REHABILITACJA DRÓG
KOŁOWYCH (GMINNE,
POWIATOWE, WOJEWÓDZKIE).
STAN DRÓG. PRZYCZYNY
DEGRADACJI. WYMOGI
FORMALNE.
Wykonali:
Adamiec Adam
Katedra Dróg i Mostów
Perdek Urszula
Prowadzący:
Rybitwa Marcin
dr hab. Inż. Lechosław Grabowski,
Sczygioł Martin
prof. PO
Spis treści
Wymogi formalne (slajd 3-18) Perdek
Urszula
Materiały do konstrukcji nawierzchni i
poboczy (slajd 19-31 ) Sczygioł Martin
Technologia naprawy dróg (slajd 32-43)
Rybitwa Marcin
System oceny stanu dróg i poboczy (slajd
44-53) Adamiec Adam
Wzmocnienie podłoża gruntowego (slajd
54-65) Rybitwa Marcin
2
WYMOGI FORMALNE DLA
DRÓG I POBOCZY
Elementy składowe drogi
Oś drogowa
4
Klasy techniczne dróg
wojewódzkich,
powiatowych i gminnych
główne ruchu przyspieszonego (GP),
główne (G),
zbiorcze (Z),
lokalne (L),
dojazdowe (D).
Drogi wojewódzkie: G, Z, wyjątkowo GP,
Drogi powiatowe: G, Z, wyjątkowo L,
Drogi gminne: L, D, wyjątkowo Z.
5
Ustalanie liczby jezdni i
pasów ruchu
Droga klasy GP i niższej klasy powinna
mieć co najmniej jedną jezdnię z dwoma
pasami ruchu,
Dopuszcza się stosowanie jednej jezdni o
jednym pasie ruchu, przeznaczonym do
ruchu w obu kierunkach:
1.
Na drodze klasy Z lub L poza terenem
zabudowy – przy etapowaniu budowy lub
przy przebudowie drogi,
2.
Na drodze klasy D.
6
Szerokości pasów ruchu
Usytuowani
e drogi
Szerokość pasa ruchu [m] na drodze klasy
GP
G
Z
L
D
Poza
terenem
zabudowan
ym
3,50
3,00-3,50 2,75-3,00 2,50-2,75
2,50-2,75
3,50-3,00
Na terenie
zabudowy
3,50
3,50-3,25
3,50
3,50-3,25
3,25-3,00
3,50
3,50-3,25
3,25-2,75
3,00
3,00-2,50
2,50-2,25
3,50-3,00
7
Na drodze klasy Z, L i D szerokości pasa
ruchu może być zwiększona maksymalnie
do 3,50 m, jeżeli taka potrzeba wynika z
prognozowanej struktury rodzajowej lub
ilościowej ruchu.
Szerokości jezdni na drogowym obiekcie
inżynierskim powinna być nie mniejsza
niż przed obiektem.
8
Pochylenie poprzeczne jezdni
Jezdnia drogi powinna mieć pochylenie
poprzeczne umożliwiające sprawny spływ
wody.
Pochylenie powinno wynosić nie mniej
niż:
Nawierzchnia
twarda
ulepszona
twarda nie
ulepszona
gruntowa
ulepszona
Pochylenie ≥
%
2,0
3,0
4,0
9
Konstrukcja nawierzchni
Nawierzchn
ia
Warstwy
górne
nawierzchni
Warstwa ścieralna
Warstwa wiążąca
Podbudowa
zasadnicza
Górna warstwa podbudowy
zasadniczej
Dolna warstwa podbudowy
zasadniczej
Warstwy
dolne
nawierzchni
Podbudowa pomocnicza
Podbudowa mrozoochronna
Podłoże
gruntowe
Warstwa ulepszonego podłoża
Grunt rodzimy w wykopie lub grunt nasypowy w nasypie,
zaklasyfikowany do jednej z grup nośności podłoża od G1
do G4
10
11
Szerokości poboczy dla
drogi klasy GP i dróg
niższych klas:
Pobocza gruntowe:
1)
1,50 m - na drodze klasy GP,
2)
1,25 m – na drodze klasy G,
3)
1,00 m – na drodze klasy Z,
4)
0,75 m – na drodze klasy L lub D.
Pobocza utwardzone:
Na drogach klasy GP, G i Z pobocze utwardzone
powinno mieć szerokość nie większą od 1,50 m.
Przylegające do niego pobocze nie utwardzone
powinno mieć minimalną szerokość 0,75 m, a w
przypadku przebudowy lub remontu drogi dopuszcza
się 0,50 m.
12
Pochylenie poprzeczne
pobocza
Pobocze gruntowe (na prostym odcinku drogi, lub
krzywoliniowym o pochyleniu poprzecznym takim jak na
prostym):
1)
Od 6% do 8% - przy szerokości pobocza nie mniejszej niż 1,0 m,
2)
8% - przy szerokości pobocza mniejszej niż 1,0 m.
Pobocze gruntowe ( na krzywoliniowym odcinku drogi o
pochyleniu poprzecznym drogi innym niż na prostym):
1)
o 2% do 3% więcej niż pochylenie jezdni dla pobocza po
wewnętrznej stronie łuku,
2)
Równe pochyleniu jezdni – do szerokości 1,0 m pobocza , a na
pozostałej części - 2% w przeciwnym kierunku , jeżeli jest to
pobocze po zewnętrznej stronie łuku.
Pobocze utwardzone:
Pochylenie powinno być dopasowane do pochyleń pasa ruchu, na
którym się znajduje.
13
Chodnik
Chodnik powinien być oddalony od krawędzi jedni na
odległość nie mniejszą niż:
5 m dla dróg GP
3,5 m dla dróg G
W przypadku Z, L, D chodnik może być posadowiony
bezpośrednio przy jezdni lub pasie postojowym.
Dla klasy drogi L i D ulica w strefie zamieszkania
może być wykonana bez chodników.
W przypadku remontu, przebudowy danej ulicy
można usytuować ścieżkę bezpośrednio przy jezdni,
oddzielając pas ruchu znakami poziomymi. Dla dróg
klasy GP należy zastosować dodatkowo bariery
ochronne albo inne urządzenia pozwalające oddzielić
jezdnie od ścieżki.
14
Szerokości chodnika:
przy jezdni albo pasie postojowym ≥ 2,0
[m],
w trakcie przebudowy lub remontu drogi
może wynosić 1,25 [m] (wyłącznie dla
ruchu pieszych ),
zwiększana, gdy są na nim zamontowane
urządzenia ( np. znaki, drzewa),
Chodnik odsunięty o ≥ 1,5 [m], można
zmniejszyć do 1,0 [m] gdy jest
przeznaczony wyłącznie
dla pieszych.
15
Pochylenia chodników
Pochylenie podłużne:
nie powinno przekraczać 6%,
większe od 6% - należy zastosować
schody bądź przechylnie.
Pochylenie poprzeczne:
powinno wynosić od 1 do 3 %,
umożliwia zwinny
spływ wody
opadowej.
16
Odwodnienie dróg
Oddziaływanie wody na pas drogowy:
17
Odwodnienie drogi
Powierzchniowe:
- rowy przydrożne,
- muldy przydrożne,
- ścieki uliczne,
- ścieki drogowe.
Wgłębne:
- drenaż głęboki,
- drenaż płytki
.
Kanalizacyjne (podziemne):
- rowy kryte,
- ścieki kryte,
- kanalizacja deszczowa.
18
MATERIAŁY DO KONSTRUKCJI
NAWIERZCHNI I POBOCZY
Mieszanki mineralno-asfaltowe
Służą do wykonywania warstwy ścieralnej,
wiążącej oraz podbudowy zasadniczej;
stosuje się następujące mieszanki
mineralno-asfaltowe:
- mastyks grysowy (SMA),
- beton asfaltowy (AC),
- asfalt porowaty (PA),
- beton asfaltowy do bardzo cienkich
warstw (BBTM),
- asfalt lany (MA).
20
Podbudowy i warstwa
mrozoochronna
Do wykonania warstw podbudowy zasadniczej
stosuje się następujące materiały:
- mieszanki związane i niezwiązane spoiwami
hydraulicznymi (cement, żużel, popiół lotny,
spoiwo drogowe),
- mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjne,
- mieszanki mineralne z asfaltem spienionym,
- grunt stabilizowany spoiwem hydraulicznym.
- grunt niewysadzinowy.
21
Warstwa nawierzchniowa
Warstwa nawierzchniowa jezdni sztywnych
może być wykonana w postaci płyty
betonowej z betonu cementowego która w
zależności od kategorii ruchu może być:
- niedyblowana,
- dyblowana i kotwiona,
- zbrojona.
22
Dyble i kotwy
Dyble – stalowe pręty umieszczane w
sąsiednich płytach mające na celu
polepszenie współpracy płyt i
zapobieganie przemieszczeniom.
Kotwy – stalowe pręty służące połączeniu
płyt w szczelinach podłużnych w
nawierzchni betonowej.
Zbrojenie – w postaci stalowych prętów
mające na celu zapobieganie powstawaniu
rys i przenoszenia obciążeń rozciągających
23
Stal stosowana na kotwy i dyble powinna
być co najmniej klasy B250 lub B500;
średnice prętów wynoszą 10,12,16,20
mm; długość kotew powinna wynosić 800
mm.
Pręty zbrojeniowe powinny być klasy co
najmniej B500; ich średnica jest
uzależniona od obliczeń
24
Do wykonania warstwy nawierzchniowej
stosuje się następujące rodzaje cementów:
cement portlandzki CEM I 32,5 R lub N i 42,5
R lub N,
cement portlandzki żużlowy CEM II/A-S oraz
CEM II/B-S,
cement portlandzki wapienny CEM II/A-LL,
cement portlandzki popiołowy CEM II/A-V1,
cement portlandzki wieloskładnikowy CEM
II/A-M,
cement hutniczy CEM III A
25
Do betonu stosuje się również różne
domieszki takie jak:
napowietrzające,
uplastyczniające,
upłynniające,
opóźniające.
Stosuje się również dodatki do betonu:
typ I – tzw. wypełniacze nieposiadające
właściwości wiążących (mączka wapienna),
typ II – wpływające na wiązanie (popioły
lotne, pył krzemionkowy)
26
Warstwa poślizgowa
Wykonywana z geowłókniny o
odpowiednich parametrach
wytrzymałościowych.
W drogownictwie stosuje się również
inne geosyntetyki takie jak: geosiatki
komórkowe i płaskie, geotkaniny,
geomembrany i geokompozyty.
27
Materiały kamienne
Kruszywa naturalne – pochodzenia
mineralnego; poza obróbką mechaniczną
nie zostały one poddane innej obróbce
(piasek, żwir, pospółka),
Kruszywa łamane – otrzymywane przez
rozdrobnienie twardych skał; wyróżnia się
zwykłe i granulowane; dzieli się je na
frakcje: miał, kliniec, tłuczeń, niesort oraz
napiasek łamany i grys.
28
Kruszywa sztuczne – otrzymywane
podczas przemysłowej obróbki termicznej
popiołów lotnych, glin, iłów i łupków;
dzielimy je na spiekane, spieniane i
granulowane; w drogownictwie
stosowane do produkcji masy asfaltowej
Kruszywa z recyklingu – powstają w
wyniku przeróbki nieorganicznych
materiałów zastosowanych uprzednio w
budownictwie
29
Lepiszcza bitumiczne
Asfalty drogowe – otrzymywane w procesie
utleniania pozostałości podestylacyjnej ropy
naftowej, ze względu na twardość wyróżnia
się 9 rodzajów: 20/30, 30/45, 35/50, 40/60,
50/70, 70/100, 100/150, 160/220, 250/330.
Polimeroasfalty – asfalty modyfikowane
polimerami (elastomerami i plastomerami);
wyróżnia się 4 rodzaje: DE30, DE80, DE150,
DE250.
30
31
System oceny stanu
nawierzchni i poboczy
32
Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad
(GDDKiA) na początku lat 90 zatwierdziła dokument,
w którym określono:
zakresy pomiarowe cech eksploatacyjnych
nawierzchni sieci dróg krajowych,
podział obowiązków uczestników kampanii
pomiarowej,
tryb finansowania.
Wymienione elementy składają się na Strategię
realizacji pomiarów w ramach Systemu Oceny Stanu
Nawierzchni (SOSN) oraz Systemu Oceny Stanu
Poboczy i Odwodnienia Dróg (SOPO), nazywanych
Systemami Diagnostyki Sieci Drogowej (SDSD).
33
System oceny stanu dróg
Parametry stanu
technicznego nawierzchni
Stan techniczny nawierzchni określają
m.in. następujące parametry techniczno-
eksploatacyjne:
Nośność,
Stan spękań,
Równość podłużna,
Koleiny,
Stan powierzchni,
Właściwości przeciwpoślizgowe.
34
Nośność nawierzchni
Określa się wskaźnikiem nośności na
podstawie pozostałej trwałości nawierzchni
wyznaczonej na podstawie ugięcia
standaryzowanego oraz kategorii ruchu i typu
konstrukcji nawierzchni.
Badanie ugięć nawierzchni ugięciomierzem typu FWD
35
Stan spękań
Określa się wskaźnikiem spękań nawierzchni na
podstawie oceny wizualnej uszkodzeń nawierzchni.
Rodzaje spękań
Siatkowe
Poprzeczne
Podłużne
Krawędziowe
Przyczyny
Niedostateczna
nośność
konstrukcji
Ruchy
nawierzchni pod
warstwą ścieralną
Nieszczelne
połączenia
technologiczne na
styku pasów
nawierzchni
Brak odwodnienia
Zawilgocenie
Źle wykonane
poprzeczne
spoiny
Skurcz i osiadanie
warstw niżej
leżących
36
Równość podłużna
Określana jest na podstawie pomiaru profilu
podłużnego nawierzchni urządzeniami
profilometrycznymi.
37
Koleiny
Określa się na podstawie pomiaru ich głębokości w
równoodległych przekrojach poprzecznych specjalistycznymi
urządzeniami.
Koleiny podłużne
Przyczyny
Niedostateczna stabilność mas bitumicznych
Niedostateczna nośność podbudowa lub podłoża
Odciski i ślady w miejscach postojów pojazdów
oraz sfalowania w rejonach skrzyżowań (skutek
hamowania i przyspieszania)
38
Stan powierzchni
Określa się wskaźnikiem stanu powierzchni na
podstawie oceny wizualnej uszkodzeń
nawierzchni (pęknięcia, łaty, wyboje, ubytki
ziaren).
39
Właściwości przeciwpoślizgowe
Określa się na
podstawie
pomiaru
współczynnika
tarcia
urządzeniami
(zestawami)
pomiarowymi.
Przykład urządzenia pomiarowego SRT-3
40
Kryteria oceny dla System
Oceny Stanu Nawierzchni
(SOSN)
Kryteria oceny wyznaczają trzy poziomy decyzyjne stanu
technicznego nawierzchni, dla którego wyróżnia się cztery
klasy: A, B, C, D.
Poziom
pożądan
y
Klasa A-
stan dobry
Nawierzchnie nowe, odnowione
i eksploatowane, dopuszczalne
występowanie sporadycznych
uszkodzeń, nawierzchnie nie
wymagające remontów.
Klasa B- stan
zadowalający
Poziom
ostrzegaw
czy
Klasa C- stan
niezadowalają
cy
Nawierzchnie ze znaczącymi
uszkodzeniami, wymagane
zaplanowanie remontu
Poziom
krytyczny
Klasa D- stan
zły
Nawierzchnie z licznymi i rozległymi
uszkodzeniami, wymagany
natychmiastowy remont
Łączne potrzeby remontowe
Klasa C
Klasa D
Natychmiastowe potrzeby
remontowe
Klasa D
41
System Oceny Stanu
Poboczy i Odwodnienia
Dróg (SOPO)
System SOPO składa się z następujących
modułów funkcjonalnych:
Moduł rejestracji obejmuje zasady
inwentaryzacji i zapisu danych o stanie
poboczy, pasów dodatkowych i odwodnienia
dróg.
Moduł oceny obejmuje procedury
przetwarzania danych z inwentaryzacji i
kryteria do określenia stanu technicznego
ww. elementów pasa drogowego.
Komputerowy system
informatyczny składa się z bazy danych,
przechowującej wyniki pozyskiwane w
ramach modułu rejestracji oraz z procedur
wykonawczych
42
Klasyfikacja stanu poboczy
nieutwardzonych i elementów
odwodnienia
Na drogach krajowych stan poboczy ocenia się
według kryteriów określonych dla wskaźnika WP.
Ocenie podlegają zarówno pobocza przylegające
bezpośrednio do jezdni, jak i pobocza
nieutwardzone występujące za poboczami
asfaltowych.
Na drogach krajowych stan odwodnienia ocenia się
według kryteriów
określonych
dla wskaźnika WO.
43
Utrzymanie, naprawa i
odnowa nawierzchni
drogowych
44
Rodzaje robót przy utrzymaniu
dróg
Utrzymanie bieżące polega na stałym
wykonywaniu robót zapewniających porządek,
czystość i należyty stan techniczny drogi.
Możemy do nich zaliczyć:
Usuwanie z jezdni lodu, śniegu i błota
Oczyszczanie przepustów, rur pod zjazdami,
studzienek ściekowych, rowów, itp.
Koszenie trawy na poboczach
Wypełnianie szczelin nawierzchni betonowej
45
46
47
Naprawy bieżące i średnie są kluczem do
uzyskania trwałości i prawidłowej
eksploatacji nawierzchni. Zakres
opisywanych napraw obejmuje naprawę
dziur, wybojów oraz kolein.
W trakcie naprawy nawierzchni należy badać
przyczyny powstawania uszkodzeń, niektóre
z nich mogą być spowodowane czynnikami
poza eksploatacyjnymi: złe odwodnienie,
wadliwe wykonanie, słabe podłoże.
48
Wykonanie bieżących i
średnich napraw
nawierzchni
1)
Nadające się do remontu uszkodzone miejsca w
nawierzchni (wyboje, koleiny, dziury) należy
ręcznym lub mechanicznym narzędziem wyciąć
pionowo w kształcie prostokąta.
2)
Wyciętą część nawierzchni należy oczyścić a
następnie wypełnić materiałem o tych samych
właściwościach co pozostała nawierzchnia.
3)
Następnie należy zapewnić dobre połączenie
nowego materiału z nienaruszoną częścią
nawierzchni.
4)
Na koniec ułożony materiał trzeba zagęścić do
takiego samego stopnia jak stara nawierzchnia.
49
50
51
52
Naprawy główne czyli odnowę nawierzchni
wykonujemy gdy uszkodzenia nawierzchni
są większe niż 15-20% całkowitej jej
powierzchni. Odnowa może obejmować tylko
naprawę warstwy ścieralnej. Nowa warstwa
powinna być tej samej grubości, gdy nie
przewiduje się wzrostu natężenia ruchu.
Jeżeli okres eksploatacji był zbyt krótki lub
przewiduje się wzrost natężenia ruchu, to
trzeba ułożyć nową warstwę bardziej
wytrzymałą.
53
Wzmacnianie podłoża
gruntowego
54
Rola warstwy ulepszonego
podłoża i dolnych warstw
konstrukcji nawierzchni
Rolą warstwy ulepszonego podłoża i dolnych warstw
konstrukcji nawierzchni jest:
a)
W czasie budowy drogi – rozłożenie naprężeń od
ruchu technologicznego, ochrona przed powstaniem
uszkodzeń na każdym etapie prac budowlanych oraz
zapewnienie prawidłowego ułożenia i zagęszczenia
górnych warstw nawierzchni.
b)
W czasie eksploatacji nawierzchni – bezpieczne
przejęcie obciążeń od ruchu pojazdów oraz ochrona
nawierzchni przed negatywnymi skutkami działania
wody i przed wysadzinami powodowanymi przez
szkodliwe działanie mrozu oraz zagwarantowanie
stateczności wysokich skarp
Warstwa ulepszonego podłoża powinna być wykonana na
całej szerokości korpusu ziemnego.
55
Wymagania w zakresie nośności
Nośność na powierzchni dolnych warstw konstrukcji
nawierzchni określa wartość wtórnego modułu odkształcenia
E2, wyznaczonego z badania płytą pod naciskiem
statycznym. Wymaganie w zakresie nośności na powierzchni
najwyższej spośród dolnych warstw konstrukcji nawierzchni
jest uzależnione od kategorii ruchu, zgodnie z tablicą 9.1.
Tablica 9.1. Wymagania w zakresie nośności na powierzchni dolnych warstw
konstrukcji nawierzchni w zależności od kategorii ruchu
Lp
.
Kategoria
ruchu
Wymagana nośność na
powierzchni dolnych
warstw konstrukcji
nawierzchni
1
2
3
1.
KR1-KR2
E
2
≥ 80 MPa
2.
KR3-KR4
E
2
≥ 100 MPa
3.
KR5-KR7
E
2
≥ 120 MPa
56
Metody wzmacniania
podłoża gruntowego
Wymiana gruntu polega na zastąpieniu
gruntu o słabej nośności warstwą gruntu o
lepszych parametrach wytrzymałościowych
(np. pospółka ,żwir), metoda najczęściej
stosowana przy gruntach organicznych
(np. torfy),opłacalna
głębokość wymiany
gruntu do 5m.
57
Wymiana gruntu na dojazdach do Mostu Siekierkowskiego w
Warszawie
58
Konsolidacja jest to proces kompresji gruntu
pod własnym lub zewnętrznym obciążeniem.
Mechanizm konsolidacji oparty jest na
zmniejszaniu się przestrzeni porowej (a więc też
objętości gruntu) połączony z wyciśnięciem
wody ze szkieletu gruntowego. Konsolidacji
ulegają różne grunty mineralne oraz organiczne
(np. torf). Ze względu na wytrzymałość podłoża
może zaistnieć konieczność budowy nasypu
etapowo lub zastosowanie nasypu
przeciążającego.
59
Drenaż pionowy
Technologia drenażu pionowego polega na
zainstalowaniu prefabrykowanych drenów w
podłożu, które przyspieszają konsolidacje
gruntów nieprzepuszczalnych. Dreny pionowe to
płaskie, plastikowe, elastyczne przewody o
przekroju okrągłym lub owalnym. Drenaż
pionowy stosowany jest najczęściej w gruntach
spoistych pod nasypami drogowymi lub
parkingami. W zależności od warunków
geologicznych i wymagań projektowych rozstaw
drenów przyjmuje się od 0,5m do 1,5m.
60
Technologia Drenażu Pionowego
61
Zagęszczanie dynamiczne
Idea metody zakłada ulepszenie słabego podłoża za
pomocą uderzeń o dużej energii. W wyniku działania
fali uderzeniowej grunt ulega zagęszczeniu struktury i
zmianie głębokości zalegania. Energia przekazywana
jest na podłoże za pomocą wielokrotnych uderzeń
odpowiednio ukształtowanego ciężaru (stalowy ubijak)
o masie od 10 do 40 ton spadającego z wysokości od
5 do 40 m.
Metoda konsolidacji dynamicznej składa się z dwóch
faz ubijania: w pierwszej fazie zagęszczane są punkty
w siatce podstawowej. Po zakończeniu właściwego
ubijania na całym wzmacnianym obszarze następuje
ubijanie powierzchniowe.
62
Technologia Dynamicznego Zagęszczania
63
Iniekcja strumieniowa
Metoda iniekcji strumieniowej polega na
zniszczeniu naturalnej struktury gruntu
strumieniem cieczy o bardzo dużym ciśnieniu (do
80 MPa), a następnie zmieszaniu gruntu z
zaczynem cementowym, którego efektem jest
powstanie tzw. cementogruntu. Do wzmacniania
gruntu stosuje się iniekt z zawiesiny cementowej
natomiast do uszczelniania zawiesinę cementową
z dodatkami (np. emulsja asfaltowa).
Stosując metodę iniekcji strumieniowej uzyskuje
się równomierne rozprowadzenie spoiwa w
gruncie.
64
Technologia Iniekcji Strumieniowej
65
Bibliografia
[1] Katalog typowych konstrukcji nawierzchni
podatnych i półsztywnych Gdańsk 2012r.
[2] Lekkie konstrukcje oporowe. A. Jarominiak Warszawa
2000r.
[3] Mały poradnik drogowca W. Dębski Warszawa 1974r.
[4] Katalog zabezpieczeń powierzchniowych drogowych
obiektów inżynierskich cz.1 wymagania. GDDKiA
Żmigród 2002r.
[5] Dz.U.1999.43.430 - Rozporządzenie Ministra
Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r.
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie
66
Dziękujemy za uwagę ;)
67