Przedmiot Projektowanie dróg samochodowych
Semestr V: wykłady 45 godz.
Semestr.VI: Ćwiczenia projektowe 30 godz.
Prof.dr hab.inż. Marian Tracz, Dr hab.inz. Stanislaw Gaca prof. PK
Program wykładów:
Wykłady: Projektowanie dróg. Rys historyczny. Klasyfikacje dróg i ulic, funkcje i kryteria klasyfikacji;
dostępność, prędkość projektowa i miarodajna. Wskazniki charakteryzujące sieć drogową. Mechanika
ruchu; opory ruchu, równania ruchu, akwaplanacja, przyczepność i droga hamowania. Trasa i niweleta
drogi, kryteria i zasady projektowania. Podstawowe kryteria w projektowaniu: ekonomiczne;
przepustowość i warunki ruchu; odwodnienie, widoczność, mechanika ruchu, psychofizyczne.
Projektowanie elementów trasy (proste, łuki kołowe, krzywe przejściowe) i pionowych. Zależności
geometryczne elementów trasy oraz trasy i niwelety; koordynacja trasy i niwelety drogi, jednorodność
drogi. Przekrój poprzeczny i jego elementy składowe; jezdnie, pasy ruchu, skrajnia, pas drogowy i
inne. Rampa drogowa i poszerzenie. Skrzyżowania i węzły drogowe. Powiązanie procesu
inwestycyjnego i ocen oddziaływania dróg na środowisko.
Odwodnienie dróg; powierzchniowe i wgłębne. Elementy odwadniające i ich zdolności przepustowe.
Zasady wymiarowania. Odprowadzenie wód z rowów i ścieków i urządzenia ochrony środowiska.
Umocnienie rowów, rowy stokowe i odprowadzające. Przepusty drogowe i obliczanie świateł
przepustu. Odwodnienie wgłębne torowiska ziemnego. Wysadziny i przełomy.
& & & & & & & & .
Literatura:
" Gaca St., Suchorzewski W., Tracz M.: Inżynieria ruchu drogowego teoria i praktyka, WKiA,
W-wa 2008 r.
" Krystek R. i inni: Węzły drogowe i autostradowe. Warszawa, WKA 1998, 2006.
" Buszma E. Nowoczesne projektowanie dróg, WKA, W-wa1966 r.
" Stypułkowski B.: Drogi kołowe i węzły drogowe, WKiA W-wa, 1979 r.
" Stypułkowski B. z zespołem: Zagadnienia utrzymania i modernizacji dróg i ulic. W-wa, WKA
1995.
" Edel R. Odwodnienie dróg. WKA W-wa 2000
Wytyczne projektowania skrzyżowań drogowych (autorzy: Tracz M., J.Chodur i S.Gaca), Generalna Dyrekcja
Dróg Publicznych (GDDP), Część I: Skrzyżowania zwykłe i skanalizowane, cześć II: Ronda, Warszawa
2001.
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarski Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Dz. U. Nr 43, poz. 430.
Komentarz do warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Generalna
Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad; cz.I (2000) i II (2002) BPBDiM Transprojekt , Warszawa 2000 r.
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarski Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 63,
poz. 735)
& & & & & & & & & & & & ..
HISTORA DROGOWNICTWA
Ścieżka, drożyna, droga, droga samochodowa i autostrada.
Indie, Egipt, Mezopotamia, Chiny
~ 2600 p.n.e. Sumerowie posiadają wozy z kołami tarczowymi
~ 2300 p.n.e. Chiny planowa sieć drogowa
~ 1000 przed Cesarstwem Rzymskim; Kreta- urządzona i zaplanowana sieć drogowa
(wykopy, nasypy, nawierzchnie kamienne, rowy, mury oporowe, zajazdy). 1000 lat
~ 2000 p.n.e. Mezapotamia koń, jako siła pociągowa
1174 p.n.e. Rzym pierwszy most kamienny
1
~ 600 p.n.e. Babilonia bruki zalewane asfaltem
~ 400 p.n.e 200 p.n.e rzymskie drogi: budowa sieci dróg od W.Brytanii po
~ 312 p.n.e. budowa drogi Via Appia zwiedzanej obecnie w Rzymie
Droga w Cesarstwie Rzymskim dobra jakość i trwałość, nawierzchnia 80-120 cm, szer. od
5,0-7,0m obecnie to zabytki np. Via Appia.
od 401 n.e. upadek dróg. Po upadku Cesarstwa Rzymskiego nastąpiła stagnacja w
budownictwie drogowym. Okres feudalny zwierzęta juczne, żegluga, wozy aż do XVIII
wieku. Nowe nawierzchnie pojawiają się w miastach
1185 Paryż brukowanie ulic
1481 zastosowanie prochu czarnego w robotach drogowych kruszenie skał
1457 roku Kocz (Węgry) zbudowano 4- kołowy pojazd pasażerski (na pasach skórzanych)
w końcu XVII w pojazdy mają resory sprężynowe i hamulce.
Tresaqet (Francja), Mac Adam (Anglia) zasłużeni dla budownictwa nawierzchnie (era
tłuczniówek); obecnie w krzyżowkach - makadam
1762 Paryż uruchomiono pierwszy parowy pojazd drogowy
1787 zastosowano walce drogowe drogi tłuczniowe
1825 cement portlandzki patent angielski
1849 pierwszy asfalt ubijany we Francji (wapienie przesycane bitumami, zmielone na
proszek, podgrzewany w kotłach, rozścielany na jezdni, wałowany gorącymi walcami)
nawierzchnie bardzo śliskie (nie znalazły zastosowania).
Francja w XVIII i XIX wieku przodowała w świecie drogi tłuczniowe, szkolenie
fachowców.
W 1877 roku otwarto we Francji Szkołę Budowy Dróg.
Wynalazek maszyny parowej i jej zastosowanie burzliwy rozwój budownictwa.
1866 rok pierwsza 4-kołowa kareta
1887 rok narodziny motoryzacji, pierwszy samochód osobowy Daimler
1891 rok Daimler buduje pierwszy samochód ciężarowy
1895 roku pneumatyczne opony; szukanie nawierzchni bezpylnej (droga tłuczniowa plaga
kurzu)
1901 (1902) rok szwajcarski lekarz zainicjował zastosowanie smoły pogazowejdo budowy
nawierzchni (wiązała kurz nieprzyjemny zapach) nawierzchnia trwalsza tzw. smołówki
budowane jeszcze po II wojnie
1913 Francja 563 tys. km dróg drogi uratowały Francuzów przed totalną klęską w I
wojnie światowej
Okres międzywojenny gwałtowny wzrost motoryzacji; USA Europa Zach. konieczna stla
się przebudowa i budowa dróg (mniejsze pochylenia, krzywizny, nawierzchnie ulepszone).
Powstają drogi samochodowe. Wzrost natężeń i prędkości wymusił powstanie autostrad
(1922- 1925 pierwsza autostrada we Włoszech: Mediolan Como) Francja, Belgia,
Holandia, Niemcy.
Niemcy realizowali plan budowy autostrad. W Polsce do niedawna pozostałości: Gliwice-
Olszyna (Zgorzelec), Szczecin-Berlin, do Kaliningradu
Po II wojnie Światowej rozwój motoryzacji i drogownictwa
HISTORIA DRÓG W POLSCE
1000 p.n.e. skupiska ludzi o rozwiniętej gospodarce i kulturze. Hodowla zwierząt,
rybołówstwo, hutnictwo, kowalstwo, garncarstwo. Szlaki komunikacyjne, szlaki
bursztynowe (bez planowania, bez nawierzchni)
1933 w Biskupinie odkryto most drewniany z VII w p.n.e. o długości 100 m
2
XII wiek - słup kamienny w 1151 roku ustawiony w Koninie przez Piotra Dunina oznacza
połowę drogi między Kaliszem i Kruszwicą
XIV XVI wieku większa dbałość o drogi (dozór starostów, świadczenia ludności)
XIV wiek pierwsze bruki w Krakowie i Wrocławiu
XVII XVIII wiek spadek znaczenia władzy i spadek znaczenia dróg
Oświecenie poprawa dróg (na krótko)
Inż. Gros 1775 1805 wybudował prawie 2000 km dróg bitych w Galicji m.in. Bielsko
Lwów. W zaborze rosyjskim stagnacja w budownictwie drogowym.
Instytut Politechniczny w Warszawie, Akademia Techniczna we Lwowie w 1844 uczyły jak
budować drogi
1918 1939 okres pełen osiągnięć w porównaniu z możliwościami odbudowywano całą
sieć drogową i mostową
Melchior Nestorowicz zasłużony dla drogownictwa w Polsce 20 tys. km nowych dróg, 3.5
tys. km zmodernizowanych dróg, lepsza nawierzchnia. W 1938 r.
stworzył pierwszy plan sieci autostrad.
1929 rok pierwszy na świecie most spawany (prof. Bryła)
1939 rok wybudowano trzy mosty przez Wisłę w 6 tygodni, 35 km dróg (nawierzchnia
kostkowa) wykonano w 3 miesiące
1950 1955 sieć drogowa zwiększyła się dość znacznie inż. Aleksander Gajkowicz
zasłużony dla drogownictwa
Artykuł: OD ŚCIEŻKI DO AUTOSTRADY Prof.dr hab.inż. St. Datka
Historia szlaków komunikacyjnych jest tak stara jak stara jest ludzkość i sięga na pewno
prehistorycznych czasów. Na każdym z etapów rozwoju ludzkości człowiek nie mógł obejść
się bez transportu od bardzo prymitywnego jak na początku do dobrze zorganizowanego jak
obecnie. Nie wiadomo kiedy, gdzie i przez kogo zbudowana została pierwsza droga, ale
pewni możemy być jednego, że powstanie pierwszych dróg wiązało się z rozwojem
społeczeństw i wynikało z potrzeb gospodarczych, kulturalnych, rozwoju stosunków
handlowych i działalności organizacji państwowych.
Głównymi czynnikami warunkującymi rozwój transportu i jego infrastrukturę w
postaci sieci drogowej od stuleci pozostały prawie niezmienione i są nimi:
fizjografia terenu,
ludność i jej migracje,
bogactwa naturalne,
przemysł i handel,
przemiany społeczno gospodarcze,
przemiany polityczne (wojny, najazdy),
technika transportu,
technika budowy dróg.
W procesie rozwojowym na przestrzeni wieków i tysiącleci zauważyć można następujące
metamorfozy w rozwoju dróg i transportu: ścieżka, drożyna, droga samochodowa, autostrada.
Niewątpliwie u zarania ludzkości była ścieżka, wydeptywana przez ludzi i zwierzęta
do wodopojów czy innych miejsc związanych z bytowaniem ludności. Ścieżki te nie były
przez nikogo ani wytyczane ani ulepszane.
Rozwój stosunków międzyludzkich, konieczność wymiany towarów używanie
zwierząt do ciężkiej pracy (w Mezopotamii posługiwanie się koniem datuje się już od roku
ok. 2000 p.n.e.) zmusza ówczesne ludy do ulepszania tych prymitywnych szlaków. Człowiek
w świadomej swej działalności poszerza ścieżki do szerszych już drożyn lub wytycza nowe
drożyny, prowadząc je wprost po terenie, przez miejsca suche, przez przesmyki między
3
jeziorami, przez przełęcze w łańcuchach górskich. Drożyny te nie posiadały żadnej
utwardzonej nawierzchni i służyły zwierzętom jucznym i jezdzie wierzchem. Były to w
naszym rozumieniu drogi karawanowe, szlaki bursztynowe i różnego rodzaju trakty.
Z biegiem czasu dalszy postęp w rozwoju gospodarczym, powstanie większych
skupisk ludzkich, a także wynalezienie wozu ok. 2600 roku p.n.e. (Sumerowie), początkowo z
kołami tarczowymi, a pózniej szprychowymi spowodował dalsze przeobrażenia w konstrukcji
szlaków komunikacyjnych. Drożyny już nie wystarczają i muszą ulec modernizacji, która
polega na ich poszerzeniu i wyposażeniu w utwardzoną nawierzchnię, aby transport mógł się
odbywać w miarę niezależnie od warunków atmosferycznych.
Dzieje się tak przede wszystkim w Egipcie, Mezopotamii, Indiach i Chinach, w których już na
2300 lat p.n.e. istniała planowana sieć drogowa.
Wpływy te promieniują na Europę. W miejscach, gdzie krzyżowały się wpływy
egipsko- mezopotamskie leżała wyspa Kreta, gdzie już na 2000 lat p.n.e. istniało jak na
ówczesne czasy wysoko rozwinięte gospodarczo państwo, które na swym obszarze posiadało
planowo urządzoną sieć drogową. Drogi budowane były ze znawstwem rzeczy, z wykopami i
nasypami, z rowami i murami oporowymi, o nawierzchni kamiennej z bruków i płyt
kamiennych (rok 1800 p.n.e.), przy drogach były zajezdnie dla podróżnych. Poziom techniki
był tak wysoki, że Rzymianie osiągnęli go u siebie dopiero po upływie 1000 lat. W Babilonii
szczeliny w brukach kamiennych zalewano asfaltem już w r. 600 p.n.e.
Kolosalne imperium rzymskie dla celów dokonywania podbojów i utrzymywania w
ryzach podbitych narodów wymagało licznych i dobrych dróg. Rozwinęło się budownictwo
drogowe. Sieć dróg rzymskich liczyła ok. 300 tys. km dróg różnych o różnym standardzie i
znaczeniu, o różnych nawierzchniach, a mianowicie: tłuczniowych, żwirowych,
brukowanych, dylowanych i z płyt kamiennych na zaprawie. Największy rozkwit dróg
przypadł na okres 400 lat p.n.e. oraz 200 lat n.e. W roku 312 p.n.e. rozpoczęta została budowa
słynnej drogi Via Appia z Rzymu do Capui. Pierwszy most kamienny w Rzymie powstał w
roku 174 p.n.e. Główne drogi rzymskie miały następującą konstrukcję:
szerokość jezdni 5.0 7.0 m
szerokość poboczy 2.50 3.0 m
grubość nawierzchni 1.00 1.40 m
Uderza w nich duża grubość nawierzchni i solidne wykonanie. Do dziś przetrwało
powiedzenie rzymska droga , która jest symbolem dobrej jakości i trwałości. Mniej więcej
od roku 400 n.e. datuje się regres dróg rzymskich, przypieczętowany wędrówką ludów. Po
upadku cesarstwa rzymskiego drogi straciły na znaczeniu i nastąpiła stagnacja w ich rozwoju.
W okresie wykształcania się społeczeństwa feudalnego (VI VII wiek n.e.) komunikacja
między osiedlami odbywa się przy pomocy łodzi, jucznych zwierząt i wozów ciągnionych
przez konie i woły. W komunikacji osobowej dominowała jazda konna wierzchem. Ludność
biedniejsza wędrowała przeważnie pieszo. W roku 1185 nastąpiło brukowanie ulic Paryża.
W roku 1457 w miejscowości Kocz na Węgrzech zbudowany został czterokołowy
powóz pasażerski z wyściełanymi siedzeniami i z nadwoziem zwieszonym na skórzanych
pasach, dzięki czemu podróż była wygodniejsza. Pojazd taki szybko się rozpowszechnił.
Początek czasów nowożytnych na skutek ożywienia gospodarczego stwarza korzystne
warunki dla rozwoju i modernizacji sieci drogowej nie tylko w Europie, ale i na świecie. Np.
w państwie Inków w Ameryce Południowej sieć drogowa w pierwszej połowie XVI wieku
liczyła ok. 30 tys. km. Były to drogi dobrej jakości, które budowane wraz z mostami, w
trudnych terenach górskich, wymagały od budowniczych dużej wiedzy i finezji.
Poprawia się stan dróg w Europie, szczególnie we Francji, gdzie na wielką skalę
przystąpiono do budowy sieci dróg twardych, jako pierwszej na świecie. Powołano w tym
celu Centralną Administrację Dróg, a w roku 1747 otwarto pierwszą na świecie Szkołę
Budowy Dróg i Mostów unowocześniono technologię i zaczęto stosować mechanizację
4
robót. W roku 1769 Cugnot prezentuje w Paryżu pierwszy na świecie parowy pojazd
drogowy. Do postępu w drogownictwie w owym czasie przyczyniły się dwa wielkie
nazwiska, a mianowicie Francuza Tresaqeta i Anglika Mac Adama, którzy na przestrzeni
wieków XVIII i XIX stworzyli podstawy nowoczesnej techniki drogowej.
Nawierzchnie ich systemów stosowane były jeszcze do niedawna (era t. zw. tłuczniówek). W
roku 1787 zaczęto stosować walce drogowe, a z początkiem XIX wieku (rok 1804) konne
pojazdy osobowe otrzymują resory ze sprężyn stalowych oraz hamulce. Czynione są próby
stosowania lepiszczy bitumicznych do warstw jezdnych. Pierwszy asfalt lany na świecie
położony został w roku 1829 na jednej z ulic w mieście Lyon. W roku 1832 wykonywano w
Anglii próby z zastosowaniem makadamów smołowych. W roku zaś 1849 we Francji
wykonano pierwszy asfalt ubijany. Były to jednak próby odosobnione. Rok 1825 przynosi
wynalazek cementu (patent angielski), co w pózniejszym okresie wywarło wpływ na
konstrukcję i technologię nawierzchni drogowych.
W Anglii w roku 1825 rozpoczęto budowę pierwszej na świecie publicznej kolei
żelaznej, która trwała 3 lata. Spowodowało to rewolucję w transporcie i zapoczątkowała
żywiołowy rozwój kolejnictwa. Drogi na kilka dziesięcioleci usunięte zostały w cień.
Dopiero wynalazek motoru w roku 1867 i silnika czterotaktowego w roku 1986
początkuje zmiany w transporcie, kiedy to pierwsza czterokołowa motorowa kareta przejedzie
przez ulice miasta Bad Cannstadt. Następują narodziny motoryzacji. W roku 1891 zakład
Daimler Motoren Gesellschaft budują pierwszy samochód ciężarowy. W roku zaś 1895
samochody wyposażone zostają w pneumatyczne opony.
Inżynierowie drogowi w ówczesnych czasach nie byli jeszcze w stanie zorientować się
jaki wpływ na konstrukcję drogi może mieć samochód, a ponieważ na drodze był on jeszcze
zjawiskiem rzadkim, dlatego też dotychczasowy stan konstrukcji dróg nie uległ zmianie aż do
I-szej wojny światowej.
Wysiłki techników koncentrowały się raczej na znalezieniu środków dla uzyskania
bezpylnych nawierzchni. Zwrócono wtedy uwagę na produkty odpadowe gazowni. Pewien
lekarz szwajcarski dla zwalczania plagi kurzu (mając na uwadze tylko względy zdrowotne)
zainicjował w roku 1901 stosowanie smoły pogazowej do powlekania nawierzchni. Przy tej
okazji drogowcy zauważyli, że nawierzchnie takie są nie tylko bezpylne ale i odporniejsze na
działanie ruchu. To właśnie stało się z początkiem rozwoju nowoczesnego budownictwa
drogowego.
O znaczeniu dróg w działaniach wojennych zdawano sobie już wcześniej sprawę.
Warto przytoczyć tutaj pewną ciekawostkę z okresu I wojny światowej. Francję, która w roku
1913 miała 563 tys. km dróg (105km/100 km2) uratowała przed klęską dobra sieć drogowa.
Zwycięstwa nad Marną i pod Verdun były możliwe dzięki szybkim przerzutom wojsk i
sprawnemu zaopatrzeniu.
Okres międzywojenny to okres żywiołowego rozwoju motoryzacji. Wzrasta nie tylko
ilość samochodów, ale także ich prędkość i ładowność. Na drogach całego świata zjawiają się
masowo zmotoryzowani użytkownicy dróg, dla których drogi w dotychczasowym stanie
wyposażenia już nie wystarczają. Następuje modernizacja, polegająca na korekcie
geometrycznego przebiegu trasy, szczególnie łuków oraz na ulepszeniu nawierzchni. Tak
powstały drogi samochodowe.
Wzrost ruchu samochodowego na niektórych kategoriach dróg, przy ogólnej tendencji
wzrostu prędkości wyłonił potrzebę budowy dróg, przeznaczonych wyłącznie dla szybkiego
ruchu samochodowego, tzw. autostrad. Pierwsze próby z tego rodzaju drogami robione były
jeszcze przed I wojną światową, kiedy motoryzacja transportu była jeszcze w powijakach. W
Europie Niemcy rozpoczęli w 1912 roku koło Berlina budowę próbnego odcinka drogi o
długości 10 km, tylko dla ruchu samochodowego. W USA w roku 1914 otwarto na wyspie
5
koło Nowego Jorku drogę o długości ok. 65 km dla tranzytowego ruchu samochodowego o
następujących cechach:
szerokość jezdni 10 m o nawierzchni smołowej
ograniczona liczba skrzyżowań
brak akcesji bocznej.
Były to pierwowzory dzisiejszych autostrad.
Za kolebkę autostrad uważa się Włochy, na terenie których wybudowana została
arteria autostradowa między miastami Mediolan i Como o długości 85 km.
Budowę rozpoczęto w roku 1922, a ukończono w roku 1925. Była to arteria
jednojezdniowa o następujących cechach:
szerokość jezdni 8 10 m
szerokość korony 10 12 m
promienie łuków poziomych 400 500 m
nawierzchnia z betonu cementowego grubości 18 20 cm na warstwie tłucznia
skrzyżowania z innymi drogami dwupoziomowe.
Myśl budowy autostrad przejęli szybko Francuzi, Belgowie, Holendrzy i Niemcy.
Szczególnie ci ostatni wprowadzają udoskonalenia i przygotowując się do wojny odwetowej
przystąpili do realizacji zakrojonego na szeroką skalę programu budowy autostrad.
Realizatorem tych planów był znakomity fachowiec inż. Todt. Niemcy wprowadzili
dwujezdniowy przekrój poprzeczny z ruchem jednokierunkowym o nawierzchni z betonu
cementowego. Okres od zakończenia II wojny światowej cechuje niebywały w dziejach
ludzkości rozwój motoryzacji, a z nim wspaniały rozwój drogownictwa. Uległo modernizacji
szereg odcinków dróg zwykłych jak i autostrad. Przymierzano się z autostradami na szybkości
200 km/h. Włosi w latach 50- tych wybudowali słynną Autostradę Słońca. W okres realizacji
wchodzi transeuropejska autostrada Północ - Południe.
Efekty ekonomiczne tych tak kosztownych inwestycji autostradowych to przede
wszystkim:
skrócenie czasu transportu,
mniejsze zużycie materiałów pędnych,
mniejsza wypadkowość,
większy komfort jazdy.
Pierwszymi szlakami po których poruszał się człowiek, były ścieżki wydeptane przez
zwierzęta. Na ścieżkach tych i w ich otoczeniu człowiek znajdował wodę i pożywienie.
Aadunki ludzie nosili sami lub objuczali swoje zwierzęta. Wielki postęp nastąpił wraz z
wynalezieniem koła, którego nie było w naturze. Tak zaczął się rozwój transportu drogowego
i związany z nim rozwój budownictwa dróg.
Drogi* budowano w Asyrii i Babilonii, w Egipcie i w Grecji wiele wieków p.n.e., ale
dopiero Rzymianie stworzyli sieć dróg długości kilkudziesięciu tysięcy kilometrów, której
odcinki zachowały się do naszych czasów.
Rzymska technika budowy dróg stała na bardzo wysokim poziomie. Do spajania
kamieni używano zapraw wapienno- piaskowych i pucolan (z popiołów wulkanicznych).
Grubość konstrukcji jezdni była duża, a drogi dobrze odwodnione. Typowe przekroje dróg
rzymskich są przedstawione na rys. 1-1, a widok jednej z nich, słynnej Via Appia Antica na
rys. 1-2. Drogi te budowano na długich odcinkach wzdłuż linii prostych, pokonując liczne
przeszkody terenowe: kuto więc skały, wznoszono mosty, przepusty i ściany oporowe.
Po upadku imperium rzymskiego stan dróg bardzo pogorszył się i całe średniowiecze
nie przynosiło poprawy w tym zakresie. W Europie Zachodniej wybudowano w tym okresie
wiele mostów. Niektóre z nich przetrwały do naszych czasów.
6
W 1789 roku powstały szkoły inżynierskie w wojskowych Korpusach Inżynierów
Koronnych i Inżynierów Wielkiego Księstwa Litewskiego.
W 1819 roku w ówczesnym Królestwie Polskim powołano Korpus Inżynierów Dróg i
Mostów, utworzono Dyrekcję Jeneralną Dróg i Mostów. Pierwszym jej dyrektorem został
inżynier Franciszek Christiani.
W latach 1819 1849 wybudowano w Królestwie Polskim 2304 km dróg o
nawierzchni twardej, tłuczniowej lub brukowcowej. Wybudowano m.in. trakty z Warszawy
do: Brześcia, Kowna, Kalisza, Lublina. Trakty te w planie i przekroju podłużnym, a także w
torowisku ziemnym przetrwały do dnia dzisiejszego i są chlubnym świadectwem wiedzy
ówczesnych inżynierów polskich.
W 1863 roku ukazało się w Warszawie kapitalne trzytomowe dzieło Stanisława
Jarmunda zatytułowane O budowie dróg i mostów, z którego korzystano aż do lat
dwudziestych XX wieku. Na przełomie XIX i XX wieku w ruchu drogowym pojawiły się
pierwsze pojazdy samochodowe zaopatrzone w opony pneumatyczne, które poruszały się z
większą prędkością, wysysając drobne kruszywo z nawierzchni tłuczniowych nie spajanych
żadnym materiałem wiążącym. Należało więc opracować budowę nowych rodzajów nawierz-
chni odpornych na działanie opon samochodowych.
W 1854 roku w Paryżu wykonano nawierzchnię uliczną z ubijanego naturalnego
asfaltu.
W 1901 roku szwajcarski lekarz Guglieminetti zastosował smołę do wiązania pyłu
drogowego. Dało to początek nowoczesnym nawierzchnią bitumicznym, które osiągnęły
ogromny rozwój w XX wieku.
W Polsce międzywojennej wybudowano 20 tys. km dróg o nawierzchni twardej,
zmodernizowano nawierzchnie asfaltowe, kostkowe i betonowe na 6.5 tys.km dróg
zbudowano 35 km mostów trwałych, w tym sześć mostów przez Wisłę W 1929 roku powstał
Drogowy Instytut Badawczy. Na dwóch Politechnikach (Warszawskiej i Lwowskiej)
wykształcono setki inżynierów drogowych, a w szkołach średnich tysiące techników
drogowych.
W pięćdziesięcioleciu powojennym (1945 1995 r.) wybudowano w Polsce prawie
110 tys. km nowych dróg zamiejskich, zmodernizowano 140 tys. dróg zamiejskich,
wzniesiono 400 km nowych mostów.
W 1926 roku wybudowano na wylocie z Mediolanu pierwszą autostradę (stąd my
wzięliśmy nazwę dla tego typu drogi). W 1932 roku oddano do ruchu pierwszą autostradę
niemiecką z Kolonii do Bonn.
Twórca Korpusu Inżynierów i Szkoły Dróg i Mostów Trsaquet jako pierwszy
zastosował nawierzchnie tłuczniowe. Na podkładzie kamiennym układano dwie warstwy
tłucznia (niżej grubego, a na wierzchu drobnego_. Kamienie i tłuczeń były ubijane
ręcznie.
Nieco pózniej inżynier szkocki Mac Adam ustalił zasady budowy dróg, które są ważne
do dziś. Pierwsza z nich brzmi: podłoże gruntowe może wytrzymać dowolne obciążenie, jeśli
tylko jest utrzymywane w stanie suchym. Mac Adam zrezygnował z grubych kamieni
(podkładu) i żwirów, projektował nawierzchnie tylko z tłucznia klinowanego. Od jego
nazwiska powstała nazwa powszechnie dziś stosowanych nawierzchni makadamowych
składających się z kolejno rozściełanych i zagęszczanych warstw kruszywa frakcjonowanego
(kalibrowanego).
Dalszym postępem w budownictwie drogowym było wprowadzenie w 1829 roku
walców drogowych.
7
Motoryzacja w 2007 r.: Pojazdy silnikowe 19 471 836, sam. osobowe 14 588 739, ciężarowe
2 345 068, motocykle: 825 305 (w 1976 było ponad 1,9 mln)
Wypadki w 2008: 49 054, poniosło śmierc 5437 oób, rannych 62 097s. zgłoszono 381 520 kolizji
TRANSPORT DROGOWY
Zalety
1. Nie wymaga urządzeń dodatkowych (np. dworce kolejowe, porty itp.)
2. Osiąga największą prędkość przewozową (poza Cargo lotnicze)
3. Możliwość koncentracji środków transportowych w dowolnym czasie i miejscu
4. Przewóz od drzwi do drzwi
5. Istnieje łatwość dostosowania pojazdów do rodzaju przewożonego towaru
6. Aatwość naprawy uszkodzeń drogowych
Wady
1. Przewozy na większe odległości są droższe (kolej 1, wodny- 0,2, drogowy 3,0, konny 20,0)
2. Ograniczona ładowność pojazdów
3. Mniejsza trwałość pojazdu
4. Większa wypadkowość
5. Wpływ na środowisko
Zadaniem drogi to umożliwienie przebiegu ruchu w sposób:
sprawny
wygodny (komfort jazdy)
ekonomiczny (min. zużycie paliwa, minimalny czas transportu)
bezpieczny (mało wypadków)
Podział dróg administracyjny i funkcjonalny
A. Publiczne - każdy może korzystać na równych prawach:
Krajowe (DK), wojewódzkie (DW, powiatowe (DP), gminne (DG)
Inne: prywatne, zakładowe, rolnicze, lesne itd. ograniczone użytkowanie
Klasyfikacja techniczna (standard, wyposażenie drogi)
A autostrada
S - droga ekspresowa
GP główna ruchu przyspieszonego
G główna
Z - zbiorcza
L lokalna
D - dojazdowe
Krajowe
Kategorie dróg
Wojewódzkie
publicznych według
ustawy o drogach
publicznych
Powiatowe
Gminne
Klasy funkcjonalno--
techniczne dróg
A S GP G Z L D
publicznych
8
Podział funkcjonalny: drogi o funkcjach ruchowych, funkcjach zbierająco-
rozprowadających, dostępności
Trasowanie drogi
Oś drogi to krzywa przestrzenna. Jej rzut na płaszczyznę poziomą to trasa, rzut na płaszczyznę
pionową to niweleta
Jak znalezć korytarz drogi omijając obszary zabudowy, rezerwaty przyrody, parki narodowe i
krajobrazowe i ich otuliny, obszary natura 2000, lasy, grunty rolne o wyższych klasach gleb?
Co będziemy budować w najbliższych latach:
1. sieć dróg ekspresowych
2. liczne obwodnice miast i miasteczek
3. sieć dróg lokalnych (gminnych i powiatowych)
4. przebudowywać liczne drogi dla poprawy bezpieczeństwa ruchu i zwiększenia
przepustowości
Polska sieć drogowa ma już obecnie dobrą gęstość (km dróg/100k2). Największą ma w Europie
Belgia
9
10
Inf. dodatkowa nt. stadiów dokumentacji projektowych w
Studia planistyczne: Studia sieciowe, Studia korytarzowe
Studia wykonalnosci
Projekty koncepcyjne: Studium Techniczno-Ekonomiczne-Środowiskowe
Koncepcja programowa drogi KP
Projekt końcowy: Projekt budowlany
Dokumentacja do róbot wykonywanych na zgłoszenie
Dokumentacja do systemu Projektuj i Buduj
11
Podstawowe kryteria w projektowaniu i budowie dróg
1. Bezpieczeństwo ruchu
2. Ochrona środowiska w tym krajobrazowe
3. Ekonomia i rozwój
4. Uwarunkowania społeczne
5. Psychologiczne i psychofizyczne (to też bezp. ruchu)
6. Odwodnienie
7. Techniczne i realizacyjne
8. Standard warunków użytkowania zgodny z przeznaczeniem drogi publicznej
9. Zapewnienie warunków poruszania się osób niepełnosprawnych
Ad.1. Najważniejsze warunki projektowania dróg, wynikające z kryterium
bezpieczeństwa ruchu:
" spełnienia wymogów dynamiki ruchu analizowanych przy wykorzystaniu
przyjętych modeli obliczeniowych np. model równowagi ruchu pojazdu na
łukach,
" zapewnienie widoczności dla różnych sytuacji na drodze; pionowej i poziomej
oraz na skrzyżowaniach i węzłach,
" dobre optyczne prowadzenie kierowcy wzdłuż drogi i spełnienie wymogu
dostatecznie wczesnego dostrzegania miejsc rozdziału kierunków jazdy,
" zrozumiałość, funkcjonowania w przypadku skrzyżowań i węzłów,
przejezdność i minimalną kolizyjność,
" prawidłowe odwodnienie.
Ad. 2 Uwarunkowania ekologiczne
" unikanie kolizji z obszarami chronionymi, oraz obszarami leśnymi
" minimalizacja oddziaływań na otoczenie w zakresie: hałasu i wibracji,
zanieczyszczeń powietrza, wód i gleb; wpływów na faunę i florę, na krajobraz,
na dobra kultury, minimalizacja wpływu na obszary rekreacyjne
" warunki geologiczne i stosunki gruntowo-wodne
Ad.3. Ekonomia i rozwój
" Transport jest jednym z podstawowych działów gospodarki. Drogi umożliwiają
przewozy towarów oraz podróżowanie na krótkie i duże odległości; praca
nauka, zakupy, kultura, kontakty towarzyskie, turystyka, rekreacja itd.
ad.4 Uwarunkowania społeczne
" Obecnie obowiązują konsultacje społeczne w przypadku planowania i
projektowania dróg
Ad.5 Z psychologicznych i psychofizycznych cech użytkowników dróg wynikają
następujące zasady projektowe rozwiązań drogowych:
" droga powinna jednoznacznie wyznaczać tor jazdy,
" rozwiązania poszczególnych elementów dróg, skrzyżowań i węzłów nie
powinny zmuszać kierowcy do podejmowania kilku decyzji równocześnie,
" droga nie powinna być monotonna, ani też otoczona zbyt wielu elementami
rozpraszającymi uwagę (np. agresywne reklamy),
12
" urządzenia ostrzegawcze powinny być dostosowane do prędkości ruchu, z
uwzględnieniem faktu, że wraz z rosnącą prędkością zmniejsza się kąt
ostrego widzenia przez kierującego.
Ad. 8 Aby ograniczyć liczbę błędów człowieka należy:
" zapobiegać niezamierzonym (niezgodnym z funkcją) sposobem
wykorzystywania dróg,
" zapobiegać pojawianiu się zbyt dużych różnic w prędkościach, kierunkach
jazdy i w masach pojazdów,
" przeciwdziałać pojawianiu się uczucia niepewności u użytkowników dró
(przewidywanie przebiegu drogi, przewidywanie zachowań innych
użytkowników dróg).
Trasowanie wyznaczanie przebiegu osi drogi (w terenie na podkładach
mapowych)
Zasady trasowania:
1. Droga przechodzi ma przez ustalone punkty stałe (początek, koniec, skrzyżowania, przekroczenia
rzek i dróg kolejowych, przełęcze i inne).
2. Między sąsiednimi punktami stałymi przebieg trasy powinien być możliwie najkrótszy.
3. Konieczne jest dostosowanie drogi do otaczającego, jego rzezny i krajobrazu (wkomponowanie
drogi w teren, krajobraz). Cele: minimalizacja robót ziemnych, ochrona środowiska
4. Prowadzenie dróg w jak najmniej konfliktowym korytarzu. Należy omijać obszary: Natura 2000,
rezerwaty, parki narodowe, parki krajobrazowe i ich otuliny, użytki ekologiczne (np. bagna) i
pomniki przyrody,
5. Należy ograniczać do bezwzględnego minimum zajmowanie gruntów rolnych w wysokiej klasie
gleb rolniczej. Trasy najlepiej prowadzić po gruntach niskich klas.
6. Lasy zaleca się omijać, a jeśli przejście jest konieczne to przejście przez las linią falistą (aby nie
wytwarzać tuneli wiatrowych i zamknąć horyzont), wejście do lasu łukiem, a nie po prostej.
Celowym jest prowadzenie drogi skrajem lasu.
7. Tereny osuwiskowe (stabilizacja osuwisk jest bardzo kosztowana) - najlepiej omijać
8. Skrzyżowanie z istniejącymi drogami i liniami kolejowymi najkorzystniej pod kątem prostym (kąt nie
powinien <60o)
9. Droga w stosunku do miast i osiedli. Osiedla tworzą stanowią węzły drogowe. Droga wchodzi do
miast i osiedli lub je omija. Zależy to od klasy drogi i od wielkości miasta.
Klasa GP powinna omijać miasta i osiedla <10000 M
Klasa G może omijać może omijać lub wchodzić w małe miasta w zależności od jego wielkości
Klasa Z powinna wchodzić w osiedla
10.Obsługa jednostek osadniczych powinna być dostosowana do funkcji i klasy drogi
11.Obsługa otaczającego terenu (wjazdy do posesji, punktów komercyjnych) dostosowana do klasy
drogi
12. W przypadku istniejącej sieci dróg - w razie potrzeby można wykorzystać istniejącą drogę
podnosząc jej standard.
13
Trasowanie dróg w terenach falistych i górzystych.
W terenie górzystym mamy drogi dolinowe, stokowe i grzbietowe.
Drogi dolinowe - prowadzone dolinami rzek i potoków - dobrze obsługują mieszkańców, spadki nieduże,
łuków nie ma dużo, roboty ziemne mogą być duże bo droga musi być wzniesiona ponad najwyższy punkt
zwierciadła wody (najczęściej po nasypach), roboty ubezpieczeniowe kosztowne - mosty, przepusty,
podnóże nasypu musi być zabezpieczony (tamy kamienno-siatkowe)
Drogi stokowe - najkłopotliwsze w wykonaniu i najdroższe, dość duże pochylenia podłużne, często zmienia
kierunki - duża ilość łuków, roboty ziemne - duże i kosztowne (część w wykopie i część w nasypie),
niebezpieczne podcinanie stoków co sprzyja powstawaniu osuwisk, roboty zabezpieczające są bardzo
kosztowne (mury oporowe, podporowe, zabezpieczenie osuwisk)
Drogi grzbietowe - najwyższe walory turystyczne i widokowe, roboty ziemne są małe (idziemy po terenie),
dość duże pochylenia podłużne i ich zmienność, roboty ubezpieczające są małe, mała ilość obiektów mostowych
i przepustów (nie ma zlewni), gospodarczego znaczenia nie mają
14
15
Projektowanie elementów trasy
Oś drogi to krzywa przestrzenna. Jej rzut na płaszczyznę poziomą to trasa, rzut na płaszczyznę
pionową to niweleta
Elementami geometrycznymi osi w planie są odcinki krzywoliniowe (łuki) i odcinki proste.
16
Prędkość projektowa Vp służy do ustalania granicznych
wartości elementów geometrycznych drogi oraz zakresu jej
wyposażenia w dodatkowe urządzenia, a w szczególności
do ustalania:
- najmniejszego promienia łuku kołowego w planie,
- parametru krzywej przejściowej,
- parametrów serpentyn,
- największego pochylenia niwelety jezdni,
- najmniejszego promienia krzywej wypukłej i wklęsłej,
- udziału odcinków z możliwością wyprzedzania,
- niektórych parametrów pasów wyłączania i włączania.
Oznacza to, że na drodze o ustalonej prędkości projektowej nie mogą
wystąpić elementy geometryczne o parametrach niższych (gorszych) niż
graniczne, ale też, że nie ma ograniczeń w stosowaniu elementów o
wyższych parametrach. Prędkość projektowa ma zatem znikomy wpływ
na rzeczywiste prędkości ruchu i nie wystarczy do wyznaczenia
jednorodnego przebiegu drogi, a tym samym do wymuszenia płynnego
ruchu pojazdów.
Z uwagi na to, że płynność ruchu pojazdów ma zasadniczy wpływ na
bezpieczeństwo ruchu, wprowadzono w Warunkach technicznych
wprowadzono dodatkowy parametr - prędkość miarodajną, która
odwzorowuje rzeczywiste prędkości pojazdów na drodze.
Na podstawie prędkości miarodajnej ustala się:
- najmniejszą odległość widoczności na zatrzymanie,
- najmniejszą odległość widoczności na wyprzedzanie,
- pochylenie poprzeczne jezdni na łuku w planie,
- najmniejszy promień łuku w planie, przy którym można
stosować pochylenie poprzeczne jezdni na zewnątrz łuku,
- długości pasów wyłączania i włączania,
- długości dodatkowych pasów na skrzyżowaniu,
- wymagane pola widoczności na skrzyżowaniu.
17
Projektowanie trasy drogi
Gdzie i dlaczego należy projektować proste odcinki drogi?
Odcinki proste
Długość odcinków prostych. Jako odcinek prosty uznaje się nie tylko prosty w planie i w przekroju
podłużnym, ale także prosty w planie o wklęsłych lub o wypukłych załomach niwelety o wyniosłościach
nie przekraczających 1m, takie jest wzniesienie oczu kierującego pojazdem), gdyż one nie ograniczają
widoczności.
Dlugość odcinka prostego to kompromis potrzeb wyprzedzania, Brd (prędkość), unikania monotonii.
Odcinki proste są pożądanym elementem drogi:
- na terenie płaskim lub w rozległych płaskich dolinach, jeżeli jest to zgodne z zasadami
wkomponowania drogi w teren oraz przy ograniczeniu długości prostych stosownie do
zaleceń ust. 1,
- w obrębie skrzyżowań i węzłów,
- na drogowych obiektach mostowych i dojazdach do nich,
- w celu zapewnienia możliwości wyprzedzania na dwupasowych drogach dwukierunko-
wych, zwłaszcza w obrębie łuków wklęsłych,
- gdy droga jest trasowana równolegle do prostoliniowego elementu zagospodarowania, np.:
linii kolejowej, kanału, granicy obszaru leśnego.
Obecność odcinków prostych może wynikać także z ukształtowania korytarza terenu zarezerwowa-
nego od wielu lat w MPZP na drogę.
Zalecenie ograniczenia długości odcinków prostych (ust. 1) dotyczy dróg o prędkości projektowej
60 km/h i większej. Długości odcinków prostych ogranicza się z uwagi na:
- możliwość wzajemnego olśnienia się kierujących pojazdami od zmroku do świtu,
- monotonię jazdy,
- trudności w oszacowaniu prędkości i odległości pojazdów zbliżających się z przeciwka.
18
Wymienione uciążliwości mogą być skutecznie ograniczone lub wyeliminowane na drodze z pasem
dzielącym o odpowiedniej szerokości i ukształtowaniu lub wyposażonym w osłony przeciwolśnie-
niowe. Zaleca się także, ze względów estetycznych, by długość odcinka prostego między blisko
położonymi łukami kołowymi w planie o tym samym kierunku zwrotu, nie była mniejsza niż określona
w warunkach technicznych (w tabeli ust.1).
Odcinki krzywoliniowe: łuki kołowe i krzywe przejściowe
Konstrukcja łuku kołowego
Odcinek krzywoliniowy łagodzi jedno załamanie trasy i może to być: jeden łuk kołowy, kombinacja
łuków kołowych o jednym kierunku zwrotu zwana krzywą koszową, łuk kołowy z krzywymi
przejściowymi lub kombinacja łuków kołowych i krzywych przejściowych o jednym kierunku zwrotu,
kombinacja krzywych przejściowych o jednym kierunku zwrotu oraz inne rodzaje krzywych.
Dopuszczono więc do stosowania każdą krzywą jeżeli spełnia wymagania określone w Warunkach
technicznych .
19
Stosowanie odcinków krzywoliniowych w szczególności na dwujezdniowych drogach w planie
poza terenem zabudowy jest zalecane w celu:
- lepszego dostosowania drogi do ukształtowania i zagospodarowania terenu,
- podniesienia walorów estetycznych drogi,
- eliminacji monotonności jazdy,
- ograniczenia wpływu olśnienia.
Przy kształtowaniu w planie jednojezdniowych dróg poza terenem zabudowy zaleca się zapewnienie
wymaganego udziału odcinków z możliwością wyprzedzania.
- W Warunkach technicznych zarówno tradycyjnym odcinkom krzywoliniowym (łuk kołowy,
klotoidalna krzywa przejściowa) jak i innym rodzajom krzywych nadano tę samą rangę. Muszą one
jednak spełniać wymagania określone w Warunkach technicznych
Jako pojedynczy element osi drogi w planie może być stosowany odcinek:
- paraboli II lub III stopnia (dwie symetryczne lub niesymetryczne gałęzie),
- leminiskaty,
- elipsy,
- krzywej logarytmicznej,
- krzywej potęgowej.
Kilka elementów krzywoliniowych może być odwzorowane przez jeden łuk
Auki kołowe
Wartość promienia łuku kołowego zależy od Vp.
- Należy stosować możliwie maksymalne promienie łuków - większe od minimalnych
promieni, a co najmniej takie aby były dostosowane do prędkości dopuszczalnej Vdop gdyż
wtedy nie potrzeba stosować lokalnych ograniczeń prędkości.
Rmin=50 750 m (warunki normalne)
40 600 m (warunki wyjątkowe)
- dobór promienia łuku zależy od kąta zwrotu trasy; im mniejszy kąt zwrotu - tym większy
promień łuku
- należy unikać małych kątów zwrotu (przepisy: =3o)
min
- przy spełnieniu innych warunków =18o kierowca widzi mały kąt zwrotu jako załom
min
(niekorzystne odczucie zaburzenie w estetyce)
- promienie sąsiednich łuków drogowych nie powinny się znacznie różnić więcej niż
dwukrotnie z uwagi na brd. Do sprawdzenia korzysta się z wykresu (poniżej)
- między dwoma łukami powinno być minimalna wstawka prosta; co najmniej równa
widoczności na wyprzedzanie
- pożądane jest, aby dwa łuki blisko położone zastąpić jednym łukiem ze względów
estetycznych i ruchowych; można zastosować łuki koszowe
- w doborze wielkości promienia R należy uwzględniać długość odcinka
poprzedzającego łuk kołowy (krzywa przejściowa, prosta przejściowa) im dłuższa
krzywa przejściowa tym większy promień łuku,
- jeśli łuk kołowy poprzedza krzywa przejściowa to jej długość do długości łuku
powinien pozostawać w stosunku Lkp : Ak = 1 : 2
- wartość parametru A klotoidalnej krzywej przejściowej powinien się mieścić w
przedziale R/3 < A < R
20
- na krzywej S-owej stosunek wartości parametrów A1 do A2 powinień się mieścić w
przedziale 0,67 < A1/A2 <1,5
- dopuszcza się, ale nie zaleca biklotoidy tj. łuku złoonego z dwóch krzywych
przejściowych bez łuku kołowego,
- przy łukach przeciwnych stosujemy krzywe es-owe (nie ma wstawki prostej), a przy
zgodnych C-owe.
21
- w projekcie powinno się przedstawić przebieg krzywizny drogi
Wyznaczanie krzywizny drogi
1
- dla łuku kołowego
R
1
- dla krzywej przejściowej 0
R
ł 180
- stopień krzywizny łuku drogowego SK = = [o/m]
Ł RĄ
gdzie:
- kąt zwrotu
A - długość łuku
R - promień łuku
dla drogi:
współczynnik wydłużenia: stosunek długości drogi do odległośći w linii prostej. 1.
n
+ i )
"(ąi
i=1
2. Nowy stopień krzywizny SK = [o/m]
LAB
gdzie:
"ą - odpowiada łukowi kołowemu
ą - odpowiada krzywej przejściowej
Stopień krzywizny reprezentuje płynność drogi
22
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Programuje w Delphi i C Builder II czescr II czesc II z internetuII częśćMicrosoft Word zrodla infor II czesc pprawiona 2 do wydrWYMAGANIA BHP DOTYCZACE OBIEKTOW BUDOWLANYCH I TERENU ZAKLADU czesc II drogiKOMLOGO Multimedialny Pakiet Logopedyczny część I i II(1)MGO LW WK0 Polityka makroekonomiczna w gospodarce otwartej Model Mundella Fleminga, część IIwięcej podobnych podstron