32. Nawierzchnie drogowe i szynowe

NAWIERZCHNIE DROGOWE

Konstrukcja nawierzchni - układ warstw nawierzchni wraz ze sposobem ich połączenia.

Nawierzchnia - warstwa lub zespół warstw służących do przejmowania i rozkładania obciążeń od ruchu na podłoże gruntowe i zapewniających dogodne warunki dla ruchu, zazwyczaj zawiera następujące warstwy:

• Warstwa ścieralna - górna warstwa nawierzchni poddana bezpośrednio oddziaływaniu ruchu i czynników atmosferycznych.

• Warstwa wiążąca - warstwa znajdująca się między warstwą ścieralną a podbudową, zapewniająca lepsze rozłożenie naprężeń w nawierzchni i przekazywanie ich na podbudowę.

• Warstwa wyrównawcza (nie musi zawsze występować) - warstwa służąca do wyrównania nierówności podbudowy lub profilu istniejącej nawierzchni.

• Podbudowa - dolna część nawierzchni służąca do przenoszenia obciążeń od ruchu na podłoże. Podbudowa może składać się z podbudowy zasadniczej i podbudowy pomocniczej.

Podłoże nawierzchni - grunt rodzimy lub nasypowy, leżący pod nawierzchnią do głębokości przemarzania.

Podłoże ulepszone nawierzchni - górna warstwa podłoża, leżąca bezpośrednio pod nawierzchnią, ulepszona w celu umożliwienia przejęcia ruchu budowlanego i właściwego wykonania nawierzchni

Warstwy dodatkowe ulepszonego podłoża:

• Warstwa mrozoochronna - warstwa, której głównym zadaniem jest ochrona nawierzchni przed skutkami działania mrozu.

• Warstwa odcinająca - warstwa stosowana w celu uniemożliwienia przenikania cząstek drobnych gruntu do warstwy nawierzchni leżącej powyżej.

• Warstwa odsączająca - warstwa służąca do odprowadzenia wody przedostającej się do nawierzchni.

KLASYFIKACJE NAWIERZCHNI:

1. Kryterium odkształcalności:

   1. Nawierzchnie podatne: Nawierzchnie, w których wszystkie warstwy w zależności od temperatury i wielkości obciążeń pracują (przenoszą obciążenia) w zakresie odkształceń sprężystych natychmiastowych, sprężystych opóźnionych (lepko-sprężystych), plastycznych i lepkich. Przykłady: nawierzchnie asfaltowe na podbudowie z kruszywa, nawierzchnie nieulepszone tj. tłuczniowe, żwirowe, nawierzchnie brukowane na podbudowie z kruszywa.

   2. Nawierzchnie sztywne: Nawierzchnie, które pracują w zakresie odkształceń sprężystych oraz niewielkich plastycznych. Przykłady: nawierzchnie w których górna warstwa wykonana jest z betonu cementowego, na podbudowie z mieszanek związanych spoiwem ew. lepiszczem, (chude betony, stabilizacje cementem, betony asfaltowe) lub podbudowie z kruszywa, nawierzchnie brukowane na podbudowie sztywnej, z wypełnieniem spoin zaprawą cementowo-piaskową.

   3. Nawierzchnie półsztywne: Nawierzchnie, w których w podbudowie znajduje się warstwa związana cementem (chudy beton, stabilizacja kruszywa cementem). Przykłady: nawierzchnia asfaltowa na podbudowie pomocniczej z chudego betonu lub kruszywa stabilizowanego cementem.

2. Kryterium rodzaju konstrukcji i przydatności do ruchu:

   1. Nawierzchnie twarde

      • nieulepszone: tłuczniowe, z brukowca z kostki nieregularnej

      • ulepszone: przydatne do szybkiego ruchu samochodowego, równe i bezpylne

   2. Nawierzchnie gruntowe ulepszone (stabilizowane spoiwami, żwirowe)

3. Kryterium wg kategorii ruchu

4. Kryterium sposobu wykonania

   1. Konstrukcje jezdni monolityczne, wykonane bezpośrednio na drodze i ewentualnie podzielone szczelinami ze względu na konieczność redukcji wpływów termicznych i skurczu

   2. Konstrukcję prefabrykowane, wykonane z elementów gotowych (płyt prefabrykowanych)

   3. Makadamowe, wykonane z kruszywa o wąskich frakcjach uziarnienia, zagęszczonych w odrębnych warstwach wzajemnie się klinujących

   4. Brukowe, układane sposobem brukarskim, tzn. ręcznie z elementów szczelnie układanych obok siebie

5. Kryterium przepuszczalności

   1. NAWIERZCHNIE NIEPRZEPUSZCZALNE

Np. asfaltowe (poza porowatymi), z betonu cementowego, z elementów drobnowymiarowych układanych na podsypce związanej i z wypełnieniem szczelin szczelnym, z żywic (chodniki na mostach, ścieżki rowerowe)

2. NAWIERZCHNIE PRZEPUSZCZALNE

Np. z elementów drobnowymiarowych układanych na podsypce piaskowej lub żwirkowej bez spoiwa i wypełnieniem szczelin piaskiem, z asfaltu porowatego

CZYNNIKI ODDZIAŁYWUJĄCE NA NAWIERZCHNIĘ:

1.Obciążenia od kół pojazdów (obciążenia statyczne i dynamiczne, pionowe oraz poziome

2. Czynniki środowiskowe (temperatura, woda gruntowa, opady, tlen, promienie ultrafioletowe)

3. Środki chemiczne w utrzymaniu zimowym (solanki) oraz zanieczyszczenia powierzchni (pyły, błoto, lokalne zaglinienia, cząstki startej gumy, materiały uszarstniające)

NAWIERZCHNIE SZYNOWE

Droga kolejowa jest częścią sieci kolejowej na obszarze państwa, zaopatrzoną w urządzenia potrzebne do realizacji prawidłowego ruchu pociągów - przewozu pasażerów i ładunków.

Droga kolejowa składa się z toru kolejowego, czyli zespołu dwóch równoległych szyn ustawionych względem siebie w określonej odległości (szerokość toru), które tworzą drogę dla kół taboru oraz podtorza, czyli ziemnej podstawy toru w postaci nasypów lub wykopów.

Górną powierzchnię podtorza nazywa się torowiskiem.

Elementy nawierzchni kolejowej podsypkowej:

• Szyny

• Podkłady

• M ocowania

• Podsypka

Funkcja szyn:

• Umożliwienie toczenia się szyn kół pojazdów

• Nadanie kierunku poruszania się taborowi

• Przekazywanie sił od nacisku kół na podkłady

Podkłady:

Podkłady strunobetonowe są elementami infrastruktury kolejowej, których zadaniem jest przekazywanie obciążeń od szyn na podsypkę i utrzymanie odpowiedniego położenia oraz szerokości toru szynowego. Wybór rodzaju oraz typu podkładu jest zależny od klasy linii kolejowej, w której mają zostać zabudowane.

W Polsce najczęściej używanymi podkładami strunobetonowymi są podkłady typu PS-94 oraz PS-83.

Oprócz podkładów strunobetonowych, jako element infrastruktury kolejowej stosuje się również podkłady drewniane, których typ i gatunek są odpowiednio dobierane w zależności od klasy linii, w której mają być zabudowane.

W celu wydłużenia żywotności podkładów w torze poddaje się je impregnacji chemicznej, która zwiększa czas eksploatacji podkładu do 25 lat. Dzięki temu zabiegowi zwiększa się odporność przed wilgocią, procesami gnilnymi oraz działalnością owadów.

Mocowania:

System przytwierdzenia szyny jest to zespół elementów, które mocują szynę do konstrukcji podpierającej w wymaganym położeniu, pozwalające jednocześnie na jej niezbędne pionowe, poprzeczne i podłużne przemieszczanie.

Funkcja mocowania:

• Przejmowanie sił z szyn i przenoszenie ich na konstrukcję podpierającą,

• Zapewnieniu odpowiedniego docisku szyn do konstrukcji podpierającej w celu ograniczenia przemieszczeń podłużnych szyn,

• Tłumienie drgań i uderzeń wywołanych ruchem pojazdów szynowych,

• Utrzymanie odpowiedniej szerokości toru i pochylenia poprzecznego szyn,

• Zapewnienie izolacji elektrycznej między tokami szynowymi,

• Zapewnienie odpowiedniej sztywności toru.

Podsypka jest częścią nawierzchni wykonaną z materiału skalnego.

Główne zadania podsypki

• przejęcie nacisków od podkładów i przekazanie ich na podtorze, przy równoczesnym ich zmniejszeniu do wartości dopuszczalnych

• odprowadzenie wód opadowych, odwodnienie

• zmniejszenie oddziaływań dynamicznych

• przeciwdziałanie przesunięciom podkładów