NAWIERZCHNIE DROGOWE

Schemat warstwowej konstrukcji nawierzchni drogowej

Warstwa ścieralna - poddana bezpośrednio oddziaływaniu ruchu pojazdów i czynników
klimatycznych
Warstwa wiążąca - zapewnia odpowiednie rozłożenie naprężeń w nawierzchni
Podbudowa - służy do przenoszenia obciążeń na podłoże gruntowe, może składać z dwóch
warstw:
podbudowa zasadnicza - może zawierać dodatkowo warstwę wzmacniającą i
wyrównawczą
podbudowa pomocnicza - może zawierać warstwę mrozoodporną, odsączającą i
odcinającą
Podłoże gruntowe - odpowiednio zagęszczony grunt rodzimy (podłoże naturalne) lub
nasypowy (podłoże sztuczne) przejmujący obciążenia od nawierzchni. Przyjmuje się, że
podłoże sięga na głębokość przemarzania, lecz nie mniej niż do głębokości, na której
naprężenia pionowe od największych obciążeń użytkowych wynoszą 0,2 MPa.

Warstwa
ścieralna
Warstwa wiążąca

Podbudowa
zasadnicza

Podbudowa
pomocnicza

Podłoże

gruntowe

Wa

rs

twy

na

wier

zch

ni

Klasyfikacja nawierzchni drogowych
Nawierzchnie drogowe możemy podzielić ze względu na:

 konstrukcję,

 odkształcalność,

 użyte materiały,

 technologię wykonania,

 zdolność przenoszenia obciążeń,

 cechy powierzchniowe (gładkie, szorstkie).

Podział ze względu na konstrukcję

 twarde nieulepszone,

 twarde ulepszone,

 gruntowe ulepszone.

Nawierzchnie twarde ulepszone są to nawierzchnie bezpylne, przystosowane do

szybkiego i intensywnego ruchu samochodowego. Są to nawierzchnie bitumiczne, z

betonu cementowego i, w przypadku utrzymania parametrów równości również

kostkowe i klinkierowe. Nawierzchnie twarde nieulepszone są to nawierzchnie

nieprzystosowane do szybkiego ruchu samochodowego, gdyż powstaje na nich kurz i

szybko ulegają zniszczeniu (nawierzchnie tłuczniowe) lub są nierówne (nawierzchnie

brukowcowe). Nawierzchnie gruntowe ulepszone mają zwykle grubość co najmniej

10 cm i wykonuje się je z gruntu o właściwościach poprawionych materiałami

doziarniającymi lub środkami chemicznymi. Nawierzchnie te nie nadają się do

szybkiego ruchu pojazdów mechanicznych.

Podział nawierzchni ze względu na

odkształcalność

sztywne - które odkształcają się sprężyście pod działaniem
obciążeń, a ugięcie sprężyste ich górnej powierzchni pod
naciskiem koła 50 kN jest mniejsze niż 0,5 mm; do tej grupy
zalicza się betonowe konstrukcje jezdni

podatne - które mogą się odkształcać plastycznie i wykazywać
pod działaniem obciążeń odkształcenia trwałe; do podatnych
konstrukcji zalicza się: tłuczniowe, brukowcowe i o nawierzchni
bitumicznej na podbudowach tłuczniowych i brukowych

półsztywne - mające bitumiczną warstwę nawierzchni na
podbudowie sztywnej; do tej grupy zaliczane są m.in.
nawierzchnie bitumiczne o podbudowie betonowej lub z gruntu
stabilizowanego spoiwami

Warstwy jezdne nawierzchni twardych zależnie od rodzaju materiałów

dzielą się na nawierzchnie:

- bitumiczne (asfaltobetonowe),

- z betonu cementowego,

- kostkowe (kamienne lub betonowe),

- klinkierowe,

- tłuczniowe,

- brukowcowe,

- żwirowe,

- z płyt betonowych.

Nawierzchnie drogowe dzieli się zależnie od technologii ich wykonania na:

monolityczne

z

betonu

cementowego,

monolityczne

z

asfaltobetonu,

prefabrykowane, makadamowe, brukowe.

Nawierzchnia monolityczna z betonu cementowego – jest wykonana na drodze i

podzielona ewentualnie szczelinami ze względu na ruchy termiczne płyt

(nawierzchnie z betonu cementowego).

Nawierzchnia monolityczna z asfaltobetonu – jest to nawierzchnia monolityczna,

którą wykonuje się z mieszanki mineralno-asfaltowej (MMA).

Nawierzchnia prefabrykowana - to nawierzchnia, której warstwa jezdna jest

wykonana z gotowych płyt (np. betonowych).

Nawierzchnia makadamowa – jest nawierzchnią monolityczną, której wykonanie

polega na układaniu i zagęszczaniu kruszywa poszczególnych frakcji tłucznia w

odrębnych warstwach wzajemnie się klinujących. Uziarnienie kruszywa w warstwach

zmniejsza się od dołu ku górze. Obecnie tym sposobem budowana jest w zasadzie

tylko warstwa podbudowy z tłucznia.

Nawierzchnia betonowa – jest to nawierzchnia monolityczna, którą wykonuje się z

mieszanki kruszywa ze spoiwem lub lepiszczami bitumicznymi o określonym

składzie.

Nawierzchnia brukowa – jest układana sposobem brukarskim tj. ręcznie z

elementów układanych szczelnie obok siebie (kostka kamienna i betonowa).

Nawierzchnia asfaltowa składa się z warstw mieszanki mineralno-
asfaltowej. W takiej mieszance kruszywa jest ok. 95% a asfaltu tylko
5%. Asfalt ma za zadanie “skleić” ziarna kruszywa.
Asfalt czyli lepiszcze, jest produktem albo przerobu ropy naftowej w
rafinerii (asfalt ponaftowy) albo kopaliną występującą w stanie
naturalnym (asfalt skalny, asfalt jeziorny).
Asfaltu, jako takiego, nigdy nie “leje się” na drogę, zawsze jest to
mieszanka asfaltu z kruszywem.
Tak więc możemy zobaczyć podstawową różnicę między pojęciem
“asfalt” przez środowisko drogowe, a resztą społeczeństwa:

•asfalt to dla drogowców lepiszcze, składnik mieszanek mineralno-
asfaltowych,

•asfalt to dla społeczeństwa nawierzchnia czyli mieszanka
mineralno-asfaltowa.
Jest ciekawe, że różnica ta pokrywa się z podziałem między polskim a
europejskim drogownictwem. W Europie zachodniej “asphalt” to
mieszanka mineralno-asfaltowa (tak jak w polskim społeczeństwie!!),
a lepiszczem jest “bitumen”. Tak więc pojęcie asfalt=asphalt oznacza
to samo dla Kowalskiego oraz drogowca zachodnioeuropejskiego. Nie
dla polskiego drogowca... on myśli tak samo jak amerykański
drogowiec, gdzie asfalt=asphalt cement.

www.road pl

Rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych

(MMA)

wg PN-S-96025:1999

beton asfaltowy (BA)
mastyks grysowy (SMA) - mieszanka o dużej zawartości
grysów
asfalt lany (AL) - mieszanka o dużej zawartości spoiwa, nie
wymagająca zagęszczania w czasie wbudowywania
asfalt piaskowy (AP)
piasek otoczony asfaltem (PoA)

Materiały stosowane w warstwowych

konstrukcjach nawierzchni

Warstwa

Materiał

ścieralna

BA, SMA, AL, AP

wiążąca

BA

podbudowa

grunt lub kruszywo stabilizowane wapnem,

kruszywo naturalne lub łamane stabilizowane

mechanicznie,

tłuczeń, chudy beton,

BA, PoA

Nawierzchnie “cierpią” od przenoszonego ruchu samochodowego. Jego
efektem są zniszczenia nawierzchni. Dla nawierzchni najważniejsze są:

Obciążenia osi pojazdów – im większe tym gorzej. Tu działa tzw. prawo 4
potęgi. A więc jedno przejście osi 10 tonowej (samochód ciężarowy) jest
równoważne prawie 25000 przejść osi 0,8 ton (samochód osobowy). A
zatem to nie samochody osobowe niszczą nawierzchnie.

Liczba pojazdów czyli natężenie ruchu – na każdym odcinku drogi można
zmierzyć liczbę pojazdów przejeżdżających w ciągu doby (im więcej tym
gorzej). Żywotność czyli trwałość nawierzchni obliczana jest właśnie
według natężenia ruchu pojazdów ciężarowych liczonych przez np. 20
lat. Według tej liczby osi projektuje się grubości poszczególnych warstw
nawierzchni, tak, aby wytrzymała taki ruch przez tyle lat.

Prędkość pojazdów ciężarowych – im mniejsza tym gorzej. Każdy chyba
widział koleiny na podjazdach pod górę. Tam samochody ciężarowe jadą
najwolniej, co działa katastrofalnie na nawierzchnie asfaltowe.

Obciążenia termiczne. Niskie temperatury, wielokrotne “przejścia przez
zero” oraz upały powodują:

•pękanie i wykruszanie się nawierzchni w zimie,
•powstawanie kolein i deformacji w lecie,
•powstawanie przełomów na wiosnę.

www.road.pl

Okresy eksploatacji nawierzchni

Przy projektowaniu nowych i utrzymaniu istniejących nawierzchni przyjmuje się wymagane

okresy eksploatacji określone w Rozporządzeniu Okresy eksploatacji są takie same dla

wszystkich elementów jezdni, tj. zasadniczych i dodatkowych pasów ruchu, pasów awaryjnych,

pasów włączania i wyłączania.

Wymagane okresy eksploatacji nawierzchni

Konstrukcje podatne i

półsztywne

Konstrukcje z betonu

cementowego

Klasa drogi, elementy drogi

nowe lub

przebudowane

Remontowane

nowe lub

przebudowane

remontowane

A, S, GP, G i Z

20 lat

10 lat

30 lat

20 lat

L i D

20 lat

10 lat

20 lat

10 lat

Pasy ruchu i zatoki w rejonie

przystanku autobusowego,

miejsca przeznaczone do postoju

pojazdów, ruchu pieszych i

rowerów

20 lat

10 lat

20 lat

10 lat

Remont (odnowa) drogi - wykonywanie robót remontowych przywracających pierwotny

stan drogi, z wyłączeniem robót konserwacyjnych, porządkowych i innych zmierzających do

zwiększenia bezpieczeństwa i wygody ruchu, w tym także odśnieżania i zwalczania śliskości

zimowej.

Przebudowa (modernizacja) drogi - wykonywanie robót, w wyniku których następuje

podwyższenie parametrów technicznych i eksploatacyjnych istniejącej drogi.

Kategoria ruchu

Do projektowania nowych nawierzchni i przebudowy nawierzchni istniejących
przyjmuje się klasyfikację dróg - według kategorii ruchu. Podstawą klasyfikacji jest
średni dobowy ruch pojazdów ciężkich prognozowany dla połowy okresu
eksploatacji. Ruch pojazdów powinien być przeliczony na liczbę osi
obliczeniowych 100 kN na dobę na obliczeniowy pas ruchu, za pomocą wzoru:





1

3

3

2

2

1

1

f

r

N

r

N

r

N

L















Suma iloczynów
prognozowanego ruchu
pojazdów:
ciężarowych bez przyczep
ciężarowych z przyczepami
autobusów
i odpowiednich
współczynników
przeliczeniowych

Współczynnik zależny od

liczby pasów drogi

Kategoria

ruchu

Liczba osi

obliczeniowych

L

KR1

 12

KR2

13

 70

KR3

71  335

KR4

336

 1 000

KR5

1 001

 2 000

KR6

 2 000

Współczynniki przeliczeniowe grup pojazdów na osie obliczeniowe 100 kN

Rodzaj pojazdu

Współczynnik

przeliczeniowy

na osie 100kN

Samochody ciężarowe bez przyczep (jedno- i dwuosiowe)

r

1

= 0,109

Samochody ciężarowe z przyczepami (jedno- i dwuosiowe) oraz

z naczepami (dwu- i trzyosiowymi)

r

2

= 1,245

1

r

2

= 1,950

2

Autobusy (jedno- i dwuosiowe)

r

3

= 0,594

1

gdy udział pojazdów o obciążeniu 115 kN w grupie pojazdów ciężkich z przyczepami wynosi do 8%,

2

gdy udział pojazdów o obciążeniu 115 kN w «rupie pojazdów ciężkich z przyczepami wynosi od 8% do 20%.

Wartość współczynnika f

1

Liczba pasów w obu kierunkach

droga

jednojezdniowa

droga dwujezdniowa

f

1

2

-

0,50

3

-

0,50

4

4

0,45

-

6

0,35