltu: 5,7 [%
],

zawartość wolnych przestrzeni: 3,0 [%
]

- warstwa wiążąca: zawartość asfaltu: 4,6 [%
],

zawartość wolnych przestrzeni: 6,0 [%
]

- podbudowa górna: zawartość asfaltu: 4,0 [%
],

zawartość wolnych przestrzeni: 8,0 [%
]

3. Obliczone naprężenia i odkształcenia przy wykorzystaniu programu ELSYM5M.

I etap

z=0,24 m; Єa=0,487∙10-5 m

z=0,44 m; δ=0,364∙103 kPa=0,364 MPa

z=0,45 m ; Єgr=(-)0,880∙10-4 m

II etap

z=0,24 m; Єa=0,638∙10-4 m

z=0,49 m; Єgr=(-)0,213∙10-3 m

4. Obliczenia trwałości zmęczeniowych.

I etap

Kryterium Instytutu Asfaltowego

Va=
[%
]

M=

C=10M=10-0,67=0,21

Nfbit1=18,4∙C∙6,167∙10-5∙Єa-3,291∙E-0,854

Nfbit1=18,4∙0,21∙6,167∙10-5∙(0,487∙10-5)-3,291∙10100-0,854=2,76∙1010 osi

Kryterium deformacji podłoża gruntowego

Nfgr1=

k=1,05∙10-2

m=0,223

Nfgr1=
=1,97∙1010 osi

Nfpod=

Założono, że podbudowa będzie wykonana chudego betonu. Wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach będzie wynosić Rm=8 MPa

δdop=0,2∙Rm=0,2∙8=1,6 MPa

Nfpod=
=1,06∙1010 osi

II etap

Kryterium Instytutu Asfaltowego

Nfbit2=18,4∙C∙6,167∙10-5∙Єa-3,291∙E-0,854

Nfbit2=18,4∙0,21∙6,167∙10-5∙(0,638∙10-4)-3,291∙10100-0,854=5,80∙106 osi

Kryterium deformacji podłoża gruntowego

Nfgr2=

k=1,05∙10-2

m=0,223

Nfgr2=
=3,90∙107 osi

Nfbit=Nfpod+Nfbit2∙
=1,06∙1010+5,80∙106∙
=1,06∙1010 osi

Nfgr=Nfpod+Nfgr2∙
=1,06∙1010+3,90∙107∙
=1,06∙1010 osi

Obie trwałości zmęczeniowe są identyczne, z ich wartości wynika iż założony
w projekcie układ warstw jest przeprojektowany. Tj. trwałość zmęczeniowa
znacząco przekracza (na lepsze) wymagania obowiązujące nawet dla drogi
o kategorii ruchu KR6.

I etap

ELASTIC SYSTEM -

ELASTIC POISSONS

LAYER MODULUS RATIO THICKNESS

1 10300000. .300 .050 m

2 10100000. .300 .080 m

3 9600000. .300 .110 m

4 12900000. .200 .200 m

5 80000. .300 SEMI-INFINITE

ONE LOAD(S), EACH LOAD AS FOLLOWS

TOTAL LOAD..... 50.00 kN.

LOAD STRESS.... 650.00 kPa

LOAD RADIUS.... .16 m.

LOCATED AT

LOAD X Y

1 .000 .000

RESULTS REQUESTED FOR SYSTEM LOCATION(S)

DEPTH(S)

Z= .24 .44 .45

X-Y POINT(S)

X Y

.00 .00

Z= .24 LAYER NO, 3

X Y

.00 .00

NORMAL STRESSES

SXX -.2739E+02

SYY -.2739E+02

SZZ -.2199E+03

SHEAR STRESSES

SXY .0000E+00

SXZ .0000E+00

SYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRESSES

PS 1 -.2739E+02

PS 2 -.2739E+02

PS 3 -.2199E+03

PRINCIPAL SHEAR STRESSES

PSS 1 .9623E+02

PSS 2 .0000E+00

PSS 3 .9623E+02

DISPLACEMENTS

UX .0000E+00

UY .0000E+00

UZ .1814E-03

NORMAL STRAINS

EXX .4873E-05

EYY .4873E-05

EZZ -.2119E-04

SHEAR STRAINS

EXY .0000E+00

EXZ .0000E+00

EYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRAINS

PE 1 .4873E-05

PE 2 .4873E-05

PE 3 -.2119E-04

PRINCIPAL SHEAR STRAINS

PSE 1 .2606E-04

PSE 2 .0000E+00

PSE 3 .2606E-04

Z= .44 LAYER NO, 4

X Y

.00 .00

NORMAL STRESSES

SXX .3643E+03

SYY .3643E+03

SZZ -.7557E+01

SHEAR STRESSES

SXY .0000E+00

SXZ .0000E+00

SYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRESSES

PS 1 .3643E+03

PS 2 .3643E+03

PS 3 -.7557E+01

PRINCIPAL SHEAR STRESSES

PSS 1 .1859E+03

PSS 2 .0000E+00

PSS 3 .1859E+03

DISPLACEMENTS

UX .0000E+00

UY .0000E+00

UZ .1791E-03

NORMAL STRAINS

EXX .2271E-04

EYY .2271E-04

EZZ -.1188E-04

SHEAR STRAINS

EXY .0000E+00

EXZ .0000E+00

EYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRAINS

PE 1 .2271E-04

PE 2 .2271E-04

PE 3 -.1188E-04

PRINCIPAL SHEAR STRAINS

PSE 1 .3460E-04

PSE 2 .0000E+00

PSE 3 .3460E-04

Z= .45 LAYER NO, 5

X Y

.00 .00

NORMAL STRESSES

SXX -.6458E+00

SYY -.6458E+00

SZZ -.7426E+01

SHEAR STRESSES

SXY .0000E+00

SXZ .0000E+00

SYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRESSES

PS 1 -.6458E+00

PS 2 -.6458E+00

PS 3 -.7426E+01

PRINCIPAL SHEAR STRESSES

PSS 1 .3390E+01

PSS 2 .0000E+00

PSS 3 .3390E+01

DISPLACEMENTS

UX .0000E+00

UY .0000E+00

UZ .1782E-03

NORMAL STRAINS

EXX .2220E-04

EYY .2220E-04

EZZ -.8799E-04

SHEAR STRAINS

EXY .0000E+00

EXZ .0000E+00

EYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRAINS

PE 1 .2220E-04

PE 2 .2220E-04

PE 3 -.8799E-04

PRINCIPAL SHEAR STRAINS

PSE 1 .1102E-03

PSE 2 .0000E+00

PSE 3 .1102E-03

II etap

ELASTIC SYSTEM -

ELASTIC POISSONS

LAYER MODULUS RATIO THICKNESS

1 10300000. .300 .050 m

2 10100000. .300 .080 m

3 9600000. .300 .110 m

4 400000. .300 .200 m

5 80000. .300 SEMI-INFINITE

ONE LOAD(S), EACH LOAD AS FOLLOWS

TOTAL LOAD..... 50.00 kN.

LOAD STRESS.... 650.00 kPa

LOAD RADIUS.... .16 m.

LOCATED AT

LOAD X Y

1 .000 .000

RESULTS REQUESTED FOR SYSTEM LOCATION(S)

DEPTH(S)

Z= .24 .45

X-Y POINT(S)

X Y

.00 .00

Z= .24 LAYER NO, 3

X Y

.00 .00

NORMAL STRESSES

SXX .8548E+03

SYY .8548E+03

SZZ -.4627E+02

SHEAR STRESSES

SXY .0000E+00

SXZ .0000E+00

SYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRESSES

PS 1 .8548E+03

PS 2 .8548E+03

PS 3 -.4627E+02

PRINCIPAL SHEAR STRESSES

PSS 1 .4505E+03

PSS 2 .0000E+00

PSS 3 .4505E+03

DISPLACEMENTS

UX .0000E+00

UY .0000E+00

UZ .2719E-03

NORMAL STRAINS

EXX .6377E-04

EYY .6377E-04

EZZ -.5824E-04

SHEAR STRAINS

EXY .0000E+00

EXZ .0000E+00

EYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRAINS

PE 1 .6377E-04

PE 2 .6377E-04

PE 3 -.5824E-04

PRINCIPAL SHEAR STRAINS

PSE 1 .1220E-03

PSE 2 .0000E+00

PSE 3 .1220E-03

Z= .45 LAYER NO, 5

X Y

.00 .00

NORMAL STRESSES

SXX .1385E+01

SYY .1385E+01

SZZ -.1619E+02

SHEAR STRESSES

SXY .0000E+00

SXZ .0000E+00

SYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRESSES

PS 1 .1385E+01

PS 2 .1385E+01

PS 3 -.1619E+02

PRINCIPAL SHEAR STRESSES

PSS 1 .8788E+01

PSS 2 .0000E+00

PSS 3 .8788E+01

DISPLACEMENTS

UX .0000E+00

UY .0000E+00

UZ .2488E-03

NORMAL STRAINS

EXX .7283E-04

EYY .7283E-04

EZZ -.2128E-03

SHEAR STRAINS

EXY .0000E+00

EXZ .0000E+00

EYZ .0000E+00

PRINCIPAL STRAINS

PE 1 .7283E-04

PE 2 .7283E-04

PE 3 -.2128E-03

PRINCIPAL SHEAR STRAINS

PSE 1 .2856E-03

PSE 2 .0000E+00

PSE 3 .2856E-03

---