2011-10-03

1

Technologia Robót Drogowych

Semestr VII in

ż

Zadanie projektowe nr 1

Prowadz

ą

cy:

mgr in

ż

. Mariusz Jaczewski

mgr in

ż

. Dawid Ry

ś

2

Zadanie projektowe nr 1:

Zaprojektowanie tymczasowej

nawierzchni nieulepszonej zbrojonej

geotkanin

ą

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

2

3

Problem:

W zwi

ą

zku z przebudow

ą

przepustu przechodz

ą

cego przez

cał

ą

szeroko

ść

drogi nale

ż

y wykona

ć

drog

ę

tymczasow

ą

dla

ruchu budowlanego na terenie poło

ż

onym obok pasa

drogowego. Wyst

ę

puj

ą

nast

ę

puj

ą

ce problemy:

- W podło

ż

u zalegaj

ą

grunty słabe, spoiste w stanie

plastycznym/mi

ę

kkoplastycznym,

- Drog

ę

nale

ż

y wykona

ć

w maksymalnie uproszczony, szybki

sposób,

- Wła

ś

ciciel terenu po którym b

ę

dzie przebiegał objazd

oczekuje dokładnego i szybkiego doprowadzenia obszaru
przebiegu objazdu do stanu pierwotnego.

Problem:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

4

- Wymiana gruntu na niespoisty (

ż

wir, pospółka) – konieczno

ść

dowozu materiału oraz wykonania wykopu z odwiezieniem i
(przynajmniej tymczasowym) składowaniem gruntu na
odkładzie,

- Zastabilizowanie gruntu słabono

ś

nego spoiwem

hydraulicznym (wapno, mieszanina wapna i cementu) – po
zako

ń

czeniu prac zaistnieje konieczno

ść

rozbiórki i odwozu

fragmentów gruntocementu,

-Zbrojenie geotekstyliami (geosiatka, geotkanina).

Mo

ż

liwe rozwi

ą

zania:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

3

5

Stan naturalny podło

ż

y gruntowych:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

6

Przed i po zastosowaniu geosyntetyku:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

4

7

Działanie geotkaniny:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

8

Działanie geotkaniny:

„Efekt membrany”

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

5

9

Procedura wymiarowania:

Jest wykorzystywana metoda Giroud & Noiray
(1981), najcz

ęś

ciej w postaci nomogramów.

Pozwala okre

ś

li

ć

potrzebn

ą

grubo

ść

warstwy

kruszywa (warstwa jezdna) dla okre

ś

lonych:

– No

ś

no

ś

ci podło

ż

a,

– Obci

ąż

enia ruchem,

– Dopuszczalnej gł

ę

boko

ś

ci koleiny,

– Geosyntetyku.

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

10

Procedura wymiarowania:

Podło

ż

e jest scharakteryzowane przez:

CBR [%] lub

c

u

[kN/m

2

] = 23 x CBR [%] (zale

ż

no

ść

przybli

ż

ona)

gdzie:

c

u

– wytrzymało

ść

przy szybkim

ś

cinaniu,

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

6

11

Procedura wymiarowania:

Ruch:

Osie standardowe 80 kN,

Przeliczanie w przypadku osi o innym nacisku – wzór
„czwartej pot

ę

gi”,

Mo

ż

na skorzysta

ć

z nomogramu do wyznaczanie

współczynnika przeliczeniowego.

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

12

Procedura wymiarowania:

Kryterium obliczeniowe:

Maksymalna gł

ę

boko

ść

koleiny, w zale

ż

no

ś

ci od rodzaju

ruchu (typ pojazdów) przewidzianego na drodze i ew.
ogranicze

ń

:

75 mm

150 mm

225 mm

300 mm

450 mm

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

7

13

Procedura wymiarowania:

Materiał:

Cech

ą

opisuj

ą

c

ą

materiał jest umowy moduł

odkształcenia (moduł sieczny)

K = T

x

/

ε

x

[kN/m]

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

14

Procedura wymiarowania:

Moduł sieczny

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

8

15

Procedura wymiarowania:

Kolejno

ść

działa

ń

:

1. Wyznaczy

ć

CBR gruntu (ew. cu),

2. Okre

ś

li

ć

obci

ąż

enie ruchem,

3. Okre

ś

li

ć

kryterium (gł

ę

boko

ść

koleiny),

4. Okre

ś

li

ć

grubo

ść

warstwy kruszywa bez zbrojenia,

5. Okre

ś

li

ć

grubo

ść

warstwy kruszywa z przyj

ę

t

ą

geotkanin

ą

.

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr IX mgr

16

Procedura wymiarowania:

Nomogram dla
gł

ę

boko

ś

ci

koleiny 7,5 cm

2011-10-03

9

17

Procedura wymiarowania:

Nomogram dla
gł

ę

boko

ś

ci

koleiny 30 cm

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

18

Podsumowanie:

W omawianej metodzie zakłada si

ę

bardzo dobr

ą

współprac

ę

geosyntetyku z przyległymi o

ś

rodkami i brak

po

ś

lizgu,

Nale

ż

y sprawdzi

ć

czy odkształcenie geotkaniny w

nawierzchni nie b

ę

dzie wi

ę

ksze od

ε

max

,

W przypadku koleiny o gł

ę

boko

ś

ci 75 mm i 150 mm

odkształcenie geotkaniny wynosi odpowiednio 1,2% i
4,2%,

W przypadku wi

ę

kszych gł

ę

boko

ś

ci koleiny

odkształcenie nale

ż

y oceni

ć

na podstawie linii podanych

na nomogramach i porówna

ć

z

ε

max

.

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

10

19

Przykład obliczeniowy:

Dane:

CBR = 1,5%

Ruch:

100 pojazdów, o

ś

tylna 100 kN, przednia 80 kN

100 pojazdów, o

ś

tylna podwójna 200 kN, przednia

120 kN

Gł

ę

boko

ść

koleiny 75 mm i 150 mm

Geotkanina o module siecznym K = 100 kN/m

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

20

Przykład obliczeniowy:

Ruch - przeliczenie na osie 80 kN:

N80 = 100 x [(

100

/

80

)

4

+ (

80

/80)

4

]

+ 100 x ( (

200

/

148

)

4

+(

120

/

80

)

4

) =

= 100 x (2,44 + 1,00)

+ 100 x (3,33+ 5,06) =

= 344 + 994 = 1184

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

11

21

Przykład obliczeniowy:

Odczytana
H

o

= 620 mm

Okre

ś

lenie grubo

ś

ci kruszywa bez wzmocnienia:

Gł

ę

boko

ść

koleiny

7,5 cm

Przyj

ę

ty CBR

Obliczona ilo

ść

osi

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

22

Przykład obliczeniowy:

Odczytana
h

o

= 100 mm

Okre

ś

lenie grubo

ś

ci kruszywa „oszcz

ę

dzonego”:

Gł

ę

boko

ść

koleiny

7,5 cm

Dany K materiału

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

12

23

Przykład obliczeniowy:

Grubo

ść

warstwy kruszywa ze wzmocnieniem

geotkanin

ą

o K = 100 kN/m, dla zało

ż

onej gł

ę

boko

ś

ci

koleiny 7,5 cm:

H

o

– h

o

= 620 – 100 = 520 mm

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

24

Procedura wymiarowania:

Odczytana
H

o

= 550 mm

Gł

ę

boko

ść

koleiny

15 cm

Okre

ś

lenie grubo

ś

ci kruszywa bez wzmocnienia:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

13

25

Procedura wymiarowania:

Okre

ś

lenie kruszywa oszcz

ę

dzonego (dla K = 1000 kN/m)

Odczytana
h

o

= 200 mm

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

26

Procedura wymiarowania:

Grubo

ść

warstwy kruszywa ze wzmocnieniem

geotkanin

ą

dla zało

ż

onej gł

ę

boko

ś

ci koleiny 15

cm:

A) Ho – ho = 550 – 120 = 430 mm

(geotkanina o K = 100 kN/m)

B) Ho – ho = 550 – 200 = 350 mm

(geotkanina o K = 1000 kN/m)

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

14

27

Podsumowanie:

Przedstawiona metoda dotyczy wył

ą

cznie sytuacji w której

powstan

ą

du

ż

e odkształcenia wzmacnianego układu –

„efekt membrany”.

Nie nadaje si

ę

do wymiarowania wzmocnie

ń

nawierzchni

ulepszonych, o charakterze trwałym.

Jako wzmocnienie mo

ż

na stosowa

ć

nie tylko geotkaniny,

jak w omówionym przykładzie, ale równie

ż

geosiatki.

Zastosowanie geowłókniny, pomimo małej warto

ś

ci modułu

siecznego K, i małej redukcji grubo

ś

ci warstwy kruszywa,

da równie

ż

korzystny efekt i wydłu

ż

enie okresu ekspolatacji

drogi tymczasowej, dzi

ę

ki separacji warstwy jezdnej od

podło

ż

a.

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

28

Procedura wbudowywania:

Wyrówna

ć

i oczy

ś

ci

ć

podło

ż

e. Usun

ąć

kamienie,

korzenie itp.

Rozło

ż

y

ć

geosyntetyk równolegle do osi drogi.

Geosyntetyk powinien by

ć

lekko naci

ą

gni

ę

ty, ale nie

napi

ę

ty, bez zakładów, fałd.

Poł

ą

czenia nale

ż

y wykona

ć

stosuj

ą

c zakład :

minimum 30 cm w przypadku zakładu podłu

ż

nego

pomi

ę

dzy s

ą

siednimi rolkami; wielko

ść

zakładu

zale

ż

y od no

ś

no

ś

ci podło

ż

a - im gorsza tym

wi

ę

kszy zakład

minimum 60 cm w przypadku zakładu
poprzecznego pomi

ę

dzy kolejnymi rolkami.

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

15

29

Procedura wbudowywania:

W miejscu zakładu geosyntetyk zaleca si

ę

przytwierdzi

ć

do podło

ż

a. Mo

ż

na z tego zrezygnowa

ć

o

ile szeroko

ść

zakładu gwarantuje ci

ą

gło

ść

warstwy po

odkształceniu pod wpływem działania obci

ąż

enia.

Nie wolno dopu

ś

ci

ć

do uszkodze

ń

geosyntetyku.

Nie wolno dopu

ś

ci

ć

ruchu pojazdów bezpo

ś

rednio po

rozło

ż

onym geosyntetyku.

Warstw

ę

kruszywa nale

ż

y wbudowywa

ć

od czoła.

Ruch pojazdów jest mo

ż

liwy po uło

ż

eniu na

geosyntetyku warstwy kruszywa o grubo

ś

ci minimum

15 cm.

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

30

Przykłady zastosowania:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

16

31

Przykłady zastosowania:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

32

Przykłady zastosowania:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

17

33

Przykłady zastosowania:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

34

Przykłady zastosowania:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

2011-10-03

18

35

Przykłady zastosowania:

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.

36

Dzi

ę

kuj

ę

za uwag

ę

Technologia Robót Drogowych

Projektowanie Semestr VII in

ż

.