Politechnika Białostocka
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Zakład Inżynierii Drogowej
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu:
Budownictwo Drogowe
Temat:
Wymiarowanie konstrukcji nawierzchni drogowej
Opracował: Damian Karny
Pod kierownictwem: dr inż. Ewa Ołdakowska
Semestr IV, grupa P3
Rok akademicki 2014/2015
1.0. Dane projektowe.
droga jednojezdniowa, po jednym pasie ruchu o szerokości 2,75m w każdym kierunku,
średnie pochylenie niwelety: 5%
struktura ruchu pojazdów ciężkich:
- samochody ciężarowe bez przyczep 37%
- samochody ciężarowe z przyczepami 44%
- autobusy 19%,
charakterystyka korpusu drogowego:
- nasyp 1,90m
- wykop 0,50m,
poziom swobodnego zwierciadła wody gruntowej: ZWG=1,10m,
pobocza: nieutwardzone,
rodzaj gruntu: iły
wskaźnik nośności: CBR=3%
głębokość przemarzania hZ=1,00m (Gdańsk)
|
Średni dobowy ruch w obu kierunkach |
||
Rok eksploatacji |
Samochody ciężarowe bez przyczep |
Samochody ciężarowe z przyczepami |
Autobusy |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
20 |
17 |
6 |
2 |
22 |
19 |
7 |
3 |
23 |
21 |
8 |
4 |
24 |
23 |
9 |
5 |
25 |
25 |
10 |
6 |
26 |
27 |
11 |
7 |
27 |
29 |
12 |
8 |
28 |
31 |
13 |
9 |
29 |
33 |
14 |
10 |
30 |
35 |
15 |
11 |
31 |
37 |
16 |
12 |
32 |
39 |
17 |
13 |
33 |
41 |
18 |
14 |
34 |
43 |
19 |
15 |
35 |
45 |
20 |
16 |
36 |
47 |
21 |
17 |
37 |
49 |
22 |
18 |
38 |
51 |
23 |
19 |
39 |
53 |
24 |
20 |
40 |
55 |
25 |
2.0. Klasyfikacja ruchu projektowego
2.1. Określenie liczby równoważnych osi standardowych
N100 - ruch projektowy, czyli sumaryczna liczba równoważnych osi standardowych
100kN w całym okresie projektowym nawierzchni przypadająca na pas oblicz.,
NC - sumaryczna liczba samochodów ciężarowych bez przyczep (C) w całym okresie
projektowym,
NC+P - sumaryczna liczba samochodów ciężarowych z przyczepami (C+P) w całym
okresie projektowym,
NA - sumaryczna liczba autobusów (A) w całym okresie projektowym,
rC, - współczynnik przeliczeniowy liczby samochodów ciężarowych bez przyczep (C) na
liczbę osi standardowych 100 kN,
rC+P - współczynnik przeliczeniowy liczby samochodów ciężarowych z przyczepą (C+P)
na liczbę osi standardowych 100 kN,
rA - współczynnik przeliczeniowy liczby autobusów (A) na liczbę osi standardowych
100kN,
f1 - współczynnik obliczeniowego pasa ruchu,
f2 - współczynnik szerokości pasa ruchu,
f3 - współczynnik pochylenia niwelety.
2.2. Obliczenia
f1 = 1,00 dla drogi jednojezdniowej o 1 pasie ruchu w każdym kierunku
f2 = 1,13 dla drogi o szerokości pasa ruchu 2,75m≤ s <3,00m
f3 = 1,00 dla drogi o pochyleniu niwelety i < 6%
NC = 609
NC+P = 720
NA = 310
rC = 0,45 dla samochodów ciężarowych bez przyczep,
rC+P = 1,60 dla samochodów ciężarowych z przyczepami
rA = 1,05 dla autobusów.
Aby ustalić kategorię ruchu, należy pomnożyć N100 przez 365.
Tablica 1. Klasyfikacja ruchu projektowego
Przyjęto kategorię ruchu KR3
3.0. Ustalenie warunków gruntowo-wodnych
3.1. Warunki wodne
Dla następujących parametrów:
wykopy < 1m (0,5 m),
nasypy > 1m (1,9 m),
pobocza nieutwardzone,
poziom swobodnego zwierciadła wody gruntowej od 1m do 2m (ZWG=1,1 m)
Tablica 2. Klasyfikacja warunków wodnych podłoża konstrukcji nawierzchni
Przyjęto warunki wodne przeciętne.
3.2. Warunki gruntowe
Iły należą do grupy gruntów mało wysadzinowych.
3.3. Grupa nośności podłoża
Dla mało wysadzinowych gruntów oraz przeciętnych warunków wodnych grupa nośności podłoża to G4.
3.4. Grupa nośności podłoża gruntowego
Określono według dwóch sposobów:
Ocena według wskaźnika wartości CBR gruntu podłoża nawierzchni zgodnie z punktem 7.16 i tablicy 7.3: dla CBR= 3% grupa nośności podłoża to G3.
Ocena według warunków gruntowych (mało wysadzinowe) i warunków wodnych (przeciętne) grupa nośności podłoża wg tablicy 7.4 to G4.
Z oceny przeprowadzonej według metody a i b wybrano mniej korzystna grupę nośności podłoża gruntowego G4.
4.0. Zapewnienie warunków odwodnienia konstrukcji
Warstwę odsączającą należy zastosować na podłożach z gruntów wątpliwych i wysadzinowych, jeżeli zwierciadło wody gruntowej znajduje się bliżej niż 1,5 m od spodu konstrukcji nawierzchni. Funkcję warstwy odsączającej może pełnić warstwa mrozoochronna lub warstwa ulepszonego podłoża, wykonana z materiału ziarnistego o odpowiednim uziarnieniu i współczynniku filtracji k ≥ 8 m/dobę, której minimalna grubość wynosi 20 cm w przypadku kategorii ruchu KR3-KR7
4.1 Sprawdzenie potrzeby stosowania warstwy odcinającej:
Zgodnie z punktem 8.23 wykonanie warstwy odcinającej jest zalecane. Warstwa odcinająca zostanie wykonana z geowłókniny.
4.2 Do wykonania dolnych warstw nawierzchni i warstwy ulepszonego podłoża przyjęto
Typ 11. Zgodnie z tablicą 8.3 w postaci;
- podbudowa pomocnicza z mieszanki związanej spoiwem hydraulicznym lub gruntu stabilizowanego spoiwem hydraulicznym
- warstwy ulepszonego podłoża z gruntu stabilizowanego spoiwem hydraulicznym lub wapnem
- warstwa mrozoochronna z mieszanki niezwiązanej lub gruntu niewysadzinowego ( naturalnego lub antropogenicznego) o CBR ≥ 35%; warstwa mrozoochronna pełni funkcję warstwy odsączającej filtracji k10 ≥ 8 m/dobę
5.0. Przyjęcie górnych warstw konstrukcji nawierzchni
Wybrano konstrukcje Typu A2 dla kategorii ruchu KR3
Całkowita grubości górnych warstw nawierzchni konstrukcji wynosi 38 cm.
6.0. Sprawdzenie warunku odporności nawierzchni na wysadziny.
Głębokość przemarzania hZ = 1,00m (Gdańsk)
Według tablicy 10.1 minimalna wymagana grubość konstrukcji nawierzchni i warstwy ulepszonego podłoża ze względu na wysadziny Hmin, dla gruntu G4 i kategorii ruchu KR3 wynosi:
Hcałk > Hmin
Konstrukcja spełnia warunek odporności nawierzchni na wysadziny.
7.0 Przyjęte konstrukcje nawierzchni i warstwy ulepszonego podłoża:
a) warstwa ścieralna: mastyks grysowy (SMA) o grubości 4 cm,
b) warstwa wiążąca: beton asfaltowy (AC) o grubości 5 cm,
c) warstwa podbudowy zasadniczej z betonu asfaltowego (AC) 7 cm
d) warstwa podbudowy zasadniczej z mieszanki niezwiązanej z kruszywem C50/30 grubości 22 cm,
e) podbudowa pomocnicza: grunt stabilizowany cementem, klasa C3/4, o grubości 15 cm,
f) warstwa ulepszonego podłoża pełniąca rolę warstwy odsączającej: grunt niewysadzinowy o CBR ≥ 35% i grubości 20cm.
g) warstwa ulepszonego podłoża: grunt stabilizowany cementem, klasa C3/4 o grubości 25 cm.
h) warstwa odcinająca: geowłóknina.
Całkowita grubość warstwy wynosi 98 cm
8.0. Konstrukcja nawierzchni
9