mechanik maszyn i urzadzen drogowych 833[01] z2 02 u

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Witold Kapusta

Wykonywanie podbudowy dróg
833[01].Z2.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Jarosław Sadal
mgr inż. Piotr Zarzyka

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Witold Kapusta

Konsultacja:
mgr inż. Jolanta Skoczylas

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 833[01].Z2.02
„Wykonywanie podbudowy dróg”, zawartego w modułowym programie nauczania dla
zawodu mechanik maszyn i urządzeń drogowych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej

oraz ochrony środowiska podczas wykonywania podbudów

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Pojęcie gruntu budowlanego – rodzaje, właściwości mechaniczne

i cechy fizyczne

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Makroskopowe i polowe rozpoznawanie gruntów

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Analizowanie elementów tabeli robót ziemnych

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Technika pracy koparek i ładowarek

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Technika pracy maszyn do odspajania płaskiego

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Technika pracy maszyn do stabilizacji i zagęszczania gruntów

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Technika pracy maszyn do przygotowania kruszyw

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Technika pracy maszyn do robót palowych

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.2. Pytania sprawdzające

4.9.3. Ćwiczenia

4.9.4. Sprawdzian postępów

5.10. Wykonywanie podbudowy

4.10.1.Materiał nauczania

4.10.2. Pytania sprawdzające

4.10.3. Ćwiczenia

4.10.4. Sprawdzian postępów

5.11. Recykling

4.11.1.Materiał nauczania

4.11.2. Pytania sprawdzające

4.11.3. Ćwiczenia

4.11.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o wykonywaniu podbudowy dróg.
W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

833[01].Z2

Technologia robót drogowo-mostowych

833[01].Z2.01

Organizowanie, użytkowanie i likwidowanie

stanowiska pracy

833[01].Z2.02

Wykonywanie podbudowy dróg

833[01].Z2.03

Wykonywanie i odnawianie nawierzchni

bitumicznych

833[01].Z2.04

Wykonywanie i odnawianie

nawierzchni betonowych

833[01].Z2.05

Utrzymywanie dróg, mostów oraz urządzeń

drogowych

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

posługiwać się dokumentacją techniczną,

−

stosować prawa i pojęcia z zakresu mechaniki i mechatroniki,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu technologii dróg i mostów,

−

identyfikować materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne stosowane w drogownictwie,

−

klasyfikować maszyny i urządzenia drogowe pod względem budowy,

−

klasyfikować maszyny i urządzenia drogowe pod względem zastosowania

−

stosować podstawowe przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

korzystać z różnych źródeł informacji.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
oraz ochrony środowiska podczas wykonywania podbudów,

−

określić cechy gruntów,

−

określić rodzaje gruntów i ich podział na kategorie,

−

określić zasady spulchniania gruntu,

−

posłużyć się tabelami robót ziemnych,

−

określić rodzaje, budowę i przeznaczenie narzędzi roboczych stosowanych
przy wykonywaniu podbudowy,

−

dobrać maszyny i sprzęt do robót ziemnych,

−

dobrać maszyny i sprzęt do stabilizacji i zagęszczania,

−

dobrać maszyny i sprzęt do wytwarzania i uszlachetniania kruszyw,

−

dobrać maszyny i sprzęt do wykonywania palio i ścianek szczelnych,

−

zastosować różne techniki pracy w zależności od typu osprzętu roboczego,

−

zastosować zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania prac maszynami do robót
ziemnych i drogowych z różnym osprzętem i w różnych warunkach,

−

określić czynności związane z wykonywaniem podbudowy,

−

określić zasady wykonywania recyklingu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Przepisy

bezpieczeństwa

higieny

pracy,

ochrony

przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska podczas
wykonywania podbudów

4.1.1. Materiał nauczania

Ogólne zasady wykonywania prac

Podczas pracy maszynami do robót ziemnych należy przestrzegać następujących

przepisów ogólnych:
–

maszyny mogą być obsługiwane tylko przez pełnoletnich, wykwalifikowanych
pracowników

posiadających

odpowiednie

dla

danej

maszyny

uprawnienia

i przeszkolonych w zakresie bhp,

–

przed rozpoczęciem robót, osoba nadzorująca informuje pracowników o zasadach
bezpiecznego wykonywania pracy i stosowanych sygnałach ostrzegawczych,

–

eksploatowanie maszyn roboczych odbywa się na terenie rozpoznanym pod względem
warunków geologicznych i gruntowych,

–

teren robót prowadzonych przy użyciu wielozadaniowych agregatów do naprawy
nawierzchni drogi ogradza się w sposób uniemożliwiający wejście na ten teren osób
niezatrudnionych oraz oznakowuje się,

–

w razie odkrycia jakichkolwiek urządzeń podziemnych nie przewidzianych
w dokumentacji technicznej roboty należy przerwać do czasu określenia pochodzenia
tych urządzeń i ustalenia czy i w jaki sposób możliwe jest bezpieczne kontynuowanie
prac,

–

roboty ziemne w bezpośredniej bliskości jakichkolwiek instalacji (szczególnie
nadziemnych linii energetycznych, kabli elektrycznych, wodociągów) powinny być
poprzedzone określeniem bezpiecznej odległości, w jakiej mogą być wykonane,

–

jeżeli w czasie wykonywania robót ziemnych zostaną ujawnione niewypały
lub przedmioty trudne do zidentyfikowania, należy bezzwłocznie przerwać wszelkie
prace, a miejsce niebezpieczne oznakować i ogrodzić oraz powiadomić właściwy organ
administracyjny i policję.

–

przed przystąpieniem do pracy należy sprawdzić działanie wszystkich mechanizmów;
nie wolno pracować maszyną niesprawną,

–

nie wolno usuwać usterek, regulować mechanizmów w czasie ruchu maszyny,

–

zabrania się przebywania pod podniesionym i nie podpartym osprzętem roboczym,

–

zabrania się jazdy maszynami po wzniesieniach większych niż są dopuszczalne dla danej
maszyny,

–

zabrania się zostawiać maszyny bez obsługi z pracującym silnikiem,

–

zabrania się pracy maszyną przy zdjętych osłonach zakładanych na wiszące elementy,

–

obecność osób postronnych w zasięgu pracy maszyny jest niedozwolona,

–

podczas pracy maszyny w nocy oraz w warunkach ograniczonej widoczności teren musi
być odpowiednio oświetlony,

–

ruch maszyn pracujących w zespołach należy zorganizować, opracować specjalny
harmonogram,

–

w czasie nalewania materiałów pędnych nie wolno zbliżać się z ogniem.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Warunki szczegółowe

Podczas pracy maszynami do robót ziemnych należy przestrzegać następujących

przepisów szczegółowych:

Spycharki i równiarki:

–

przy pracy na nasypach lemiesz spycharki (równiarki) nie powinien wystawać poza skraj
nasypu, aby nie powodował jej zsunięcia,

–

praca pod górę jest dozwolona w terenie o pochyleniu nie większym niż 25

, a praca przy

zjeździe w dół – w terenie o pochyleniu nie przekraczającym 35

–

nie należy pracować na gruntach gliniastych.
Zgarniarki:

–

nie należy używać zgarniarek w terenie o pochyleniu podłużnym większym niż 15% (8

)

na podjazdach i 20% (11

) na zjazdach ani o pochyleniu poprzecznym większym niż 5%,

–

skrzynię zgarniarki należy opuszczać możliwie nisko, aby zapobiec wywróceniu się
maszyny podczas jazdy,

–

sprzęganie zgarniarki z ciągnikiem należy wykonać na równym terenie; w czasie
sprzęgania zgarniarka powinna być obciążona,

–

zgarniarki samojezdnej nie należy pozostawić zahamowanej na dłuższy postój
na pochyleniach terenu; w razie przymusowego postoju na pochyłym terenie należy
zaciągnąć hamulec ręczny i pod wszystkie koła podłożyć podkładki.
Zagęszczanie gruntów:

–

niebezpiecznym miejscem są krawędzie korony nasypów; przed rozpoczęciem
po dłuższej przerwie zagęszczania gruntów na krawędziach nasypu, należy sprawdzić
orientacyjnie wartość wskaźnika stopnia zagęszczenia warstw niżej leżących, stosując
próbne wbijanie kołka drewnianego sondy.

Wykonywanie prac przy zastosowaniu maszyn

W czasie przerw w pracy oraz po zakończeniu pracy maszyny robocze zabezpiecza się

przed ich przypadkowym uruchomieniem przez osoby nieupoważnione lub niezatrudnione
przy tych pracach.

Niedopuszczalne jest:

–

obsługiwanie maszyn roboczych bez urządzeń zabezpieczających lub sygnalizacyjnych,

–

dokonywanie zmian konstrukcyjnych w maszynach roboczych,

–

wykonywanie napraw i konserwowanie maszyn roboczych będących w ruchu,

–

odtłuszczanie i czyszczenie powierzchni maszyn roboczych benzyną etylizowaną
lub innymi rozpuszczalnikami, których opary mogą tworzyć z powietrzem mieszaniny
gazów palnych lub wybuchowych.
Maszyny takie jak: urządzenia do zagęszczania gruntu, piasku i żwiru, w szczególności

ubijaki, zagęszczarki ciężkie i ze spryskiwaczem, walce okołkowane, walce wibracyjne,
używa się zgodnie z zasadami określonymi w instrukcjach obsługi każdego z tych urządzeń.

Przy wałowaniu podkładu lub nawierzchni drogi, oczyszczeniu kół walca, wykonywaniu

robót uzupełniających lub zwilżaniu wodą kół walca należy zachować szczególną ostrożność
i w razie braku urządzeń mechanicznych należy wykonywać te prace ręcznie stojąc z boku
pracującego walca.

Podczas zagęszczania gruntu urządzeniami wibracyjnymi:

–

miejsca pracy mają być oznakowane przenośnymi zaporami,

–

mają być przestrzegane warunki bezpieczeństwa i higieny pracy, określone
w dokumentacji techniczno-ruchowej i w instrukcji obsługi.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przy zagęszczaniu nasypu za pomocą walców drogowych odległość walca od górnej

krawędzi nasypu nie może być mniejsza niż 0,50 m. W czasie wałowania nasypu zabrania się
wykonywania jakichkolwiek innych prac.

Przy zagęszczaniu gruntu ubijakami mechanicznymi miejsce pracy należy ogrodzić

zaporami przenośnymi.

W miejscu wykonywania prac, w zakresie robót ziemnych, zabrania się prowadzenia

jakichkolwiek innych prac oraz przebywania osób postronnych. Pracownicy obsługujący
ubijaki mechaniczne powinni zmieniać się nie rzadziej niż co pół godziny.

Ręczne urządzenia udarowe nie mogą posiadać rękojeści krótszej niż 0,15 m oraz ostrych

narzędzi, pęknięć lub zadr w miejscu uchwytu, a operatorzy podczas ich stosowania używają
rękawic antywibracyjnych.

Ochrona środowiska:

–

drzewa i krzewy znajdujące się w bezpośredniej bliskości pasa robót należy chronić
osłonami przed uszkodzeniem,

–

postępowanie z drzewami zabytkowymi rosnącymi w obrębie pasa robót należy uzgodnić
z konserwatorem przyrody,

–

drzewa powinno przesadzać się późną jesienią lub wczesną wiosną,

–

jeżeli w obrębie pasa robót występują niewielkie (do ok. 1 m) zmiany poziomu terenu
umożliwiające pozostawienie drzew na skarpach, trawnikach, to zaleca się ich ochronę,

–

ziemię urodzajną, humus oraz darninę należy zdjąć z całej powierzchni robót,
przechować i wykorzystać do umocnienia skarp, rekultywacji terenów wyrobisk lub
odkładów,

–

nie wolno zasypywać odkładami urodzajnej ziemi,

–

wykopy i ukopy nie powinny obniżać poziomu wód gruntowych ani utrudniać ich
przepływu,

–

erozja skarp nie może zanieczyszczać wód powierzchniowych i cieków,

–

okoliczni mieszkańcy nie mogą być narażeni na hałas, spaliny, pylenie i drgania,

–

drogi dojazdowe powinny być utwardzone i bezpylne, równe i bez wielkich pochyleń,

–

stabilizację gruntów wapnem, cementem, popiołami lotnymi trzeba wykonywać
przy pogodzie bezwietrznej.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Kto może obsługiwać maszyny drogowe?
2. Jak należy postąpić w przypadku odkrycia przez robotników jakichkolwiek urządzeń

podziemnych?

3. Jakich zasad należy przestrzegać podczas pracy spycharkami?
4. Jakich zasad należy przestrzegać podczas pracy równiarkami?
5. Jakich zasad należy przestrzegać podczas pracy zgarniarkami?
6. Jak należy postąpić w przypadku zagęszczania gruntu na krawędzi korony nasypu?
7. Jakie dokumenty decydują o prowadzeniu robót drogowych przy pomocy walców,

zagęszczarek, ubijaków?

8. Jakie warunki muszą być spełnione podczas zagęszczania gruntu urządzeniami

wibracyjnymi?

9. Jakie zasady ochrony środowiska muszą być przestrzegane podczas wykonywania

podbudów?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przeanalizuj przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania robót drogowych.

Wybierz z nich te, które dotyczą przepisów bhp podczas wykonywania podbudów. Sporządź
notatkę z wykonanego ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania robót drogowych,
2) wybrać przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania podbudów,
3) sporządzić notatkę,
4) zaprezentować efekty pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca przepisów bhp wykonywania robót drogowych.

Ćwiczenie 2

Obejrzyj film dydaktyczny „Wykonywanie podbudów”. Wynotuj jakie przepisy bhp

wykonywania podbudów zostały naruszone w obejrzanym materiale filmowym. Zanotuj
spostrzeżenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego „Wykonywanie podbudów”,
2) wynotować przepisy bhp wykonywania podbudów, które zostały naruszone,
3) zapisać spostrzeżenia i wnioski,
4) zaprezentować efekty pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

film dydaktyczny „Wykonywanie podbudów”,

−

notatnik,

−

przybory do pisania.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wskazać osoby, które mogą obsługiwać maszyny drogowe?

2) określić zasady, których należy przestrzegać podczas pracy spycharkami?

3) określić zasady, których należy przestrzegać podczas pracy równiarkami?

4) postąpić w przypadku zagęszczania gruntu na krawędzi korony nasypu?

5) wskazać dokumenty decydują o prowadzeniu robót drogowych przy

pomocy walców, zagęszczarek, ubijaków?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6) określić zasady ochrony środowiska musza być przestrzegane podczas

wykonywania podbudów?

7) zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska podczas wykonywania
podbudów?

8) zastosować zasady

bezpieczeństwa podczas wykonywania prac

maszynami do robót ziemnych i drogowych z różnym osprzętem
i w różnych warunkach?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Pojęcie

gruntu

budowlanego – rodzaje,

właściwości

mechaniczne i cechy fizyczne

4.2.1. Materiał nauczania

Gruntem budowlanym nazywamy tę część skorupy ziemskiej, która stanowi podłoże

pod budowlę lub stanowi materiał do jej wykonania.

Podział gruntów

Grunty ze względu na pochodzenie dzielimy na:

–

rodzime, które dzielą się na skaliste, mineralne i organiczne,

–

nasypowe.
Grunty skaliste ze względu na wytrzymałość dzieli się na twarde o wytrzymałości

powyżej 5 MPa oraz miękkie o wytrzymałości poniżej 5 MPa. Ponadto ze względu na stopień
spękania skały dzielimy na: lite, mało spękane, średnio spękane i bardzo spękane.

Grunty mineralne nieskaliste dzielimy ze względu na uziarnienie na: kamieniste

(wietrzeliny i rumosze), gruboziarniste (żwiry i pospółki), oraz drobnoziarniste (piaski, pyły,
gliny, iły).

Grunty organiczne dzielimy na: próchnicze, namuły i torfy, a podział ten zależy

od zawartości części roślin (organicznych) w gruncie.

Podział gruntów nasypowych zależy od sposobu, w jaki powstał nasyp; wyróżniamy:

nasypy budowlane (będące wynikiem procesów technologicznych) i nasypy niekontrolowane
(wysypiska, zwałowiska).

Cechy fizyczne gruntów

Do cech fizycznych gruntów o podstawowym znaczeniu przydatności ich do celów

budowlanych zaliczmy: gęstość pozorną, gęstość szkieletu gruntowego, uziarnienie, stopień
zagęszczenia, stopień plastyczności, wilgotność, wodoprzepuszczalność.

Cechy mechaniczne gruntów

Właściwości mechaniczne gruntów w dużej mierze zależą od ich cech fizycznych.

Do właściwości mechanicznych zaliczmy: wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość
na ścinanie oraz kąt stoku naturalnego.

Kąt stoku naturalnego jest to największy kąt, pod jakim grunt może się utrzymać

w zboczu w stanie równowagi trwałej, np. podczas kształtowania nasypów przed
zagęszczeniem lub po naturalnym ześlizgu warstwy. Kąt stoku naturalnego, który określa się
tylko w odniesieniu do gruntów niespoistych, wyznacza nachylenie płaszczyzny odłamu
gruntu w stosunku do poziomu. Tę część gruntu, która znalazła się powyżej płaszczyzny
odłamu i wykazuje tendencje do obsuwania się, nazywamy klinem odłamu gruntu.

Grunty są podstawowym materiałem w drogownictwie. Przydatność gruntów

dla budownictwa drogowego określa się na podstawie oceny ich wysadzinowości,
wodoprzepuszczalności, zagęszczalności, nośności i przydatności do stabilizacji.

Wysadzinowość gruntu jest to odporność gruntu na działanie wody i mrozu.

Wyróżniamy grunty:
–

niewysadzinowe – w żadnych warunkach nie powodują powstawania wysadzin
(np.: żwiry, piaski),

–

wysadzinowe – przy mrozie i dostępie wody powodują powstawanie wysadzin (grunty
spoiste np.: pyły, gliny, iły),

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

wątpliwe, które w niekorzystnych warunkach wodnych i klimatycznych mogą
powodować powstawanie wysadzin (np.: piaski pylaste i gliniaste, żwiry gliniaste).
Wodoprzepuszczalność gruntu jest to szybkość, z jaką grunt przepuszcza wodę,

mierzona w centymetrach na sekundę lub metrach na dobę. Rozróżnia się grunty:
–

nieprzepuszczalne (wodoprzepuszczalność do 0,1 m/g),

–

słabo przepuszczalne (wodoprzepuszczalność do 0,1÷0,3 m/d),

–

średnio przepuszczalne (wodoprzepuszczalność do 0,3÷0,8 m/d),

–

przepuszczalne (wodoprzepuszczalność powyżej 0,8 m/d).
Zagęszczalność gruntu jest to jego podatność na zwiększanie gęstości pozornej szkieletu

gruntowego pod wpływem sił mechanicznych. Do trudno zagęszczalnych gruntów należą
piaski równo uziarnione, grunty kamieniste a w stanie dużego zawilgocenia gliny i iły.

Nośność gruntu jest to zdolność do przenoszenia obciążeń, którą określa się

wskaźnikiem nośności CBR lub modułem odkształcenia M

Przydatność do stabilizacji jest to zdolność gruntu do tworzenia trwałych związków

ze spoiwami, takimi jak cement, wapno, popioły lotne, żużel granulowany.

Podział gruntu na kategorie

Dla prawidłowego zorganizowania robót ziemnych oraz ich kosztorysowania konieczna

jest znajomość trudności odspajania gruntu, jego gęstości pozornej i współczynników
spulchnienia. Do charakterystyki gruntu pod względem jego urabialności służy podział
gruntów na kategorie.

Kategoria I – należą do niej grunty sypkie, które można odspajać szufladami i łopatami,

np.: piasek suchy, gleba zaorana, torf bez korzeni.

Kategoria II – należą do niej grunty, które można odspajać łopatami, motykami,

oskardami, np.: piasek wilgotny i gliniasty, pyły i lessy wilgotne, gleba uprawna z darnią, torf
z korzeniami, żwir małospoisty.

Kategoria III – należą do niej grunty, które można odspajać szpadlami i oskardami

z częściowym użyciem drągów stalowych, np.: piasek gliniasty, pyły i lessy półzwarte, gleby
uprawne z korzeniami ponad 30 mm grubości, rumosz skalny, gliny i iły wilgotne, namuły
gliniaste rzeczne.

Kategoria IV – należą do niej grunty, które można odspajać szpadlami przy stałym

użyciu oskardów i drągów stalowych, częściowo klinów i młotów, np.: less suchy zwarty,
nasyp zleżały z gliny lub iłu, glina zwięzła i iły wilgotne, glina zwałowa, iłołupek miękki,
grube otoczaki lub rumosz o wymiarach do 90 mm.

Kategoria V – należą do niej grunty, które można odspajać oskardami i dragami

stalowymi, młotami pneumatycznymi, materiałami wybuchowymi, np.: glina zwałowa
z głazami do 50 kg, margle miękkie, gruby rumosz skalny, opoka kredowa, iłołupek twardy,
gips.

Kategoria VI – należą do niej grunty, które można odspajać młotami pneumatycznymi

i materiałami wybuchowymi, np.: iłołupek twardy, margiel twardy, wapień marglisty,
piaskowiec o spoiwie ilastym.

Kategoria VII÷X należą do niej grunty odspajane materiałami wybuchowymi,

np.: do kategorii VII – wapień, piaskowiec ilasto-wapnisty, do VIII – piaskowiec twardy,
marmur, dolomit, do IX – piaskowiec kwarcytowy, granit gruboziarnisty, gnejs, do X – porfir,
andezyt, bazalt, gabro.

Spulchnienie. Jest to zwiększenie objętości gruntu w stosunku do objętości w stanie

naturalnym, następujące podczas odspajania.

Przeciętnie wartości spulchnienia gruntów wynoszą:

–

gleby uprawnej zaoranej, suchego piasku – 5÷15%,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

piasku wilgotnego, pyłów, lessów, pospółki, żwirów – 15÷25%,

–

rumoszu skalnego, glin, iłów – 20÷30%,

–

gruntów kategorii IV – 25÷35%,

–

gruntów kategorii V÷X – 30÷50%.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co określamy jako grunt budowlany?
2. Jak klasyfikujemy grunty ze względu na pochodzenie?
3. Jakie właściwości fizyczne gruntów decydują o ich przydatności do celów budowlanych?
4. Jakie znasz właściwości mechaniczne gruntów budowlanych?
5. Jak definiuje się pojęcie kąta stoku naturalnego gruntu?
6. Jakie cechy gruntu decydują o jego przydatności dla budownictwa drogowego?
7. Co to jest wysadzinowość gruntu?
8. Jak klasyfikuje się grunty ze względu na wodoprzepuszczalność?
9. Jakie grunty zaliczamy do gruntów trudno zagęszczalnych?
10. Ile jest kategorii gruntu?
11. W jaki sposób odspaja się grunty kategorii I?
12. W jaki sposób odspaja się grunty kategorii VII ÷ X?
13. Co to jest spulchnienie gruntu?
14. W jakim celu wykorzystuje się informacje o wielkości spulchnienia gruntu?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z przygotowanych 5 różnych próbek gruntu wybierz dwie, z których jedna należy

do gruntów kategorii I, a druga należy do gruntów kategorii IV.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować zaprezentowane próbki gruntów,
2) wybrać z przygotowanych próbek grunt, który można zaliczyć do gruntów kategorii I,
3) wybrać z przygotowanych próbek grunt, który można zaliczyć do gruntów kategorii IV,
4) uzasadnić swój wybór,
5) zaprezentować efekty pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

pięć próbek różnych gruntów,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca kategorii gruntów.

Ćwiczenie 2

Przyporządkuj narysowane na samoprzylepnych kartkach narzędzia i sprzęt

do odspajania gruntów do zaznaczonych na planszy kategorii gruntów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować narysowane na kartkach narzędzia i sprzęt do odspajania gruntów,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2) przeanalizować umieszczone na planszy kategorie gruntów,
3) przyporządkować narysowane na samoprzylepnych kartkach narzędzia i sprzęt

do odspajania gruntów do zaznaczonych na planszy kategorii gruntów,

4) uzasadnić swój wybór,
5) zaprezentować efekty pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

samoprzylepne kartki z rysunkami narzędzi i sprzętu do odspajania gruntów,

−

plansza z nazwami kategorii gruntów,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca odspajania gruntów.

Ćwiczenie 3

Wykonano wykop w kształcie prostopadłościanu o wymiarach 5x12x2 m w gruncie

kategorii IV. Oblicz, ile wynosi objętość ziemi wybranej z wykopu, jeżeli spulchnienie gruntu
kategorii IV wynosi 25÷35%.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obliczyć objętość gruntu w wykopie,
2) obliczyć objętość gruntu po wydobyciu przy uwzględnieniu spulchnienia,
3) obliczenia zapisać w notatniku,
4) zaprezentować efekty pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca gruntów budowlanych.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) sklasyfikować grunty ze względu na pochodzenie?

2) wskazać właściwości fizyczne gruntów, które decydują o ich

przydatności do celów budowlanych?

3) wskazać właściwości mechaniczne gruntów, które decydują o ich

przydatności do celów budowlanych?

4) wskazać cechy gruntu decydujące o jego przydatności dla budownictwa

drogowego?

5) określić cechy gruntów?

6) określić rodzaje gruntów?

7) sklasyfikować grunty ze względu na kategorie?

8) określić zasady spulchniania gruntu?

9) wymienić grunty trudno zagęszczalne?

10) wskazać sposób odspajania gruntów należących do poszczególnych

kategorii?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Makroskopowe i polowe rozpoznawanie gruntów

4.3.1. Materiał nauczania

Wyniki szczegółowych badań laboratoryjnych powinny być porównane z badaniami

wstępnymi – makroskopowymi, a w razie rozbieżności należy ustalić jej przyczyny
oraz powtórzyć badanie makroskopowe i ewentualnie szczegółowe. Badaniu powinny
podlegać grunty o naturalnej wilgotności, z wyjątkiem badań, przy których jest zaznaczony
odmienny sposób.

Badania makroskopowe

Badaniem makroskopowym nazywamy określenie rodzaju gruntu i jego cech fizycznych

bez pomocy przyrządów. Badania te wykonuje się w fazie badań wstępnych w terenie i przy
każdym badaniu szczegółowym.

Celem badań makroskopowych jest kontrola i uchronienie badań laboratoryjnych

od błędów zasadniczych, które mogą wyniknąć wskutek zamiany próbek, omyłek w ważeniu
i innych przypadkowych błędów.

Badaniem makroskopowym określa się następujące cechy gruntu:

–

barwę,

–

rodzaj,

–

wilgotność,

–

konsystencję,

–

zawartość węglanu wapnia.

Oznaczenie barwy gruntu

Barwę gruntu określa się na przełomie bryły gruntu o naturalnej wilgotności. W opisie

barwy gruntu należy najpierw podawać odcień i intensywność barwy, a następnie barwę
podstawową (np. ciemnożółtobrązowa). Przy występowaniu kilku barw należy podać
charakter ich występowania, np. brązowa z zielonymi smugami.

Oznaczenie rodzaju gruntu

Wstępny podział gruntów na spoiste i niespoiste określa się za pomocą obserwacji gruntu

wyschniętego. Grunt określa się jako spoisty, jeżeli po wyschnięciu do stanu
powietrznosuchego tworzy zwarte grudki.

Grunt niespoisty nie zbryla się albo pod lekkim naciskiem palca grudki rozpadają się.
Rodzaje gruntów sypkich określa się na podstawie wielkości i zawartości ziaren

poszczególnych frakcji ustalonych wzrokowo przy ewentualnym użyciu lupy zgodnie z tabelą
zawartą w normie gruntowej.

Rodzaj gruntów spoistych ustala się na podstawie próby wałeczkowania, rozcierania

w wodzie, a w przypadku wyników wątpliwych na dodatkowej próbie rozmakania.

Próba wałeczkowania. Próbę wałeczkowania wykonuje się na dłoni. Z badanego gruntu

formuje się kulkę średnicy około 7 mm, kładzie na dłoni i nasadą kciuka drugiej ręki
wałeczkuje się, aż do uzyskania wałeczka o średnicy około 3 mm. Jeżeli wałeczek nie
wykazuje uszkodzeń, należy ponownie uformować z niego kulkę i powtórzyć wałeczkowanie.
Czynności te należy powtarzać tak długo, aż wałeczek po uzyskaniu średnicy 3 mm,
wykazuje spękania, rozwarstwienia lub rozsypuje się. Rodzaj uszkodzeń oraz wygląd
wałeczka określają rodzaj gruntu. Próbę wałeczkowania należy przeprowadzić na co najmniej
dwóch kulkach, a w przypadku wyraźnej niezgodności wyników – dodatkowo na trzeciej
kulce.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Próba rozcierania. Próbę rozcierania wykonuje się dwoma palcami zanurzonymi

w wodzie. Jeżeli między palcami pozostaje dużo ziaren piasku, grunt należy zaliczyć do
grupy gruntów piaszczystych, np.: piasek gliniasty, glina piaszczysta, ił piaszczysty. Jeżeli
wyczuwa się tylko pojedyncze ziarna piasku to grunt należy do gruntów pośrednich, np.: pył
piaszczysty, glina, glina zwięzła. Gdy nie wyczuwa się ziaren piasku to jest to grunt pylasty,
np.: pył, glina pylasta, glina pylasta zwięzła, ił pylasty.

Próba rozmiękania. Próbę rozmiękania przeprowadza się na próbce o średnicy

od 10–15 mm, wysuszonej do stałej masy. Grudkę zanurza się całkowicie w wodzie, na siatce
o wymiarach oczek kwadratowych 5 mm. Czas rozmakania mierzy się od chwili zanurzenia
w wodzie do chwili jej przeniknięcia przez siatkę.

Oznaczenie wilgotności gruntu

Grunt określamy jako:

– suchy – jeżeli grudka przy zgniataniu pęka i nie wykazuje zawilgocenia,
– mało wilgotny – jeżeli próbka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie,

lecz papier filtracyjny lub ręka przyłożona do gruntu nie stają się wilgotne,

– wilgotny – jeżeli papier filtracyjny lub ręka przyłożona do gruntu stają się wilgotne,
– mokry – jeżeli przy ściskaniu gruntu w dłoni odsącza się z niego woda,
– nawodniony – jeżeli woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie.

Oznaczenie stanu gruntów spoistych

Stan gruntów spoistych oznacza się na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej

samej kulki gruntu, licząc ile razy uzyskano wałeczek średnicy 3 mm bez jego uszkodzenia.
Stan gruntu i stopień plastyczności wyznacza się z normowego nomogramu służącego
do wyznaczania stopnia plastyczności gruntów spoistych.

Stany nie objęte monogramem określa się:

– stan półzwarty – gdy z gruntu można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka przy

pierwszej próbie wałeczkowania,

– stan zwarty – gdy z gruntu nie można uformować kulki.

Oznaczenie zawartości węglanu wapnia

Próbkę gruntu zwilża się kilkoma kroplami 20 – procentowego roztworu kwasu solnego

i obserwuje reakcję gruntu. Zawartość CaCO

ustala się następująco:

– ponad 5% CaCO

- grunt burzy się intensywnie i długo,

– od 3 do 5% CaCO

- grunt burzy się intensywnie lecz krótko,

– od 1 do 3% CaCO

- grunt burzy się słabo i krótko,

– poniżej 1% CaCO

– jeżeli nie reaguje.

Oznaczenie wysadzinowości gruntów

Wysadzinowość gruntu rozpoznaje się w polu na podstawie podnoszenia i opuszczania

bryłki gruntu i obserwacji zachowania się gruntu w wodzie.
– grunty niewysadzinowe – bryłka gruntu podniesiona w palcach i opuszczona z wysokości

kilku centymetrów rozpada się na pojedyncze ziarna; grunt nasypany do naczynia z wodą
nie wywołuje jej zmacenia,

– grunty wysadzinowe – bryłka gruntu podniesiona i opuszczona rozpada się na drobne

bryłki; wrzucona do wody rozpada się w ciągu kilku minut całkowicie, mącąc przy tym
silnie wodę,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– grunty wątpliwe – bryłka gruntu podniesiona i opuszczona pozostaje w całości

lub rozpada się na małe kawałki; wrzucona do wody rozpada się wolno, wywołuje
zmącenie tylko w bezpośrednim swoim otoczeniu.

Do wielu badań, zwłaszcza mechanicznych, są potrzebne próbki o nienaruszonej

strukturze. Jednak rzadko udaje się wykonać badania na takich próbkach, gdyż struktura
podlega naruszeniu przy pobieraniu próbek, transporcie i samym badaniu.

Badania polowe

Do badań polowych zaliczamy:

– oznaczenie spójności gruntu,
– sondowanie,
– oznaczenie wytrzymałości gruntu przy ścinaniu obrotowym,
– próbne obciążenia,
– pomiary poziomu piezometrycznego wód gruntowych,
– polowe wyznaczanie wilgotności gruntu,
– badanie zagęszczenia gruntów,
– polowe oznaczenie kalifornijskiego wskaźnika nośności,
– badanie polowe gruntów stabilizowanych mechanicznie,
– badania polowe gruntów stabilizowanych asfaltami upłynnionymi, itd.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Na czym polegają badania makroskopowe?
2. W jakim celu przeprowadza się badania makroskopowe?
3. Jakie cechy gruntu można określić przy pomocy badań makroskopowych?
4. Na czym polega oznaczenie barwy gruntu?
5. W jaki sposób przeprowadza się oznaczenie rodzaju gruntu?
6. W jakim celu przeprowadza się próbę wałeczkowania gruntu?
7. Na czym polega próba rozcierania gruntu?
8. W jaki sposób przeprowadza się próbę rozmiękania gruntu?
9. W jaki sposób na budowie możemy przeprowadzić oznaczenie wilgotności gruntu?
10. Na czym polega oznaczenie zawartości węglanu wapnia w gruncie?
11. W jaki sposób przeprowadza się w warunkach polowych oznaczenie wysadzinowości

gruntu?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na przygotowanej próbce gruntu spoistego przeprowadź oznaczenie rodzaju gruntu.

Wyniki poszczególnych prób oraz wnioski zapisz w notatniku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeprowadzić oględziny próbki,
2) wykonać próbę wałeczkowania próbki,
3) wykonać próbę rozcierania próbki,
4) wykonać próbę rozmiękania próbki w przypadku wątpliwości, co do rodzaju gruntu,
5) wyniki poszczególnych prób zapisać w notatniku,
6) określić rodzaj gruntu,
7) zaprezentować efekty swojej pracy.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbka gruntu spoistego,

−

pojemnik z wodą,

−

przezroczysty pojemnik z wodą i umieszczoną siatką o wymiarach oczek kwadratowych
5 mm,

−

stoper,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 na temat makroskopowego i polowego rozpoznawania gruntów.

Ćwiczenie 2

Na przygotowanej próbce gruntu przeprowadź oznaczenie wilgotności gruntu. Wyniki

oznaczenia zapisz w notatniku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeprowadzić oględziny próbki,
2) wykonać oznaczenie wilgotności gruntu,
3) wyniki oznaczenia zapisać w notatniku,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbka gruntu,

−

papier filtracyjny

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 na temat makroskopowego i polowego rozpoznawania gruntów.

Ćwiczenie 3

Na przygotowanej próbce gruntu przeprowadź oznaczenie zawartości węglanu wapnia.

Wyniki oznaczenia zapisz w notatniku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeprowadzić oględziny próbki,
2) wykonać oznaczenie zawartości węglanu wapnia,
3) zaobserwować zachowanie się próbki i wynik oznaczenia zapisać w notatniku,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbka gruntu,

−

20% roztwór kwasu solnego,

−

zakraplacz,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 na temat makroskopowego i polowego rozpoznawania gruntów.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 4

Przeanalizuj badanie makroskopowe dopuszczalnego nacisku na grunt zamieszone

w normie dotyczącej badania gruntów. Porównaj sposób przeprowadzania tego badania
w różnych warunkach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować zasady badania makroskopowego dopuszczalnego nacisku na grunt

zawarte w normie,

2) przeanalizować i porównać sposoby przeprowadzania tego badania,
3) wnioski zapisać w notatniku,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

norma dotycząca badań gruntów,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 na temat badania makroskopowego dopuszczalnego nacisku
na grunt.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić cel przeprowadzania badania makroskopowego gruntu?

2) wskazać cechy gruntu, które można określić przy pomocy badań

makroskopowych?

3) przeprowadzić oznaczenie barwy gruntu?

4) przeprowadzić oznaczenie rodzaju gruntu?

5) określić rodzaj gruntu?

6) przeprowadzić oznaczenie wilgotności gruntu?

7) przeprowadzić oznaczenie zawartości węglanu wapnia?

8) przeprowadzić oznaczenie wysadzinowości gruntu?

9) przeprowadzić próbę wałeczkowania gruntu?

10) wymienić inne badania oprócz makroskopowych przeprowadzane

w terenie?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Analizowanie elementów tabeli robót ziemnych

4.4.1. Materiał nauczania

Jednym z zagadnień związanych z opracowaniem dokumentacji technicznej jest ustalenie

objętości gruntu, przewidzianego do wydobycia z wykopów na trasie lub z dokopów
i przeznaczonego do przewiezienia na nasypy lub na odkład.

Ustalenie wymienionych objętości nasypów i wykopów jest konieczne do opracowania

właściwej organizacji robót ziemnych, określenia rodzaju i liczby niezbędnego sprzętu,
ustalenia terminów oraz kosztów wykonania projektowanych robót ziemnych.

Sposób obliczania objętości robót ziemnych może być dokładny lub przybliżony i zależy

od stadium dokumentacji technicznej.

Objętość robót ziemnych na danym odcinku trasy oblicza się na podstawie jej przekroju

podłużnego i przekrojów poprzecznych, z których przyjmuje się następujące dane:
–

pikietaż przekrojów poprzecznych,

–

pikietaż punktów zerowych niwelety,

–

odległości między przekrojami poprzecznymi,

–

powierzchnie wykopów i nasypów.
Obliczenia przeprowadza się w tabeli robót ziemnych. Całkowitą objętość robót

ziemnych ustala się, obliczając oddzielnie poszczególne objętości kolejno następujących
po sobie wykopów i nasypów całego odcinka.

Przybliżone obliczanie robót ziemnych

Gdy naturalna powierzchnia terenu jest ukształtowana poziomo w kierunku poprzecznym

do osi trasy, wówczas powierzchnie przekrojów poprzecznych korpusu drogi maja kształt
trapezów. Ich pola powierzchni oblicza się na podstawie wysokości nasypów lub głębokości
wykopów h w osi trasy, które można odczytać z przekroju podłużnego trasy oraz wymiarów
geometrycznych korpusu drogi. Taki sposób obliczeń powierzchni przekrojów poprzecznych
jest stosowany podczas wstępnego projektowania robót ziemnych.
Powierzchnie przekrojów poprzecznych oblicza się ze wzorów wynikających z rysunku 1:
nasypy: F

= b

h + n

wykopy: F

= b

h + n

+ 2F

w których:

, F

– powierzchnia przekrojów poprzecznych; n – nasypu, w – wykopu,

b – szerokość nasypu w koronie,
b

– szerokość wykopu w poziomie korony,

h – wysokość nasypu lub głębokość wykopu,
F

– powierzchnia przekroju rowu,

Szczegółowe obliczanie objętości robót ziemnych

Do szczegółowego obliczenia objętości robót ziemnych jest potrzebny zbiór przekrojów

poprzecznych (rys. 2). W tym celu w kolejnych pikietażach przekroju podłużnego trasy,
średnio co 50 cm, rysuje się na podstawie danych z projektu lub ze zdjęć i pomiarów
terenowych przekroje poprzeczne korpusu drogi w skali 1:100. N – odwrotność pochylenia
skarpy nasypu lub wykopu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 1. Przekroje typowe robót ziemnych: a) nasyp, b) wykop [7, s. 249]

Należy także wykonać je we wszystkich punktach charakterystycznych takich jak

załamania terenu, zmiany szerokości drogi, itp. Obliczona między tymi przekrojami w ten
sposób objętość będzie możliwie dokładnie odpowiadała rzeczywistości.

Na każdym z takich rysunków nanosi się linie terenu oraz przekrój poprzeczny drogi,

który powinien zawierać następujące elementy:
– niweletę drogi,
– szerokość dna rowu,
– krawędzie korony drogi,
– wykop koryta,

–

pochylenie skarp, nawierzchni i poboczy.

Rys. 2. Przykładowe przekroje poprzeczne [7, s. 251]

Powierzchnie przekrojów poprzecznych można obliczyć dowolnym sposobem, np.:

– sumując pola figur geometrycznych (trójkąty, prostokąty, trapezy), których wymiary

odczytuje się wprost z rysunku,

– mechanicznie za pomocą planimetru,
– sumując cyrklem wysokości kolejnych pasków pionowych przekroju poprzecznego.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ostatni sposób jest szczególnie zalecany w przypadku dużej liczby przekrojów

poprzecznych. W tym celu przekroje poprzeczne rysuje się na kalce lub papierze
milimetrowym. Przekrój poprzeczny dzieli się na paski pionowe szerokości 1,00 m, jak na
rys. 3. Powstałe w ten sposób powierzchnie są trapezami, natomiast w niektórych
nieregularnych paskach linie terenu wyrównuje się „na oko”, żeby powierzchnia odcięta była
równa dodanej. Następnie za pomocą cyrkla sumuje się poszczególne wysokości pasków,
mierzone w środku każdego paska. Sumę wysokości pasków odczytuje się porównując
rozwarcie cyrkla z podziałką rysunku, po czym otrzymaną wartość mnoży się przez przyjętą
stałą szerokość paska.

Można to zapisać następująco:

F = (h

+ h

+... + h

)

Dokładność obliczeń zależy od dokładności rysunku i jego skali.

Rys. 3. Obliczanie powierzchni przekroju [5, s. 252]

Objętość robót ziemnych oblicza się mnożąc średnią powierzchnię sąsiednich przekrojów

poprzecznych przez ich odległość.”

Obliczenie objętości robót ziemnych wykonuje się w tabeli robót ziemnych (tabela 1).
Do tabeli wpisuje się pikietaż opisanych w rozdziale 4.3, przekrojów poprzecznych,

w których obliczono powierzchnie wykopów i nasypów, a następnie powierzchnie kolejnych
wykopów i nasypów oraz odległości między innymi.

Obliczenia rozpoczynamy od obliczenia średniej arytmetycznej z dwóch sąsiednich

przekrojów poprzecznych. Mnożąc otrzymane wyniki przez odległość miedzy przekrojami,
otrzymujemy objętość wykopów (kolumna 8) i nasypów (kolumna 9).

W kolumnie 10 wpisujemy ilości robót ziemnych pochodzące z wykopów, które mogą

być wbudowane w nasyp w danym przekroju. Ich suma należy do robót ziemnych
poprzecznych. W kolumnach 11 i 12 wpisujemy nadmiary objętości robót ziemnych, które nie
zostały zużyte na miejscu w ramach robót ziemnych poprzecznych. W kolumnach 13 i 14
wpisujemy sumę algebraiczną wykopów lub nasypów liczoną od początku obliczeń. Dane
z tych kolumn posłużą następnie do sporządzenia wykresu transportu mas.

Po zakończeniu wypełniania tabeli przeprowadza się obliczenia sprawdzające. Sumuje

się wyniki z kolumn 8, 9, 10, 11, 12. Różnica sum z kolumny 8 i 9 powinna być równa
ostatniemu wynikowi z kolumny 14, a także różnicy kolumn 11 i12. Suma kolumny 10 i 11
powinna być równa sumie z kolumny 8, a suma z kolumn 10 i 11 oraz ostatni wynik
z kolumny 14 równa sumie z kolumny 9 – jeśli występuje niedobór robót ziemnych na
nasypy. Ostatni wynik z kolumny 14 świadczy o konieczności uzupełnienia robót ziemnych
z dokopu. Gdy ostatni wynik występuje w kolumnie 13, świadczy to o nadmiarze robót
ziemnych i konieczności odwiezienia gruntu na odkład.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela. 1. Tabela robót ziemnych – fragment [7, s. 253]

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. W jakim celu ustala się objętości nasypów i wykopów podczas opracowywania

dokumentacji technicznej?

2. Jakie dane są potrzebne podczas obliczania objętości robót ziemnych?
3. Do czego służy tabela robót ziemnych?
4. W jaki sposób wylicza się elementy tabeli robót ziemnych?
5. W jaki sposób oblicza się całkowitą objętość robót ziemnych?
6. Na czym polega przybliżone obliczanie robót ziemnych?
7. Na czym polega szczegółowe obliczanie objętości robót ziemnych?
8. W jakiej skali rysuje się przekroje poprzeczne korpusu drogi?
9. Jakie

elementy

powinien

zawierać

rysunek

przekroju

poprzecznego

drogi,

aby przeprowadzić szczegółowe obliczenie objętości robót ziemnych?

10. W jaki sposób można obliczyć powierzchnie przekrojów poprzecznych drogi?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie przygotowanej dokumentacji technicznej oblicz w sposób przybliżony

powierzchnię przekrojów poprzecznych drogi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować przygotowaną dokumentację i wybrać z niej przekrój poprzeczny drogi,
2) wykonać w notatniku obliczenia dla danego przekroju drogi,
3) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

dokumentacja techniczna drogi,

–

kalkulator,

–

notatnik,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca obliczania powierzchni przekrojów poprzecznych.

Ćwiczenie 2

Na podstawie przygotowanej dokumentacji technicznej oblicz w sposób szczegółowy

powierzchnię przekrojów poprzecznych drogi metodami:
a) sumując pola figur geometrycznych,
b) sumując cyrklem wysokości kolejnych pasków pionowych przekroju poprzecznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować przygotowaną dokumentację i wybrać z niej przekroje poprzeczne drogi,
2) na podstawie dokumentacji obliczyć powierzchnię przekroju poprzecznego drogi

sumując pola figur geometrycznych,

3) na podstawie dokumentacji obliczyć powierzchnię przekroju poprzecznego drogi

sumując cyrklem wysokości kolejnych pasków pionowych przekroju poprzecznego,

4) porównać wyniki obliczeń,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

dokumentacja techniczna drogi,

–

kalkulator,

–

notatnik,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca obliczania powierzchni przekrojów poprzecznych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Uzupełnij tabelę robót ziemnych, w oparciu o dane przygotowane przez nauczyciela

zawarte w rubrykach 1–4.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować tabelę robót ziemnych,
2) uzupełnić tabelę robót ziemnych w oparciu o dane przygotowane przez nauczyciela,

zawarte w rubrykach 1–4,

3) sprawdzić wyniki obliczeń,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

tabela robót ziemnych,

–

kalkulator,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca zasad obliczania tabeli robót ziemnych.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić, w jakim celu ustala się objętości nasypów i wykopów podczas

opracowywania dokumentacji technicznej?

2) wyliczyć dane potrzebne do obliczania objętości robót ziemnych?

3) obliczyć całkowitą objętość robót ziemnych?

4) obliczyć powierzchnie przekrojów poprzecznych drogi?

5) obliczyć, w sposób przybliżony, powierzchnię przekrojów poprzecznych

drogi?

6) obliczyć, w sposób szczegółowy, powierzchnię przekrojów poprzecznych

drogi?

7) określić zastosowanie tabeli robót ziemnych?

8) wymienić elementy tabeli robót ziemnych?

9) wypełnić tabelę robót ziemnych?

10) posłużyć się tabelami robót ziemnych?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Technika pracy koparek i ładowarek

4.5.1. Materiał nauczania

Koparki

W drogownictwie używa się najczęściej koparek jednoczerpakowych (rys. 4).

Są to maszyny o pracy cyklicznej, przeznaczone do odspajania gruntu i przenoszenia urobku
na środki transportowe lub na odkład. Stosuje się je do wykonywania wszelkiego rodzaju
wykopów, rowów, formowania skarp, do wydobywania gruntu w ukopach.

Rys. 4. Schemat budowy koparki przedsiębiernej: 1 – łyżka, 2 – ramię, 3 – wysięgnik, 4 – pomost obrotowy,

5 – liny, 6 i 8 – bęben wciagarki, 7 – lina, 9 – lina, 10 – siłowniki [6, s. 49]

Wielkość koparki określa się pojemnością elementu roboczego, czyli łyżki, chwytaka

lub zgarniaka, wyrażoną w m

Do budowy dróg używa się koparek o pojemności elementu roboczego 0,25, 0,5, 0,75,

1 i 1,5 m

, najczęściej przedsiębiernych i chwytakowych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Proces kopania obejmuje czynności:

– odcięcie od calizny gruntu warstwy o pewnej grubości,
– napełnienie łyżki uzyskanym urobkiem,
– przeniesienie uzyskanego urobku na odkład lub na środki transportowe.

Cykl pracy koparki składa się z 4 etapów:

I etap – łyżka odcina ziemię i napełnia urobkiem; etap ten kończy się z chwilą napełnienia

łyżki,

II etap – po napełnieniu łyżki, nadwozie koparki obraca się i przenosi łyżkę na miejsce

wyładunku; w niektórych przypadkach napełniona łyżka jest najpierw odsunięta
od skrawanego gruntu, a dopiero po tym następuje obrót nadwozia,

III etap – wysypywanie urobku na odkład lub na środki transportowe,
IV etap – łyżka zostaje zamknięta, koparka wraca do swego położenia wyjściowego i jest

przygotowana do rozpoczęcia skrawania.

Koparki mechaniczne są przygotowane do pracy z różnym osprzętem roboczym:

przedsiębiernym, podsiębiernym, zgarniakowym, chwytakowym, dźwigowym, strugowym,
kafarowym, ładowarkowym.

Koparka z osprzętem przesiębiernym może być wyposażona w trzy rodzaje łyżek:

z otwieranym dnem, przytwierdzone w sposób sztywny do ramienia, przytwierdzone
w sposób wahliwy do ramienia.

Wyposażenie wszystkich koparek mechanicznych oraz sposób ich pracy opisano w

literaturze fachowej: Janicki L.: Maszyny i urządzenia. WSiP, Warszawa 1998.

Ładowarki jednonaczyniowe

Ładowarki jednonaczyniowe są przeznaczone do prac przeładunkowych przy robotach

ziemnych, przeładunku kruszyw, płodów rolnych, itp. Oraz do skrawania gruntu w robotach
ziemnych.

Przy wykonywaniu wykopu ładowarka zjeżdża po pochyłości na jego dno

i po naładowaniu łyżki wyjeżdża z powrotem, wysypując ładunek w przewidzianym miejscu.
Maksymalny kąt nachylenia pochyłości wyjazdu do poziomu wynosi 30

W jednym cyklu pracy ładowarka musi wykonać wiele ruchów i skrętów, dlatego obecnie

prawie wcale nie stosuje się podwozi gąsienicowych.

Ładowanie wymaga opuszczenia łyżki i ustawienie jej na odpowiedni kat skrawania,

po czym ładowarka rusza do przodu z małą prędkością jazdy, co zapewnia dużą siłę najazdu.
W trakcie ładowania łyżka musi być nieznacznie obracana, co ułatwia jej napełnianie.
Po załadowaniu łyżka zostaje podniesiona i ładowarka wycofuje się. Po dojechaniu
na miejsce wyładunku (wysypisko lub środki transportu) wysięgnik należy ustawić
na odpowiedniej wysokości i łyżka obracając się zostaje opróżniona.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakich koparek najczęściej używa się w drogownictwie?
2. Jakie roboty ziemne wykonywane są za pomocą koparek?
3. W jakie elementy robocze może być wyposażona koparka?
4. Jaką pojemność elementu roboczego mają koparki używane do budowy dróg?
5. Z jakich czynności składa się cykl roboczy koparki?
6. W jakie rodzaje łyżek może być wyposażona koparka z osprzętem przedsiębiernym?
7. Do jakich prac stosowane są ładowarki?
8. Ile wynosi maksymalny kąt nachylenia pochyłości wyjazdu ładowarki?
9. Z jakich czynności składa się cykl roboczy ładowarki?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przyporządkuj rysunki koparek wraz z ich charakterystyką do planszy z rysunkami

rodzajów wykopów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować rysunki koparek oraz ich charakterystyki umieszczone na kartkach,
2) przeanalizować rodzaje wykopów umieszczone na planszy,
3) dobrać koparki do rodzaju wykopu i przypiąć je we właściwym miejscu,
4) uzasadnić swój wybór,
5) zaprezentować efekty swojej pracy,
6) zapisać wyniki i spostrzeżenia w notatniku.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

rysunki koparek oraz ich charakterystyki umieszczone na kartkach,

−

plansza z rodzajami wykopów,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca techniki pracy koparek.

Ćwiczenie 2

Na podstawie obejrzanego filmu dydaktycznego pt. ,,Technika pracy maszyn do robót

ziemnych” odpowiedz pisemnie na pytania:
a) w jaki rodzaj osprzętu wyposażone są koparki?
b) jakie roboty drogowe wykonuje się przy pomocy koparek?
c) na czym polega technika pracy koparek?
d) na czym polega technika pracy ładowarek?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego pt.: ,,Technika pracy maszyn do robót

ziemnych”,

2) odpowiedzieć pisemnie na pytanie: w jaki rodzaj osprzętu wyposażone są koparki?,
3) odpowiedzieć pisemnie na pytanie: jakie roboty drogowe wykonuje się przy pomocy

koparek?

4) odpowiedzieć pisemnie na pytanie: na czym polega technika pracy koparek?
5) odpowiedzieć pisemnie na pytanie: na czym polega technika pracy ładowarek?
6) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

film dydaktyczny pt. ,,Technika pracy maszyn do robót ziemnych”,

−

przybory do pisania,

−

notatnik.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Do budowy dróg używa się między innymi koparek o pojemności łyżki 0,75 m

. Ile cykli

roboczych potrzebuje koparka na wykonanie wykopu o wymiarach 5x8x2 m. Zakładamy, że
w każdym cyklu roboczym koparka napełnia urobkiem całą łyżkę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obliczyć objętość wykopu,
2) obliczyć ilość cykli roboczych potrzebnych do wykonania zadania,
3) wyniki obliczeń zapisać w notatniku,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

treść zadania,

−

kalkulator,

−

notatnik,

−

przybory do pisania.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wskazać rodzaje koparek stosowane w drogownictwie?

2) wskazać roboty ziemne wykonywane koparkami?

3) wyliczyć elementy robocze koparek?

4) określić pojemności elementu roboczego koparek używanych do

budowy dróg?

5) określić czynności składające się na cykl roboczy koparki?

6) dostosować rodzaje łyżek do koparek z osprzętem przedsiębiernym?

7) określić zastosowanie ładowarki?

8) określić zastosowanie różne techniki pracy w zależności od typu

osprzętu roboczego?

9) dobrać rodzaj koparki do rodzaju wykonywanych robót?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Technika pracy maszyn do odspajania płaskiego

4.6.1. Materiał nauczania

Spycharki

Podstawowymi zespołami spycharki (rys. 5) jest ciągnik gąsienicowy lub kołowy

i lemiesz zamocowany z przodu ciągnika. Wyróżnimy spycharki:
–

czołowe – z lemieszem ustawionym prostopadle do ciągnika,

–

skośne – z lemieszem ustawionym pod kątem ostrym,

–

uniwersalne – z lemieszem dowolnie nastawionym.

Rys. 5. Uniwersalna spycharka gąsienicowa: 1 – lemiesz, 2 – siłowniki

hydrauliczne, 3 – sworzeń, 4 – wsporniki, 5 – rama, 6 – zrywarka,
7 – siłownik hydrauliczny, 8 – dźwignia rozdzielaczy [6, s. 40]

Za pomocą spycharek wykonuje się wszystkie roboty związane z odspajaniem,

przemieszczaniem, układaniem i profilowaniem gruntu. Pożądana jest jednak współpraca
równiarki, która nadaje prawidłowy profil skarpom ukopów przydrożnych i skarpom nasypu
drogowego.

Cykl pracy zgarniarki

Praca spycharki jest cykliczna i składa się z kolejno powtarzających się etapów:

–

skrawania warstwy gruntu,

–

przemieszczania gruntu,

–

wyładowywania,

–

powrotu spycharki do pozycji wyjściowej.
Skrawanie, przemieszczanie i wyładowywanie gruntu odbywa się przy ruchu spycharki

do przodu, natomiast powrót do pozycji wyjściowej – przy ruchu do tyłu z maksymalną
prędkością biegu wstecznego. W pierwszej fazie pracy lemiesz jest opuszczony i jego
krawędź tnąca pod wpływem ciężaru własnego lemiesza wcina się w ziemię i przy ruchu
spycharki do przodu ścina warstwę gruntu odpowiedniej grubości. Grubość odcinanej
warstwy zależy od mocy silnika. Po napełnieniu lemiesza gruntem nóż należy podnieść tak,
aby znajdował się na poziomie terenu. Przy ruchu spycharki następuje przemieszczanie
gruntu. W miejscu przeznaczonym do wyładowania urobku podnosi się lemiesz i ziemia
przesuwając się pod nim tworzy nasyp. Po wyładowaniu spycharka wraca do pozycji
wyjściowej i cykl pracy się powtarza.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zgarniarki

Są to maszyny, które odspajają grunt kategorii I÷IV, przewożą go na odległość od 100 m

do kilku kilometrów i rozściełają warstwą żądanej grubości lub odkładają na zwały. Posuwają
się tylko do przodu.

Podstawowym elementem roboczym zgarniarki (rys. 6) jest skrzynia zaopatrzona

w krawędź tnącą i zamontowana na podwoziu. Skrzynia jest ruchoma, może być podnoszona
lub opuszczana. W czasie jazdy zgarniarki z opuszczoną skrzynią krawędź tnąca odspaja
grunt i skrzynia napełnia się urobkiem. Po napełnieniu skrzynia zostaje podniesiona,
zgarniarka zaś przejeżdża na miejsce wyładunku, gdzie urobek zostaje usunięty.

Cykl pracy zgarniarki składa się z czterech etapów:

– skrawania gruntu z jednoczesnym napełnianiem skrzyni,
– transportu urobku,
– wyładowania urobku,
– jazdy powrotnej.

Rys. 6. Zgarniarka samojezdna kołowa [6, s. 43]

Zgarniarki są często stosowane do podłużnego przemieszczania gruntu z wykopów

na nasypy oraz do plantowania terenów falistych.

Równiarki

Równiarka (rys. 7) jest maszyną podobną w działaniu do spycharki uniwersalnej, z tą

różnicą, że zarówno grubość skrawania gruntu, jak i odległość przemieszczania go są
niewielkie. Dzieje się tak ze względu na małą wysokość lemiesza.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys 7.

Równiarka trójosiowa: 1– silnik wysokoprężny, 2 – kabina maszynisty, 3 – koło kierownicy, 4 – wał
kardana, 5 – siłowniki hydrauliczne, 6 – rama, 7 – zrywak, 8 – przedni most, 9 – rama pociągowa,
10 – lemiesz, 11 – środkowy most, 12 – wahliwe podwieszenie, 13 – tylni most [6, s. 46]

Dzięki wielokierunkowości ruchów lemiesza równiarki znajdują szerokie zastosowanie

w robotach ziemnych. Stosuje się je do:
– stabilizacji gruntów,
– zdejmowania humusu,
– humusowania powierzchni skarp,
– wykonywania rowów odwadniających,
– robót ziemnych w przekrojach odcinkowych,
– wykonywania płytkich wykopów i niskich nasypów,
– utrzymywania dróg gruntowych w stanie przejezdnym,
– wyrównywanie skarp wykopów i nasypów oraz korony robót ziemnych zgodnie

z projektowanym profilem.

W równiarce przygotowanej do pracy krawędzie górna i tnąca lemiesza tworzą

płaszczyznę pionową.

Pochylenie lemiesza w przód utrudnia proces skrawania, lecz umożliwia szybkie

wyrównanie niezbyt pofałdowanej powierzchni. Pochylenie lemiesza do tyłu polepsza
warunki skrawania (dlatego stosuje się do gruntów twardych), ale jednocześnie powoduje
przesypywanie się urobku przez górna krawędź lemiesza. Obracając lemiesz dookoła osi
pionowej można go ustawić pod kątem α wynoszącym od 30 do 90

. Wartość kąta α ma

zasadniczy wpływ na rozkład sił powstających w czasie odspajania gruntu.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie są podstawowe zespoły spycharki?
2. W jaki sposób klasyfikuje się spycharki ze względu na ustawienie lemiesza?
3. Jakie roboty wykonujemy za pomocą spycharek?
4. Z jakich czynności składa się cykl pracy spycharki?
5. Na czym polega praca spycharki?
6. Do odspajania gruntów, której kategorii stosuje się zgarniarki?
7. Co jest podstawowym elementem roboczym zgarniarki?
8. Z jakich czynności składa się cykl pracy zgarniarki?
9. W jakich robotach ziemnych znalazły zastosowanie równiarki?
10. Czym się różni w budowie równiarka od zgarniarki?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Nazwij przedstawione na rysunkach (fotografiach) maszyny do robót ziemnych

a następnie przyporządkuj ich nazwy do przedstawionych opisów różnych rodzajów robót
ziemnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować zaprezentowane rysunki (fotografie) maszyn do robót ziemnych,
2) przeanalizować opisy różnych rodzajów robót ziemnych,
3) przyporządkować rysunki (fotografie) maszyn do odpowiednich opisów robót,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

rysunki (fotografie) maszyn do robót ziemnych,

–

opisy różnych rodzajów robót ziemnych,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca maszyn do odspajania płaskiego.

Ćwiczenie 2

Na podstawie fragmentu filmu dydaktycznego ,,Technika pracy maszyn do robót

ziemnych” udziel pisemnej odpowiedzi na pytania:
a) które maszyny znalazły zastosowanie do odspajania płaskiego?
b) jakie są różnice w budowie pomiędzy równiarką a zgarniarką?
c) w jaki sposób zmienia się charakter pracy spycharki w zależności od rodzaju

zamontowanego do niej lemiesza?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego „Technika pracy maszyn do robót ziemnych”,
2) przeanalizować treść pytań zawartych w ćwiczeniu,
3) odpowiedzieć pisemnie na pytania,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

film dydaktyczny „Technika pracy maszyn do robót ziemnych”,

–

przybory do pisania,

–

notatnik.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić podstawowe zespoły spycharki?

2) podzielić spycharki ze względu na ustawienie lemiesza?

3) wskazać roboty wykonywane za pomocą spycharek?

4) wymienić czynności cyklu pracy spycharki?

5) wskazać kategorie gruntu, do których stosuje się zgarniarki?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6) wskazać podstawowy element roboczy zgarniarki?

7) wyliczyć, z jakich czynności składa się cykl pracy zgarniarki?

8) określić zastosowanie równiarki?

9) rozróżnić budowę zgarniarki od równiarki?

10) dobrać maszynę do odspojenia płaskiego gruntu?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Technika pracy maszyn do stabilizacji i zagęszczania

gruntów

4.7.1. Materiał nauczania

Najprostszym i jednocześnie najtańszym sposobem wzmacniania gruntów jest ich

mechaniczne zagęszczanie. W czasie zagęszczania cząsteczki szkieletu gruntowego zbliżają
się do siebie, co w konsekwencji powoduje, że pewna ilość powietrza i wody jest usuwana
z malejącej objętości porów. Proces ten prowadzi do zwiększania nośności i wodoodporności
gruntu oraz do zmniejszania jego podatności na rozjeżdżanie, tworzenie się kolein i włoskowe
podciąganie wody.

Zagęszczanie gruntu

Zagęszczanie gruntu określa się dwoma parametrami:

– współczynnikiem uszczelnienia (dla gruntów sypkich: piasek, żwir, itp.),
– ciężarem objętościowym gruntu na sucho.

Zagęszczanie daje najlepsze wyniki w gruntach spoistych, w których obserwuje się

wyraźny wzrost wytrzymałości. Gorsze i znacznie mniej trwałe rezultaty daje w gruntach
sypkich. W celu zapewnienia wymaganych cech wytrzymałościowych oraz ze względów
ekonomicznych należy dobrać bardzo starannie sprzęt zagęszczający. W praktyce do podłoży
gruntowych stosuje się urządzenia o działaniu:
– ubijającym, np.: płyty wolnospadowe, ubijaki mechaniczne, skoczki,
– ugniatającym, np.: walce gładkie, okołkowane, ogumione samojezdne lub przyczepne

o zróżnicowanych masach i naciskach,

– wibrującym, np.: płyty, walce wibracyjne.

Zagęszczanie gruntów spoistych

Do gruntów spoistych zaleca się stosowanie ciężkich walców o działaniu statycznym.

Wałowanie powinno odbywać się przy wilgotności gruntu zbliżonej do optymalnej,
kolejnymi warstwami. Grubości ich są zależne od rodzaju gruntu oraz typu i masy walca.
Konieczna do osiągnięcia żądanego efektu liczba przejść po jednym śladzie jest ustalana
doświadczalnie. Przy walcach gładkich o masie do 5 t grubość warstw nie powinna
przekraczać 15 cm, przy walcach okołkowanych o masie 12÷15 t – 40÷50 cm. Najlepiej
i najłatwiej zagęszcza się grunty piaszczysto – gliniaste i gliniasto – piaszczyste, najtrudniej
gliniaste.

Zagęszczanie gruntów sypkich

Przy zagęszczaniu gruntów sypkich najlepsze wyniki daje używanie walców

wibracyjnych. Wałowanie należy prowadzić z jednakową intensywnością na całej
powierzchni, zaczynając od krawędzi dogi i przesuwając się ku jej osi z zachowaniem około
20 cm pokrycia śladów. Zagęszczany grunt powinien mieć wilgotność optymalną. Jeżeli jest
zbyt suchy to należy go nawilżyć, a jeżeli zbyt wilgotny – odczekać, aby uległ przesuszeniu.

Zagęszczanie gruntów suchych sypkich i mających uziarnienie drobne i równoziarniste

nie powinni być prowadzone, gdyż nie przynosi spodziewanych efektów z powodu słabego
wzajemnego klinowania ziaren.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Maszyny do zagęszczania gruntu

Walce. Do najbardziej rozpowszechnionych maszyn zagęszczających należą walce.
W zależności od rodzaju napędu walce można podzielić na: samojezdne i przyczepne.

Pod względem masy własnej walce dzieli się na: lekkie, średnie, ciężkie i bardzo ciężkie.
W celu zwiększenia masy walców mogą być one obciążane dodatkowym balastem,
np.: piaskiem, wodą, obciążnikami żeliwnymi.

W zależności od działania walce dzieli się na:

– statyczne – bezpośrednie oddziaływanie na podłoże przetaczającego się wału,
– udarowe, czyli uderzeniowe – jednoczesne oddziaływanie statyczne i uderzeniowe,
– wibracyjne – jednoczesne oddziaływanie statyczne i dynamiczne.

Walce przyczepne i samojezdne produkuje się w następujących odmianach:

– statyczne gładkie,
– statyczne okołkowane i specjalne (np. z płaszczem siatkowym),
– udarowe,
– wibracyjne,
– kołowe ogumione.

Walce statyczne gładkie wałują za pomocą wału. W typowym najprostszym walcu

przyczepnym elementem głównym jest rama wykonana jako konstrukcja spawana z profili
stalowych, wyposażona w zaczep umożliwiający sprzęgnięcie walca z ciągnikiem. W ramie
jest ułożyskowana oś wału wykonanego również jako konstrukcja spawana. Wał składa się
z cylindrycznego płaszcza, dwóch ścian bocznych i osi do zamocowania z ramą. W bocznych
ścianach znajdują się otwory umożliwiające napełnienie go wodą lub piaskiem. Można w ten
sposób zmienić ciężar wału i dostosować go do aktualnych potrzeb wynikających z rodzaju
i wilgotności gruntu. Najlepsze efekty przy zagęszczaniu walcami gładkimi uzyskuje się dla
gruntów luźnych i mało zwięzłych, przy czym grubość zagęszczanej warstwy nie powinna
być większa niż 20 ÷ 30 cm (dla gruntów zwięzłych 10÷15 cm).

Walce okołkowane różnią się od gładkich jedynie ukształtowaniem płaszcza wału.

W czasie toczenia kołki wciskając się w grunt na pewną głębokość zagęszczają go swą
powierzchnią czołową, z jednoczesnym przemieszczaniem na boki. W pierwszym etapie
zagęszcza się dolne warstwy gruntu i w miarę pracy proces ten obejmuje coraz wyższe
warstwy, co powoduje wygłębianie się walca. Należy podkreślić, że górna warstwa grubości
3÷5 cm pozostaje nie zagęszczona.

Walce wielokołkowe podobnie jak walce okołkowane dobrze zagęszczają grunty luźne

i gruboziarniste. Przyczepny walec okołkowany przedstawia rys. 8.

Rys. 8. Przyczepny walec okołkowany [6, s. 52]

Ubijaki. Przeznaczone są do zagęszczania gruntu. Ze względu na rodzaj napędu można

podzielić je, na: spalinowe, elektryczne i pneumatyczne.

Ubijaki pneumatyczne napędzane są sprężonym powietrzem. Zasada działania ubijaków

pneumatycznych jest następująca: w cylindrze porusza się tłok wykonujący pod działaniem

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

sprężonego powietrza ruchy postępowo – zwrotne. Powietrze jest kierowane raz z jednej, raz
z drugiej strony tłoka, który uderza o ubijak z częstotliwością 400÷600 uderzeń na minutę.
Dopływ powietrza może być sterowany odpowiednim układem zaworów lub coraz częściej
za pomocą tzw. suwaka rurowego. Suwak roboczy przesuwając się wewnątrz grubościennej
tulei sam przesłania szczeliny przepływowe sprężonego powietrza dostarczanego
ze sprężarki.

Samojezdne maszyny ubijające. Przeznaczone są do zagęszczania gruntu. Montowane

są na podwoziu gąsienicowym. Elementami roboczymi są ubijaki o masie 1500÷2000 kg
spadające swobodnie z wysokości 50÷150 cm.

Schemat działania takiej maszyny jest następujący: silnik za pomocą przekładni zębatej

napędza wał, na którym osadzone są krzywiki. Krzywiki za pomocą rolek podnoszą dźwignie
połączone z ubijakiem. Ubijak porusza w prowadnicach. Po podniesieniu ubijaka krzywka
traci kontakt z rolką i ubijak pod wpływem swego ciężaru swobodnie spada.

Zagęszczarki. Zagęszczanie przez wibrowanie polega na udzielaniu cząsteczkom gruntu

drgań o dużej częstotliwości zbliżonej do drgań wywołanych przez zagęszczarkę. Powstaje
zjawisko rezonansu, w wyniku którego cząsteczki przesuwają się względem siebie
i wypełniają wolne przestrzenie. Najlepsze wyniki uzyskuje się dla gruntów piaszczystych
i żwirowych. Za pomocą zagęszczarki można zagęszczać grunt do głębokości 2 m.

Do zagęszczania gruntów stosuje się zagęszczarki powierzchniowe z płaską powierzchnią

roboczą przesuwane po zagęszczanym gruncie lub poruszające się samoczynnie oraz walce
wibracyjne łączące dwie metody zagęszczania – wałowanie z wibrowaniem.

Głównymi elementami zagęszczarki powierzchniowej są: wzbudnik drgań wytwarzający

siłę wymuszającą drgania płyty, która przekazuje je na zagęszczany grunt oraz podstawa
mocująca silnik spalinowy z odpowiednia przekładnią. Rozróżnia się wzbudniki drgań
ze zmiennym kierunkiem siły wymuszającej, z ustalonym kierunkiem siły wymuszającej
oraz drgań kołowych nienastawnych.

W celu uzyskania samoczynnego przesuwania się zagęszczarki stosuje się następującą

konstrukcję (rys. 9): wzbudnik o ustalonym kierunku siły wymuszającej jest przegubowo
połączony z płytą; przy pionowym położeniu wzbudnika siła F, wymuszająca drgania jest
skierowana pionowo i maszyna stoi w miejscu. Przy ustawieniu wzbudnika pod katem
α powstaje składowa pozioma siły wymuszającej F, która powoduje przesuwanie się
maszyny.

Rys. 9. Zagęszczarka samobieżna: a) schemat ustawienia do pracy bez przesuwania się wzbudnika,

b) schemat ustawienia do pracy z przesuwaniem się wzbudnika, c) rozkład sił przy przesuwaniu się
wzbudnika; 1 – wzbudnik, 2 – płyta [3,s.193]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie zachodzą procesy w gruncie podczas jego zagęszczania?
2. W jakim celu przeprowadza się zagęszczanie gruntów?
3. Jakimi parametrami określa się zagęszczanie gruntu?
4. Jakie urządzenia stosuje się w praktyce do zagęszczania podłoży gruntowych?
5. Jakie urządzenia stosuje się do zagęszczania gruntów spoistych a jakie do sypkich?
6. Według jakich kryteriów można sklasyfikować walce?
7. W jaki sposób można zwiększyć masę walców?
8. Na czym polega technika pracy walca statycznego gładkiego?
9. Czym różni się walec okołkowany od walca gładkiego?
10. Do zagęszczania, jakich gruntów stosuje się walce okołkowane?
11. Na czym polega technika pracy ubijaków pneumatycznych?
12. Do czego wykorzystywane są samojezdne maszyny ubijające?
13. Na czym polega technika pracy zagęszczarki powierzchniowej?
14. Jakie grunty najlepiej jest zagęszczać zagęszczarkami?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Do każdego z trzech metalowych cylindrów o jednakowej pojemności i jednakowym

przekroju wsyp próbkę jednego z trzech rodzajów gruntu przygotowanego przez nauczyciela.
Wyrównaj próbkę gruntu w cylindrze łatą tak, aby górna powierzchnia próbki pokrywała się
z górną krawędzią cylindra. Poddaj każdy z tych cylindrów zagęszczaniu w takim samym
czasie. Zaobserwuj jak zmieniła się objętość próbek gruntu w cylindrach po zagęszczeniu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko do przeprowadzenia ćwiczenia zgodnie z zasadami

bezpieczeństwa i higieny pracy,

2) przeanalizować przygotowane próbki gruntu,
3) umieścić w każdym cylindrze jedną próbkę gruntu,
4) wyrównać łatą próbki w cylindrach tak, aby górna powierzchnia próbki pokrywała się

z górną krawędzią cylindra,

5) poddać każdy z cylindrów, z próbkami, mechanicznemu zagęszczaniu w takim samym

czasie,

6) zaobserwować jak zmieniła się objętość próbek w wyniku zagęszczania,
7) zapisać i zaprezentować efekty pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

3 cylindry jednakowej wielkości,

–

3 próbki różnych rodzajów gruntu,

–

stół wibracyjny,

–

stoper,

–

łata stalowa,

–

notatnik,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca zagęszczania gruntu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Przeanalizuj dane dotyczące ubijaków spalinowych, elektrycznych i pneumatycznych.

Odpowiedz pisemnie na następujące pytania:
a) Czy rodzaj napędu ubijaków decyduje o ich ciężarze?
b) Czym się różni technika pracy ubijaków o różnym napędzie?
c) Do jakich gruntów stosuje się poszczególne rodzaje ubijaków?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować dane dotyczące ubijaków spalinowych, elektrycznych i pneumatycznych,
2) sformułować pisemne odpowiedzi na pytania zawarte w treści ćwiczenia,
3) zaprezentować efekty swojej pracy,
4) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

notatnik,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca pracy ubijaków do zagęszczania gruntów.

Ćwiczenie 3

Weź udział w wycieczce na budowę odcinka drogi. Zwróć uwagę jakie pracują tam

maszyny do zagęszczania gruntu. Zanotuj ich nazwy oraz rodzaj pracy, którą wykonują (jaki
grunt zagęszczają, ile muszą wykonać przejść dla zagęszczenia jednej warstwy, jaka jest
grubość warstwy zagęszczanego gruntu). Możesz również wykonać zdjęcia aparatem
fotograficznym. Przygotuj krótki referat z pobytu na wycieczce przedmiotowej
do zaprezentowania na forum grupy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować pracę maszyn na budowie,
2) sporządzić notatki z obserwacji przeprowadzonych na budowie,
3) sporządzić notatkę, w formie referatu (można wzbogacić go o zdjęcia), z wycieczki

na budowę i wpisać ją do notatnika,

4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartki papieru,

−

przybory do pisania,

−

notatnik.

Ćwiczenie 4

Na podstawie obejrzanego filmu dydaktycznego „Maszyny i sprzęt do zagęszczania

i stabilizacji gruntu” narysuj schemat technologiczny procesu stabilizacji gruntów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego „Maszyny i sprzęt do zagęszczania

i stabilizacji gruntów

”,

2) przeanalizować proces technologiczny stabilizacji gruntów,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) narysować w notatniku schemat technologiczny procesu stabilizacji gruntów,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

film dydaktyczny „Maszyny i sprzęt do zagęszczania i stabilizacji gruntów”,

−

przybory do pisania,

−

notatnik.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) dobrać maszyny i sprzęt do zagęszczania podłoży gruntowych?

2) dobrać maszyny i sprzęt do zagęszczania gruntów spoistych?

3) dobrać maszyny i sprzęt do zagęszczania gruntów sypkich?

5) wskazać różnice miedzy walcem statycznym a okołkowanym?

6) wymienić nazwy gruntów, które można zagęścić walcem

okołkowanym?

7) opisać technikę pracy walca statycznego?

8) określić zastosowanie samojezdną maszynę ubijającą?

9) określić zastosowanie maszyny ubijającej?

10) określić zastosowanie zagęszczarki powierzchniowej?

11) wskazać grunty, które najlepiej zagęszczać zagęszczarkami?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Technika pracy maszyn do przygotowania kruszyw

4.8.1. Materiał nauczania

Przygotowanie kruszywa polega na płukaniu, kruszeniu, przesiewaniu i suszeniu.

Maszyny stosowane do przygotowania kruszywa dzielimy na: płuczki, przesiewacze,
kruszarki i zespoły przewoźne przygotowujące kruszywo do robót drogowych. W celu
uzyskania kruszywa łamanego ze skał stosuje się maszyny, zwane kruszarkami.

Płuczki. Wykonywane są jako obrotowe bębny stalowe. Spawany bęben stalowy jest

zamocowany tocznie na łożyskach. Wewnątrz bębna zainstalowana jest taśma spiralna, która
w czasie obrotu bębna przesuwa kruszywo w kierunku przeciwnym do przepływu strumienia
wody. Jest to płuczka przeciwbieżna. Stosuje się również płuczki współbieżne o zgodnym
kierunku przepływu wody i kruszywa.

Przesiewacze. Są stosowane do sortowania kruszyw w celu uzyskania ziaren

o określonej wielkości. Kruszywo przesuwa się przez sito z odpowiednimi otworami.
Na skutek przesiewania, ziarna są rozdzielane na frakcje: ziarna, które przeszły przez oczka
sita, mają określoną wielkość maksymalną, ziarna zaś pozostające na sicie – wielkość
minimalną.

W zależności od sposobu wykonania rozróżnia się trzy rodzaje sit: ruszty, z blachy,

plecione z drutu.

Przesiewacze w zależności od konstrukcji dzieli się na płaskie i bębnowe. Przesiewacze

płaskie dzieli się na: nieruchome, wstrząsowe, wibracyjne, rezonansowe, szybkobieżne,
o ruchu wahadłowym, o ruchu kołowym i kołowo – wahadłowym.

Np.: przesiewacz wstrząsowy posiada sito podparte na sprężystych elementach

zamocowanych do konstrukcji nośnej. Wstrząsy uzyskuje się przez napęd mimośrodu
połączonego z sitem łącznikiem. Amplituda drgań jest równa wielkości mimośrodu,
a częstotliwość wynosi 200 ÷ 1000 drgań na minutę. Sita są pochylone pod kątem 22

w celu

lepszego przesuwania kruszywa po powierzchni.

Kruszarki. Wybór sposobu kruszenia zależy nie tylko od własności fizycznych

i mechanicznych kruszonego materiału, lecz także od żądanego stopnia rozdrobnienia.
Materiały bardzo twarde zgniata się, a następnie – w celu uzyskania drobniejszych ziaren –
uderza. Materiały kruche ściska się i dopiero potem uderza, natomiast materiały lepkie
i wilgotne rozdrabnia się przez jednoczesne zgniatanie ze ścieraniem.

Rozróżnia się kruszarki działające przez zgniatanie (szczękowe, stożkowe, walcowe,

talerzowe) oraz uderzanie (młotowe), uderzanie i ścieranie (kulowe).

Technika pracy kruszarek różnych typów jest następująca: np. kruszarki szczękowe

zgniatają materiał skalny miedzy dwoma szczękami: ruchomą i nieruchomą, a kruszarki
stożkowe zgniatają i częściowo ścierają materiał kamienny między dwoma stożkami:
ruchomym i nieruchomym.
W kruszarkach walcowych głównymi elementami są dwa walce o osiach równoległych
obracające się w przeciwnych kierunkach, które rozdrabniają materiał przez zgniatanie.
Kruszarki kulowe kruszą materiał przez uderzenie i ścieranie. W bębnie obrotowym znajdują
się kule razem z rozdrabnianym materiałem. W czasie obrotu bębna kule (wykonane ze stali
lub krzemionki) podnoszą się i opadają krusząc materiał. Prędkość obrotowa musi być tak
dobrana, aby kule po podniesieniu na odpowiednią wysokość spadły pod działaniem siły
ciężkości, itd.

Zespoły przewoźne. Służą do kruszenia i przesiewania i są stosowane w przypadku

wytwarzania kruszywa na placu budowy, przeważnie dla potrze drogowych lub w czasie
krótkotrwałych okresów eksploatacji złóż. Urządzenia te są budowane na podwoziu kołowym
lub jako samojezdne na podwoziu gąsienicowym.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Urządzenia na podwoziu kołowym można holować ciągnikami lub samochodami,

w związku z czym ich transport z miejsca na miejsce jest łatwy i szybki. Zespół przewoźny na
podwoziu kołowym produkcji krajowej składa się z podwozia kołowego, na którym
zainstalowany jest przenośnik taśmowy podający materiał do kruszarki szczękowej.
Po rozdrobnieniu kruszywo dostaje się na przesiewacz wibracyjny rozdzielający kruszywo na
cztery rodzaje. Do napędu służy silnik spalinowy, który za pośrednictwem przekładni zębatej
i przekładni pasowej napędza kruszarkę i przenośnik.

Zespoły samojezdne na podwoziu gąsienicowym mogą być stosowane w każdych

warunkach terenowych, co jest istotne podczas eksploatacji złóż kruszywa. Głównymi
zespołami agregatu są: kruszarka, przesiewacz, przenośnik taśmowy zasilający kruszarkę,
silnik i podwozie.

Zespół przewoźny samojezdny gąsienicowy produkcji krajowej przeznaczony jest

do rozdrabniania kruszywa bezpośrednio w kamieniołomach lub kopalniach. Rama zespołu
przewoźnego jest oparta na dwu gąsienicach, z tym że jedna z nich mocowana przegubowo.
Kruszywo jest podawane do urządzenia zasilającego, składającego się z kosza zasypowego
i przenośnika członowo – płytkowego z automatyczną regulacją prędkości taśmy. Na ramie
nośnej jest zamocowana kruszarka, z której rozdrobniony materiał jest podawany
przenośnikiem taśmowym na zdawczy przenośnik taśmowy.

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Na czym polega przygotowanie kruszyw do robót drogowych?
2. Jakie maszyny służą do przygotowania kruszyw do robót drogowych?
3. Jak są zbudowane i do czego służą płuczki?
4. Jak są zbudowane i do czego służą przesiewacze?
5. Na jakiej zasadzie pracują kruszarki do kruszywa?
6. W jakim celu stosowane są zespoły przewoźne do kruszywa?
7. Jakie są rodzaje zespołów przewoźnych do kruszywa?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie obejrzanego filmu dydaktycznego pt. ,,Przygotowanie kruszyw do robót

drogowych”, scharakteryzuj technologię produkcji kruszywa do robót drogowych. Przy
każdym procesie technologicznym określ zastosowane tam urządzenie lub maszynę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego pt. ,,Przygotowanie kruszyw do robót

drogowych”,

2) scharakteryzować technologię produkcji kruszywa do robót drogowych
3) określić urządzenie zastosowane przy każdym procesie technologicznym,
4) zapisać i zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

film dydaktyczny pt.

,,Przygotowanie kruszyw do robót drogowych”,

−

notatnik,

−

przybory do pisania.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Ułóż w jeden ciąg technologiczny kartki z zapisanymi na nich nazwami maszyn oraz

procesów przygotowania kruszyw do robót drogowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować zapisane na kartkach nazwy maszyn oraz procesów przygotowania

kruszyw do robót drogowych,

2) ułożyć w jeden ciąg technologiczny kartki z zapisanymi na nich nazwami maszyn

oraz procesów przygotowania kruszyw do robót drogowych,

3) narysować ułożony schemat technologiczny w notatniku,
4) zaprezentować efekty swojej pracy,
5) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartki z nazwami maszyn oraz procesów przygotowania kruszyw do robót drogowych,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca ćwiczenia.

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować technologię przygotowania kruszywa do robót

drogowych?

2) wymienić nazwy maszyn służących do przygotowania kruszyw do robót

drogowych?

3) scharakteryzować działanie maszyny do przygotowania kruszyw

do robót drogowych?

4) określić zastosowanie płuczki do kruszywa?

5) określić zastosowanie przesiewaczy?

6) wskazać zastosowanie kruszarek?

7) wskazać zastosowanie zespołów przewoźnych do kruszywa?

8) wskazać maszyny do wytwarzania i uszlachetniania kruszywa?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Technika pracy maszyn do robót palowych

4.9.1. Materiał nauczania

W przypadku, gdy nie można posadowić budowli bezpośrednio na gruncie

o odpowiedniej wytrzymałości, stosuje się tzw. palowanie, czyli wbijanie pali (stalowych,
betonowych prefabrykowanych) pod fundamenty.

Palowanie stosuje się również w celu zmniejszenia objętości robót ziemnych

i betonowych. Proces ten musi być wykonywany za pomocą sprzętu kafarowego i urządzeń
wibracyjnych.

Roboty kafarowe obejmują wbijanie i wyciąganie prefabrykowanych pali i grodzic

ścianek szczelnych oraz formowanie w gruncie pali i ścianek.

Kafary. Są to urządzenia stosowane do wbijania gotowych pali lub ścianek. Głównymi

elementami kafara są:
–

wieża kafarowa,

–

podwozie,

–

młot.
Wieże kafarowe są to konstrukcje stalowe przeznaczone do ustawiania oraz prowadzenia

pala i młota w czasie wbijania. Wieża jest montowana na odpowiednim podwoziu
(szynowym, hydraulicznym kroczącym, gąsienicowym, pływającym, samochodowym).

W celu skrócenia czasu prac przygotowawczych kafary są wyposażone w następujące

mechanizmy: jazdy podwozia, pochylania prowadnic, obrotu wieży i układu do podnoszenia
młota i pali. Wszystkie mechanizmy montowane są na podwoziu.

Młoty są głównym elementem kafarów. Ze względu na rodzaj napędu można podzielić

je na: wciągarkowe, parowo – powietrzne, spalinowe, elektryczne i hydrauliczne.

Palownice. Przeznaczone są do wykonywania w gruncie słupów fundamentowych

o średnicy 800÷1400 mm zagłębionych do 30 m o nośności około 1 000 t.

Palownica składa się z dwóch zasadniczych elementów: maszyny podstawowej

i osprzętów wiertniczych domontowywanych do maszyny w zależności od przyjętej metody
drążenia otworów.

Maszyna podstawowa palownicy produkcji krajowej (rys. 10) składa się z: podwozia

kroczącego, wieży, kabiny operatora i wciągarki.

Podwozie kroczące zawiera dwie stopy boczne, dwie czołowe i jedną środkową. Stopy

boczne i środkowe są wyposażone w siłowniki hydrauliczne pionowe i poziome, stopy
czołowe – w siłowniki poziome. W czasie ruchu do przodu (lub do tyłu) maszyna jest oparta
na stopach bocznych i środkowej. Ruch jest uzyskiwany za pomocą poziomych siłowników
umieszczonych przy stopach. Po wykonaniu „kroku” maszyna osiada na stopach czołowych,
a boczne i środkowe zostają podniesione i przesunięte siłownikami poziomymi w kierunku
ruchu palownicy.

Następnie maszyna opiera się na stopach bocznych i środkowej i cykl kroczenia się

powtarza. Przy przesuwaniu się na boki palownica opiera się na stopach czołowych i ruch
następuje pod działaniem siłowników poziomych zainstalowanych w tych stopach, a stopy
boczne i środkowe są podnoszone. Obrót maszyny może następować wokół stopy czołowej
przedniej lub tylnej. Palownica jest oparta na stopach czołowych (jak przy ruchach
bocznych), a siłownik stopy tylnej powoduje obrót maszyny wokół stopy przedniej
lub odwrotnie.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na wieży zainstalowany jest żuraw o poziomo obracanym wysięgniku za pomocą

siłowników hydraulicznych. Linę żurawia napędza wciągarka wyposażona w trzy bębny:
– główny do obsługi narzędzia udarowego i żerdzi wiertniczej,
– pomocniczy I – do podnoszenia i opuszczania wzdłuż wieży mechanizmu odprowadzania

urobku,

– pomocniczy II – do liny żurawia.

Osprzęt do wierceń udarowych składa się z: mechanizmu rurowania, wybieraków

dłutowych, łyżek ziemnych, dłut, rur obsadowych i mechanizmu odprowadzania urobku.

Rys. 10. Palownica produkcji krajowej [3, s. 211]

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Na czym polega palowanie i kiedy się je stosuje?
2. W jakim celu stosuje się kafary?
3. Z jakich elementów zbudowane są kafary?
4. Jaki rodzaj napędu mogą mieć młoty kafarów?
5. Do czego służą palownice?
6. Z jakich elementów składa się palownica produkcji krajowej?
7. W jaki sposób pracuje palownica?
8. Z jakich elementów składa się osprzęt palownicy do wierceń udarowych?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie obejrzanego filmu dydaktycznego pt. „Technika pracy maszyn do robót

ziemnych”, scharakteryzuj różnice między kafarami, a palownicami oraz określ kolejność
wykonywanych prac przez te urządzenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego pt. „Technika pracy maszyn do robót

ziemnych”,

2) scharakteryzować różnice między kafarami, a palownicami,
3) określić kolejność wykonywanych prac przez oba urządzenia,
4) porównać obie maszyny,
5) zapisać i zaprezentować efekt pracy,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

film dydaktyczny pt. ,,Technika pracy maszyn do robót ziemnych”,

−

przybory do pisania,

−

notatnik.

Ćwiczenie 2

Przyporządkuj samoprzylepne karteczki z nazwami elementów palownicy do jej

schematu umieszczonego na planszy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować przygotowane samoprzylepne kartki z nazwami elementów palownicy,
2) przyporządkować samoprzylepne karteczki z nazwami elementów palownicy do jej

schematu umieszczonego na planszy,

3) zaprezentować efekty pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

samoprzylepne karteczki z nazwami elementów palownicy,

−

plansza ze schematem palownicy,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca pracy maszyn do robót palowych

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wskazać, kiedy stosuje się palowanie?

2) opisać, do czego służą kafary?

3) wymienić elementy, z których składają się kafary?

4) określić rodzaj napędu młotów kafarowych?

5) scharakteryzować pracę palownicy?

6) wymienić elementy osprzętu palownicy do wierceń udarowych?

7) dobrać maszyny do wykonywania pali i ścianek szczelnych?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10. Wykonanie podbudowy

4.10.1. Materiał nauczania

Wszystkie podbudowy nawierzchni ulepszonych można podzielić na dawne

i nowoczesne.

Dawniej wykonywano podbudowy z tłucznia na podkładzie kamiennym i podbudowy

z brukowca. Miały one wiele zalet, ale i wiele wad.

Nowoczesne podbudowy mają następujące właściwości:

–

są ścisłe i grunt podłoża nie może się w nie wcisnąć,

–

wszystkie roboty związane z wykonywaniem podbudowy można zmechanizować,

–

kolejne warstwy mają przepuszczalność stopniowo zwiększającą się od góry ku dołowi,

–

ze względu na konstrukcję i technologię do ich wykonania można używać materiałów
miejscowych,

–

są wytrzymałe i łatwo się nie odkształcają pod obciążeniami dopuszczalnymi na danej
drodze, czyli pracują w zakresie odkształceń sprężystych.
Ze względów ekonomicznych niezbędne jest dostosowanie materiału podbudowy

do zasobów miejscowych. Najczęściej używa się:
–

kruszywa lub ewentualnie kruszywa ulepszonego cementem lub żużlem granulowanym,

–

gruntu lub kruszywa stabilizowanego spoiwami hydraulicznymi takimi jak: cement,
wapno hydrauliczne, popioły lotne,

–

betonu chudego,

–

mieszanek mineralno – bitumicznych,

–

popiołobetonu,

–

gruntów stabilizowanych bitumami.

Podbudowy z kruszywa

Najbardziej popularne przede wszystkim ze względów ekonomicznych są podbudowy

z kruszywa.

Można osiągnąć dobrą stateczność podbudowy, wbudowując kruszywo nie sortowane

na poszczególne frakcje, warstwami stosunkowo dużej grubości. Kruszywo powinno
odpowiadać określonym warunkom technicznym, które mają na celu zapewnienie ścisłego
ułożenia ziaren kruszywa, dużego tarcia wewnętrznego, spójności oraz odporności
na działanie wody i mrozu. Jeżeli nie przestrzega się tych warunków, to podbudowa łatwo
odkształca się, a kruszywo ulega rozpadowi.

Właściwości kruszywa. Nośność warstwy kruszywa zależy od tarcia oraz wzajemnego

zazębiania się ziaren i wyrażana jest odpornością na odkształcenia. Odporność jest tym
większa, im ściślejsze jest ułożenie ziaren, im większe jest tarcie wzajemne.

Ścisłe ułożenie ziaren kruszywa zależy od jego uziarnienia i kształtu. Kształt ziaren

powinien być zbliżony do graniastosłupa. Uziarnienie kruszywa powinno być stopniowane.

Dolna warstwa podbudowy przenosi tylko niewielkie naprężenia ściskające, dlatego

materiały tej warstwy mogą mieć mniejszą wytrzymałość niż materiały użyte do budowy
warstwy górnej.

Górna warstwa podbudowy przenosi nie tylko naprężenia pionowe, lecz także naprężenia

ścinające, naprężenia dynamiczne. Kruszywo tej warstwy musi być bardziej odporne na
rozkruszanie się wskutek tarcia.

Uziarnienie kruszywa powinno mieścić się w polach objętych normowymi granicznymi

krzywymi uziarnienia.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Plastyczność kruszywa zależy od zawartości w nim cząstek ilastych (poniżej 0,002 mm).

Zawartość cząstek drobnych (mniejszych od 0,075 mm) w kruszywie powinna wynosić
10÷12%. Zawartość części drobnych nie jest szkodliwa, o ile cząstki te nie wykazują
aktywności (nie uplastyczniają się).

Wytrzymałość kruszywa jest szczególnie ważna w górnych warstwach podbudowy.
Mrozoodporność jest ostatnią kontrolowaną cechą kruszywa, badanie tej cechy zwykle

pomija się, gdy inne cechy są zadowalające.

Konstrukcja podbudowy

Bezpośrednio na podłożu gruntowym układa się warstwę odcinającą z drobnego

kruszywa, zadaniem której jest niedopuszczenie do przenikania drobnych cząstek podłoża
do podbudowy. Powoduje to, bowiem zanieczyszczenie podbudowy i jej osłabienie.

Materiał warstwy odcinającej może spełniać to zadanie, jeżeli ma tak małe pory,

że drobne cząsteczki podłoża nie mogą się przez nie przecisnąć. Warunek ten jest spełniony,
jeśli:

≤ 5 d

w którym:

– wymiar oczka sita, przez które przechodzi 15% materiału warstwy odcinającej,

– wymiar oczka sita, przez które przechodzi 85% gruntu podłoża.

Warunek ten spełniają na ogół miał kamienny i piasek gliniasty.

Jeżeli dolna warstwa podbudowy jest wykonana z kruszywa o uziarnieniu 0÷25 mm,

to może spełniać warunek szczelności i nie trzeba układać warstwy odcinającej.

Wykonanie warstwy odsączającej pod budowę z kruszywa nie jest konieczne, gdy dolna

warstwa podbudowy z powodzeniem spełnia to zadanie dzięki dostatecznej porowatości.

Dolną warstwę podbudowy wykonuje się zwykle z kruszywa grubego o uziarnieniu

0 ÷ 80 mm. Grubość tej warstwy wynosi 15÷25 cm.

Górna warstwę podbudowy lub podbudowę jednowarstwową wykonuje się z kruszywa

o uziarnieniu 0÷25 mm, rzadziej 0÷40 mm. Grubość warstw górnych wynosi 8÷15 cm.

Z powodzeniem zamiast warstwy odcinającej stosuje się stabilizację gruntu podłoża

na głębokość do 10 cm wapnem, popiołami lotnymi lub cementem. Warstwa stabilizowanego
gruntu zapobiega przenikaniu gruntu w podbudowę, zapewnia lepsze ułożenie i zagęszczenie
kruszywa podbudowy.

Przygotowanie kruszywa. Niektóre pokłady kruszywa naturalnego odpowiadają

w stanie naturalnym wymaganiom normowym. Jeżeli duże ziarna występują w ilości do 5%,
to opłaca się usuwanie ich ręczne po rozścieleniu na drodze. W razie większych ilości
(5÷10%) stosuje się na samochodach kraty, przez które kruszywo przesiewa się
mechanicznie.

Wprowadzenie ziaren rozłupanych o ostrych krawędziach zwiększa stateczność

kruszywa, a tym samym całej podbudowy.

Stosuje się również odsiewanie piasku z pospółki, jeżeli jest go zbyt dużo lub gdy jest

zanieczyszczony cząstkami ilastymi.

Uzyskanie kruszywa naturalnego lub łamanego niesortowanego o odpowiednim

uziarnieniu jest możliwe, ale trudne. Kruszywo niesortowane o pełnym uziarnieniu łatwo
ulega segregacji w czasie transportu z kopalni lub kamieniołomu na budowę. Dobrą jakość
mieszanki kruszywa można uzyskać pod warunkiem przesiania kruszywa na frakcje
i zmieszania ich w odpowiednich proporcjach. Mieszanie powinno odbywać się na budowie,
w mieszarkach, z jednoczesnym dodawaniem wody.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wbudowanie kruszywa. Kruszywo dowozi się samochodami – wywrotkami prosto

do koryta drogi. Podłoże powinno być na tyle zagęszczone i stateczne, aby mogły po nim
jeździć ciężkie samochody.

Rozściełanie kruszywa wykonuje się spycharkami, równiarkami samobieżnymi

i specjalnymi układarkami.

Materiał powinien być lekko wilgotny (5 ÷ 8%), co zapobiega jego segregacji.

Ewentualne nawilżanie wykonywać można w czasie produkcji kruszywa lub na samochodzie.

Do mieszania jednego kruszywa z drugim (np. pospółki z piaskiem gliniastym) na drodze

stosuje się równiarki samobieżne (równiarka przesuwa materiał z jednego miejsca na inne
i w ten sposób go miesza – zazwyczaj potrzeba od 6 do 15 przejazdów równiarki).

Najlepszą maszyną do zagęszczania kruszywa jest walec ogumiony, który szczególnie

dobrze się sprawdza w przypadku zagęszczania kruszywa drobnego. W przypadku stosowania
walców statycznych gładkich wałowanie powinno odbywać się w dwóch fazach:
Faza I – pierwsze wałowanie – lekkim walcem o masie 5÷7 t.
Faza II – następne wałowanie – ciężkim walcem o masie 10÷12 t.

Wałowanie górnych warstw podbudowy można rozpocząć od razu walcem ciężkim.
Maksymalna grubość warstw zagęszczonych walcami statycznymi gładkimi może

wynosić 15 cm, a walcami ogumionymi i wibracyjnymi – 20 cm.

Zagęszczane kruszywo powinno mieć wilgotność zbliżoną do wilgotności optymalnej.

Polewanie już rozłożonego materiału wodą nie jest wskazane, gdyż strumienie wody
porywają cząstki drobne i obmywają ziarna grubsze. W razie konieczności można używać
polewaczek.

Jeżeli podbudowę oddaje się do czasowego ruchu lub przewiduje się układanie

dywaników bitumicznych, to należy ją zaimpregnować, wykonując lekkie powierzchniowe
utrwalenie piaskiem grubym.

W czasie budowy należy kontrolować: uziarnienie i plastyczność (wskaźnik piaskowy)

kruszywa, wilgotność materiału, grubość warstw i ich zagęszczanie.

4.10.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie zalety mają nowoczesne podbudowy?
2. Z jakich materiałów wykonywanie podbudów jest najbardziej ekonomiczne?
3. Jakimi cechami charakteryzują się podbudowy z kruszywa?
4. Jakie wymagania stawiane są kruszywom stosowanym na podbudowy?
5. Jakimi właściwościami musi charakteryzować się kruszywo na dolne, a jakimi na górne

warstwy podbudowy?

6. W jaki sposób wykonana jest konstrukcja podbudowy?
7. O jakim uziarnieniu kruszywo jest stosowane do wykonania podbudowy?
8. Na czym polega przygotowanie kruszywa na podbudowę?
9. W jaki sposób odbywa się wbudowywanie kruszywa w podłoże?
10. Jakie maszyny biorą udział w procesie wbudowywania kruszywa?
11. Jakie maszyny stosuje się do mieszania na drodze różnych kruszyw?
12. Kiedy stosujemy dywaniki bitumiczne?
13. Co należy kontrolować podczas wbudowywania kruszywa?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Po obejrzeniu filmu dydaktycznego „Wykonywanie podbudów” scharakteryzuj maszyny,

których używa się do wykonania podbudowy z kruszywa.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego „Wykonywanie podbudów”,
2) scharakteryzować maszyny, których używa się do wykonania podbudowy z kruszywa,
3) zaprezentować efekty swojej pracy,
4) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

film dydaktyczny „Wykonywanie podbudów”,

–

notatnik,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca wykonywania podbudów dróg.

Ćwiczenie 2

Po obejrzeniu filmu dydaktycznego „Wykonywanie podbudów” określ zasady

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz aspekty ochrony środowiska uwzględniane podczas
wykonywania podbudów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego „Wykonywanie podbudów” pod względem

przestrzegania przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska,

2) określić zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz aspekty ochrony środowiska podczas

wykonywania podbudów,

3) zapisać wnioski,
4) zaprezentować efekty swojej pracy,
5) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

film dydaktyczny „Wykonywanie podbudów”,

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca przepisów bhp i ochrony środowiska podczas
wykonywania podbudów dróg.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Po przeanalizowaniu części projektu dotyczącego wykonywania podbudowy określ

rodzaje maszyn, których używa się do wykonania podbudowy z kruszywa.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować część projektu dotyczącego wykonywania podbudowy z kruszywa,
2) określić rodzaje maszyn, których używa się do wykonania podbudowy z kruszywa,
3) zaprezentować efekty swojej pracy,
4) dokonać samooceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

projekt dotyczący wykonywania podbudowy z kruszywa,

–

notatnik,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca przepisów bhp i ochrony środowiska podczas
wykonywania podbudów dróg.

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić zalety nowoczesnych podbudów?

2) opisać, kiedy wykonywanie podbudów jest najbardziej ekonomiczne?

3) wymienić cechy charakterystyczne podbudowy z kruszywa?

4) wymienić wymagania stawiane kruszywom stosowanym

na podbudowy?

5) wymienić właściwości, jakimi musi charakteryzować się kruszywo

na dolne, a jakimi na górne warstwy podbudowy?

6) scharakteryzować podbudowy z kruszywa?

7) przygotować kruszywo na podbudowę drogi?

8) określić sposoby wbudowywania kruszywa w podłoże?

9) dobrać maszyny do wykonania procesu wbudowywania kruszywa?

10) określić czynności związane z wykonywaniem podbudowy?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11. Recykling

4.11.1. Materiał nauczania

Zdarza się, że nawierzchnie mineralno-bitumiczne, które mają jeszcze dobrą nośność

wykazują uszkodzenia powierzchniowe. Dzieje się tak na skutek zużycia. Tradycyjnym
sposobem napraw takich nawierzchni było ułożenie na nich nowego dywanika mineralno-
bitumicznego. Ochrona środowiska, względy ekonomiczne, doskonalący się park
maszynowy, deficyt kruszywa wysokiej jakości spowodowały poszukiwanie nowych
technologii, które dzięki ponownemu stosowaniu materiałów umożliwiłby zmniejszenie
zużycia asfaltów i kruszyw oraz ograniczenie energochłonności robót naprawczych. Metoda
ta otrzymała nazwę – recykling.

Recykling polega na zerwaniu lub spulchnieniu warstwy bitumicznej, dodaniu nowych

składników (asfalt, mieszanka mineralno-bitumiczna) wymieszaniu ich na miejscu
lub w zespole do produkcji mieszanek mineralno-bitumicznych, a następnie wbudowaniu
i zagęszczeniu.

Podstawowymi zaletami recyklingu, poza korzyściami ekonomicznymi, są:

– możliwość wykonania napraw podbudowy,
– zachowanie wysokości skrajni pod wiaduktami i w tunelach,
– możliwość zwiększenia nośności nawierzchni bez zwiększania jej grubości,
– utrzymanie krawężników, kratek ściekowych i studzienek rewizyjnych na istniejącej

wysokości,

– niezwiększanie obciążeń konstrukcji mostowej w razie naprawy nawierzchni na obiektach

mostowych,

– usunięcie tzw. spękań odbitych (przenikających ze starej nawierzchni) występujących

w nowej warstwie ścieralnej ułożonej na zniszczonej nawierzchni,

– naprawa tylko jednego pasa ruchu, który uległ zniszczeniu, na jezdniach wielopasowych

bez konieczności stosowania nakładki na całej szerokości jezdni.

Metody recyklingu

Metody recyklingu nawierzchni bitumicznych mogą być sklasyfikowane w zależności

od temperatury:
– recykling na zimno,
– na gorąco.

Najpowszechniej obecnie stosowaną metodą w Polsce, technologią recyklingu na zimno

warstw asfaltowych nawierzchni skoleinowanych i o niedostatecznej nośności, jest recykling
głęboki wykonywany sposobem „in situ”. Wykonuje się go bez dowożenia destruktu
(powstaje z frezowania istniejących nawierzchni asfaltowych) na plac budowy
i wykonywania mieszanki z jego użyciem w urządzeniach stacjonarnych.

Technologia i organizacja budowy, w tym także zasady wykonywania robót pod ruchem,

zostały dobrze rozpoznane przez polskich i zagranicznych wykonawców. Rozpoczęte obecnie
w Polsce badania o charakterze poznawczym powinny przyczynić się do ustalenia
optymalnego składu mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE), betonów
asfaltowo-cementowych (BAC), a w najbliżej przyszłości mieszanek mineralno-cementowych
z asfaltem spienionym.

Recykling na drodze wykonywany na zimno

Schemat zespołu maszyn do recyklingu na drodze wykonywany na zimno przedstawia

rys. 11. Z przodu posuwa się autocysterna z emulsją, za nią recyklarka, która frezuje starą
nawierzchnię na głębokość kilku centymetrów, miesza materiał z dodawaną emulsją

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

bitumiczną, rozścieła mieszankę i wstępnie zagęszcza deską wibracyjną. Na końcu zespołu
walec dogęszcza mieszankę. Jeżeli recyklingowana powierzchnia jest mało stabilna, to przed
tym zespołem maszyn rozsypuje się grys, zwykle grubej frakcji (10/12,8 lub 12,8/16).
Recyklarka miesza ten grys ze sfrezowanym materiałem starej powierzchni.

Rys. 11. Schemat recyklingu na drodze wykonywanego na zimno: 1 – autocysterna

z emulsją, 2 – recyklarka, 3 – walec [6, s. 112]

Recyklingowanie na zimno stosuje się do naprawy nawierzchni asfaltowych

o podbudowach z kruszyw łamanych i naturalnych. Technologia ta przypomina stabilizację
gruntu, polega bowiem na zerwaniu nawierzchni najczęściej wraz z podbudową na wymaganą
głębokość, rozdrobnieniu odzyskanego materiału i jego stabilizacji środkiem wiążącym.
W technologii tej wykorzystuje się maszyny do stabilizacji gruntu, o odpowiednio dużej
mocy.

Podstawową zaletą recyklingu na zimno jest możliwość przeprowadzenia gruntownej

naprawy nawierzchni, obejmującej całą konstrukcję jezdni. W metodzie tej przetworzeniu
ulegają nie tylko asfaltowe warstwy nawierzchniowe, lecz również warstwa podbudowy,
od której w głównej mierze zależy nośność konstrukcji jezdni. W koniecznych przypadkach,
po zdjęciu warstwy konstrukcji nawierzchni można przeprowadzić wymianę lub stabilizację
uplastycznionego lub wrażliwego na wysadziny podłoża gruntowego.

Zalety recyklingowania na zimno są następujące:

–

poprawa nośności i wodoszczelności nawierzchni,

–

możliwość naprawy wszystkich typów uszkodzeń powierzchniowych,

–

usunięcie spękań odbitych,

–

możliwość wyeliminowania wrażliwości podłoża gruntowego na wysadziny,

–

poprawa równości i szorstkości nawierzchni,

–

zmniejszenie zużycia materiałów kamiennych i środków wiążących,

–

obniżenie energochłonności robót,

–

zmniejszenie ogólnych kosztów robót, w tym zmniejszenie kosztów transportu,
zwłaszcza przy recyklingowaniu na miejscu.

Do wad tej technologii, w porównaniu z innymi metodami napraw, należy zaliczyć:

– częste awarie maszyn spulchniających i rozdrabniających nawierzchnię,
– większe zakłócenia w ruchu, w porównaniu z innymi technologiami recyklinowania

nawierzchni, a nawet z tradycyjnym ich wzmacnianiem,

– dojrzewanie podbudowy po recyklingu ze względu na użycie środków wiążących

na zimno,

– mniejsza dokładność kontroli jakości niż podczas recyklingowania w wytwórniach

centralnych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest recykling?
2. Jakie względy przemawiają za stosowaniem recyklingu?
3. Na czym polega recykling?
4. Jakie korzyści oprócz ekonomicznych wypływają ze stosowania recyklingu?
5. Na czym polega recykling na zimno?

4.11.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Obejrzyj film dydaktyczny „Recykling nawierzchni drogowych”. Przygotowane kartki,

na których zapisano czynności wykonywane podczas recyklingu ułóż w ciąg technologiczny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować treść filmu dydaktycznego „Recykling nawierzchni drogowych”,
2) przeanalizować zapisane na kartkach czynności wykonywane podczas recyklingu,
3) ułożyć kartki w ciąg technologiczny,
4) zaprezentować efekty swojej pracy,
5) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

film dydaktyczny „Recykling nawierzchni drogowych”,

–

kartki, na których zapisano czynności wykonywane podczas recyklingu,

–

notatnik,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 dotycząca recyklingu.

Ćwiczenie 2

Z „Poradnika kierownika budowy i inspektora nadzoru”, z rozdziału dotyczącego

wykonywania podbudów z materiałów pochodzących z recyklingu, wynotuj wszystkie
regulacje prawne, normy oraz zasady dotyczące wykonywania podbudów z materiałów
pochodzących z recyklingu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odnaleźć w „Poradniku kierownika budowy i inspektora nadzoru”, rozdział dotyczący

wykonywania podbudów z materiałów pochodzących z recyklingu,

2) wynotować wszystkie regulacje prawne, normy oraz zasady dotyczące wykonywania

podbudów z materiałów pochodzących z recyklingu,

3) zaprezentować efekty swojej pracy,
4) zapisać spostrzeżenia w notatniku.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

„Poradnik kierownika budowy i inspektora nadzoru”,

−

przybory do pisania,

−

notatnik.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić zalety recyklingu?

2) wymienić zalety i wady recyklingu na zimno?

3) określić zasady wykonywania recyklingu?

4) określić korzyści wynikające z zastosowania recyklingu?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 25 zadań o różnym stopniu trudności. Są to zadania wielokrotnego wyboru.
5. Za każdą poprawną odpowiedź możesz uzyskać 1 punkt.
6. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Dla każdego zadania podane
7. są cztery możliwe odpowiedzi: a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedź jest poprawna;

i zaznacz ją znakiem X.

8. Staraj się wyraźnie zaznaczać odpowiedzi. Jeżeli się pomylisz i błędnie zaznaczysz

odpowiedź, otocz ją kółkiem i zaznacz ponownie odpowiedź, którą uważasz
za poprawną.

9. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
10. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż rozwiązanie

zadania na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

11. Po rozwiązaniu testu sprawdź czy zaznaczyłeś wszystkie odpowiedzi na KARCIE

ODPOWIEDZI.

12. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Praca pod górę spycharki jest dozwolona w terenie o pochyleniu nie większym niż

a) 25

b) 30

c) 35

d) 40

2. Przed rozpoczęciem, po dłuższej przerwie, zagęszczania gruntów na krawędziach nasypu,

należy sprawdzić
a) stopień rozluźnienia gruntu.
b) wilgotność gruntu w nasypie.
c) kąt pochylenia krawędzi nasypu.
d) orientacyjne wartości wskaźnika stopnia zagęszczenia warstw niżej leżących.

3. Grunty, ze względu na pochodzenie, dzielimy na

a) rodzime i nasypowe.
b) skaliste i organiczne.
c) mineralne i nasypowe.
d) organiczne i nasypowe.

4. Pospółka jest gruntem mineralnym

a) pylastym.

b) skalistym.
c) gruboziarnistym.
d) drobnoziarnistym.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Grunty takie jak: piasek wilgotny i gliniasty, pyły, lessy wilgotne, gleba uprawna z darnią

należą do gruntów kategorii
a) I.

b) II.
c) III.
d) IV.

6. Przeciętnie wartość spulchnienia rumoszu skalnego, glin i iłów wynosi

a) 5÷15%.
b) 15÷20%.
c) 20÷30%.
d) 30÷40%.

7. Koparka z osprzętem przedsiębiernym nie może być wyposażona w łyżkę

a) z otwieranym dnem.

b) z otwieranymi bokami.
c) przytwierdzoną w sposób sztywny do ramienia.
d) przytwierdzoną w sposób wahliwy do ramienia.

8. Wśród spycharek nie wyróżniamy spycharek

a) skośnych.
b) czołowych.
c) uniwersalnych.
d) przedsiębiernych.

9. Poniższy rysunek przedstawia

a) koparkę.
b) spycharkę.
c) równiarkę.
d) zgarniarkę.

10. Skrzynia zaopatrzona w krawędź tnącą i zamontowana na podwoziu jest elementem

roboczym
a) koparki.
b) spycharki.
c) równiarki.
d) zgarniarki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11. Do zdejmowania humusu, stabilizacji gruntów, humusowania powierzchni skarpy,

wykonywania rowów odwadniających, wykonywania płytkich wykopów i niskich
nasypów stosuje się
b) koparki.
c) spycharki.
d) równiarki.
e) zgarniarki.

12. Do zagęszczania gruntów spoistych zaleca się stosowanie walców

a) lekkich o działaniu statycznym.
b) ciężkich o działaniu statycznym.
c) lekkich o działaniu dynamicznym.
d) ciężkich o działaniu dynamicznym.

13. Najtrudniej zagęszcza się grunty

a) gliniaste.
b) piaszczyste.
c) piaszczysto-gliniaste.
d) gliniasto-piaszczyste.

14. Wałowanie należy prowadzić z jednakową intensywnością na całej powierzchni,

zaczynając od krawędzi drogi i przesuwając się ku jej osi z zachowaniem pokrycia
śladów na szerokości
a) 5 cm.
b) 10 cm.
c) 20 cm.
d) 30 cm.

15. Poniższy rysunek przedstawia

a) koparkę.
b) spycharkę.
c) równiarkę.
d) zgarniarkę.

16. Walce okołkowane dobrze zagęszczają grunty

a) spoiste.
b) pylaste.
c) luźne i gruboziarniste.
d) luźne i drobnoziarniste.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17. Przy pomocy zagęszczarki można zagęszczać grunt do głębokości

a) 0,50 m.
b) 1,00 m.
c) 2,00 m.
d) 4,00 m.

18. Kafary są to urządzenia stosowane do wbijania gotowych pali lub ścianek. Do głównych

elementów kafara nie zaliczamy
a) młota.
b) podwozia.
c) pali i ścianek.
d) wieży kafarowej.

19. Kształt ziaren kruszywa wykorzystywanego na podbudowy powinien być zbliżony do

a) kuli.
b) sześcianu.
c) ostrosłupa.
d) graniastosłupa.

20. Próbę wałeczkowania określającą rodzaj gruntu wykonuje się na dłoni. Z badanego

gruntu formuje się kulkę średnicy
a) 5 mm, a następnie wałeczkuje się ją, aż do uzyskania wałeczka o średnicy około

2 mm.

b) 6 mm, a następnie wałeczkuje się ją, aż do uzyskania wałeczka o średnicy około

3 mm.

c) 7 mm, a następnie wałeczkuje się ją, aż do uzyskania wałeczka o średnicy około

3 mm.

d) 10 mm, a następnie wałeczkuje się ją, aż do uzyskania wałeczka o średnicy około

5 mm.

21. „Bryłka gruntu podniesiona i opuszczona pozostaje w całości lub rozpada się na małe

kawałki, wrzucona do wody rozpada się wolno, wywołując zmącenie tylko
w bezpośrednim swoim otoczeniu” – ten opis dotyczy gruntów
a) wątpliwych.
b) wysadzinowych.
c) zdecydowanych.
d) niewysadzinowych.

22. Zagęszczanie gruntu zagęszczarkami daje najlepsze wyniki dla gruntów

a) gliniastych i ilastych.
b) piaszczystych i żwirowych.
c) organicznych i nasypowych.
d) piaszczystych i gliniastych.

23. Wybór sposobu kruszenia zależy od właściwości fizycznych i mechanicznych

kruszonego materiału oraz żądanego stopnia rozdrobnienia. W kruszarkach materiały
kruche
a) ściska się a następnie uderza.
b) zgniata się a następnie uderza.
c) ściska się jednocześnie ze ścieraniem.
d) zgniata się jednocześnie ze ścieraniem.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24. Palownice zagłębiają słupy fundamentowe o nośności ok. 1000 ton w gruncie

na głębokość do
a) 10 m.
b) 20 m.
c) 30 m.
d) 40 m.

25. Jeżeli podbudowę oddaje się do czasowego ruchu lub przewiduje się układanie

dywaników

bitumicznych,

należy

ją

zaimpregnować,

wykonując

lekkie

powierzchniowe utrwalenia piaskiem
a) grubym.
b) drobnym.
c) pylastym.
d) gliniastym

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

Wykonywanie podbudowy dróg

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Edel R.: Odwodnienie dróg. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2002
2. Jakiel P. red.: Poradnik kierownika budowy i inspektora nadzoru – Warunki techniczne

wykonania i odbioru dróg i mostów. Verlag Dashofer Sp. z o.o., Warszawa 2006

3. Janicki L.: Maszyny i urządzenia. WSiP, Warszawa 1987
4. Judycki J., Alenowicz J.: Nowe metody renowacji nawierzchni asfaltowych.

Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1998

5. Rolla S.: Badania materiałów i nawierzchni drogowych. Wydawnictwo Komunikacji

i Łączności, Warszawa 1979

6. Rolla S.: Technologia robót w budownictwie drogowym. cz. 3. WSiP, Warszawa 1997
7. Rolla St., Rolla M., Żarnoch W.: Budowa dróg cz. 1. WSiP, Warszawa 1993
8. Stypułkowski B. (red.): Zagadnienia utrzymania i modernizacji dróg i ulic. Wydawnictwo

Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000

9. Tauszyński K.: Budownictwo z technologią cz. 1. WSiP, Warszawa 1994