1. Literatura wykorzystana do opracowania wykładu

[1] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki 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)

[2] Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych GDDP, IBDiM, W-wa 1997

[3] Katalog wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych, GDDP, IBDiM, W-wa 2001,

2. Okresy eksploatacji nawierzchni

Przy projektowaniu nowych i utrzymaniu istniejących nawierzchni przyjmuje się wymagane okresy eksploatacji określone w RMTiGM nr 430 (tablica 1.) Okresy eksploatacji są takie same dla wszystkich elementów jezdni, tj. zasadniczych i dodatkowych pasów ruchu, pasów awaryjnych, pasów włączania i wyłączania.

Tablica 1 Wymagane okresy eksploatacji nawierzchni [1]

Klasa drogi, elementy drogi	Konstrukcje podatne i półsztywne		Konstrukcje z betonu cementowego
		nowe lub przebudowane	Remontowane	nowe lub przebudowane	remontowane
1	2	3	4	5
A, S, GP, G i Z	20 lat	10 lat	30 lat	20 lat
L i D	20 lat	10 lat	20 lat	10 lat
Pasy ruchu i zatoki w rejonie przystanku autobusowego, miejsca przeznaczone do postoju pojazdów, ruchu pieszych i rowerów	20 lat	10 lat	20 lat	10 lat

3. Określenia podstawowe [3]

Remont (odnowa) drogi - wykonywanie robót remontowych przywracających pierwotny stan drogi, z wyłączeniem robót konserwacyjnych, porządkowych i innych zmierzających do zwiększenia bezpieczeństwa i wygody ruchu, w tym także odśnieżania i zwalczania śliskości zimowej.

Przebudowa (modernizacja) drogi - wykonywanie robót, w wyniku których następuje podwyższenie parametrów technicznych i eksploatacyjnych istniejącej drogi.

Kontrola i ocena stanu nawierzchni - bieżące obserwacje stanu nawierzchni i okresowe oceny jej stanu.

4. Klasyfikacja techniczna dróg [1]

Klasę drogi określa się według zasad podanych w Rozporządzeniu MTiGM [1]. Wyróżnia się następujące klasy dróg:

A - autostrady

S - ekspresowe

GP - główne ruchu przyspieszonego

G - główne

Z - zbiorcze

L - lokalne

D - dojazdowe.

5. Obciążenie ruchem[1] [2] [3]

Do projektowania nowych nawierzchni i przebudowy nawierzchni istniejących przyjmuje się klasyfikację dróg - według kategorii ruchu jak w katalogu [2][3] oraz w RMTiGM [1].

Do projektowania przyjmuje się, jako wyjściowy, prognozowany Średni Dobowy Ruch w połowie okresu eksploatacji nawierzchni , w podziale na trzy grupy pojazdów:

• samochody ciężarowe bez przyczep,

• samochody ciężarowe z przyczepami,

• autobusy.

Pomija się pozostałe kategorie pojazdów, tj.: motocykle, samochody osobowe, samochody dostawcze i ciągniki rolnicze.

Podział ruchu na kategorie według liczby osi obliczeniowych na pas ruchu na dobę w dziesiątym roku po oddaniu drogi do eksploatacji podano w tablicy 1, w której zamieszczono również graniczną liczbę osi obliczeniowych 100 kN na pas obliczeniowy w założonym okresie eksploatacji nawierzchni - 20 lat.

Uwaga: trwałość zmęczeniową w osiach obliczeniowych 115 kN (tablica 1) przeliczono z zastosowaniem prawa czwartej potęgi

Przyjmuje się, że remont nawierzchni, gdy nie zachodzi potrzeba projektowania wzmocnienia konstrukcji nawierzchni, nie zwiększa trwałości zmęczeniowej nawierzchni w stosunku do założonej w chwili oddania nawierzchni do eksploatacji. W wypadku projektowania przebudowy nawierzchni i wzmocnienia konstrukcji następuje przedłużenie trwałości zmęczeniowej nawierzchni, a wówczas zachodzi konieczność weryfikacji wcześniej ustalonej kategorii ruchu i wyznaczenia nowej kategorii ruchu drogi na okres eksploatacji po przebudo­wie.

6. Wyznaczanie kategorii ruchu

Kategorię ruchu wyznacza się na podstawie liczby osi obliczeniowych na dobę na pas obliczeniowy w dziesiątym roku po oddaniu nawierzchni nowej (lub przebudowanej) do eksploatacji lub na podstawie przewidywanej liczby osi obliczeniowych w obliczeniowym okresie jej eksploatacji, który przyjęto na 20 lat.

Na podstawie prognozowanego ruchu, w podziale na grupy pojazdów ciężkich, oblicza się liczbę osi obliczeniowych według wzoru:

(1)

L liczba osi obliczeniowych na dobę na pas obliczeniowy w dziesiątym roku po oddaniu nawierzchni nowej lub po przebudowie do eksploatacji,

f₁ współczynnik obliczeniowego pasa ruchu wg tablicy 4,

N₁ średni dobowy ruch samochodów ciężarowych bez przyczep w przekroju drogi, w dziesiątym roku po oddaniu drogi po prze­budowie do eksploatacji,

N₂ średni dobowy ruch samochodów ciężarowych z przyczepami w przekroju drogi, w dziesiątym roku po oddaniu drogi po prze­budowie do eksploatacji,

N₃ średni dobowy ruch autobusów w przekroju drogi, w dziesiątym roku po oddaniu drogi po przebudowie do eksploatacji,

r₁,, r₂,, r₃ współczynniki przeliczeniowe samochodów ciężarowych i autobusów na osie obliczeniowe, wyznaczone wg tablicy 3.

Tablica 2. Klasyfikacja dróg według kategorii ruchu

Kate-goria ruchu	Liczba osi obliczeniowych 100kN na dobę, na pas obliczeniowy L100	Liczba osi obliczeniowych 115kN na dobę, na pas obliczeniowy L115	Trwałość zmęczeniowa: liczba osi obliczeniowych 100kN w założonym okresie obliczeniowym 20lat N100	Trwałość zmęczeniowa: liczba osi obliczeniowych 115kN w złożonym okresie obliczeniowym 20lat N115
KR1	≤ 12	≤ 7	≤ 90000	≤ 51500
KR2	13÷70	8÷40	90001÷510000	51500÷291600
KR3	71÷335	41÷192	510001÷2500000	291601÷1429400
KR4	336÷1000	193÷572	2500001÷7300000	1429401÷4173800
KR5	1001÷2000	573÷1144	7300001÷14600000	4173801÷8347600
KR6	2001 i więcej	1145 i więcej	14600001 i więcej	8347601 i więcej

Tablica 3. Współczynniki przeliczeniowe grup pojazdów na osie obliczeniowe 100 kN

Rodzaj pojazdu	Współczynnik przeliczeniowy na osie 100kN
Samochody ciężarowe bez przyczep (jedno- i dwuosiowe)	r1 = 0,109
Samochody ciężarowe z przyczepami (jedno- i dwuosiowe) oraz z naczepami (dwu- i trzyosiowymi)	r1 = 1,245 r1 = 1,950
Autobusy (jedno- i dwuosiowe)	r3 = 0,594

gdy udział pojazdów o obciążeniu 115 kN w grupie pojazdów ciężkich z przyczepami wynosi do 8%,

gdy udział pojazdów o obciążeniu 115 kN w «rupie pojazdów ciężkich z przyczepami wynosi od 8% do 20%.

Jeśli określona jest struktura rodzajowa ruchu według zasad podanych w WPD, z podziałem pojazdów na kategorie, to należy dokonać przeliczenia pojazdów poszczególnych kategorii na osie obliczeniowe 100 kN według wzoru 1 stosując współczynniki przeliczeniowe z tablicy 3 i 4.

W żadnym razie nie należy posługiwać się starą metodą przeliczeniową pojazdów rzeczywistych na pojazdy porównawcze 80 kN, które następnie byłyby przeliczane na pojazdy 100 kN.

W prognozie ruchu należy posłużyć się metodami podanymi w Wytycznych Projektowania Dróg WPD-1, WPD-2 lub WPD-3 oraz wskaźnikami wzrostu ruchu obliczonymi w Prognozie Ruchu dla dróg krajowych w Polsce na podstawie pomiarów ruchu. Można również wykorzystać inne wiarygodne prognozy ruchu. Kategorię ruchu wyznacza się z tablicy 2 na podstawie obliczonej wielkości L.

Tablica 4. Wartość współczynnika f₁

Liczba pasów w obu kierunkach		f1
droga jednojezdniowa	droga dwujezdniowa
2	-	0,50
3	-	0,50
4	4	0,45
-	6	0,35

7.Wyznaczenie ruchu całkowitego w okresie obliczeniowym na pas obliczeniowy

W celu zaprojektowania wzmocnienia, zamiast kategorii ruchu może być potrzebny ruch całkowity na pas obliczeniowy w okresie obliczeniowym N_całk, wyrażony liczbą osi obliczeniowych 100 kN/pas. `Metody określenia ruchu całkowitego podano w Katalogu [3] w Załączniku A

8.Metodyka badań i kryteria oceny stanu nawierzchni asfaltowej w celu przygotowania jej naprawy

Rodzaje uszkodzeń nawierzchni asfaltowej mogą być następujące :

• deformacje trwałe

• lepkoplastyczne warstw asfaltowych (koleiny lub tarki),

• strukturalne - odkształcenie podłoża

• spękania

• zmęczeniowe (ruch pojazdów)

• zmęczeniowe termiczne (cykle termiczne)

• termiczne (niska temperatura)

• odbite (z niższych warstw)

• uszkodzenia powierzchniowe.

Tablica 5. Czynniki generujące uszkodzenia nawierzchni asfaltowych podatnych i półsztywnych

Rodzaj uszkodzenia		Czynnik generujący
				klimat	ruch pojazdów	materiał
Deformacje trwałe	lepkoplastczne		√
		strukturalne		√
	Spękania	zmęczeniowe		√
		zmęczeniowe termiczne	√
		termiczne	√
		odbite			√
	Uszkodzenia powierzchniowe	ubytki lepiszcza	√
		ubytki ziaren kruszywa	√	√	√
		ubytki warstwy ścieralnej	√	√
		wypolerowanie ziaren kruszywa		√
		wypływ (plamy) lepiszcza	√	√

Niszczenie nawierzchni może być generowane czynnikami klimatycznymi, ruchem pojazdów oraz specyficznymi właściwościami materiałów (tablica 5). Niektóre rodzaje uszkodzenia ograniczają się do powierzchni (deformacje warstw asfaltowych, uszkodzenia powierzchniowe), inne sięgają w głąb kon­strukcji, bądź ich przyczyna leży głęboko pod powierzchnią (spękania odbite, deformacje strukturalne). Wybór sposobu i zakresu naprawy nawierzchni musi być oparty o prawidłową ocenę stanu nawierzchni i ustalenie rodzaju i przyczy­ny uszkodzeń.

9.Ocena stanu istniejącej nawierzchni

Stan nawierzchni określają następujące parametry:

• nośność,

• równość,

• koleiny,

• stan powierzchni,

• właściwości przeciwpoślizgowe.

Parametry te powinny podlegać systematycznej ocenie administratora drogi (sieci dróg) w ramach codziennej praktyki, w której należy posługiwać się systemem zarządzania dróg lub co najmniej systemem utrzymania nawierzchni i systemem oceny stanu nawierzchni. Zakres systematycznej oceny stanu nawierzchni określany jest przez organ zarządzający drogą. W ustalaniu tego zakresu i metod oceny należy uwzględnić klasę drogi i kategorię ruchu. W wypadku dróg najniższej klasy i kategorii ruchu wystarczająca jest na ogół ocena wizualna, a w ocenie dróg wyższej klasy i kategorii należy posługiwać się bardziej skomplikowanymi, lecz wiarygodniejszymi metodami oceny stanu cech nawierzchni. Jeśli na podstawie systematycznej oceny stanu nawierzchni zostaną wskazane odcinki nawierzchni do naprawy, to należy przeprowadzić dodatkowe badania uzupełniające o zwiększonej częstotliwości i obejmujące badania materiałowe, które wskażą sposób i zakres naprawy, oraz na podstawie których będzie można zaprojektować wzmocnienie nawierzchni i wybrać technologie naprawy.

10.Zestawienie badań i czynności rozpoznawczych

W ramach rozpoznawczej oceny stanu nawierzchni odcinka drogi wytypowane­go przez zarządcę do naprawy należy przeprowadzić badania i czynności według tablicy 6. W tej ocenie należy wykorzystać dane zgromadzone w ramach systematycznej oceny stanu, a w razie ich braku należy je uzupełnić.

Tablica 6. Badania i czynności rozpoznawcze do przygotowania naprawy nawierzchni

Rodzaj badania lub czynności rozpoznawczej	Kategoria ruchu
		KR 1÷2	KR 3÷4	KR 5÷6
Rejestracja uszkodzeń nawierzchni	+	+	+
Rejestracja uszkodzeń poboczy	+	+	+
Przeg1ąd wizualny stanu rowów	+	+	+
Przegląd wizualny odwodnienia powierzchniowe o nawierzchni	+	+	+
Kwalifikacja gruntu w podłożu	+	+	+
Ugięcie sprężyste nawierzchni		+	+
Moduł sprężystości warstw		+	+
Ustalenie grubości i układu warstw konstrukcji nawierzchni	+	+	+
Rejestracja i ocena spękań poprzecznych nawierzchni	+	+	+
Równość podłużna	+	+	+
Równość poprzeczna	+	+	+
Właściwości przeciwpoślizgowe	+	+	+
Kategoria ruchu i klasa drogi	+	+	+
Wpływy górnicze	+	+	+

Wymienione badania i czynności mają charakter rozpoznawczy i powinny być wykonane w roku kalendarzowym poprzedzającym remont nawierzchni. Na podstawie tych badań i czynności należy podejmować decyzję o przeznaczeniu drogi (nawierzchni) do naprawy. Po podjęciu takiej decyzji powinny być wykonane badania uzupełniające, które pozwolą sformułować sposób i zakres naprawy (remontu lub przebudowy) oraz szczegółowe zalecenia technologiczne przyjętej techniki remontu lub przebudowy.

Do badań uzupełniających należą między innymi:

• pomiar ugięć sprężystych nawierzchni dróg KRl-2 (i ewentualnie czaszy ugięć wraz z oceną modułu sprężystości warstw nawierzchni),

• szczegółowy pomiar (ze zwiększoną częstotliwością) ugięć sprężystych i cza­szy ugięć wraz z oceną modułu sprężystości warstw nawierzchni dróg KR3-6,

• laboratoryjna ocena właściwości materiałów warstw nawierzchni:

• wskaźnika CBR podłoża,

• modułu sprężystości warstw sztywnych,

• modułu sztywności warstw asfaltowych,

• odporności na koleinowanie warstw asfaltowych,

• składu mieszanek mineralno-asfaltowych;

• szczegółowa ocena spękań nawierzchni:

• indeks spękań,

• warunki podparcia krawędzi,

• współpraca płyt.

Zakres i częstotliwość badań powinny uwzględniać klasę drogi i kategorię ruchu oraz warunki lokalne. Powinny być przy tym wzięte pod uwagę szczegółowe zalecenia podane w tym Katalogu [3]. Badania nowe i nietypowe opisano w Załączniku B katalogu.

11. Rozpoznanie wizualne

Celem rozpoznania wizualnego odcinka drogi przeznaczonego do remontu jest uzyskanie podstawowych informacji o stanie nawierzchni, poboczy i warunkach odwodnienia.

Rozpoznanie wizualne drogi przed jej remontem wykonuje się w każdym przypadku, bez względu na kategorię ruchu, do której została zakwalifikowana. Rozpoznanie to polega na wizualnym przeglądzie następujących elementów drogi:

• nawierzchni,

• poboczy,

• rowów.

Barbara Strycharz Materiały do wykładu 1,2

Przedmiot: Systemy utrzymania nawierzchni

9

---