Metody projektowania

warstwowych konstrukcji

nawierzchni drogowych

Zbigniew Respondek

Schemat warstwowej konstrukcji nawierzchni drogowej

Warstwa ścieralna - poddana bezpośrednio oddziaływaniu ruchu pojazdów i czynników
klimatycznych
Warstwa wiążąca - zapewnia odpowiednie rozłożenie naprężeń w nawierzchni
Podbudowa - służy do przenoszenia obciążeń na podłoże gruntowe, może składać z dwóch
warstw:
podbudowa zasadnicza - może zawierać dodatkowo warstwę wzmacniającą i
wyrównawczą
podbudowa pomocnicza - może zawierać warstwę mrozoodporną, odsączającą i
odcinającą
Podłoże gruntowe - odpowiednio zagęszczony grunt rodzimy (podłoże naturalne) lub
nasypowy (podłoże sztuczne) przejmujący obciążenia od nawierzchni. Przyjmuje się, że
podłoże sięga na głębokość przemarzania, lecz nie mniej niż do głębokości, na której
naprężenia pionowe od największych obciążeń użytkowych wynoszą 0,2 MPa.

Warstwa
ścieralna
Warstwa wiążąca

Podbudowa
zasadnicza

Podbudowa
pomocnicza

Podłoże

gruntowe

Wa

rs

twy

na

wier

zch

ni

Podział nawierzchni ze względu na

odkształcalność

sztywne - które odkształcają się sprężyście pod działaniem
obciążeń, a ugięcie sprężyste ich górnej powierzchni pod
naciskiem koła 50 kN jest mniejsze niż 0,5 mm; do tej grupy
zalicza się betonowe konstrukcje jezdni

podatne - które mogą się odkształcać plastycznie i wykazywać
pod działaniem obciążeń odkształcenia trwałe; do podatnych
konstrukcji zalicza się: tłuczniowe, brukowcowe i o nawierzchni
bitumicznej na podbudowach tłuczniowych i brukowych

półsztywne - mające bitumiczną warstwę nawierzchni na
podbudowie sztywnej; do tej grupy zaliczane są m.in.
nawierzchnie bitumiczne o podbudowie betonowej lub z gruntu
stabilizowanego spoiwami

Rodzaje mieszanek mineralno-asfaltowych

(MMA)

wg PN-S-96025:1999

beton asfaltowy (BA)
mastyks grysowy (SMA) - mieszanka o dużej zawartości
grysów
asfalt lany (AL) - mieszanka o dużej zawartości spoiwa, nie
wymagająca zagęszczania w czasie wbudowywania
asfalt piaskowy (AP)
piasek otoczony asfaltem (PoA)

Materiały stosowane w warstwowych

konstrukcjach nawierzchni

Warstwa

Materiał

ścieralna

BA, SMA, AL, AP

wiążąca

BA

podbudowa

grunt lub kruszywo stabilizowane wapnem,

kruszywo naturalne lub łamane stabilizowane

mechanicznie,

tłuczeń, chudy beton,

BA, PoA

Czynniki zewnętrzne stanowiące

obciążenie konstrukcję jezdni

1. Obciążenie użytkowe, wywierane na
nawierzchnię przez koła pojazdów, poruszających się z
różnymi prędkościami; istotna jest nie tylko wartość
obciążenia, lecz także jego powtarzalność, zależna od
natężenia ruchu

2. Zmiany temperatury, działająca na warstwy
konstrukcji i jej podłoże gruntowe

3. Działanie wody powierzchniowej i gruntowej,

4. Inne czynniki, takie jak działanie środków
chemicznych, korozja materiałów.

Obciążenia nawierzchni od kół pojazdu:

– statyczne
Przy długotrwałym obciążeniu statycznym warstwy
asfaltobetonowe wykazują właściwości lepkosprężyste.
Długotrwałe obciążenia najczęściej występują w miejscach
postojowych oraz przed wlotami na skrzyżowania.

– w ruchu jednostajnym
Powierzchnia styku opony z nawierzchnią w danym punkcie jest
poddana ciśnieniu stykowemu przez (ok. 0,01s przy v = 80
km/h). Przy tak krótkim czasie obciążenia asfaltobeton
zachowuje się jak materiał sprężysty, jednak przy dużej
powtarzalności obciążeń uwidaczniają się właściwości
lepkosprężyste materiału oraz zjawiska zmęczeniowe w
konstrukcji. Dodatkowo przy znacznych pochyleniach drogi mogą
występować siły poziome.

– w ruchu przyspieszonym (opóźnionym)
Siły poziome między oponą a nawierzchnią, które mogą
dochodzić do 60% obciążeń pionowych, mają wpływ szczególnie
na górne warstwy nawierzchni. Występują przede wszystkim w
otoczeniu skrzyżowań.

Składowa pionowa obciążenia:

gdzie: G - oddziaływanie nadwozia G = G

stat

+ G

dyn

G

k

- ciężar koła,

m

k

- masa koła,

- przyspieszenie koła w kierunku osi z.

Obciążenia statyczne są wywołane siłami ciężkości nadwozia wraz z
ładunkiem oraz ciężarem koła. Rozkład tych obciążeń na poszczególne
koła zależy od liczby i układu osi napędowych, może się również
zmieniać w wyniku pochylenia drogi.
Składowe dynamiczne występują na skutek oddziaływania na pojazd
przyspieszeń lub opóźnień, skierowanych zgodnie z osią podłużną
samochodu, oraz przyspieszeń pionowych w następstwie wymuszeń
przez nierówności drogi.

Rys. 2. Siły działające

na nawierzchnię od

obciążenia kołem

z

m

G

G

P

k

k











z



b - amplituda nierówności,
 = 2v/L - częstotliwość

wymuszenia,
v - prędkość jazdy,
L - długość fali nierówności

Rys. 3. Przyjęty

zastępczy układ

drgający

pojazdu

2

im

2

re

4

1

2

1

dyn

N

N

Z

c

b

P













Rozwiązanie analityczne proponowane przez Mitschke (1977)

Oznaczeni
a:



 



2

2

1

1

2

2
1

2
2

re

D

D

4

c

c

c

c

1

1

N

































 

 





















































1

2

D

4

1

D

4

1

D

4

1

1

Z

2
3

2
2

2
1

2
2

2
2

2

1

2

;

f

2

1







;

f

1

2











2
2

1

1

2
2

1

2

2

1

1

2

2

im

1

D

2

c

c

c

c

c

c

D

2

N











































;

m

c

f

1

1

1



;

m

c

f

2

2

2



;

c

c

c

2

1





;

m

m

1

2





;

c

2

f

k

D

2

2

2

2







m

1

, c

1

, k

1

- masa, sprężystość i tłumienie koła,

m

2

, c

2

, k

2

- masa, sprężystość i tłumienie

nadwozia,
f

1

, f

2

- częstotliwość drgań własnych koła i

nadwozia

W przedstawionym rozwiązaniu, przy rozpatrywaniu P

dyn

= f(), występują dwa

ekstrema:
pierwsze w pobliżu częstotliwości f

1

, drugie w pobliżu częstotliwości f

2

Współczynnik dynamiczny

Do obliczeń praktycznych stosuje się często ustalony doświadczalnie
współczynnik dynamiczny K

d

P = P

stat

+ P

dyn

= K

d

P

stat

Według badań belgijskich

K

d

= 1,15 dla pojazdów obciążonych

K

d

= 1,3 dla pojazdów nieobciążonych

Według Zarządu Dróg Publicznych USA

K

d

= 1,24 1,35 dla kół obciążonych od 45 kN do 32 kN

Według Nijboera

K

d

= 1,33

Ciśnienie stykowe p

s

Ciśnienie stykowe ma wpływ przede wszystkim na górne warstwy
nawierzchni

F

P

p

s



Powierzchnia styku opony z jezdnią, zależna
od: ciśnienia powietrza w oponie, jej
konstrukcji, twardości gumy, kształtu
bieżnika, prędkości jazdy, temperatury i in.
Często zakłada się tzw. zastępczy promień
obciążenia

Wpływ powtarzalności obciążeń jezdni

Duży wpływ na trwałość konstrukcji jezdni ma wytrzymałość
zmęczeniowa materiałów konstrukcyjnych.
Zmęczenie materiału polega na jego stopniowym niszczeniu pod
wpływem wielokrotnych, okresowo zmiennych obciążeń.

Współczynniki zmęczeniowe (wg VUIS, Bratysława 1976):
dla asfaltobetonu

s = 

powt

/ 

stat

= 0,95 – 0,12 log N

dla warstw stabilizowanych cementem

s = 

powt

/ 

stat

= 1 – 0,07

log N
gdzie: 

powt

- niszczące naprężenia powtarzalne



stat

- niszczące naprężenia statyczne

N - liczba powtórzeń obciążenia

Zastosowanie hipotezy Minera

W praktyce różne grupy pojazdów przelicza się na tzw. pojazd
obliczeniowy (lub oś obliczeniową). Przy przeliczaniu stosuje się
najczęściej kryterium jednakowego całkowitego ugięcia konstrukcji







m

i

i

1

N

n

D

m - liczba grup pojazdów
n

i

- liczba powtórzeń obciążenia w

szacowanym
okresie eksploatacji nawierzchni
N

i

- dopuszczalna ilość obciążeń z danej

grupy,
jaką może przyjąć materiał nawierzchni

Szkoda

zmęczenio

wa

Cykle zmian temperatury

Minimalne i maksymalne wartości

temperatury w konstrukcji jezdni w ciągu roku

Dobowy cykl zmian wartości temperatury w

konstrukcji jezdni z warstwami bitumicznymi

Wpływ temperatury na parametry asfaltobetonu

Lato

Zima

Moduł sprężystości

Współczynnik Piossona

Wytrzymałość na zginanie

12 000

MPa

200 MPa

0,25

0,5

10 MPa

1 MPa

M

a

te

ri

a

ł

k

ru

c

h

y

M

a

te

ri

a

ł

le

p

k

o

s

p

rę

ży

s

ty

Działanie wody opadowej i gruntowej:

- wypłukiwanie materiału nawierzchni w przypadku jej

nieszczelności

- zmniejszenie moduł sprężystości zawilgoconego gruntu
- zamarzanie wody powoduje wysadziny i przełomy

Minimalizacja skutków działania wody opadowej:

- odpowiednia szczelność i równość nawierzchni
- skuteczne odwodnienie nawierzchni i odprowadzenie wód

gruntowych

Minimalizacja skutków działania mrozu:

- stosowanie podłoża niewysadzinowego do głębokości

przemarzania

- projektowanie i konstruowanie szczelnych warstw ścieralnych

Metody wymiarowania konstrukcji nawierzchni

drogowych

empiryczne

Podają wzory lub wykresy do bezpośredniego obliczania całkowitej
grubości konstrukcji jezdni wykorzystując głównie porównawcze badania
nośności lub klasyfikację gruntów podłoża.

teoretyczno-empiryczne

Przyjęcie modelu matematycznego konstrukcji, jego analiza
wytrzymałościowa z zachowaniem założonego stopnia bezpieczeństwa
konstrukcji i spełnieniem warunków użytkowych.

Metoda CBR (California Bearing Ratio) - 1928 r.

Założenie

Zniszczenia konstrukcji nawierzchni drogowych powstają na skutek
wystąpienia stanu granicznego w podłożu gruntowym.

Nośność podłoża wyrażono wskaźnikiem CBR

Procentowy stosunek nacisku, który trzeba zastosować, aby trzpień o
średnicy
5 cm wcisnąć w próbkę gruntu na głębokość 5 mm, z prędkością 1,25
mm/min do nacisku standardowego, który odpowiada naciskowi, jaki
jest potrzebny, aby dla tych samych warunków wcisnąć trzpień w
materiał wzorcowy, którym jest tłuczeń.

Nomogram Peltiera

h - całkowita grubość nawierzchni
(z podbudową) [cm],
P - obciążenie koła [kN10

-1

],

CBR - wskaźnik nośności podłoża [%].

5

CBR

P

150

100

h









Modyfikacje metody CBR

Wzór angielski

h - całkowita grubość nawierzchni (z podbudową) [cm],
P - obciążenie koła [kN10

-1

],

CBR - wskaźnik nośności podłoża [%],
N -średnie dobowe natężenie ruchu samochodów, których
masa
bez ładunku wynosi co najmniej 1,5 t.

5

CBR

10

N

log

50

75

P

100

h

























Wzór holenderski





1

CBR

N

log

09

,

1

56

,

1

p

r

h

1













r - promień równoważnej powierzchni kołowej styku opony z
nawierzchnią [cm],
p - nacisk na nawierzchnię [10  MPa],

N

1

- liczba obciążeń pojazdu obliczeniowego w okresie

żywotności
jezdni.

Wskaźniki przyjęte na podstawie badań drogowych

na poligonie doświadczalnym

Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Drogowych AASHO -

1958-60 r.

PSI - wskaźnik przydatności użytkowej jezdni

SV - wskaźnik równości nawierzchni,
RD - głębokość kolein,
C + P - procentowy udział pęknięć i łat nawierzchni.

)

P

C

(

01

,

0

RD

38

,

1

)

SV

1

log(

91

,

1

03

,

5

PSI

2



















Kryteria: PSI = 5 nawierzchnia idealna

PSI = 2,5

nawierzchnia wymaga

odnowy

PSI = 1,5

wymagana przebudowa całej

konstrukcji

D - wskaźnik grubości







i

i

i

D

a

D

D

i

- grubość warstwy,

a

i

- współczynnik materiałowy wyrażające względną wytrzymałość

warstwy.

Ustalono a =

0,44 - dla betonu asfaltowego,
0,14 - dla kruszywa łamanego,
0,15 - 0,23 dla kruszywa stabilizowanego cementem,
0,24 - 0,34 dla kruszywa otoczonego bitumem,
0,11 - dla dolnej warstwy podbudowy z pospółki.

Główny cel: ustalenie związku między liczbą
przejazdów pojazdów a trwałością konstrukcji

L - obciążenie osi [10

-1

kN] ,

x = 0 w przypadku osi pojedynczych; 1 w przypadku osi bliźniaczych,
N

L

- liczba obciążeń osi L, w ciągu okresu eksploatacji,

aż do uzyskania PSI

= 2,5 .

Metoda Shooka i Finna

(nawiązująca do badań AASHO)

T - wskaźnik grubości jezdni; grubość konstrukcji [cm] w przeliczeniu
na tłuczeń

D

1

, D

2

, D

3

- grubość odpowiednio: warstw asfaltobetonowych,

górnej i dolnej podbudowy

2; 0,75 - współczynniki przeliczeniowe asfaltobetonu i pospółki na
tłuczeń.





4

,

0

L

CBR

5

,

2

x

L

52

,

0

L

74

,

3

N

log

04

,

14

07

,

52

T

































3

2

1

D

75

,

0

D

D

2

T











i

i

L

i

L

L

F

N

N







Współczynnik przeliczeniowy liczby pojazdów o obciążeniu osi L

i

na

równoważną liczbę pojazdów o obciążeniu osi L

)

L

L

(

266

,

0

L

L

L

1

i

i

10

N

N

F









Model obliczeniowy

Materiały i technologia wykonania

Podłoże Podbudowa Warstwy jezdne

Parametry materiałowe

Podłoże Podbudowa Warstwy jezdne

Pojazd obliczeniowy - obciążenie

Kryteria wymiarowania

Ugięcie konstrukcji w

dop

Podłoże Podbudowa Warstwy jezdne



zdop



zdop

, 

rdop



zdop

, 

rdop

Przyjęcie grubości

Podbudowa Warstwy jezdne

Naprężenie i przemieszczenie

Ugięcie konstrukcji w

Podłoże Podbudowa Warstwy jezdne



z



z

, 

r



z

, 

r

Badania

zmęczeniowe

w  w

dop



z

 

z op



r

 

r op

Czy

grubości dobrano

poprawnie ?

Koniec

Pora roku

Intensywność

i struktura

prognozowanego

ruchu

Okres

eksploatacji

Tak

Tak

Nie

Nie

q

a



r3



r2



z3



z2

E

3

, 

3

E

2

, 

2

E

1

, 

1

h

3

h

2

Metody

teoretyczn

o-

empiryczn

e -

schemat

ogólny

Modele obliczeniowe konstrukcji jezdni

Wykorzystujące teorię sprężystości

- modele składające się z warstw sprężystych, położonych na
półprzestrzeni sprężystej, opisanych za pomocą stałych lub zmiennych po
grubości warstwy modułów sprężystości i współczynnika Poissona,
- model płyty spoczywającej na sprężystych warstwach lub podłożu
sprężystym; płyty mogą być nieograniczone lub skończonych wymiarów,
podłoże może być traktowane jako półprzestrzeń sprężysta, opisana przez
odpowiednie parametry.

Wykorzystujące teorię pełzania

Dynamiczne - modele sprężyste lub lepkosprężyste - poddane działaniu
zewnętrznych obciążeń dynamicznych

Zakłada się, że warstwy konstrukcji
wykazują właściwości lepkosprężyste tzn.
ich cechy mechaniczne zależą od czasu i
temperatury.
Do opisu cech reologicznych warstw służą
najczęściej modele reologiczne: Maxwella,
standardowy, Zernera i Bürgersa.
W rozwiązaniach stosuje się analogię
lepko- sprężystą pozwalającą na
rozwiązywanie problemów mechaniki ciał
liniowo lepkosprężystych na podstawie
znanych rozwiązań dla materiałów
sprężystych.

Przykład - model półprzestrzeni warstwowej

Założenia:
modelem obliczeniowym konstrukcji jezdni jest
sprężysta przestrzeń warstwowa, obciążona
naciskiem równomiernie rozłożonym na
powierzchni kołowej;
warstwy są nieograniczone w planie, każdą z
nich opisują: grubość h, moduł sprężystości E,
współczynnik Poissona .
Rozwiązaniem modelu zajmowali się m.in:
Terezawa, Melan, Burmister, a z polskich
autorów: Sapiach i Szydło

Ogólny schemat rozwiązania:
- przyjęcie różniczkowych równań równowagi układu,
- ogólne rozwiązanie układu równań tzn. wyznaczenie ogólnych wzorów dla
przemieszczeń poziomych i pionowych oraz naprężeń,
- przyjęcie warunków brzegowych (zakłada się pełną lub częściową
przyczepność między warstwami lub brak takiej przyczepności),
- wyznaczenie, z warunków brzegowych, nieznanych funkcji występujących w
rozwiązaniach ogólnych,
- podanie rozwiązań; są to rozwiązania numeryczne, podawane najczęściej w
formie wykresów lub nomogramów.

Przykład rozwiązania - Szydło (1981)

Ugięcie układu dwuwarstwowego w osi obciążenia równomiernego

Przykład rozwiązania - Szydło (1981)

Obciążenie półprzestrzeni w układzie dwuwarstwowym

Przykład rozwiązania - Szydło (1981)

Naprężenia poziome na spodzie warstwy układu dwuwarstwowego

Przykład rozwiązania - Szydło (1981)

Naprężenia pionowe w górnej warstwie układu trójwarstwowego

Przykład rozwiązania - Szydło (1981)

Naprężenia poziome w górnej warstwie układu trójwarstwowego

Wybrane praktyczne metody wymiarowania

Metoda OSŻD - 1966 (modyfikacja 1983)

maksymalne ugięcie sprężyste w okresie

wiosennym, pod kołem samochodu o obciążeniu

40 lub 50 kN

4

3

2

4

4

3

3

2

2

śr

h

h

h

h

E

h

E

h

E

E











dop

s

s

Warune

k:

równoważny moduł sprężystości zależny od E

1

, E

śr

,

H, D

dop

r

E

E 

co realizuje się przez:

Parametry podłoża gruntowego i materiałów rozdrobnionych zaleca się określać za
pomocą badań laboratoryjnych.
Moduły sprężystości materiałów monolitycznych zaleca się określać za pomocą
zginania beleczek.

Podobnie, w metodzie OSŻD układ wielowarstwowy sprowadzany jest do
układu dwuwarstwowego. Jako kryteria przyjęto:
1) Dopuszczalne ugięcie całej konstrukcji jezdni, wyrażone wymaganym
modułem sprężystości, który jest funkcją intensywności obciążenia pojazdów
porównawczych na jednym pasie drogi w ciągu doby.
2) W warstwach materiałów rozdrobnionych i podłożu gruntowym

Metoda radziecka

K

c

w

0











iloczyn spójności gruntu i
współczynnika
powtarzalności obciążeń

suma maksymalnych

naprężeń ścinających od

obciążenia i ciężaru

konstrukcji

3) W warstwach monolitycznych

K

R

r

max
r







iloczyn wytrzymałości
materiału pod pojedynczym
obciążeniem i
współczynnika
powtarzalności obciążeń

maksymalne naprężenia

rozciągające w danej

warstwie

4) Warunek mrozoodporności

dop

gr

l

l 

dopuszczalna
wysadzinowość nawierzchni

przewidywana

wysadzinowość gruntu

Modelem obliczeniowym jest sprężysty układ wielowarstwowy.
Jako kryteria przyjęto:
1) Dopuszczalne jednostkowe odkształcenie podłoża lub warstwy z
materiałów niezwiązanych

Metoda Shella - 1963

25

,

0

dop

z

N

028

,

0









N - liczba obciążeń osiami porównawczymi 80 kN/oś w całym okresie eksploatacji

2) Dopuszczalne jednostkowe odkształcenie rozciągające w materiałach
związanych lepiszczem bitumicznym lub cementowym

funkcja liczby obciążeń,
temperatury i składu mieszanki

)

A

,

t

,

N

(

f

dop
r





3) Głębokość kolein

dopuszczalna 1-3 cm, w zależności od założonej prędkości ruchu
obliczana w zależności od grubości warstwy bitumicznej, jego
sztywności,
temperatury, ciśnienia stykowego pojazdu obliczeniowego
oraz
sztywności podbudowy

Podobne kryteria stosowane są w metodzie belgijskiej (1977)

Obowiązujące przepisy dotyczące projektowania

nawierzchni drogowych

Rozporządzenie

Ministra Transportu I Gospodarki Morskiej

z dnia 2 marca 1999 r.

w sprawie warunków technicznych, jakim powinny

odpowiadać

drogi publiczne i ich usytuowanie

Katalog typowych konstrukcji

nawierzchni podatnych i półsztywnych

Załącznik do Zarządzenia z dn. 24 kwietnia 1997 r.
wydanego przez Generalnego Dyrektora Dróg Publicznych
Opracowany przez Instytut Badawczy Dróg i Mostów

Projektowanie nawierzchni wg Rozporządzenia

Grupy nośności podłoża

Grupa nośności podłoża dla

warunków wodnych

Rodzaj gruntów podłoża

dobrych przeciętnych złych

Grunty niewysadzinowe: rumosze (niegliniaste), żwiry i pospółki,

piaski grubo-, średnio- i drobnoziarniste, żużle nierozpadowe

G1

G1

G1

Grunty wątpliwe: piaski pylaste

G1

G2

G2

Grunty wątpliwe: zwietrzeliny gliniaste i rumosze gliniaste, żwiry i

pospółki gliniaste

G1

G2

G3

Grunty mało wysadzinowe: gliny zwięzłe, gliny piaszczyste i

pylaste zwięzłe, iły, iły piaszczyste i pylaste

G2

G3

G4

Grunty bardzo wysadzinowe: piaski gliniaste, pyły piaszczyste,

pyły, gliny, gliny piaszczyste i pylaste, iły warwowe

G3

G4

G4

Wskaźnik nośności CBR

po czterech dobach

nasycania wodą

Grupa nośności

podłoża nawierzchni

10%

 CBR

G1

5%

 CBR <10%

G2

3%

 CBR <5%

G3

CBR <3%

G4

Ogólna zasada:
Konstrukcje nawierzchni podatnych i półsztywnych powinny być
wykonywane na podłożu niewysadzinowym grupy nośności G1.
Podłoże to powinno powinno spełniać określone warunki dotyczące:
wskaźnika zagęszczenia, wtórnego modułu odkształcenia,
mrozoodporności i odwodnienia podłoża nawierzchni.
Podłoże nawierzchni zaszeregowane do innej grupy nośności powinno
być doprowadzone do grupy nośności G1 (wymiana podłoża,
wzmocnienie geosyntetykiem, ułożenie dodatkowej warstwy
stabilizowanej spoiwem)

Kategoria ruchu

Do projektowania konstrukcji nawierzchni drogi przyjmuje się średni dobowy
ruch (SDR), prognozowany dla połowy okresu eksploatacji. Dla nowych
nawierzchni podatnych i półsztywnych przyjmuje się okres eksploatacji 20 lat, dla
remontowanych 10 lat.
Ruch pojazdów powinien być przeliczony na liczbę osi obliczeniowych 100 kN na
dobę na obliczeniowy pas ruchu, za pomocą wzoru:





1

3

3

2

2

1

1

f

r

N

r

N

r

N

L















Suma iloczynów
prognozowanego ruchu
pojazdów:
ciężarowych bez przyczep
ciężarowych z przyczepami
autobusów
i odpowiednich
współczynników
przeliczeniowych

Współczynnik zależny od

liczby pasów drogi

Kategoria

ruchu

Liczba osi

obliczeniowych

L

KR1

 12

KR2

13

 70

KR3

71  335

KR4

336

 1 000

KR5

1 001

 2 000

KR6

 2 000

Indywidualne projektowanie nawierzchni

Przy indywidualnym projektowaniu konstrukcji nawierzchni Rozporządzenie zaleca
stosowanie metod mechanistycznych z wykorzystaniem obliczenia naprężeń i
odkształceń w nawierzchni według teorii wielowarstwowej półprzestrzeni
sprężystej lub lepkosprężystej.
Konstrukcje podatne i półsztywne powinny być projektowane z zastosowaniem
kryteriów zmęczeniowych warstw asfaltowych i deformacji podłoża oraz warstw z
materiałów niezwiązanych.
Wcześniej tzn. od roku 1966 katalogi typowych nawierzchni były opracowywane
doświadczalną metodą PJ-IBP, opartą na zależnościach ustalonych w badaniach
AASHO.
 
 

Założenia do projektowania

Przy projektowaniu nawierzchni dróg powinny być uwzględnione parametry lokalne.
Temperatura
Do wyznaczania stałych materiałowych warstw bitumicznych dopuszcza się
przyjmowanie temperatur:
okres zimy (3 miesiące) -2°C,
okres wiosny i jesieni (6 miesięcy) 10°C,
okres lata (3 miesiące) 23°C.
Ruch
Za obliczeniowy nacisk osi pojedynczej na nawierzchnię przyjmuje się 100 kN, a
rozkład ruchu na poszczególne okresy w roku jest następujący:
okres zimy (3 miesiące) 20%,
okres wiosny i jesieni (6 miesięcy) 50%,
okres lata (3 miesiące) 30%.

Typizacja konstrukcji drogowych

Założenia materiałowe

Zima

Wiosna, jesień

Lato

Rodzaj mieszanki

E

[MPa]



E

[MPa]



E

[MPa]



Beton asfaltowy o strukturze zamkniętej przeznaczony do

warstwy ścieralnej

19300 0,25 10300 0,30

2800

0,40

Beton asfaltowy o strukturze częściowo zamkniętej

przeznaczony do warstwy wiążącej

18800 0,25 10100 0,30

3000

0,40

Beton asfaltowy o strukturze częściowo zamkniętej

przeznaczony do warstwy podbudowy

18100 0,25

9600

0,30

3000

0,40

Piasek otoczony asfaltem przeznaczony do warstwy

podbudowy

12700 0,25

6800

0,30

2400

0,40

Rodzaj materiału

E [MPa]

v

Wytrzymałość

na ściskanie

(po 28

dniach)

[MPa]

Beton cementowy

35000

0,20

40

Kruszywo łamane o ciągłym uziarnieniu, stabilizowane mechanicznie

400

0,30

-

Tłuczeń

400

0,30

-

Kruszywo naturalne o ciągłym uziarnieniu, stabilizowane

mechanicznie

200

0,30

-

Chudy beton nie spękany

12900

0,20

od 6 do 8

Chudy beton spękany

400

0,30

-

Grunt lub kruszywo stabilizowane cementem nie spękane

4500

0,25

od 2,5 do 5

Grunt lub kruszywo stabilizowane cementem spękane

300

0,30

-

Podłoże bezpośrednio pod konstrukcją nawierzchni dla ruchu

kategorii KR1 i KR2

100

0,30

-

Podłoże bezpośrednio pod konstrukcją nawierzchni dla ruchu

kategorii od KR3 do KR6

120

0,30

-

Katalog typowych konstrukcji nawierzchni

podatnych

i półsztywnych

nowelizacja - 1997

Katalog opracowano dla nawierzchni jezdni na podłożu G1 o module
sprężystości (wtórnym): nie mniejszym niż 100 MPa dla kategorii ruchu
KR1 i KR2
oraz nie mniejszym niż 120 MPa dla pozostałych kategorii ruchu.

Rozporządzenie dodatkowo podaje konstrukcje nawierzchni:
- dróg klasy L i D, w strefie zamieszkania,
- zatoki przystanku autobusowego,
- przeznaczonych do postoju pojazdów i placów manewrowych,
- stanowisk postojowych dla samochodów ciężarowych,
- ścieżek rowerowych i chodników

.

Drogi o ruchu kategorii
KR1

Drogi o ruchu kategorii
KR2

Drogi o ruchu kategorii
KR3

Drogi o ruchu kategorii
KR4

Drogi o ruchu kategorii
KR5

Drogi o ruchu kategorii

KR5

Dziękuję za uwagę!