Sprawozdanie z Inżynierii leśnej

„Drogownictwo leśne”

Grunty wykorzystuje się jako:

• podłoże

• elementy drogi tzn. na warstwę odsączająco-odcinającą

• nasypy

• jako nawierzchnia ( warstwa nośna )

Grunty charakteryzują się różnym składem granulometrycznym (udziałem poszczególnych frakcji ) , a przez to różna jest ich przydatność i technika postępowania w drogownictwie .

Grunty dzielimy na :

• sypkie tj. np. żwir, pospółka

• mało spoiste ( przejściowe ) tj. np. piasek gliniasty, piasek pylasty, pył

• spoiste tj. np. iły, gliny

	Frakcje
Grunt	Żwir	Piasek	Pył	Ił
1	82	15	3	-
2	-	96	4	-
3	-	67	28	5
4	-	49	29	22

Rozpoznanie gruntu:

1 - żwir

2 - piasek gliniasty

3 - glina piaszczysta

4 - glina ciężka

Uziarnienie :

U - wskaźnik uziarnienia

U=d₆₀/d₁₀

d₆₀ -średnica oczka sita przez które przeleci 60% materiału [mm]

d₁₀ -średnica oczka sita przez które przeleci 10 %materiału [mm]

1 d₆₀ = 0,07 d₁₀ =0,0015 U=46,7 grunt b. różnoziarnisty

2 d₆₀ = 0,25 d₁₀ =0,006 U=41,7 grunt b. różnoziarnisty

3 d₆₀ =0,4 d₁₀=0,13 U=3,08 grunt równoziarnisty

4 d₆₀ =7 d₁₀ =0,25 U=28 b. różnoziarnisty

Ziarnistość gruntu określono na podstawie wartości U

U≤ 5 grunt równoziarnisty

5< U ≤ 15 grunt różnoziarnisty

U> 15 grunt bardzo różnoziarnisty

Plastyczność gruntu

Wskaźnik plastyczności I_p =W_l-W_p W_l -granica płynności

W_p-granica plastyczności

Uwaga: dla gruntów sypkich nie określa się

grunt: 1 I_p=38,0-14,0=24,0

2 I_p= 24,0-11,0=13

3 I_p= 20,0-11,0=9,0

4 I_p = nie ma

Zagęszczalność gruntu :

1 ω_opt=8,0 γ_d= 1,85

2 ω_opt=11,0 γ_d=2,00

3 ω_opt=11,0 γ_d=1,95

4 ω_opt=14,0 γ_d= 1,80

Kapilarność gruntu H_Knb (podsiąkanie kapilarne niebezpieczne)

1 H_Knb= brak

2 H_Knb=0,8 grunt niewysadzinowy

3 H_Knb=1,0 grunt na pograniczu niewysadzinowego i wątpliwego

4 H_Knb=1,5 grunt wysadzinowy

zależnie od współczynnika H_Knb grunty dzielimy na :

• H_Knb<1m grunt niewysadzinowy

• 1<H_Knb<1,3 grunt wątpliwy (w domyśle wysadzinowy)

• H_knb>1,3 grunt wysadzinowy

W zależności od poziomu wody gruntowej i wartości współczynnika H_knb mogą wystąpić 3 przypadki :

H_p -głębokość przemarzania

H_w -poziom wody gruntowej

1. H_w>H_Knb+0,2+H_p spełniony warunek -grunt niewysadzinowy

2. H_w≤H_Knb+H_p grunt wysadzinowy, drogę trzeba wybudować na nasypie. Nasyp musi być tak wysoki aby był spełniony warunek

H_w>H_Knb+0,2+H_p

3. H_p sięga do lustra wody lub podsiąkanie kapilarne sięga do poziomu gleby

Przydatność gleby na warstwę odsączająco-odcinającą

Aby gleba była przydatna na warstwę odsączająco-odcinającą musi spełniać pewne warunki tj.

1. najlepiej aby była to substancja różnoziarnista

2. musi w miarę szybko przenosić wodę. Dlatego posługujemy się wskaźnikiem wodoprzepuszczalności (filtracji) K₁₀

gdy K₁₀>3(5)m/dobę czyli 3(5) *10^-3cm/sek grunt nadaje się na warstwę odsączająco-odcinającą.

1 10 nadaje się na warstwę , ale można dodać trochę piasku

2 10^-5 nie nadaje się na warstwę odsączająco-odcinającą

• 10^-7 nie nadaje się na warstwę odsączająco-odcinającą

• 10^-8 nie nadaje się na warstwę odsączająco-odcinającą

Przydatną cechą jest współczynnik CBR (%)

1 CBR=25÷40%

2 CBR=10÷15%

3 CBR=5÷15%

4 CBR=6÷12%

Podsumowanie:

Na obszarze, na którym mam budować drogę wystąpiły następujące rodzaje gruntu: żwir, piasek gliniasty, glina piaszczysta, glina ciężka.

Spośród gruntów, które wystąpiły na moim obszarze na warstwę odsączająco-odcinającą nadaje się żwir(po ewemtualnym dodaniu piasku). Pozostałe grunty w zasadzie nie mogą być zastosowane w tym celu.

STABILIZACJE DRÓG LEŚNYCH

Stabilizacja granulometryczna polega na doziarnieniu gruntu rodzimego tzn. dodaniu do niego takich frakcji, aby uzyskać uziarnienie mieszanki optymalnej.

Zakładam, że na miejscu budowy drogi znajduje się piasek gliniasty (gleba nr.3), który po zmieszaniu z gliną ciężką (gleba nr.1) będzie miał właściwości zbliżone do mieszanki optymalnej.

Powyższe gleby należy zmieszać w następujących proporcjach:

dane: odcinek 31 =54mm

odcinek 30=12

odcinek 01=42

proporcje gleb :

gleba 1 12/54=0,22 ⇒22%

gleba 3 42/54=0,78 ⇒78%

dowożenie 22% gleby 4 jest na granicy opłacalności ekonomicznej, chyba że transport odbywał się będzie na bliską odległość .

Obliczenia dla żwiru:

Zakładam, że na miejscu budowy drogi znajduje się żwir (gleba nr.4), który po zmieszaniu z piaskiem gliniastym (gleba nr.3) będzie miał właściwości zbliżone do mieszanki optymalnej.

Powyższe gleby należy zmieszać w następujących proporcjach:

dane: odcinek 34 =103mm

odcinek 30=79

odcinek 04=24

proporcje gleb :

gleba 4 79/103=0,77 ⇒77%

gleba 3 24/103=0,23 ⇒23%

dowożenie 23% gleby 3 jest na granicy opłacalności ekonomicznej, chyba że transport odbywał się będzie na bliską odległość .

Stabilizacja wapnem:

Do stabilizacji wapnem nadają się grunty, które zawierają przynajmniej 10% frakcji ilastej. W przypadku stabilizacji wapnem gleba nie powinna zawierać więcej niż 10% związków organicznych . Kwasowość nie ma większego znaczenia. Po wykonaniu stabilizacji grunt staje się nienasiąkliwy oraz mało plastyczny. Stabilizację prowadzimy do głębokości 15cm. Prace prowadzimy w następujący sposób:

1. obliczamy ilość wapna na jednostkę powierzchni (m²) oraz ilość wody potrzebną do stabilizacji (na m²)

2. rozsypujemy wapno na powierzchni drogi, a następnie mieszamy je z glebą na drodze za pomocą glebogryzarki na głębokość 15cm.

3. po wymieszaniu polewamy wodą.

UWAGA: nie należy przesadzać z ilością wapna gdyż jeśli dodamy o 3÷5% za dużo, grunt po namoczeniu nie daje się zastabilizować.

Ilość wapna obliczamy z wzoru:

W_wp=γ_d*h*x h-głębokość stabilizacji

x -procentowy dodatek wapna 8÷9%

ilość wody obliczamy z wzoru:

W_w=γ_d*x*h*(W_opt -W_akt) W_opt - wilgotność optymalna

W_akt - wilgotność aktualna

do stabilizacji wapnem nadaje się glina ciężka

W_wp=18,0*0,15*0,09=0,24kg/m²

zakładam, że wilgotność aktualna wynosi 4%

W_w=18,0*0,24*(0,14-0,04)=0,43 l/m²

Stabilizację popiołami lotnymi z węgla brunatnego prowadzi się w podobny sposób jak stabilizację wapnem, z tym że w tej metodzie nie jest tak ważne dokładne dawkowanie stabilizatora.

STABILIZOWANIE GRUNRÓW SYPKICH

Stabilizacja cementem:

Cementem możemy stabilizować grunty sypkie i mało spoiste, które mają mniej niż 10% frakcji ilastej oraz nie mogą zawierać więcej niż 2% związków organicznych. Ponadto ważne jest aby pH gleby nie było niższe niż 4,5 . Dodatek cementu stanowi 6÷12% .

Stabilizację prowadzimy do głębokości 15cm. Prace prowadzimy w następujący sposób:

4. obliczamy ilość cementu na jednostkę powierzchni (m²) oraz ilość wody potrzebną do stabilizacji (na m²)

5. rozsypujemy cement na powierzchni drogi, a następnie mieszamy je z glebą na drodze za pomocą glebogryzarki na głębokość 15cm.

6. po wymieszaniu polewamy wodą.

Ilość cementu obliczamy z wzoru:

W_wp=γ_d*h*x h-głębokość stabilizacji

x -procentowy dodatek cementu

ilość wody obliczamy z wzoru:

W_w=γ_d*x*h*(W_opt -W_akt) W_opt - wilgotność optymalna

W_akt - wilgotność aktualna

do stabilizacji cementem nadaje się piasek gliniasty oraz żwir po dodaniu piasku .Ja do stabilizacji wybieram piasek gliniasty. Dodatek cementu 10%

W_wp=20,0*0,15*0,10=0,30kg/m²

zakładam, że wilgotność aktualna wynosi 4%

W_w=20,0*0,30*(0,11-0,04)=0,42 l/m²

Zalety:

Zaletą stabilizacji cementem jest to, że tak zastabilizowana droga może stanowić podbudowę dla drogi kat.1

Wady:

Po wykonaniu stabilizacji przez ok. miesiąc nie można użytkować drogi.

Uwagi:

Beton można impregnować bituminami (ok. 1 l/m²) lub posypać warstwą gruntu o grubości 3÷5 cm w celu wypełnienia porów i zabezpieczenia betonu przed niszczącym działaniem mrozu i uszkodzeniami mechanicznymi.

STABILIZACJA GRANULOMETRYCZNA ŻUŻLEM GRANULOWANYM

W celu zastabilizowania gruntu tym sposobem należy dodać 20÷25%

żużla granulowanego oraz 2÷3% katalizatora (np. wapno) . Jako karalizatora możemy dodać 3÷4% popiołu aktywnego.

STABILIZACJA ŻYWICAMI SYNTETYCZNYMI

Do gruntu za pomocą wtryskarki wtryskuje się żywicę, a następnie miesza się np. za pomocą glebogryzarki. Ta metoda stabilizacji jest kosztowna, dlatego rzadko się ją stosuje.

STABILIZACJA UPŁYNNIONYM ASFALTEM AUG

Do mieszanej gleby za pomocą wtryskarki wtryskuje się upłynniony asfalt AUG . Ta metoda stabilizacji jest kosztowna, dlatego rzadko się ją stosuje. Stanowi dobrą stabilizację dla dróg kat. 3 oraz jako podbudowa dla dróg kat. 2

Spośród w/w rodzajów stabilizacji gruntów sypkich ja wybrałem stabilizację żużlem granulowanym. Wybór uzasadniam dostępnością surowca (huta) oraz mniejszymi kosztami (ceny materiałów), a także brakiem specjalistycznego sprzętu, który należałoby sprowadzać, co wiąże się z dodatkowymi kosztami. Do stabilizacji tym sposobem nadaje się piasek gliniasty.

zakładam 20% dodatek żużla

ilość żużla obliczam z wzoru:

W_ż=γ_d*h*ż% gdzie γ_d ; h jak wyżej

ż% - procentowy dodatek żużla

W_ż=20,0*0,15*0,2=0,6kg/m²

dodatek wody z wzoru:

W_w=γ_d*h*(W_opt -W_akt) W_opt - wilgotność optymalna

W_akt - wilgotność aktualna

zakładam, że wilgotność aktualna wynosi 4%

W_w=20,0*0,15*(0,11-0,04)=0,21 l/m²

Budowa dróg leśnych

Drogi leśne dzielimy na kategorie ze względu na łączną objętość ładunku jaki jest nimi przewożony w ciągu roku.

Kat. L 3 ładunek do 5000m³/rok -najczęściej wykonane w systemie powierzchniowym, o małym natężeniu ruchu, jednowarstwowe.

Kat. L 2 ładunek od 5000 do 10000m³/rok -są to podstawowe drogi wywozowe, wymagana dwuwarstwowa nawierzchnia (wyjątek stanowi nawierzchnia zastabilizowana cementem). Nawierzchnie te to tak zwane twarde nieulepszone . Jednopasmowe. Woda ma możliwość przenikania.

Kat. L 1 ładunek powyżej 10000m³/rok -to tzw. twarde ulepszone. Dwupasmowe, woda nie przenika przez powierzchnię. Występuje tutaj zawsze:

1. nawierzchnia (najczęściej bitumiczna 3÷5cm)

2. podbudowa (jedno lub dwuwarstwowa)

Uogólniając drogi buduje się wg. schematu:





na drogach leśnych warstwa jezdna jest jednowarstwowa , ale na drogach publicznych warstwa jezdna może składać się z następujących warstw:

-warstwy ścieralnej

-warstwy wiążącej

-warstwy wyrównującej

także podbudowa drogi może być jednowarstwowa lub wielowarstwowa.

Wyróżniamy trzy systemy wbudowania nawieżchni w korpus drogi:

-korytowy




-powierzchniowy




-powierzchniowy z wtórnie wytworzonym korytem







RODZAJE NAWIERZCHNI DRÓG LEŚNYCH

KATEGORIA L1

NAWIERZCHNIA	NA PODŁOŻU SYPKIM	NA PODŁOŻU MAŁO SPOISTYM	NA PODŁOŻU SPOISTYM
Bitumiczna na podbudowie z gruntu stabilizowanego cementem	stabilizowanego cementem	jak obok, z tum że przed stabilizacją możemy doziarnić gruntem szkieletowym (10-15%)	nie wykonuje się
bitumiczna asfaltowa na podbudowie tłucz- niowej	a) 3-5cm dywanik bitumiczny b) 10-12 tłuczeń drobny φ20- 40 mm+ kliniec +miał kamienny c) tłuczeń gruby φ40-80mm	jak obok, ale można dodać 10-15cm piasku jako warstwę odsącza- jąco-odcinającą	jak obok, ale można dodać 20-30cm piasku jako warstwę odsączającoodcinającą lub 15cm stabilisacji wapnem
bitumiczna na podbudowie brukowej	wyrównanie klińcem i miałem kamiennym	jak obok +10cm piasku jako warstwa odsączająco-odcinają- ca	jak obok, ale można dodać 20-30cm piasku jako warstwę odsączającoodcinającą lub 15cm stabilisacji wapnem

DROGI KATEGORII L2

Drogi kategorii L2 buduje się z głównie jako dwuwarstwowe jednopasowe

NAWIERZCHNIA	NA PODŁOŻU SYPKIM	NA PODŁOŻU MAŁO SPOISTYM	NA PODŁOŻU SPOISTYM
Tłuczniowa	a)impregnat (asfalt 2Ⴘ2,5kg/m^2) b)10-12cm tłuczeń drobny +kliniec +miał c)14-15cm tłuczeń gruby	jak obok, ale można dodać 10-15cm piasku jako warstwę odsącza- jąco-odcinającą	jak obok, ale można dodać 20-30cm piasku jako warstwę odsączającoodcinającą lub 15cm stabilisacji wapnem
Żużlowe	a) 10-12 żużel paleniskowy (drobny) lub wielkopiecowy z dodatkiem piachu b)14-15 żużel wielkopiecowy	jak obok, ale można dodać 10-15cm piasku jako warstwę odsącza- jąco-odcinającą	jak obok, ale można dodać 20-30cm piasku jako warstwę odsączającoodcinającą lub 15cm stabilisacji wapnem




NAWIERZCHNIA	NA PODŁOŻU SYPKIM	NA PODŁOŻU MAŁO SPOISTYM	NA PODŁOŻU SPOISTYM
żwirowa	a)10-12cm żwiru sortowanego +miał kamienny b)14-15cm pospółki nieprzesiewanej jako podbudowa φ 0÷60mm	jak obok, ale można dodać 10-15cm piasku jako warstwę odsącza- jąco-odcinającą	jak obok, ale można dodać 20-30cm piasku jako warstwę odsączającoodcinającą lub 15cm stabilisacji wapnem
żwirowo-żużlowa	a) 10-12 żużel paleniskowy (drobny) lub wielkopiecowy z dodatkiem piachu b)14-15cm pospółki nieprzesiewanej jako podbudowa φ 0÷60mm	jak obok, ale można dodać 10-15cm piasku jako warstwę odsącza- jąco-odcinającą	jak obok, ale można dodać 20-30cm piasku jako warstwę odsączającoodcinającą lub 15cm stabilisacji wapnem
żużlowo- tłuczniowa	a)impregnat (asfalt 2Ⴘ2,5kg/m^2) b)10-12cm tłuczeń drobny +kliniec +miał

Drogi L2 jednowarstwowe

Mirż Grzegorz gr.6

8

warstwa jezdna

podbudowa

3-5cm asfaltu

15-18 cm grunt

3-5cm asfaltu

wyrównanie

16-20cm brukowiec

15-18 cm grunt

---