Dr in\
. Andrzej Zalewski
Nawierzchnia sztywna  pod wpływem obcią\
eń pochodzących od Zasady projektowania konstrukcji nawierzchni
Nawierzchnie twarde nie ulepszone  nie posiadają wymaganych
Politechnika A
ódzka
ruchu odkształca się sprę\
yście
cech eksploatacyjnych dla współczesnego ruchu samochodowego.
Wydział Budownictwa, Architektury i In\
ynierii Środowiska
Są to nawierzchnie:
Wg rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
Nawierzchnie półsztywne 
brukowe
odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie projektowanie
warstwy konstrukcyjne górne  podatne
nawierzchni polega na:
tłuczniowe
Warstwy konstrukcyjne dolne  sztywne
1. Ustaleniu obcią\
enia ruchem drogi i wyznaczenie jej kategorii ruchu
Ma zalety i wady nawierzchni podatnych i sztywnych
2. Ustalenie warunków gruntowo  wodnych i w razie potrzeby wybór
NAWIERZCHNIE DROGOWE
metody ulepszenia podło\
a
Nawierzchnie gruntowe ulepszone  wykonywane z gruntu
ulepszonego mechanicznie (np. przez dodanie odpowiedniego 3. Zapewnienie warunków odwodnienia konstrukcji
kruszywa) lub chemicznie (np. przez dodanie spoiwa cementowego,
4. Wybór konstrukcji nawierzchni z jednej z tablic zale\
nie od
popiołów lotnych).
zało\
onego materiału podbudowy
5. Sprawdzenie mrozoodporności podło\
a
Kategorie ruchu od lekkiego KR1 do bardzo cię\
kiego KR6
Warszawa  A
ódz
, styczeń 2008
Ustalenie obcią\
enia ruchem drogi i wyznaczenie jej kategorii
Rodzaje nawierzchni - ze względu na posiadane cechy i rodzaje Elementy konstrukcyjne nawierzchni
Nawierzchnie w zale\
ności od rodzaju odkształceń pod ruchu
materiałów:
wpływem ruchu drogowego:
twarde (ulepszone lub nie ulepszone)
Nale\
y uwzględnić:
Podatne (asfaltowe)
gruntowe (ulepszone) Konstrukcja nawierzchni:
Prognozowany ruch pojazdów w okresie eksploatacji drogi
Sztywne (betonowe) Rzeczywiste właściwości materiałów stosowanych do budowy lub
Warstwa ścieralna
wzmocnienia nawierzchni
Półsztywne (asfaltowa warstwa ścieralna i podbudowa sztywna)
Nawierzchnie twarde  powierzchnia górna nazywana warstwą Warstwa wią\
ąca
ścieralną, z materiałów zapewniających odporność na niszczące Prognoza średniego ruchu dobowego SDR
Podbudowa:
działanie ruchu samochodowego i czynników atmosferycznych Czas eksploatacji drogi zale\
y od rodzaju nawierzchni i wynosi:
Nawierzchnie podatne: - Podbudowa zasadnicza
dla nawierzchni podatnych i półsztywnych (bitumicznych)  20 lat
Nawierzchnie twarde ulepszone: zapewniają dobre warunki
dla nawierzchni sztywnych betonowych  30 lat.
- Podbudowa pomocnicza
Bardzo dobre cechy eksploatacyjne
eksploatacyjne dla ruchu samochodowego, a więc równość i nie są
pylące.
Warstwa odsączająca
Powa\
ny mankament  występowanie trwałych odkształceń przy Średni ruch dobowy prognozuje się na połowę okresu eksploatacji
nadmiernych obcią\
eniach ruchowych) Wyznacza się liczbę osi obliczeniowych przypadających na pas
Warstwa mrozoodporna
Nale\
ą do nich:
obliczeniowy.
nawierzchnie asfaltowe
Oś obliczeniowa definiowana jest jako zastępcza oś pojedyncza o kołach
nawierzchnie betonowe
pojedynczych i o obcią\
eniu 100 kN lub 115 kN.
nawierzchnie kostkowe
Jest to wartość, na której przelicza się obcią\
enie od pojazdów o ró\
nych
nawierzchnie klinkierowe
rzeczywistych obcią\
eniach na oś.
1 2
Kategorie ruchu dla osi obliczeniowych
Ustalenie warunków gruntowo  wodnych podło\
a
Pas obliczeniowy  jest to pojedynczy pas projektowanej drogi
Wartości współczynnika f1
najbardziej obcią\
ony przez pojazdy cię\
kie. Jako pojazdy cię\
kie i grupy nośności podło\
a
przyjmuje się pojazdy samochodowe o cię\
arze całkowitym większym
Kategoria Liczba osi obliczeniowych Liczba osi obliczeniowych 115
ni\
35 kN.
wyznaczenie grupy nośności podło\
a wynikającej z rodzaju gruntów
ruchu 100 kN /dobę/pas kN/dobę/pas obliczeniowy
liczba pasów ruchu w obu kierunkach współczynnik f1
występujących w podło\
u i poziomu swobodnego zwierciadła wody
obliczeniowy
Przy projektowaniu nawierzchni podatnych i półsztywnych przyjmuje się droga jednojezdniowa droga
gruntowej
KR 1 d" 12 d" 7
wartość osi obliczeniowej 100 kN, natomiast przy nawierzchniach dwujezdniowa
określenie wskaz
nika nośności podło\
a
sztywnych  100 kN lub 115 kN:
2 - 0,5
KR 2 13  70 8  40
jeśli uzyskane na podstawie warunków grupy nośności są ró\
ne, to
Jeśli w strukturze ruchu przewa\
ają pojazdy o obcią\
eniu osi 100 kN i 3 - 0,5
jako miarodajną do projektowania nawierzchni przyjmuje się mniejszą
udział pojazdów o obcią\
eniu 115 kN < 8%, wówczas przyjmuje się oś KR 3 71  335 41  192
4 4 0,45
grupę nośności
obliczeniową 100 kN.
- 6 0,35
KR 4 336  1000 193  572
W przypadku, gdy podło\
e zostało zakwalifikowane do grupy G2, G3 lub
Jeśli w strukturze ruchu występują pojazdy o obcią\
eniach osi 115 Kn i
G4, podło\
e nie ma odpowiedniej nośności, Nale\
y je wówczas
ich udział jest równy lub większy od 8%, wówczas przyjmuje się oś
KR 5 1001  2000 573  1144
doprowadzić do grupy nośności G1, stosując odpowiednie zabiegi
obliczeniową 115kN.
KR 6 e" 2001 e" 1145
współczynniki przeliczeniowe kategorii pojazdów na Klasyfikacja warunków podło\
a konstrukcji nawierzchni
Prognozowany średni dobowy ruch SDR dotyczy
L = (N1 * r1 + N2 * r2 + N3 * r3) * f1
osie obliczeniowe
następujących grup pojazdów: charakterystyka warunki wodne, gdy poziom swobodnego
korpusu drogowego zwierciadła wody gruntowej występuje na
głębokości poni\
ej spodu konstrukcji
L  liczba osi obliczeniowych/ dobę/ pas obliczeniowy w połowie okresu kategoria nawierzchnie podatne i nawierzchnie sztywne
samochodów cię\
arowych bez przyczep
nawierzchni
eksploatacji pojazdów półsztywne
samochodów cię\
arowych z przyczepami
< 1 m 1  2 m > 2 m
autobusów
f1  współczynnik obliczeniowy pasa ruchu zale\
ny od liczby pasów obc. osi obl. obc. osi obc. osi obl. obc. osi obl.
wykopy do 1 m a złe przeciętne przeciętne
ruchu w obu kierunkach 100kN obl. 115kN 100kN 115kN
Pomija się w prognozie pojazdy lekkie!
b złe przeciętne dobre
N1  średni dobowy ruch samochodów cię\
arowych bez przyczep w samochody
nasypy do 1 m a złe przeciętne przeciętne
przekroju drogi w połowie okresu eksploatacji cię\
arowe bez r1 = 0,109 r1 = 0,109 r1 = 0,032 r1 = 0,032
przyczep
b przeciętne przeciętne dobre
N2 - średni dobowy ruch samochodów cię\
arowych z przyczepami w
przekroju drogi w połowie okresu eksploatacji samochody wykopy powy\
ej 1 a złe przeciętne dobre
cię\
arowe z m
r2 = 1,245 r2 = 1,95 r2 = 1,477 r2 = 3,76 b przeciętne przeciętne dobre
N2 - średni dobowy ruch autobusów w przekroju drogi w połowie okresu
przyczepami
eksploatacji nasypy powy\
ej 1 a złe przeciętne dobre
autobusy r3 = 0,594 r3 = 0,594 r3 = 0,43 r3 = 0,43 m
b przeciętne przeciętne przeciętne
r1, r2, r3  współczynniki przeliczeniowe ww. kategorii pojazdów na osie
obliczeniowe
a - droga z poboczami nie utwardzonymi
b - droga z poboczami utwardzonymi i dobrym odprowadzeniem wód powierzchniowych
3 4
Grupy nośności podło\
a nawierzchni drogowych (1)
Zapewnienie warunków odwodnienia podło\
a
Sprawdzanie mrozoodporności podło\
a
Grupy nośności podło\
a nawierzchni drogowych (3)
Grupa nośności podło\
a Projektując drogi i ulice nale\
y zapewnić odpowiednie odwodnienie Warunek mrozoodporności sprawdza się, gdy w podło\
u występują
Rodzaj gruntów w podło\
u nawierzchni, warunki wodne są nawierzchni i podło\
a. Do tego celu słu\
ą rowy odwadniające, grunty wysadzinowe lub wątpliwe zgodnie z PN-81/B-03020.
kanalizacja deszczowa i inne urządzenia odwadniające.
dobre przeciętne złe
Grubość projektowanej nawierzchni powinna być większa od wartości
Wskaz
nik nośności CBR grupa nośności podło\
a
W przypadku konieczności zapewnienia właściwego odwodnienia głębokości przemarzania gruntu, tj. hn > hz.
Grunty niewysadzinowe: nawierzchni
Rumorze (niegliniaste) podło\
a na całej szerokości drogi wykonuje się warstwę odsączającą z
10 % d" CBR G1 W przypadku, gdy warunek mrozoodporności nie jest spełniony, nale\
y
świry i pospółki mrozoodpornego gruntu o współczynniku filtracji ke"8m/dobę. Grubość
np. ulepszyć podło\
e na odpowiednią głębokość.
5 % d" CBR < 10 % G2
Piaski gruboziarniste G1 G1 G1 tej warstwy nie powinna być mniejsza ni\
15 cm.
średnioziarniste i 3 % d" CBR < 5 % G3
drobnoziarniste
CBR < 3 % G4
śu\
le nierozpadowe
Grunty wątpliwe:
Piaski pylaste G1 G2 G2
Zwietrzeliny gliniaste, rumorze G2 G2 G3
gliniaste, \
wiry gliniaste i
pospółki gliniaste
Grupy nośności podło\
a nawierzchni drogowych (2)
Grubości wymienianej warstwy słabego podło\
a w
Określenie konstrukcji nawierzchni drogi
zale\
ności od grupy nośności istniejącego podło\
a Głębokości przemarzania konstrukcji nawierzchni drogowych
i wskaz
nika nośności wzmocnionego podło\
a wg kategorii ruchu i grup nośności podło\
a
Grupa nośności podło\
a
1. Obliczona kategoria obcią\
enia ruchem
Rodzaj gruntów w podło\
u nawierzchni, warunki wodne są
2. Zakłada się, \
e podło\
e gruntowe jest zakwalifikowane do grupy
dobre przeciętne złe
nośności G1
Kategoria Grupa nośności podło\
a z gruntów
Grunty mało wysadzinowe:
obcią\
enia wątpliwych i wysadzinowych
Gliny zwięzłe
ruchem
Wskaz
nik nośności Grubość wymienianej warstwy podło\
a o G1 i G2 G3 G4
Gliny piaszczyste i pylaste zwięzłe G2 G3 G4 Wymiarowanie nawierzchni mo\
e być prowadzone ró\
nymi metodami
nowej warstwy (%) grupie nośności (cm)
Iły teoretycznymi lub empirycznymi. KR1 0,40hz 0,50hz 0,60hz
G2 G3 G4
Iły piaszczyste i pylaste
KR2 0,45hz 0,55hz 0,65hz
W praktyce projektowej stosuje się tzw. metody mechanistyczne
Iły pylaste
20 30 50* 75*
wymiarowania nawierzchni, zaliczane do metod teoretycznych  są one KR3 0,50hz 0,60hz 0,70hz
Grunty bardzo wysadzinowe:
25 25 40* 60* oparte na rozwiązaniach struktur wielowarstwowych.
KR4 0,55hz 0,65hz 0,75hz
Piaski gliniaste
*/ zalecane wzmocnienie podło\
a geosyntetykiem KR5 0,60hz 0,70hz 0,80hz
Pyły piaszczyste
Pyły G2 G3 G4
KR6 0,65hz 0,75hz 0,85hz
Gliny piaszczyste i pylaste
Gliny
Iły warwowe
5 6
Przykład:
Rozwiązanie (2): Rozwiązanie (4):
zaprojektować nawierzchnię asfaltową (podatną)
2. Ustalenie warunków gruntowo  wodnych i grupy nośności podło\
a 5. Sprawdzenie warunku mrozoodporności
Droga przebiega w nasypie o wysokości od 0,5m do 1,0m, przy poziomie
A
ączna grubość zaprojektowanej konstrukcji wynosi:
Zało\
enia:
wody gruntowej 1,5m od niwelety robót ziemnych. Oznacza to, \
e w
5 + 8 + 18 + 20 + 30 + 15 = 96 cm
Droga dwujezdniowa, po dwa pasy ruchu w ka\
dym kierunku, pobocza przypadku podło\
a utwardzonego warunki gruntowe są przeciętne.
utwardzone
Grunt podło\
a  piasek pylasty  w przeciętnych warunkach wodnych Głębokość przemarzania w Kętrzynie wg PN-81/B-03020 wynosi 1,2m
podło\
a jest wątpliwy pod względem wysadzinowości. Grupa
Średni dobowy ruch pojazdów cię\
kich w przekroju drogi w 10 roku po
Wymagana grubość konstrukcji, ze względu na mrozoodporność dla
nośności ze względu na warunki wodne wynosi G2.
oddaniu drogi do eksploatacji wynosi 8000 p/d
gruntu z grupy G2 i kategorii ruchu KR6 wynosi: 0,65 x 1,2m = 0,78m.
Piasek pylasty charakteryzuje się wskaz
nikiem nośności 11%, a ze
Struktura ruchu: s.c. z przyczepą  25%, s.c. bez przyczep  65% 95%
Grubość zaprojektowanej konstrukcji jest większa od wymaganej ze
względu na nośność kwalifikuje się do grupy G1.
poj. o obc. osi 115kN, autobusy  10%
względu na mrozoodporność.
Do projektowania przyjęto ni\
szą grupę nośności podło\
a, tj. G2.
Przebieg trasy  nasyp od 0,5 do 1m
Oznacza to konieczność wzmocnienia podło\
a. Przyjęto wzmocnienie
Poziom wody gruntowej  1,5m od niwelety robót ziemnych
przez wymianę górnej warstwy podło\
a z piasku pylastego o grubości
30 cm na pospółkę o wskaz
niku nośności 20%.
Rodzaj gruntu w podło\
u  piasek pylasty o wskaz
niku nośności 11%
Usytuowanie odcinka Kętrzyn (hz = 1,2m)
Nawierzchnie asfaltowe
Rozwiązanie (3):
Rozwiązanie (1): Mieszanki mineralno  asfaltowe na gorąco:
3. Zapewnienie odwodnienia podło\
a
Beton asfaltowy (BA)
Ze względu na niekorzystne warunki wodne oraz wysoką kategorię ruchu
Mieszanki mastyksowo  grysowe (SMA)
KR6 konieczne jest uło\
enie warstwy 15 cm pospółki o współczynniku
1. Wyznaczenie kategorii ruchu drogowego: Asfalt lany (AL)
filtracji ke"8m/dobę.
Asfalt piaskowy (AP)
4. Wybór konstrukcji nawierzchni
Piaski otoczone asfaltem (PoA)
s.c. z przyczepami: 8000x0,25x0,109 = 218
Wg Rozporządzenia w sprawie warunków technicznych & & (tab.5.3.6)
s.c. bez przyczep: 8000x0,65x1,245 = 6474 lp. Warstwa nawierzchni mieszanka
warstwa ścieralna z betonu asfaltowego  5 cm
autobusy: 8000x0,10x0,594 = 475
BA SMA AL AP PoA
warstwa wią\
ąca z betonu asfaltowego  8 cm
współczynnik f1 wynosi 0,45
1 ścieralna + + + +
podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego  18 cm
suma osi obliczeniowych wynosi L = (218+6474+475) x 0,45 = 3225
podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego stabilizowanego 2 Wią\
ąca + + +
KR6
mechanicznie lub z tłucznia kamiennego  20 cm
3 Wyrównawcza +
warstwa wzmacniająca z pospółki o wskaz
niku nośności 20% - 30 cm
warstwa odsączająca z pospółki o współczynniku filtracji ke"8m/dobę  15 4 Wzmacniająca +
cm
5 Podbudowa asfaltowa + +
7 8