2011-10-03
1
Technologia Robót Drogowych
Semestr VII in
ż
Zadanie projektowe nr 1
Prowadz
ą
cy:
mgr in
ż
. Mariusz Jaczewski
mgr in
ż
. Dawid Ry
ś
2
Zadanie projektowe nr 1:
Zaprojektowanie tymczasowej
nawierzchni nieulepszonej zbrojonej
geotkanin
ą
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
2
3
Problem:
W zwi
ą
zku z przebudow
ą
przepustu przechodz
ą
cego przez
cał
ą
szeroko
ść
drogi nale
ż
y wykona
ć
drog
ę
tymczasow
ą
dla
ruchu budowlanego na terenie poło
ż
onym obok pasa
drogowego. Wyst
ę
puj
ą
nast
ę
puj
ą
ce problemy:
- W podło
ż
u zalegaj
ą
grunty słabe, spoiste w stanie
plastycznym/mi
ę
kkoplastycznym,
- Drog
ę
nale
ż
y wykona
ć
w maksymalnie uproszczony, szybki
sposób,
- Wła
ś
ciciel terenu po którym b
ę
dzie przebiegał objazd
oczekuje dokładnego i szybkiego doprowadzenia obszaru
przebiegu objazdu do stanu pierwotnego.
Problem:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
4
- Wymiana gruntu na niespoisty (
ż
wir, pospółka) – konieczno
ść
dowozu materiału oraz wykonania wykopu z odwiezieniem i
(przynajmniej tymczasowym) składowaniem gruntu na
odkładzie,
- Zastabilizowanie gruntu słabono
ś
nego spoiwem
hydraulicznym (wapno, mieszanina wapna i cementu) – po
zako
ń
czeniu prac zaistnieje konieczno
ść
rozbiórki i odwozu
fragmentów gruntocementu,
-Zbrojenie geotekstyliami (geosiatka, geotkanina).
Mo
ż
liwe rozwi
ą
zania:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
3
5
Stan naturalny podło
ż
y gruntowych:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
6
Przed i po zastosowaniu geosyntetyku:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
4
7
Działanie geotkaniny:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
8
Działanie geotkaniny:
„Efekt membrany”
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
5
9
Procedura wymiarowania:
Jest wykorzystywana metoda Giroud & Noiray
(1981), najcz
ęś
ciej w postaci nomogramów.
Pozwala okre
ś
li
ć
potrzebn
ą
grubo
ść
warstwy
kruszywa (warstwa jezdna) dla okre
ś
lonych:
– No
ś
no
ś
ci podło
ż
a,
– Obci
ąż
enia ruchem,
– Dopuszczalnej gł
ę
boko
ś
ci koleiny,
– Geosyntetyku.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
10
Procedura wymiarowania:
Podło
ż
e jest scharakteryzowane przez:
CBR [%] lub
c
u
[kN/m
2
] = 23 x CBR [%] (zale
ż
no
ść
przybli
ż
ona)
gdzie:
c
u
– wytrzymało
ść
przy szybkim
ś
cinaniu,
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
6
11
Procedura wymiarowania:
Ruch:
Osie standardowe 80 kN,
Przeliczanie w przypadku osi o innym nacisku – wzór
„czwartej pot
ę
gi”,
Mo
ż
na skorzysta
ć
z nomogramu do wyznaczanie
współczynnika przeliczeniowego.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
12
Procedura wymiarowania:
Kryterium obliczeniowe:
Maksymalna gł
ę
boko
ść
koleiny, w zale
ż
no
ś
ci od rodzaju
ruchu (typ pojazdów) przewidzianego na drodze i ew.
ogranicze
ń
:
75 mm
150 mm
225 mm
300 mm
450 mm
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
7
13
Procedura wymiarowania:
Materiał:
Cech
ą
opisuj
ą
c
ą
materiał jest umowy moduł
odkształcenia (moduł sieczny)
K = T
x
/
ε
x
[kN/m]
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
14
Procedura wymiarowania:
Moduł sieczny
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
8
15
Procedura wymiarowania:
Kolejno
ść
działa
ń
:
1. Wyznaczy
ć
CBR gruntu (ew. cu),
2. Okre
ś
li
ć
obci
ąż
enie ruchem,
3. Okre
ś
li
ć
kryterium (gł
ę
boko
ść
koleiny),
4. Okre
ś
li
ć
grubo
ść
warstwy kruszywa bez zbrojenia,
5. Okre
ś
li
ć
grubo
ść
warstwy kruszywa z przyj
ę
t
ą
geotkanin
ą
.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr IX mgr
16
Procedura wymiarowania:
Nomogram dla
gł
ę
boko
ś
ci
koleiny 7,5 cm
2011-10-03
9
17
Procedura wymiarowania:
Nomogram dla
gł
ę
boko
ś
ci
koleiny 30 cm
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
18
Podsumowanie:
W omawianej metodzie zakłada si
ę
bardzo dobr
ą
współprac
ę
geosyntetyku z przyległymi o
ś
rodkami i brak
po
ś
lizgu,
Nale
ż
y sprawdzi
ć
czy odkształcenie geotkaniny w
nawierzchni nie b
ę
dzie wi
ę
ksze od
ε
max
,
W przypadku koleiny o gł
ę
boko
ś
ci 75 mm i 150 mm
odkształcenie geotkaniny wynosi odpowiednio 1,2% i
4,2%,
W przypadku wi
ę
kszych gł
ę
boko
ś
ci koleiny
odkształcenie nale
ż
y oceni
ć
na podstawie linii podanych
na nomogramach i porówna
ć
z
ε
max
.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
10
19
Przykład obliczeniowy:
Dane:
CBR = 1,5%
Ruch:
100 pojazdów, o
ś
tylna 100 kN, przednia 80 kN
100 pojazdów, o
ś
tylna podwójna 200 kN, przednia
120 kN
Gł
ę
boko
ść
koleiny 75 mm i 150 mm
Geotkanina o module siecznym K = 100 kN/m
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
20
Przykład obliczeniowy:
Ruch - przeliczenie na osie 80 kN:
N80 = 100 x [(
100
/
80
)
4
+ (
80
/80)
4
]
+ 100 x ( (
200
/
148
)
4
+(
120
/
80
)
4
) =
= 100 x (2,44 + 1,00)
+ 100 x (3,33+ 5,06) =
= 344 + 994 = 1184
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
11
21
Przykład obliczeniowy:
Odczytana
H
o
= 620 mm
Okre
ś
lenie grubo
ś
ci kruszywa bez wzmocnienia:
Gł
ę
boko
ść
koleiny
7,5 cm
Przyj
ę
ty CBR
Obliczona ilo
ść
osi
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
22
Przykład obliczeniowy:
Odczytana
h
o
= 100 mm
Okre
ś
lenie grubo
ś
ci kruszywa „oszcz
ę
dzonego”:
Gł
ę
boko
ść
koleiny
7,5 cm
Dany K materiału
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
12
23
Przykład obliczeniowy:
Grubo
ść
warstwy kruszywa ze wzmocnieniem
geotkanin
ą
o K = 100 kN/m, dla zało
ż
onej gł
ę
boko
ś
ci
koleiny 7,5 cm:
H
o
– h
o
= 620 – 100 = 520 mm
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
24
Procedura wymiarowania:
Odczytana
H
o
= 550 mm
Gł
ę
boko
ść
koleiny
15 cm
Okre
ś
lenie grubo
ś
ci kruszywa bez wzmocnienia:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
13
25
Procedura wymiarowania:
Okre
ś
lenie kruszywa oszcz
ę
dzonego (dla K = 1000 kN/m)
Odczytana
h
o
= 200 mm
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
26
Procedura wymiarowania:
Grubo
ść
warstwy kruszywa ze wzmocnieniem
geotkanin
ą
dla zało
ż
onej gł
ę
boko
ś
ci koleiny 15
cm:
A) Ho – ho = 550 – 120 = 430 mm
(geotkanina o K = 100 kN/m)
B) Ho – ho = 550 – 200 = 350 mm
(geotkanina o K = 1000 kN/m)
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
14
27
Podsumowanie:
Przedstawiona metoda dotyczy wył
ą
cznie sytuacji w której
powstan
ą
du
ż
e odkształcenia wzmacnianego układu –
„efekt membrany”.
Nie nadaje si
ę
do wymiarowania wzmocnie
ń
nawierzchni
ulepszonych, o charakterze trwałym.
Jako wzmocnienie mo
ż
na stosowa
ć
nie tylko geotkaniny,
jak w omówionym przykładzie, ale równie
ż
geosiatki.
Zastosowanie geowłókniny, pomimo małej warto
ś
ci modułu
siecznego K, i małej redukcji grubo
ś
ci warstwy kruszywa,
da równie
ż
korzystny efekt i wydłu
ż
enie okresu ekspolatacji
drogi tymczasowej, dzi
ę
ki separacji warstwy jezdnej od
podło
ż
a.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
28
Procedura wbudowywania:
Wyrówna
ć
i oczy
ś
ci
ć
podło
ż
e. Usun
ąć
kamienie,
korzenie itp.
Rozło
ż
y
ć
geosyntetyk równolegle do osi drogi.
Geosyntetyk powinien by
ć
lekko naci
ą
gni
ę
ty, ale nie
napi
ę
ty, bez zakładów, fałd.
Poł
ą
czenia nale
ż
y wykona
ć
stosuj
ą
c zakład :
minimum 30 cm w przypadku zakładu podłu
ż
nego
pomi
ę
dzy s
ą
siednimi rolkami; wielko
ść
zakładu
zale
ż
y od no
ś
no
ś
ci podło
ż
a - im gorsza tym
wi
ę
kszy zakład
minimum 60 cm w przypadku zakładu
poprzecznego pomi
ę
dzy kolejnymi rolkami.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
15
29
Procedura wbudowywania:
W miejscu zakładu geosyntetyk zaleca si
ę
przytwierdzi
ć
do podło
ż
a. Mo
ż
na z tego zrezygnowa
ć
o
ile szeroko
ść
zakładu gwarantuje ci
ą
gło
ść
warstwy po
odkształceniu pod wpływem działania obci
ąż
enia.
Nie wolno dopu
ś
ci
ć
do uszkodze
ń
geosyntetyku.
Nie wolno dopu
ś
ci
ć
ruchu pojazdów bezpo
ś
rednio po
rozło
ż
onym geosyntetyku.
Warstw
ę
kruszywa nale
ż
y wbudowywa
ć
od czoła.
Ruch pojazdów jest mo
ż
liwy po uło
ż
eniu na
geosyntetyku warstwy kruszywa o grubo
ś
ci minimum
15 cm.
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
30
Przykłady zastosowania:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
16
31
Przykłady zastosowania:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
32
Przykłady zastosowania:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
17
33
Przykłady zastosowania:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
34
Przykłady zastosowania:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
2011-10-03
18
35
Przykłady zastosowania:
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.
36
Dzi
ę
kuj
ę
za uwag
ę
Technologia Robót Drogowych
Projektowanie Semestr VII in
ż
.