I CZĘŚĆ OGÓLNA

1.OPIS OGÓLNY ZADANIA

Zadaniem tego ćwiczenia projektowego jest ustalenie technologii robót i konstrukcji nawierzchni drogi. Podstawą ćwiczenia są dane zawarte w projekcie drogi wykonanym w poprzednim semestrze.

2.Opis techniczny

Projekt dotyczy odcinka drogi Z o długości 2222,25 m, jednak zgodnie ze wskazaniami prowadzącego analizie poddano pierwsze 1000,00m, szerokość jezdni 6,0m, poboczy 1,25m. Na całej długości droga przebiega w terenie płaskim. Na terenie tym brakuje zabudowań, linii wysokiego napięcia i uzbrojenia terenu.

Analizowana trasa składa się w planie kolejno z odcinka prostego o długości L=378,21m, następnie krzywej przejściowej- klotoidy L=50,0 m, łuku kołowego o długości L=74,66 m, kolejnej klotoidy L=50,0 m, odcinka prostego o długości L=466,40 m ,klotoidy o L=75,0 m, kolejnego łuku kołowego o L=103,87 m i klotoidy o L=75,0m, odcinka prostego o długości L=255,26 m ,klotoidy o L=31,25 m, kolejnego łuku kołowego o L=165,10 m i klotoidy o L=31,25 m i końcowego odcinka prostego o długości L=540,25 m. W projekcie tym występują również trzy łuki wklęsłe o R=3000m,Ts1=18,00m, R=1500m Ts2=22,50m oraz łuk wypukły o R=2500m, Ts=57,00m Odwodnienie drogi rozwiązano za pomocą rowów trapezowych o głębokości 60 cm, nachylenie skarp rowów i nasypów wynosi 1:1,5.Woda z rowów będzie odprowadzana na tereny rolnicze za pomocą rowów prostopadłych i przepustów betonowych. Przeprowadzenie cieku wodnego pod konstrukcją korony w km 0+345,84 drogi wykonano za pomocą przepustu betonowego.

Dla drogi klasy Z przyjęto następujący przekrój poprzeczny :

• szerokość jezdni 6,00m;

• szerokość pobocza utwardzonego 1,25m;

• łączna grubość nawierzchni wynosi 42m;

• nawierzchnie jezdni stanowi :

1. warstwa ścieralna z betonu asfaltowego, grubości 5 cm; mieszanka SMA 0/12,8;

2. podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego gr. 12cm, beton asfaltowy 0/25;

3. podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego 25 cm;

ZESTAWIENIE ILOŚCI ROBÓTPRZEWIDZIANYCH DO WYKONINIA MECHANICZNEGO

PRZEDMIAR ROBÓT

Lp.	wyszczególnienie robót	jednostka	ilość
1	2	3	4
I. ROBOTY PRZYGOTOWAWCZE
1.	Roboty pomiarowe	m	1000,00
2.	Wytyczenie osi trasy	m	1000,00
II. ROBOTY ZIEMNE
3.	Usunięcie humusu spycharką gr. 80cm 8,5*1000*0,8	m2	6800
4.	Wykonanie wykopu spycharkami w gruncie III kategorii	m3	5134,21
5.	Roboty wyrównawcze przy użyciu zgarniarki L=24,83	m3	436,4
6.	Roboty ziemne przy użyciu samochodu samowyładowczego i koparki L=1000,00	m3	1350,0
7.	Plantowanie skarp i poboczy równiarką samojezdną	m2	5467
8.	Mechaniczne zagęszczenie nasypów walcem wielokołowym	m2	2678
III WYKONANIE PODBUDOWY
9.	Profilowanie koryta w gruncie kategorii III równiarką samojezdną o głębokości skrawania 20 cm 1000*6,0*0,2	m2	1200
10.	Transport kruszywa 1000*6,0*0,5*2,2	Mg	6600
11.	Wbudowanie warstw podbudowy zasadniczej z betonu asfaltowego gr. 12 cm oraz podbudowy pomocniczej z kruszywa łamanego 25 cm, 1000*6,0*0,37*2,0	Mg	4440
IV WYKONANIE NAWIERZCHNI
12.	Transport masy asfaltobetonowej na warstwę wiążącą gr. 8cm 0,08*1000*6,0	Mg	480
13.	Transport mieszanki SMA na warstwę ścieralną gr. 5cm 0,05*1000*6,0	Mg	300
15.	Wbudowanie warstwy ścieralnej	Mg	1000
V WYKONANIE POBOCZY
16.	Transport materiału na pobocza : pospółka, grubość warstwy 20cm 1000*3,0*0,2*1,5	Mg	900

2.1. WARUNKI GRUNTOWO WODNE

W obrębie projektowanej drogi występują:

1) humus

2)piasek gliniasty (grunt bardzo wysadzinowy)

- zawartość cząstek wg PN-88/B-O4481 %

≤0,075mm >30

≤0,02mm >10

-kapilarność bierna wg PN-60/B-O4493,Hkb, m

>1,3

-wskaźnik piaskowy wg BN-64/8931-01,WP

<25

3) glina (grunt bardzo wysadzinowy)

- zawartość cząstek wg PN-88/B-O4481 %

≤0,075mm >30

≤0,02mm >10

-kapilarność bierna wg PN-60/B-O4493,Hkb, m

>1,3

-wskaźnik piaskowy wg BN-64/8931-01,WP

<25

2.2. WYKORZYSTANIE MATERIAŁÓW MIEJSCOWYCH

W robotach ziemnych przewiduje się zużycie gruntu z wykopów. Do podbudowy wykorzystane zostaną materiały ze złoża nr 1 usytuowanego w odległości 7 km od budowy drogi. Na pobocza przewiduje się pospółkę.

2.3. WRUNKI RUCHOWE

Na projektowanej drodze przewiduje się, że w ruchu przeważać będą samochody osobowe (∼75%). Przewidywane obciążenie ruchem będzie wynosić 1000ton/dobę.

2.4.SPRZĘT ZASTOSOWANY DO WYKONYWANYCH ROBÓT

• samochód wywrotka,

• spycharka,

• równiarka samojezdna,

• koparka,

• przewoźny zbiornik na wodę ,

• walec wielokołowy,

• przewoźna pompa do bitumu,

• rozściełacz mieszanki bitumicznej,

• zespół do suszenia i otaczania.

2.5.WYKONANIE ROBÓT ZIEMNYCH

Przemieszczenie gruntu przewidziano za pomocą zgarniarki, koparek i samochodów - wywrotek (ziemia na odkład ). Uformowanie koryta i pobocza przy użyciu równiarki samojezdnej. Zagęszczenie gruntu w nasypach przewidziano za pomocą walca wielokołowego.

2.6.KONSTRUKCJA PODBUDOWY NAWIERZCHNI

Droga o kategorii ruchu KR4

Nawierzchnia z betonu asfaltowego o grubości 17 cm składa się z dwóch warstw :

• warstwa dolna podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego gr. 12cm

• warstwa górna ścieralna o grubości 5 cm z betonu asfaltowego ścisłego 80 kg/m².

Asfaltobeton ścisły :

- grys 5/8 16%

- grys 8/16 40%

-piasek 16%

- miał kamienny 0/2 10%

- mączka kamienna 8%

- asfalt D-70 6%

Przyjęto warstwy:

1. warstwa ścieralna z betonu asfaltowego, grubości 5 cm; mieszanka SMA 0/12,8;

2. podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego gr. 12cm, beton asfaltowy 0/25;

3. podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego 25 cm;

2.7.TECHNOLOGIA WARSTWY JEZDNEJ

• dowóz mieszanki bitumicznej samochodami - wywrotkami,

• rozściełanie warstw jezdni przy pomocy rozściełacza,

• zagęszczenie warstw jezdni walcem.

3.KONSTRUKCJA NAWIERZCHNI

odcinek [km]		podłoże lub stara nawierzchnia	projektowana konstrukcja nawierzchni	podstawa projektowania	załączniki z obliczeniami
od	do
1	2	3	4	5	6
0+000	0+1000,0	Pg	warstwa ścieralna z betonu asfaltowego, grubości 5 cm; mieszanka SMA 0/12,8; podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego gr. 12cm, beton asfaltowy 0/25; podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego 25 cm;	Wytyczne wymiarowani nawierzchni podatnych

II CZĘŚĆ TECHNOLOGICZNA

UZASADNIENIE PRZYJĘTEJ TECHNOLOGII ROBÓT I KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI

Dane projektowe:

-droga dwu pasowa z utwardzonym poboczem 1,25m;

-średni dobowy ruch pojazdów ciężkich w przekroju drogi w dziesiątym roku po oddaniu drogi do eksploatacji wynosi 1000 ton/dobę;

1.1.struktura ruchu pojazdów ciężkich:

1)samochody ciężarowe bez przyczep: 52%;

2)samochody ciężarowe z przyczepami: 60% (założono 10% udziału pojazdów o obciążeniu osi 115KN);

3)autobusy 12%

-przebieg trasy: wykopy i nasypy od 1 do 2m;

3.USTALENIE OBCIĄŻENIA RUCHEM DROGI I WYZNACZENIE KATEGORII RUCHU.

Wybór typowejj konstrukcji nawierzchni i utwardzonego pobocza

Dla wyznaczonej kategorii ruchu KR4 podbudowa z kruszywa łamanego w zależności od warunków gruntowo-wodnych przedstawia się następująco:

1. warstwa ścieralna z betonu asfaltowego, grubości 5 cm; mieszanka SMA 0/12,8;

2. podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego gr. 12cm, beton asfaltowy 0/25;

3. podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego 25 cm

OKREŚLENIE

MROZOODPORNOŚĆ PODŁOŻA

W wypadku występowania w podłożu gruntów wysadzinowych lub wątpliwych należy sprawdzić, czy rzeczywista grubość wszystkich warstw nawierzchni i ulepszonego podłoża nie jest mniejsza od podanej w tablicy wartości (KATALOG TYPOWYCH KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI PODATNYCH I PÓŁSZTYWNYCH), w której hz oznacza głębokość przemarzania gruntów w rejonie projektowanej drogi. Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, to należy najniżej położona warstwę ulepszonego podłoża odpowiednio pogrubić.

6.Sprawdzenie warunku mrozoodporności

Łączna rzeczywista grubość warstw zaprojektowanej konstrukcji wraz z war­stwą odsączającą i ulepszonym podłożem wynosi: 5 + 12+25= 42 cm, i jest mniejsza niż wymagana grubość wg tablicy 9 dla gruntu G3 głębokości przemarzania l .00 m: 0,65 x l ,00 = 0.65 m. Warunek mrozoodpor­ności konstrukcji nie jest zatem spełniony.

W związku z tym, że warunek mrozoodporności nie został spełniony należy najniżej położoną warstwę podłoża odpowiednio pogrubić.

Wzmocnienie podłoża przez wykonanie na podłożu o grupie nośności G3 17 cm warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem, lub aktywnym popiołem lotnym) o Rm=2,5 MPa.

Zdecydowano się również zastosować warstwę wiążącą o grubości 8 cm z betonu asfaltowego 0/20.

Konstrukcja nawierzchni przedstawia się następująco:

a)warstwa ścieralna z betonu asfaltowego, grubości 5 cm; mieszanka SMA 0/12,8;

b)warstwa wiążącą z betonu asfaltowego o grubości 8 cm,

c)podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego gr. 12cm, beton asfaltowy 0/25;

d)warstwa z gruntów stabilizowanych cementem grubości 17 cm o Rm=2,5MPa

4. podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego 25 cm

Sprawdzenie warunku mrozoodporności: 5+8+12+17+25=67cm, czyli jest większe od wymaganego 0,65. Warunek mrozoodporności konstrukcji został zatem spełniony.

KONSTRUKCJA NAWIERZCHNI

odcinek [km]		podłoże lub stara nawierzchnia	projektowana konstrukcja nawierzchni	podstawa projektowania	załączniki z obliczeniami
od	do
1	2	3	4	5	6
0+0,0	1+0,00	Pg	• warstwa ścieralna: 5cm z betonu asfaltowego • warstwa wiążąca: 8 cm beton asfaltowy 0/20 • podbudowa zasadnicza: 12cm beton asfaltowy 0/25 -warstwa z gruntów stabilizowanych cementem gr 17 cm, • podbudowa pomocnicza: 25cm mieszanka kruszywa łamanego .	Wytyczne wymiarowania nawierzchni podatnych

2. ROBOTY ZIEMNE

2.1. GRUNTY Z WYKOPÓW

Odcinek [km]		Głębokość warstw [m]	Rodz. grun. wg PN-86/ B-02480	Grupa nośności podłoża	Wn [%]	ρs t/m^3	ρ t/m^3	ρ' t/m^3	ρd t/m^3	Wysadzinowość gruntu	Przydatność Gruntu do budowy nasypów	Uwagi
1 od	2 do	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
0+0,00	1+0,00	0,8-1,8	Pg-plastyczny	G3	16- plastyczny	2,65	2,10	-	2,28	Bardzo wysadzinowy	Do wsz.warstw	-
				1,8-2,0	G-półzwarta	G3	13- półzwarty	2,67	2,20	-	2,36	Bardzo wysadzinowy	Do wsz warstw	-

UWAGA : Na całej długości trasy występuje warstwa humusu d=80 cm

W przypadku pospółek, żwirów należy podać w „uwagach” wskaźnik piaskowy tych gruntów

2.2. GRUNTY Z UKOPÓW

Odcinek [km]		Głębokość warstw [m]	Rodz. grun. wg PN-86/ B-02480	Grupa nośności podłoża	Wn [%]	ρs t/m^3	ρ t/m^3	ρ' t/m^3	ρd t/m^3	Wysadzinowość gruntu	Przydatność Gruntu do budowy nasypów	Uwagi
1 od	2 do	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Nie przewiduje się

UWAGA : W przypadku pospółek, żwirów należy podać w „uwagach” wskaźnik piaskowy tych gruntów

3. MATERIAŁY MIEJSCOWE DO BUDOWY NAWIERZCHNI

Lp

Złoże

Rodzaj materiału

Przydatność do wykonania nawierzchni

Zasoby m^3

Podstawa

Warunki eksploatacyjne

Położenie (nr)

1

2

3

4

5

6

7

1

Złoże nr 1

Kruszywa naturalne niesortowane

Dolna warstwa podbudowy

Orzeczenie geotechniczne OLD

Woda gruntowa głęboka, możliwość zastosowania koparki

Położone 7 km od budowanej drogi

4.TECHNOLOGIA WARSTW PODBUDOWY

Odcinek [km]		Rodzaj warstwy podbudowy	Rodzaj materiałów składowych mieszanki	Podstawa ustalenia składu (załączniki)	Przepisy wykonawcze	Uwagi
od	do
1	2	3	4	5	6	7
0+000	1+0,00	dolna warstwa górna warstwa	kruszywo łamane gr. 25 cm+17cm warstwy wzmacniającej 2) beton asfaltowy gr. 12 cm	orzeczenie laboratoryjne 2) orzeczenie laboratoryjne	Bn-64/893302

5.TECHNOLOGIA WARSTWY JEZDNEJ

Odcinek [km]		Rodzaj warstwy jezdnej	Rodzaj materiałów składowych mieszanki	Podstawa ustalenia składu (załączniki)	Przepisy wykonawcze	Uwagi
od	do
1	2	3	4	5	6	7
0+000	1+0,00	Warstwa ścieralna grubości 5 cm Warstwa wiążącą grubości 8cm	Beton asfaltowy : - grys 5/8 16% - grys 8/16 40% - piasek 16% - miał kamienny 0/2 10% - mączka kamienna 8% - asfalt D-70 6% Beton asfaltowy: - grys 8/16 43% - piasek 25% - miał kamienny 0/2 15% - mączka kamienna 9% - asfalt D-70 6%	Orzeczenie laboratoryjne Orzeczenie laboratoryjne

6.TECHNOLOGIA POSZERZEŃ, OPASEK, POBOCZY

Odcinek [km]		Rodzaj elementu drogi	Rodzaj materiałów składowych mieszanki	Podstawa ustalenia składu (załącznik)	Przepisy wykonawcze	Uwagi
od	Do
1	2	3	4	5	6	7
0+000	1+0,00	Pobocze prawe	Kruszywo : φ= 0-80 mm o grubości 10 cm	Orzeczenie geotechniczne	BN-64/8933-02
				Pobocze lewe	Kruszywo : φ= 0-80 mm o grubości 10 cm	Orzeczenie geotechniczne	BN-64/8933-02

7.LINIOWY PLAN TECHNOLOGICZNY

kilometry	0 - 1199,14 wykop	1199,14 - 1800,00 nasyp	1800,00 - 2222,25 wykop
1. Roboty ziemne	warstwa piasku gliniastego na nasyp	warstwa piasku gliniastego z wykopów	warstwa piasku gliniastego na odkład
2. Podbudowa	Kruszywo naturalne niesortowalne gr. 25 cm
Górna warstwa	Asfaltobeton półścisły gr. 12cm Warstwa wzmacniająca z cementu gr. 17 cm
Dolna warstwa	Φ=0÷80 mm (ze złoża nr1) gr. 25 cm
3. Warstwa jezdna	Beton asfaltowy 5 cm
ścieralna	Asfaltobeton ścisły grubości 5 cm
5 Warstwa wiążąca 6.Pobocze	Beton asfaltowy gr. 8 cm Pospółka gr. 15 cm

Przykład obliczenia liczby środków przewozowych

Dane:

- samochód wywrotka Star 742L o nośności 3,2 t

- koparka przedsiębierna o pojemności łyżki 0.5 m³,

- grunt kategorii III o ciężarze objętościowym w stanie spulchnionym 1350 kG/m³,

- urobek odwożony na odległość 4.0 km po drogach o utwardzonej nawierzchni.

Rozwiązanie:

Potrzebną liczbę samochodów wywrotek oblicza się ze wzoru:

gdzie:

t- czas trwania cyklu roboczego samochodu wywrotki [godz.],

t_Z- czas załadowania samochodu wywrotki [godz.].

Czas załadowania samochodu wywrotki t_Z w godzinach określa się ze wzoru:

gdzie:

Q_T- nośność samochodu wywrotki, 3,2 t

n- liczba cyklów roboczych koparki na godzinę

przy czym:

t -czas trwania cyklu roboczego koparki, równy 15 sekund, wówczas

q- geometryczna pojemność łyżki koparki (q= 0.5 m³),

S_n- współczynnik napełnienia łyżki (przyjęto S_n=1.0 ),

γ_g- ciężar objętościowy spulchnionego gruntu 1350 kg/m³.

Zatem czas załadowania wywrotki samochodowej wynosi:

Czas trwania cyklu roboczego samochodu wywrotki w godz. określa się ze wzoru:

gdzie:

t_Z- czas załadowania samochodu wywrotki równy 0.02 godz. ,

t_w- czas wyładowania samochodu wywrotki, przyjęto 1.50 min= 0.025 godz. ,

L- odległość przewozu urobku równa 4.0 km,

V_śr- średnia prędkość jazdy samochodu wywrotki w obu kierunkach - 40 km/h

t_m- czas manewrowania samochodu wywrotki przy załadowaniu i wyładowaniu, przyjęto

2.5 min= 0.042 godz.

zatem

Potrzebna liczba samochodów wywrotek wynosi więc:

CZĘŚĆ TRANSPORTOWA

1. KRÓTKI OPIS Z UZASADNIENIEM WYBRANYCH RODZAJÓW ŚRODKÓW

TRANSPORTOWYCH

Środki transportu wybrano w sposób najbardziej ekonomiczny. Wspólną ich cechą jest małe zużycie paliwa. Wybrano następujące środki transportu:

• samochód - wywrotka. Tabor samochodowy cechuje: duża elastyczność w dostosowaniu do zmiennych potrzeb transportu, możliwość pokonywania znacznych pochyleń trasy, duża prędkość poruszania się oraz możliwości zredukowania prędkości zależnie od odległości transportu i charakteru dróg dojazdowych. Samochód ma własne źródło napędu oraz skrzynie do przewozu ładunku. Star 742L ma zasilanie silnikiem wysokoprężnym, którego eksploatacja jest znacznie tańsza od silników benzynowych. Skrzynia jest przechylana ku tyłowi za pomocą urządzenia hydraulicznego, co powoduje szybki rozładunek pojazdu.

• koparka. Koparki są maszynami przeznaczonymi do robót ziemnych, które odspajają grunt, przenoszą urobek na niewielkie odległości i wyładowują go na podstawione środki transportu poziomego lub na odkład. Można prowadzić nimi roboty w różnych warunkach terenowych i gruntowych. Na budowie drogi przewiduje się wykorzystanie koparki chwytakowej Schaeff HML41.

Podstawowymi parametrami eksploatacyjnymi koparki są:

- pojemność chwytaka,

- udźwig przy różnym wysięgu,

- promienie pacy.

• spycharka. Spycharki są maszynami przeznaczonymi do odspajania gruntu i przesuwania urobku w celu dalszego transportu lub wyrównania terenu. Zastosowana spycharka FAIKOMATSU 595 jest na podwoziu gąsienicowym z ustawieniem lemiesza czołowo i sterowaniem. mechanicznym.

---