Politechnika Białostocka

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Zakład Inżynierii Drogowej

Ćwiczenie projektowe z przedmiotu:

Budownictwo Drogowe

Temat:

Wzmocnienie konstrukcji nawierzchni drogowej

Opracował: Damian Karny

Pod kierownictwem: dr inż. Ewa Ołdakowska

Semestr IV, grupa P3

Rok akademicki 2014/2015

Ugięcia:

ODCINEK PIERWSZY	ODCINEK DRUGI
0,44	1,34
0,32	1,28
0,73	1,42
0,33	1,06
0,15	1,14
0,11	1,10
0,24	0,94
0,72	1,09
0,79	1,39
0,61	1,13
0,39	1,21
0,78	1,32
0,47	1,08
0,74	1,27
0,76	1,18
0,73	1,11
0,13	1,36
0,14	1,14
0,23	0,91
0,6	1,01
0,53	1,03
0,29	1,29
0,55	1,35
0,19	1,04
0,44	1,13
Uśr = 0,45	Uśr = 1,17
Su = 0,23	Su = 0,14

ODCINEK PIERWSZY

1. Obliczenie ruchu całkowitego w okresie eksploatacji

Obliczone wg Załącznika A Katalogu Wzmocnień i Remontów Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych, wg sposobu 3.

N_całk = 365 ∙ f_i ∙ SDR100_o ∙ C

N_całk - ruch całkowity wyrażony w osiach obliczeniowych 100kN w przekroju drogi w okresie obliczeniowym

f_i - współczynnik obliczeniowego pasa ruchu wg KWRNPP (f_i = 0,5 dla drogi jednojezdniowej po jednym pasie w każdym kierunku)

SDR100_o - Średni Dobowy Ruch w roku oddania przebudowanej nawierzchni do eksploatacji wyrażony liczbą osi 100kN

C- współczynnik akumulacji ruchu w okresie obliczeniowym wyliczony ze wzoru:

C = [ ( 1 + p )^tobl - 1 ] / p

t_obl- długość okresu wyrażona w latach

p- względny przyrost ruchu w jednym roku, średnio o okresie obliczeniowym

C = [ ( 1 + 0,04 )²⁰ - 1 ] / 0,04 = 29,78

N_całk = 365 ∙ 0,50 ∙ 350 ∙ 29,78 = 1 902 075 osi 100kN / pas => KR 3

1. Obliczenie ugięcia miarodajnego

U_obl = U_m ∙ f_T ∙ f_s ∙ f_p

U_obl - ugięcie obliczeniowe

U_m - miarodajne ugięcie sprężyste obliczone ze wzoru:

U_m = U_śred + 2 ∙ S_u

f_T - współczynnik temperaturowy, czyli współczynnik korygujący ugięcia ze względu na temperaturę pomiaru ugięć

f_T = 1 + 0,02 ∙ (20-T)

f_s - współczynnik sezonowości, czyli współczynnik korygujący ugięcia ze względu na porę roku, w

której wykonano pomiary ugięć

f_p - współczynnik podbudowy, czyli współczynnik korygujący ugięcia ze względu na rodzaj podbudowy występującej na danym odcinku jednorodnym

U_śred - średnie ugięcie sprężyste dla danego odcinka jednorodnego

S_u - odchylenie standardowe ugięć sprężystych dla danego odcinka jednorodnego

T - temperatura warstw asfaltowych, w której wykonano badanie

U_m = 0,45 + 2 ∙ 0,23 = 0,92

f_T = 1 + 0,02 ∙ (20 - 9) = 1,22

U_obl = U_m ∙ f_T ∙ f_s ∙ f_p = 0,92 ∙ 1,22 ∙ 1,0 ∙ 1,0 = 1,12 mm

2. Wymagana grubość zastępcza nakładki

U_obl = 1,12 mm

N_całk = 1 902 075 osi 100kN / pas

Z nomogramu: H_zast.wym = 28 cm

3. Układ warstw wzmacniających

Wariant A:

Warstwa ścieralna	Beton asfaltowy 0/11,2	4 cm
Warstwa wiążąca	Beton asfaltowy 0/20	6 cm
Warstwa podbudowy	Beton asfaltowy 0/25	6 cm
Razem		16 cm

Wariant B:

Warstwa ścieralna	Mieszanka SMA 0/12,8	3 cm
Warstwa wiążąca	Beton asfaltowy 0/20	6 cm
Warstwa podbudowy	Beton asfaltowy 0/25	7 cm
Razem		16 cm

Wariant C:

Warstwa ścieralna	Mieszanka MNU 0/12,8	2 cm
Warstwa wiążąca	Beton asfaltowy 0/20	6 cm
Warstwa podbudowy	Beton asfaltowy 0/25	8 cm
Razem		16 cm

4. Sprawdzenie grubości zastępczej

Projektowana grubość zastępcza warstw wzmacniających powinna być większa lub równa grubości wymaganej, określonej z nomogramu:

H_zast.proj ≥ H_zast.wym

H_zast.wym- wymagana grubość zastępcza nakładki, określona z nomogramu

H_zast.proj- grubość zastępcza projektowanej nakładki, obliczona ze wzoru

H_zast.proj = a₁ ∙ h₁ + a₂ ∙ h₂ + … + a_n ∙ h_n

h₁,…-projektowana grubość poszczególnych warstw nakładki

a₁,…-współczynniki materiałowe poszczególnych warstw nakładki

Wariant A: H_zast.proj = a₁ ∙ h₁+ a₂ ∙ h₂ + … + a_n ∙ h_n = 2 ∙ 4 + 2 ∙ 6 + 2 ∙ 6 = 32 cm

Wariant B: H_zast.proj = a₁ ∙ h₁ + a₂ ∙ h₂ + … + a_n ∙ h_n = 2 ∙ 3 + 2 ∙ 6 + 2 ∙ 7 = 32 cm

Wariant C: H_zast.proj = a₁ ∙ h₁ + a₂ ∙ h₂ + … + a_n ∙ h_n = 2 ∙ 2 + 2 ∙ 6 + 2 ∙ 8 = 32 cm

H_zast.wym = 28 cm

H_zast.proj ≥ H_zast.wym

32 cm ≥ 28 cm

32 cm ≥ 28 cm

32 cm ≥ 28 cm

Nakładka wzmacniająca przebudowanej nawierzchni została zaprojektowana prawidłowo.

ODCINEK DRUGI

1. Obliczenie ruchu całkowitego w okresie eksploatacji

Obliczone wg Załącznika A Katalogu Wzmocnień i Remontów Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych, wg sposobu 3.

N_całk = 365 ∙ f_i ∙ SDR100_o ∙ C

N_całk - ruch całkowity wyrażony w osiach obliczeniowych 100kN w przekroju drogi w okresie

obliczeniowym

f_i - współczynnik obliczeniowego pasa ruchu wg KWRNPP (f_i = 0,5 dla drogi jednojezdniowej z

dwoma pasami w każdym kierunku)

SDR100_o - Średni Dobowy Ruch w roku oddania przebudowanej nawierzchni do eksploatacji

wyrażony liczbą osi 100kN

C- współczynnik akumulacji ruchu w okresie obliczeniowym wyliczony ze wzoru:

C = [ ( 1 + p )^tobl - 1 ] / p

t_obl- długość okresu wyrażona w latach

p- względny przyrost ruchu w jednym roku, średnio o okresie obliczeniowym

C = [ ( 1 + 0,04 )²⁰ - 1 ] / 0,04 = 29,78

N_całk = 365 ∙ 0,50 ∙ 350 ∙ 29,78 = 1 902 075 osi 100kN / pas => KR 3

2. Obliczenie ugięcia miarodajnego

U_obl = U_m ∙ f_T ∙ f_s ∙ f_p

U_obl - ugięcie obliczeniowe

U_m - miarodajne ugięcie sprężyste obliczone ze wzoru:

U_m = U_śred + 2 ∙ S_u

f_T - współczynnik temperaturowy, czyli współczynnik korygujący ugięcia ze względu na temperaturę

pomiaru ugięć

f_T = 1 + 0,02 ∙ (20-T)

f_s - współczynnik sezonowości, czyli współczynnik korygujący ugięcia ze względu na porę roku, w

której wykonano pomiary ugięć

f_p - współczynnik podbudowy, czyli współczynnik korygujący ugięcia ze względu na rodzaj

podbudowy występującej na danym odcinku jednorodnym

U_śred - średnie ugięcie sprężyste dla danego odcinka jednorodnego

S_u - odchylenie standardowe ugięć sprężystych dla danego odcinka jednorodnego

T - temperatura warstw asfaltowych, w której wykonano badanie

U_m = 1,17 + 2 ∙ 0,14 = 1,45

f_T = 1 + 0,02 ∙ (20 - 9) = 1,22

U_obl = U_m ∙ f_T ∙ f_s ∙ f_p = 1,45 ∙ 1,22 ∙ 1,0 ∙ 1,0 = 1,77 mm

3. Wymagana grubość zastępcza nakładki

U_obl = 1,77 mm

N_całk = 1 902 075 osi 100kN / pas

Z nomogramu: H_zast.wym = 33 cm

4. Układ warstw wzmacniających

Wariant A:

Warstwa ścieralna	Beton asfaltowy 0/16	4 cm
Warstwa wiążąca	Beton asfaltowy 0/20	7 cm
Warstwa podbudowy	Beton asfaltowy 0/25	8 cm
Razem		19 cm

Wariant B:

Warstwa ścieralna	Mieszanka SMA 0/12,8	4 cm
Warstwa wiążąca	Beton asfaltowy 0/20	7 cm
Warstwa podbudowy	Beton asfaltowy 0/25	8 cm
Razem		19 cm

Wariant C:

Warstwa ścieralna	Mieszanka MNU 0/12,8	3 cm
Warstwa wiążąca	Beton asfaltowy 0/20	7 cm
Warstwa podbudowy	Beton asfaltowy 0/25	9 cm
Razem		19 cm

5. Sprawdzenie grubości zastępczej

Projektowana grubość zastępcza warstw wzmacniających powinna być większa lub równa grubości wymaganej, określonej z nomogramu:

H_zast.proj ≥ H_zast.wym

H_zast.wym- wymagana grubość zastępcza nakładki, określona z nomogramu

H_zast.proj- grubość zastępcza projektowanej nakładki, obliczona ze wzoru

H_zast.proj = a₁ * h₁ + a₂ * h₂ + … + a_n * h_n

h₁,…-projektowana grubość poszczególnych warstw nakładki

a₁,…-współczynniki materiałowe poszczególnych warstw nakładki

Wariant A: H_zast.proj = a₁ * h₁+ a₂ * h₂ + … + a_n * h_n = 2 ∙ 4 + 2 ∙ 7 + 2 ∙ 8 = 38 cm

Wariant B: H_zast.proj = a₁ * h₁ + a₂ * h₂ + … + a_n * h_n = 2 ∙ 4 + 2 ∙ 7 + 2 ∙ 8 = 38 cm

Wariant C: H_zast.proj = a₁ * h₁ + a₂ * h₂ + … + a_n * h_n = 2 ∙ 3 + 2 ∙ 7 + 2 ∙ 9 = 38 cm

H_zast.wym = 33 cm

H_zast.proj ≥ H_zast.wym

38 cm ≥ 33 cm

Nakładka wzmacniająca przebudowanej nawierzchni została zaprojektowana prawidłowo.

2