PODZIAŁ GRUNTÓW ZE WZGLĘDU NA WYSADZIOWOŚĆ

Właściwości gruntów pod względem wysadzinowości ustala sia na podstawei badania zawartości drobnych cząstek, wskaźnika piaskowego i kapilarności biernej. Pod względem wrażliwości na zamarzanie, dzielimy grunty na niewysadzinowe, wątpliwe i wysadzinowe.

Grunty niewysadzinowe są sypkie, przepuszczalne, zawierają tylko niewielkie ilości cząstek najdrobniejszych frakcji iłowej i pyłowej. Wytrzymują ze wszystkich gruntów największe naciski prawie niezależne od wilgotności. Stałość nośności jest bardzo pożądaną zaletą gruntu i dlatego podłoże z gruntów niewysadzinowych jest najlepsze i najbezpieczniejsze.Do gruntów niewysadzinowych zalicza się grunty żwirowe, po-spółki i piaski czyste lub tylko z małą zawartością cząstek iło­wych i pyłowych.

Grunty wysadzinowe są spoiste, nieprzepuszczalne, zawierają duże ilości cząstek ilastych i pylastych. Odznaczają się dużą kapilarnością, dużą zdolnością podciągania wody. W miarę nawilgacania grunty wysadzinowe pęcznieją, stają się bardzo pla­styczne, odkształcalne, a ich nośność bardzo się obniża.Szczególnie szkodliwa jest zawartość wody w gruncie wysadzi-nowym w okresie mrozów. Woda zamarzając zwiększa swoją objętość i rozpulchnia grunt od wewnątrz. W tworzące się pory dostają się nowe ilości wody, które zamarzając powodują dalsze rozpulchnianie i dalsze wchłanianie wody. To zjawisko trwa do­póki nie nastąpi całkowite zamarznięcie gruntu.W czasie odwilży grunt w podłożu odmarza wcześniej pod jez­dnią niż pod poboczami. Wytwarzająca się pod jezdnią woda nie ma odpływu, pozo­staje w gruncie i obniża jego nośność. Pod naciskiem kół pojaz­dów nawierzchnia pęka, tworzą się na niej wysadziny, a następ­nie powstają przełomy. Cała umocniona konstrukcja drogi rozpa­da się na bryły, z pomiędzy których grunt podłoża wyciskany jest na powierzchnię. Przełomy stanowią całkowite zniszczenie jezdni drogowej.

Do gruntów wysadzinowych należą iły, gliny, pyły, pyły lesso­we i namuły organiczne.

Grunty wysadzinowe nie powinny się znaleźć w górnej war­stwie podłoża w takich miejscach, gdzie zwierciadło wody grun­towej jest położone wysoko oraz gdzie podłoże nie jest należycie zabezpieczone od przenikania wody opadowej od góry.

Grunty wątpliwe zawierają cząstki frakcji iłowej i py­łowej w ilościach pośrednich pomiędzy gruntami niewysadzino-wymi i wysadzinowymi. To czy grunty te są bezpieczne i czy mogą się znaleźć w gór­nych warstwach podłoża zależy od ich kapilarności. Jeżeli kapi-larność jest niewielka i zbliżona do kapilarności gruntów niewy-sadzinowych, grunt wątpliwy uważa się za niewysadzinowy i bez­pieczny. Do gruntów wątpliwych należą piaski bardzo drobnoziarniste, piaski pylaste i piaski próchniczne. Grunty wątpliwe, które mogłyby się stać wysadzinowymi w warunkach, w jakich będą zalegały w korpusie drogowym, nie powinny się znaleźć w górnych warstwach podłoża

PRZYDATNOŚĆ ROŻNYCH GRUNTÓW DO BUDOWY NASYPÓW

Najlepsze do budowy nasypów są grunty sypkie przepuszczal­ne, niewysadzinowe. Mają one dużą przewagę nad drugą grupą gruntów, którą stanowią grunty spoiste, nieprzepuszczalne, wy-sadzinowe.

Nasypy z gruntów przepuszczalnych są stateczne i mają pra­wie niezmienną nośność bez względu na wilgotność, która w tych gruntach waha się zresztą tylko w dość wąskich granicach. Sztucz­ne odwodnienie nasypów i wykopów w gruntach przepuszczal­nych nie jest potrzebne, zbędna jest również warstwa mrozo-ochronna, zabezpieczająca przed wysadzinami i przełomami, gdyż, jak wiadomo, te niekorzystne dla drogi zjawiska, typowe dla gruntów nieprzepuszczalnych, w gruntach przepuszczalnych w ogóle nie występują.

Jedyną trudność przy wykonywaniu nasypów z gruntów prze­puszczalnych może stanowić niekiedy zagęszczenie gruntu, gdy jest oń równoziarnisty, co zachodzi czasem w drobnoziarnistych piaskach. Grunt równoziarnisty ma ziarna prawie jednakowej wielkości, dlatego nie układają się one szczelnie względem siebie i pozostaje między nimi dużo wolnych przestrzeni:

Grunty pośrednie — wątpliwe — które stanowią przejście po­między gruntami sypkimi i spoistymi i zawierają jły, gliny i py­ły, też jeszcze nadają się zupełnie dobrze jako materiał na nasy­py. Warunkiem jest jednak, aby grunty te nie zawierały zbyt dużo cząstek spoistych i nie miały zbyt dużej kapilarności. Ta­kie grunty zachowują się jak grunty niewysadzinowe i nawet pod pewnymi względami przewyższają grunty sypkie, mianowi­cie łatwiej i szybciej zagęszczają się oraz nie ulegają w górnej warstwie rozluźnieniu w stanie suchym.

Grunty typowo spoiste, o ile w wykopie nie są zbyt mocno na­wilgocone, mogą być użyte na nasypy, jednakże przy zachowaniu warunków zapobiegających nadmiernemu nawilgoceniu w trak­cie transportu i wbudowania w nasyp.W razie gdy grunt spoisty jest w wykopie nadmiernie nawil­golony w takich przypadkach stosuje się sproszkowane wap­no palone, którym przesypuje się grunt podczas ładowania na środki transportowe. Wapno zmienia całkowicie strukturę gruntu spoistego, jego drobne cząsteczki łączą się w bryłki, łatwo daje się wbudować, zagęścić i co bardzo ważne, staje się zupełnie nie­wrażliwy na działanie wody.

Niepożądane jest, aby z gruntu spoistego nie ulepszonego wap­nem, była wykonana górna warstwa nasypu, ponieważ wtedy ko­nieczne jest odwodnienie. Na nasypy na bagnach i terenach zalewowych, a przynajmniej na dolne części nasypów poniżej zwierciadła wody, grunty spoiste nie nadają się w żadnym przypadku.

Grunty skaliste traktuje się przede wszystkim jako materiał kamienny do budowy nawierzchni drogi, jeśli ich cechy wytrzy­małościowe czynią zadość odpowiednim normom, następnie do wypełnienia sączków poprzecznych, podłużnych i naskarpowych, do oskałowania, brukowania skarp i na inne temu podobne ce­le. Dopiero odpady oraz materiał skalny z warstw zwietrzałych i słabych używa się jako materiał na nasyp. Obecność brył ka­miennych w nasypie działa korzystnie na stateczność nasypu, jed­nakże pod warunkiem, że wolne przestrzenie pomiędzy bryłami kamienia zostaną szczelnie wypełnione drobniejszym gruntem.

Grunty z dużą domieszką części organicznych, a zwłaszcza tor­fy, nie nadają się zupełnie do budowy nasypów. Grunty torfiaste mają często na tyle małą nośność, że nie mogą służyć nawet jako fundament pod nasyp drogowy, muszą być usunięte i zastąpione innym odpowiedniejszym gruntem.

PODŁOŻE NATURALNE GRUNTOWE

Podłoże gruntowe naturalne jest to grunt rodzimy bez. żadnych domieszek obcych [3]. W skład gruntu wchodzą następujące składniki występujące w różnych proporcjach: cząstki mineralne tworzące szkielet, woda i substancje w niej rozpuszczone oraz powietrze. Rodzaj cząstek mineralnych oraz wzajemny stosunek poszczególnych składników gruntu decydują o jego właściwościach. Ziarna gruntu mogą być:

okrągłe (powstałe w wyniku ścierania pod wpływem działania powietrza i wody w rzekach, jeziorach, wydmach itp.),

kubiczne (powstałe w wyniku mechanicznego oddziaływania lodowca na skałę),

niekształtne (wytwarzane przez człowieka w wyniku strzelania i kruszenia skał).

Grunty można sklasyfikować według wielu kategorii w zależności od ich pochodzenia, składu, własności fizycznych itp.

Ze względu na pochodzenie rozróżnia się następujące grunty

pochodzenia miejscowego (gliny i rumorze zwietrzelinowe),

naniesione pochodzenia rzecznego lub morskiego (żwiry, piaski, pyły, iły),

pochodzenia eolicznego. naniesione przez wiatr (drobnoziarniste piaski wydmo­we, pyły lessowe),

zastoiskowe — organiczne o zawartości części organicznych powyżej 5% (muły jeziorne, mady rzeczne),

zastoiskowe — torfy o zawartości części organicznych powyżej 30%,

zastoiskowe — na powierzchni terenu gleby o zawartości części organicznych 2% lub więcej.

Ogólna klasyfikacja gruntów według wielkości ziarn jest następująca:

iły (uziarnienie od 0,002 mm w dół),

pyły (uziarnienie w przedziale 0,06 + 0,002 mm),

piaski (uziarnienie 0,075 + 2 mm)

żwiry (uziarnienie do 63,0 mm),

kamienie i głazy.

Grunty mogą być gruboziarniste i drobnoziarniste, sypkie i spoiste, wodo-przepuszczalne i nieprzepuszczalne, równoziarniste i różnoziarniste, zawierające ziarna łamane i niekruszone, wysadzinowe i niewysadzinowe (tabl. 3.4). Grunty gruboziarniste (piasek, żwir, itp.), jeżeli zawierają co najwyżej 5+10% frakcji ilasto-pylastych są gruntami wodoprzepuszczalnymi. Uziarnienia gruntów charak­teryzujące się wskaźnikiem równoziarnistości (wzór (3.1)) mniejszym od 5 uwa­żane są za uziarnienia jednorodne, powyżej 15 — grunt jest dobrze uziarniony, o wskaźniku od 5 do 15 mamy do czynienia z gruntami średnio uziarnionymi.

PODŁOŁOŻE SŁABE

Podłoża nawierzchni drogowych, określane jako słabe i wymagające ulepszenia lub wzmocnienia, są to grunty nie spełniające kryteriów podanych w w normie PN-S-02205

rodzaju i uziarnienia gruntu, wskaźnika zagęszczenia, wtórnego modułu odkształcenia £2,

stosunku modułów odkształcenia wtórnego do pierwotnego E2/Eu wysadzinowości, wskaźnika nośności CBR.

Do słabych podłoży należą

grunty organiczne — próchniczne, mineralno-organiczne, namuły, torfy, grunty antropogeniczne — hałdy górnicze, nasypy, popioły i żużle, odpady bvtowe, rolnicze i budowlane, grunty zapadowe — lessy,

grunty podatne na deformacje filtracyjne — grunty podlegające zmianom
w zakresie struktury, składu granulometrycznego. porowatości, przepuszczalności, wytrzymałości wywołane filtracją wody,
grunty podatne na upłynnienie — słabo zagęszczone, nawodnione grunty piaszczyste,

grunty pęczniejące — grunty o granicy płynności powyżej 50%, podłoża krasowe — formy krasowe w gipsach i wapieniach, tereny deformacji górniczych — tereny eksploatacji podziemnej.

SPOSOBY ULEPSZANIA PODŁOŻA

W celu ulepszenia podłoża wzmacnia się je dostosowując parametry techniczne do wymagań związanych z nośnością drogowych konstrukcji albo wykonuje się ulep­szenie technologiczne zapewniające realizację robót nawierzchniowych. Do najbar­dziej znanych i najczęściej stosowanych technologii ulepszenia podłoża należą:

a) dogęszczenie, doziarnienie lub konsolidacja w celu zmniejszenia zawartości wolnych przestrzeni w szkielecie gruntu,

- do zagęszczania gruntow stosuje się walce satyczne lub udarowe, gładkie lub okołowane

- zagęszczarki udarowe gruntów wibracyjne, ubijaki mechaniczne gruntów i cięzkei ubijaki udarowe

b)wymiana gruntów słabego podłoża na warstwy gruntu lub materiału niewysadz-nowego (warstwy nośne, warstwy mrozoochronne i odsączające),

c) stabilizacja gruntów spoistych spoiwami hydraulicznymi w celu osuszenia gruntów nadmiernie wilgotnych, zmniejszenia wrażliwości na działanie czynników klimatycznych oraz zwiększenia ich nośności,

d) stabilizacja chemiczna gruntów niespoistych w celu zmniejszenia ich odkształcalności,

separacja warstw gruntu i kruszywa warstwami odcinającymi w przypadku nie­spełnienia warunku szczelności.

e) wzmocnienie podłoża gruntowego za pomocą wiorów gumowych pochodzących z rozdrobnienia opon samochodowych - odpady rozkłada się za pomocą spycharki ogąsienicowanej (warstwa ta zabezpiecza przed przenikaniem wody i zamuleniem podbudowy , warstwa 23-30 cm ) na to nawierzchnie żwirową przemarzanie takie podbudowy ulega pewnemu wyhamowaniu (może tez być odpady gumowe + lepiszcze asfaltowe )

f) zastosowanie geosyntetyków - warstawa rozdzielająca zapobiega mieszaniu się gruntów

- warstwa filtracyjna zapobiega przemieszczaniu gruntu pod wpływem ciśnienia spływowego

- warstwa drenująca do odprowadznia wody

- warstwa wzmacniająca - wykorzystuje właściwości geosyntetyków przy rozciąganiu

METODY BADAŃ PARAMETRÓW TECHNICZNYCH PODŁOŻA NAWIERZCHNI DROGOWEJ

a) uziarnienie ( analiza sitowa )

b) wskaźnik zagęszczenia (proctor)

c) wskaźniki nośności (CBR)

Wyraża się on stosunkiem procentowym obciążenia jednostkowego q, które trzeba zastosować, aby trzpień o kształcie wydłużonego walca o przekroju 20 cm wcisnąć w odpowiednio przygotowaną próbkę gruntu do określonej głębokości 2,5 lub 5.0 mm, z prędkością jednostajną 1,25 mm/min, do porównawczego obciążenia jednostkowego qr. które jest wartością stałą i odpowiada ciśnieniu, jakie było potrzebne, aby taki sam trzpień z taką samą prędkością oraz na taką samą głębokość wcisnąć w materiał wzorcowy, który stanowi tłuczeń standardowo zagęszczony:

Wskaźnik nośności jest określany w laboratorium z zachowaniem podstawowych warunków metody CBR. Badanie wykonuje się na standardowo zagęszczonych próbkach według Proctora (średnica próbki 0=15 cm, wysokość h - 17,5 cm) przy wilgotności optymalnej. Próbki przed badaniem poddaje się nasyceniu wodą przez cztery doby. Próba penetracji odbywa się w prasie umożliwiającej ustalenie wartości ciśnie­nia p przy penetracji trzpienia w próbce gruntu na głębokość 2.5 mm i 5,0 mm. Jako miarodajną przyjmuje się większą wartość

d) moduł odkształcenia (płta VSs)

e) pęcznienie liniowe- stosunek przyrostu objęości próbki standardowo zagęszczonej spowodowanej nasyceniem wodą do suchej próbki

f) moduł sprężystości

PODBUDOWY

Podbudowa jest to dolna cześć konstrukcji nawierzchni drogowej służąca do prze­noszenia obciążeń na podłoże. Stanowi ona, w przypadku nawierzchni asfaltowych, fundament dla wyżej położonych warstw asfaltowych: ścieralnej, wiążącej i ewentual-nie warstw pośrednich. Podbudowa może być jedno- lub dwuwarstwowa.

Do najważniejszych zaliczyć należy następujące:

- podbudowa powinna być na tyle jednorodna i sztywna (wystarczająco i równo­miernie zagęszczona), by nie powodowała powstawania nadmiernych odkształ­ceń, spękań i innych uszkodzeń w wyżej położonych warstwach bitumicznych,

- powinna stanowić stopniowe przejście od słabego podłoża gruntowego do warstw: wiążącej i ścieralnej, charakteryzujących się dużymi modułami sztywności.

- 0d dołu podbudowa powinna być zabezpieczona przed nadmiernym zawil­goceniem (warstwa odsączająca), przemarzaniem (warstwa mrozoochronna), przenikaniem do niej drobnych cząstek podłoża gruntowego (warstwa odcinająca).

- poszczególne warstwy podbudowy powinny być ze sobą dobrze związane, zapewniając przez to korzystny rozkład naprężeń na podłoże,

- profil poprzeczny i podłużny podbudowy powinien odpowiadać profilowi warstwy wiążącej, co jest konieczne dla uzyskania równej nawierzchni (nie można poprawiać spadków poprzecznych i niwelety zmienną grubością warstwy wiążącej i ścieralnej),

- dobór materiałów oraz technologii wykonania podbudowy powinien uwzględ­niać możliwość użycia materiałów miejscowych oraz zmechanizowania robót, a tym samym do optymalizacji kosztów budowy.

PODBUDOWA Z AC

1. stosowana dla KR1 do K6

2. kruszywao łamane, granulowane i sztuczne dal KR1 do KR2 klasy III

dla KR3 do KR6 klasa I i II

3. asfalt 30 /50 lub 50 /70

4. wykonanie

-warstwa podłoża, równa, sucha czysta i skopiana emulsja asfaltową tem. powyżej 5

dla warstwy większej niż 8 cm ; 10 stopni dla warstwy mniejszej niż 8 cm

PODBUDOWA Z KRUSZYWA STABLILZOWANEGO MECHANICZNIE

1. harmonijna krzywa uziarnienia dzieki temu odpowiednia wytrzymałość na obciążenia

2. stosowane do KR1 do KR6

3. wskaźniki zadeszczenia od 1 do 1,03

4. minimalna grubość dla kruszyw łamanych i żuzli to 10 cm ; naturalnych 12,5 cm dla mieszanek kruszyw 11 cm

PODBUDOWA STABILIZOWANA CEMNTEM

1. podbudowa zasadnicza 1,6-2,2 ; 2,5 - 5,0 ; górna cżęc warstwy 1,0-1,6 ; 1,5-2,5 i dolna dla gruntów wątpliwych i wysadzinowych -;0,5 -1,5

2. grunty najlepsze o wskaźniku piaskowym 20 <WP<50 ;

3. cement 32,5 lub 32,5R

4. woda pitna jeżeli inna musi być przebadana

5. proces technologiczny

- wzruszenie i rozdrabnianie gruntu rodzimego

- dodanie dodatków ulepszających ulepszających i wymieszanie z gruntem

- rozsypanie cementu

- mieszanie gruntu na sucho( do jednolitego koloru )- metoda na miejscu może tez

być za pomocą mieszarki wtedy układamy rozkładarką

- zwilżenie optymalne m-c-g

- profilowanie ; zagęszczanie do 6 h max

- pielęgnacja przez 7 dni

PODBUDOWA STABILIZOWANA WAPNEM

1. wytrzymałości górna warstwa > 0,3;>0,4 podbudowa pomocnicza dla lekkich dróg >0,5; >0,7

2. stosowana dla gruntow o dużej nośności które tracą ją pod wpływem wody (reakcja pomiędzy materiałami ilowymi oraz koloidalną krzemionką )

3. grunt o współczynniku plastyczności >7 ; zawartość frakcji kamienistej <15% nie nadają się o WP > 30 i zawartości org. >10 %

4. wapno palone, hydratyzowane

5. woda pitna jeżeli inna musi być przebadana

6. proces technologiczny

- wzruszenie i rozdrabnianie gruntu rodzimego

- rozsypanie cementu

- mieszanie gruntu na mokro ( do stwierdzenia zmiany struktury gruntu )- metoda na miejscu może tez być za pomocą mieszarki wtedy układamy rozkładarką

- zwilżenie optymalne m-c-g

- profilowanie ; zagęszczanie 6-48 h

- pielęgnacja przez 7 dni

PODBUDOWA STABILIZOWANA POPIOŁAMI LOTNYMI

1. powstają ze spalania węgla kamiennego brunatnego

2. zastosowanie popiołów lotnych

-stabilizacja gruntów spoistych aktywnymi popiołami lotnymi

- stabilizacja gruntów sypkich cementem z dodatkiem popiołów lotnych jako częściowego zamiennika cementu,

-podbudowa z betonu popiołowego

- dodatki popiołów lotnych jako wypełniaczy przy produkcji mieszanek mineralno asfaltowych

- , budowa nasypów z mieszanek, w skład których wchodzić może popiół lotny. Do stabilizacji gruntów popiołami lotnymi używa się popiołów aktywnych działających jak spoiwo hydrauliczne słabej klasy. Ta stabilizacja ma właściwości podobne do stabilizacji gruntu cementem. Z praktyki wykonawczej wynika, że warstwy z gruntów stabilizowanych popiołami aktywnymi wykazują moduły odkształcenia zbliżone do modułów określonych dla podobnych warstw stabilizowa­nych cementem i są one wyższe od modułów uzyskiwanych przy stabilizacji gruntów wapnem. Warstwy gruntu stabilizowanego są praktycznie nieprzepuszczalne dla wody, mało wrażliwe na krótkotrwałe opady, a po stwardnieniu stają się niewrażliwe na działanie soli i roztworu siarczanu magnezu.

c) grunty nadają się najlepiej mało i średnio spoiste o wskaźniku plastyczności od 3 do 20

d) Podbudowę z gruntów stabilizowanych popiołami lotnymi stosuje się jako nośne warstwy nawierzchni drogowych, placów postojowych, parkingów, chodników i ścieżek rowerowych oraz wykonywania poszerzeń istniejących nawierzchni. Stabili­zację gruntu wykonuje się w jednej lub w dwóch warstwach. Podbudowa dwuwarst­wowa znajduje zastosowanie w przypadku podłoża wątpliwego lub wysadzinowego (dolna warstwa gruntu stabilizowanego popiołami jako warstwa mrozoochronna) oraz gdy podłoże jest niewysadzinowe, ale obciążenie ruchem tego wymaga.

Rodzaj warstwy w konstrukcji nawierzchni drogowej	Wytrzymałość na ściskanie próbek nasyconych wodą, MPa		Wskaźnik mrozoodporności
		Rn
Górna warstwa podbudowy nawierzchni dro­gowej obciążonej ruchem kategorii KRI + KR2	> 1.6	2.5 + 5,0	0.6
Dolna warstwa podbudowy nawierzchni drogo­wej obciążonej ruchem kategorii KRI+KR2	> 1.0	1,5+3,0	0,5
Ulepszone podłoże	>0,5	1,0+2,0	-

PODBUDOWA STABILIZOWANA CHUDEGO BETONU

1. pośrednia pomiędzy podbudowami sztywnymi a podatnymi

2. zagęszczona chuda mieszanka po zakończeniu procesu wiązania osiada od 6 do 9MPa

3. kruszywo mineralne naturalne łamane, z żużla wielkopiecowego wielkopiecowego reecykilngu na yc drobna b mieszanka charakteryzowała się szczelnością

4. cement od CEM I do CEM III

5. zawartość cementu od 5% do 7%

6. technologia

- mieszanie w mieszarkach

- układnie rozkładarka dopuszcza się spycharki równiarki

- zagęszcznie nie później niż 30 min od dodania wody

- zagęszczanie walcami statycznymi do 15 cm; wibracyjnymi do 25 cm

WARSTWA ŚCIERALNA I WARSTWA WIĄŻĄCA

są zaliczane do głównych warstw konstrukcyj­nych nawierzchni drogowej (rozdz. 10). Do budowy tych warstw stosuje się mieszanki mineralno-asfaltowe

— betonowy,

— makadamowy,

— pośredni.

Typ betonowy mieszanki mineralno-asfaltowej charakteryzuje się tym, że mieszanka mineralna jest projektowana według ciągłej harmonijnej krzywej uziarnienia (równomiernie stopniowane uziarnienie), z kru­szyw o różnej wielkości ziaren.

asfaltowej określa się warstwy kruszyw jednofrakcyjnych, wzajemnie klinujących się, o stopniowo malejącym uziarnieniu. otoczonych lepiszczem lub tylko skropionych i odpowiednio zagęsz czonych. Główną siłą utrzymującą monolityczność warstwy asfaltowej jest tarcie klinujących się ziarn, natomiast rola lepiszcza jako spoiwa jest tu drugorzędna. Warstwy kruszywa z lepiszczem układane i zagęszczane kolejno od najgrubszej do najdrobniejszej frakcji, dogęszczają się pod wpływem ruchu i mają strukturę otwartą.

Typ pośredni mieszanki mineralno-asfaltowej charakteryzuje się tym, że krzywa uziarnienia mieszanki mineralnej jest nieciągła. Nieciągłość wynika z braku określonej frakcji lub grupy frakcji w mieszance mineralnej

Tradycyjne mieszanki mineralno-asfaltowe typu betonowego w zależności okładu, właściwości i technologii wbudowania w nawierzchnię dzielą się na:

— beton asfaltowy,

— asfalt lany.

— asfalt piaskowy.

Do typu makadamowego należy powiechniowe utrwalenie, a do typu pośredniego

— mastyks grysowy SMA,

— mieszanka mineralno-asfaltowa o nieciągłym uziarnieniu (MNU).

Zastosowanie mieszanek mineralno-asfaltowych do warstw konstrukcyjnych nawierzchni

BETON ASFALTOWY

Mieszanka mineralno-asfaltowa betonu asfaltowego (PN-S 96025) może być sto­sowana do następujących warstw konstrukcyjnych nawierzchni drogowych:

— ścieralnej,

— wiążącej,

— wyrównawczej,

— wzmacniającej,

— podbudowy.

MATERIAŁY DO WARSTWY ŚCIERALNEJ, WIĄŻĄCEJ, WYRÓWNAWCZEJ I WZMACNIAJĄCEJ

W skład betonu asfaltowego wchodzą następujące materiały:

— asfalty drogowe: 35/50, 50/70, 70/100,

— polimeroasfalty drogowe; DE30 A, B, C. DP30, DESO A, B, C,

- wypełniacz mineralny (do warstwy ścieralnej dla kategorii ruchu od KR 3 do KR 6 — tylko wypełniacz wapienny), pyły z odpylania w otaczarce, popioły lotne,

ASFALT LANY

a) Asfalt lany jest mieszanką mineralno-asfaltową składającą się z mączki mineralnej, piasku, grysu kamiennego lub żwiru i asfaltu, dobraną w odpowiednich proporcjach ilościowych, układaną i profilowaną na gorąco ręcznie loBprzy użyciu specjalistycz­nych układarek mechanicznych Warstwa ścieralna z asfaltu lanego wymaga specjalnego uszorstnienia przez wtłoczenie kruszywa bitumowanego lub posypanie ostrym piaskiem i zatarcie.

b) Asfalt lany stosuje się do budowy warstwy ścieralnej nawierzchni dróg miejskich zamiejskich, nawierzchni dróg lotniskowych i nawierzchni na obiektach mostowych. nawierzchni dróg obciążonych ruchem KRI -KR2 stosuje się asfalt lany tradycyjny, a do nawierzchni dróg o obciążeniu od KR3 do KR6 asfalt twardolany. jako modyfikację asfaltu lanego.

Warstwy ścieralne z asfaltu lanego i asfaltu twardolanego są obok warstw z mieszanki SMA najbardziej odporne na obciążenia mechaniczne i działanie czynników środowiska. Asfalt lany jest niewrażliwy na działanie wody i środków chemicznych stosowanych do odladzania.

c) Asfalt lany wytwarza się z następujących materiałów:

-lepiszcze asfaltowe: 20/30, 30/45, 35/50, asfalt modyfikowany polimerem: DE30 A, B, C, DP30,

-wypełniacz mineralny: podstawowy, zastępczy, pyły z odpylania, popioły lotne,

- piasek naturalny, gat. 1,2,

- kruszywo łamane granulowane ze skał litych i surowca sztucznego (żużle -- -------- - pomiedziowe i stalownicze), Id. I, II, gat. 1, 2,

- kruszywo łamane zwykłe, kl. I, II, gat. 1, 2,

- żwir i mieszanka, kl. 1, II,

Zaleca się stosowanie do wypełniaczy podstawowych dodatków włóknistych lub miału gumowego w ilości do 5% masy całej ilości wypełniacza

Skład asfaltu lanego różni się zasadniczo od składu betonu asfaltowego. W asfalcie lanym jest około 2,5 razy więcej wypełniacza i około 2% więcej asfaltu

d) W celu ostatecznego przygotowania asfaltu lanego do wbudowania, należy go po załadowaniu do kotła transportowego ogrzewać i mieszać nie krócej niż 1 godzinę.

Po wyprodukowaniu asfalt lany przewozi się do miejsca wbudowania w kotłach produkcyjno-transportowych holowanych przez ciągniki albo samochody lub w kotłach transportowych montowanych na samochodach samowyładowczych. W czasie transportu mieszanka asfaltu lanego powinna być mieszana z zachowaniem temperatury wytwarzania, która jest jednocześnie temperaturą wbudowania w na­wierzchnię.

W odróżnieniu od betonu asfaltowego podłoże, na którym jest układana warstwa asfaltu lanego, nie powinno być skropione lepiszczem asfaltowym. Pozostałe warunki przystąpienia do robót związanych z przygotowaniem podłoża, wykona­niem zarobu próbnego i odcinka doświadczalnego są takie same jak dla betonu asfaltowego.

Asfalt lany może być wbudowany ręcznie lub w sposób mechaniczny, przy użyciu ukladarki. Przy ręcznym układaniu mieszanki, do zachowania profilu podłużnego i poprzecznego warstwy należy stosować odpowiednio wypoziomowane i zamocowane listwy drewniane lub stalowe. Powinny być one posmarowane środkiem przeciwprzylepnym. W tym celu można stosować roztwór szarego mydła i gliceryny w wodzie, jednocześnie zabrania się stosowania substancji pochodzenia naftowego (olej napędowy, olej opałowy, paliwo silnikowe itp.). Układanie mieszanki asfaltu lanego w sposób mechaniczny, przy użyciu układarki. powinno odbywać się w sposób ciągły, z jednostajną prędkością i w miarę możliwości bez przestojów. Złącza podłużne i poprzeczne należy dokładnie zacierać, aby otrzymać równą powierzchnię. Do rozgrzania krawędzi można stosować promienniki podczer­wieni. Do wykonywania złączy można stosować samoprzylepne taśmy asfaltowo--icauczukowe. natomiast nie zaleca się smarowania złączy gorącym asfaltem.

Gorącą powierzchnię warstwy ścieralnej z asfaltu lanego, bezpośrednio po wykonaniu, należy uszorstnić przez równomierne posypanie grysem od 2 do 4 mm.

e) Wykonaną nawierzchnię można oddać do ruchu po ostygnięciu układanej warstwy do temperatury otoczenia oraz po usunięciu z niej niezwiązanych ziam grysu.Asfalt lany może być układany w temperaturze powyżej +5°C przy bezdesz-czowej pogodzie.

KOORDYNACJA ELEMENTÓW PRZEKROJU PODŁUŻNEGO I PLANU

Optyczną płynność projektowanej trasy drogi uzyskuje się po speł­nieniu następujących warunków:

- są zapewnione właściwe proporcje pomiędzy elementami trasy w ob­rębie stref obserwacji;

- wartości krzywizn są zadowalające z punktu widzenia perspektywy;

- pomiędzy przyległymi elementami trasy jest zapewniona optyczna płynność;

- elementy trasy są wyraźnie ukształtowane;

- załamania krawędzi jezdni na krzywych nie występują lub są złago­dzone.

- Optyczna płynność połączeń łuków w planie i profilu zależy przede wszystkim od wzajemnej zależności pomiędzy długościami łuków a ich promieniami

OGOLNE ZASADY KORDYNACJI DROGI W PROFILU I

a) wierzchołki łuków pionowych i poziomych powinny leżeć w jednej pła­szczyźnie

poprzecznej;

b) wzajemne przesunięcie wierzchołków o wartość nie większą niż ¼ długości łuku

pionowego można uznać za dopuszczalne;

c )zaleca się stosowanie łuków poziomych dłuższych od pionowych;

d) promienie łuków pionowych powinny być co najmniej 5 razy większe od promieni

łuków poziomych (pożądane — 10 razy większe);

5. w obrębie łuków poziomych należy unikać więcej niż jednego załama­nia niwelety;

na długości krzywych przejściowych nie jest pożądane wprowadzanie załamań

niwelety i łączenie z innymi elementami nie związanymi z ukształtowaniem tzw. Rampy

drogowej;

f) nie stosuje się krótkich łuków poziomych na długości łuku pionowego.

Koordynacja elementów w planie i przekroju jest konieczna również przy projektowaniu ulic klasy E i G, a pożądana w przypadku ulic kla­sy Z.

Oprócz wymienionych wcześniej zasad, koniecznych do spełnienia, zwłaszcza w przypadku dróg wyższych klas, należy:

- unikać załamań wypukłych niwelety ulicy na prostej oraz falistego przebiegu niwelety na - - prostej lub w obrębie łagodnych łuków pozio­mych;

- stosować powiązania odkryte, tj. takie, w których długość krzywej w planie* (łącznie z krzywymi przejściowymi) jest większa o około 10% niż długość łuku pionowego;

unikać połączeń krzywej w planie z początkiem łuku w profilu po­dłużnym

- projektować długość krzywej w planie (łuk kołowy z krzywymi przej­ściowymi) tak, aby była większa niż długość krzywej w profilu podłuż­nym o około 10% przy łukach wypukłych zmieniać kierunek w planie, od początku krzy­wej w planie do najwyższego punktu profilu podłużnego, więcej niż o 3°

- na odcinku prostym w planie, a załamanym w profilu podłużnym za­lecać stosowanie promieni łuków w profilu podłużnym ulicy nie mniejszych niż 15 000 m.

Należy podkreślić, że na drogach i ulicach niskich klas warunki ko­ordynacji elementów są pożądane, lecz nie zawsze możliwe do spełnienia.

Optycznie płynny odcinek drogi spełnia następujące warunki:

- w dowolnym punkcie trajektorii ruchu nie powstają złudzenia optycz­ne w obszarze ostrego widzenia kierowcy;

- uczestnik ruchu spostrzega krawędzie oraz oś jezdni (malowaną) jako linie płynne, a ich krzywizna i jej zmienność są akceptowane przez kierowcę;

- jest zapewniona właściwa kompozycja drogi z otoczeniem;

- są zachowane właściwe proporcje pomiędzy sąsiednimi elementami.

PRZEKROJ POPRZECZNY

Elementy: jezdnie pasy awaryjnego postoju opaski wewnętrzne i zewnętrzne pobocza pasy przedzielające pasy postojowe pasy ruchu powolnego pasy zwolnienia i przyśpieszania rowy odwadniające chodniki ścieżki rowerowe torowiska boczne pasy bezpieczeństwa i elementy skrajni jezdni

METODA MECNISTYCZNA

projektowania nawierzchni polega na określeniu trwałości zmęczeniowej konstrukcji na podstawie analizy jej stanu naprężeń i odkształceń oraz wyników badań eksperymentalnych dotyczących właściwości materiałów konstrukcyjnych i podłoża gruntowego. Według tej metody nawierzchnię traktuję się jako układ warstw o określonych grubościach na podłożu gruntowym o nieskończenie wielkiej grubości. Modelem konstrukcji nawierzchni asfaltowej najczęściej jest układ izotropowych i jednorodnych warstw sprężystych położonych na półprzestrzeni sprężystej. Każda warstwa ma określone 3 wartości a) grubość warstwy b) moduł sprężystości c) współczynnik Poissona. Przyjmuje się dwa kryteria zniszczenia konstrukcji a) kryterium spękań warstw asfaltowych b) kryterium deformacji trwałych. Zakłada się ze w wyniku wielokrotnie powtarzalnych obciążeń od kół pojazdów samochodowych warstwy asfaltowe ulegają spękaniom zmęczeniowych. Nawierzchnia asfaltowa poddawana wielu milionom obciążeń może ulec spękaniom 2wskutek zmęczenia, pomimo że naprężenia rozciągające lub odkształcenia nie przekraczają doraźnej wytrzymałości na rozciąganie Lub wartości odkształcenia niszczącego. Kryterium deformacji trwałych dotyczy kolein strukturalnych wynikających z akumulacji odkształceń nieodwracalnych podłoża gruntowego. Przyjmuje się, że istnieje związek pomiędzy wielkością odkształceń pionowych na powierzchni podłoża gruntowego a deformacjami trwałymi mierzonymi na jej powierzchni. Podstawową cechą metody mechanistycznej jest określenie trwałości zmęczeniowej według obu kryteriów

ODWODNIENIE

- najczęściej stosowaną metodą jest nadanie odpowiednich pochyleń poprzecznych poszczególnm częściom drogi i przez to sprowadzenie wody powierzchniowej na skarpy rowów lub nasypów. Wymaga to urządzenia rowów przydrożnych. Stosuję się rowy trapezowe i trójkątne. Dno rowu conamjmniej 40cm pochylenie skarpy 1:1,5. Pochylenie podłużne dna rowu przynajmniej 0,5% a na terenach płaskich dopuszcza się 0,2%. Gdy woda spływowa mogła by uszkodzic elementy korpusu drogi należy zastosować urządzenia ściekowe (płaskie korytkowe kryte) spadki jak w rowach odlaegośc pomiędzy kratkami ściekowymi mniejsza niż 50m przed skrzyżowaniami lub przejsciem od strony napływu i w najniższym miejscu wklęsłego załamania niwelety

ŁUK KOLOWY

: kąt i R T=R*tg(α/2) Z=R*(1/cos (α/2)-1) Ł=Π*R*α/180o

Rys

ŁUK KOLOWY Z KRZYWĄ PRZEJŚCIWĄ :

To=Xs+Ts Xs=x-Rsinτ Ts=(R+H)tg(α/2) Z=(R*H)*(1/cos(α/2)-1)+H γ= α-2τ Ł=Π*R*γ Warunki R/3<a<R R/9<L<R L:Ł:L 1:(0,5;4):1

H>0,5m α>2τ Krzywe przejściowe - umożliwiają przy przejsciu z niejednej krzywej na drugą zmiane przyśpieszenia odśrodkowego - spełniają rolę odcinka przejściowego na który występuje zmiana przechyłki jezdni - zapewnia płynny przebieg trasy dzięki stopniowej z RODZAJE KRZYWYCH

1. klotoida 2. parabola 3-geo stopnia 3. lemniskata bernuliego(łącznice i serpentyny)

Rys

Inne krzywe

1. esowa 2. owalna 3. biklotoida 4. koszowa r1:r2:r3 2:1:3

Rys

mianie krzywizny i służyć przez to optycznemu poprowadzeniu trasy.

PROSTE

- zbyt długie trudno dopasowac do kraobrazu, działają męczoco na kierowców sprzyjają rozwijaniu nadmiernych prędkości oslepianie w noc po długich odcinkach prostych

ROBOTY ZIEMNE

: odspojenie gruntu, wydobycie gruntu połączone z przerzuceniem na nasyp lub odkład albo załadunek na Sr transportu przewóz gruntu wyładunek i rozplantowanie, zagęszczanie, wyrównanie skarp i wykopów. Sposób wykonania: ręcznie i mechanicznie. Kierunek przemieszczenia gruntu: podłużne i poprzeczne. Wykres rozdziału mas.

Wyznaczenie robót ziemnych polega na ustawieniu szablonów profilowych określających kształt przyszłych nasypów i wykopów. Potrzebne do tego przekrój nomrlany i przekrój pisany

WYKONANIE NASYPÓW

Nasypy - paliki wysokościowe na osi i krawędziach

-warstwowa- po usunięciu humusu wysypujemy warstwę o określonej wysokości i zagęszczamy (duża kontrola zagęszczania)(spoiste- wilgotność optymalna, nasypowe- może być większa), usypywać tak aby ostatnia warstwa była o jednej wysokości na całej długości

-od czoła- gdy grunt jest pobierany blisko z wykopu, jest duże pochylenie niwelety, lub teren bagnisty (spychamy grunt spycharką, bo po terenie bagnistym nie może jeździć sprzęt) wady: trudność zagęszczenia -z boku- gdy poszerzamy korpus drogi; jak >1m to ok. jak<0,5m trudno zagęścić; zagęszczać sukcesywnie w miarę dosypywania -z rusztowań- układamy kolej wąskotorową lub samochodami (wyładunek poprzeczny) -mieszana

Zagęszczenie- pole doświadczalne- na gruncie nośnym usypujemy warstwy i zagęszczamy a następnie pobieramy próbki.

WYKONANIE WYKOPÓW -warstwowa- (spycharka, równiarka, zgarniarka) -od czoła -z boku -mieszana -głębokich ujęć

ROBOTY ZIMOWE Odspojenie- rozluźnienie gruntu -skrawanie- (szerokość nie duża a duża głębokość), grunt sypki nienawodniony -krojenie na pasy i bloki- gdy trudno przez skrawanie

-materiały wybuchowe- gdy odległość do zabudowań min 0,5m -nie odsłaniać dużych powierzchni -roboty na dużą głębokość -przewożenie- środkami transportu o dużych objętościach, oplandekowane-po wykonaniu wykopu danego dnia zabezpieczyć przed ochłodzeniem (maty) -sukcesywne zagęszczenie Wykop wielowarstwowy- zbierać warstwami i warstwami układać

ROBOTY NA BAGNACH

Rachunek ekonomiczny- nasyp ok. 12-15m jeszcze opłacalny, wykonuje się estakady (szerokość~ szerokość jezdni) 1.Torf- jest dość zwięzły (najbardziej korzystne bagno), duża nasiąkliwość wilgotność=(masa wody w próbce/masa wody) 2.Torf tworzy masę zwięzłą a pod tym zawiesina=błoto 3.Cała zawiesina od góry do dołu w stanie półpłynnym nie ma nośności h- miąższość torfu H- wys. nasypu

Ad1. a)h<1m należy zdjąć z niego darninę i można zostawić torf o ile H>2-3m (po zagęszczeniu) b)h=1-4m można zostawić tyle torfu żeby h<(H/3) Gdy woda jest poniżej poziomu torfu, poza szerokością drogi wykonać rowy, w których będzie zbierać się woda aby ułatwić wykonanie skarpy +wypompować wodę Ad2.- usunąć torf W zimie usypujemy nasyp na lodzie (tylko grunty sypkie) wcześniej w torfie umieszczamy ładunki wybuchowe (w torfie płynnym a nie zamarzniętym). Gdy usypiemy korpus detonujemy ładunki wybuchowe

Ad3.- zamarzanie do 5-6m głęboko, z jednej i drugiej strony ścianka szczelna i wypompowywanie, nasyp stopniowo i geomata Inne rozwiązanie- Pale piaskowe (wkładamy rurę, wypełniamy piaskiem, wyciągamy rurę, takie pale co 0,5-1m aby nadać nośność ale jeżeli torf półpłynny to i tak nic nie da)

ROBOTY MAŁO DOKŁADNE-

nasyp z nadmiarem, wykop z niedomiarem 1.Oczyszczene terenu -usunąć humus i darninę, usuwanie drzew, krzewów-przy wykopach usunąć drzewa na skarpie mogą zostać -usunąć gruz kamienie głazy

2.odwadnianie terenu robót -ujęcie źródeł cieku; przełożenie cieków -rowy skarpowe górne; osuszyć podstawę nasypu (jeśli jest teren bagienny, niżej położony np. poprzez drenarz)

-wykonać przepusty Humus- zatrzymuje więcej wody niż inne grunty, będzie wykorzystany w celu ochrony przed erozją skarpy na razie trzeba usunąć Schodkowanie- pomaga utrzymać stateczność skarpy połączyć korpus dotychczasowy z nowym

JAK UKŁADAĆ RÓŻNE GRUNTY W KORPUSIE ZIEMNYM

jak po zagęszczeniu wytrzymałość<1,5Mpa nie używać -grunty sypkie (gdy są dobre warunki wodne) stosujemy każde -ił na budowę zapory korpusu ziemnego -do miejsc w których może pojawić się woda grunty niespoiste -grunty kamieniste- mogą być użyte zamiast przepustu (zaczynając od największych kamieni) -warstwy poziome spoisty niespoisty na przemian -spoisty w środku sypki dookoła nigdy odwrotnie

WZMACNIANIE SKARPY NASYPU

(zabezpieczenie przed erozją)

-obsianie trawą (dobre ukorzenienie...) (obkładamy skarpę warstwą humusu) -spryskanie emulsją asfaltową po zwilżeniu wodą 10,5kg emulsji /m2) -aby ochronić nasyp zanim pokryje się zasianą trawą -maty zawierające ziarna traw -darniowanie zębem -darniowanie na ukos -układanie 'dywanów' z trawy -wiklina;

11

---