Dobór konstrukcji nawierzchni

W projekcie należy dobrać podatną konstrukcję nawierzchni korzystając z odpowiedniego KTKNPiP . Sama procedura jest prosta a poniżej zostanie przedstawiony przykład obliczeniowy. Tabele zostały zaczerpnięte już z wspomnianego KTKNPiP

Przykład obliczeniowy, dane wyjściowe:

Średni dobowy ruch pojazdów ciężarowych w grupach w roku oddania drogi do użytku

• C – 100 P (ciężarowe bez przyczep)
• CP – 150 P (ciężarowe z przyczepami)
• A – 10 P (autobusy)

Podłoże gruntowe – Piasek gliniasty - Pg (Piasek z iłem - clSa)

Woda gruntowa – 4 m

Przyjęty współczynnik wzrostu ruchu – 2%

Szerokość pasa ruchu – 3 m (droga klasy Z)

Rozpoczynamy od wykonania prognozy (metoda uproszczona wykorzystana na potrzeby projektu). Musimy wyznaczyć liczbę pojazdów, które przejadą naszą drogą w całym okresie użytkowania (dla nawierzchni podatnych poza klasami A i S jest to 20 lat)

$C={((1+p)^{t}-1) \over {p}}$

W naszym przypadku

$C={((1+0,02)^{20}-1) \over {0,02}}=24,30$

$N_{C}=24,3\cdot 365\cdot 100=886\ 950\ P$

$N_{C+P}=24,3\cdot 365\cdot 150=1\ 330\ 425\ P$

$N_{A}=24,3\cdot 365\cdot 10=88\ 695\ P$

Aby obliczyć kategorię ruchu należy skorzystać z poniższego wzoru

$N_{100}=f_{1}\cdot {f_{2}}\cdot {f_{3}}\cdot (N_{C}\cdot {r_{C}}+N_{C+P}\cdot {r_{C+P}}+N_{A}\cdot {r_{A}})$

Na tym etapie mamy wyznaczone już N_C, N_C+P oraz N_A, pozostałe współczynniki zostały stabelaryzowane. Współczynnik f1 wyznaczamy z tabeli 6.4 W naszym przypadku mamy dwa pasy ruchu zatem współczynnik f1 wynosi 0,5

Współczynnik f2 dobieramy z tabeli 6.5. W naszym przypadku przyjmie wartość 1,06 ze względu na szerokość pasa ruchu 3,0 m

Współczynnik f3 dobieramy z tabeli 6.6.  W naszym przypadku przyjmie wartość 1,00 ze względu na nizinny charakter drogi i niewielkie pochylenia.

Współczynniki r_C, r_C+P i r_A dobieramy z tabeli 6.3.

Wyznaczone wartości możemy już podstawić do wzoru na N₁₀₀

$N_{100}=0,5\cdot {1,06}\cdot {1,00}\cdot (886\ 950\cdot {0,45}+1\ 330\ 345\cdot {1,70}+88\ 695\cdot {1,15})=1464238\ osi\ 100\ kN=1,46\ mln\ osi\ 100\ kN$

Na podstawie tabeli 6.1. możemy zaklasyfikować nawierzchnię do kategorii ruchu, nam wyszło KR3

Teraz korzystając z tabel od 9.1 do 9.7 możemy dobrać górne warstwy konstrukcji

Teraz musimy przejść do doboru dolnych warstw konstrukcji i ulepszonego podłoża, aby to wykonać musimy ocenić warunki gruntowo wodne. Zaczynamy od określenia wysadzinowości gruntu, w naszym przypadku jest piasek gliniasty i na podstawie tabeli 7.2. musimy zaklasyfikować grunt do grupy gruntów bardzo wysadzinowych.

Warunki wodne oceniamy na podstawie głębokości zalegania zwierciadła wody gruntowej poniżej spodu konstrukcji i ulepszonego podłoża tab 7.1.

Dla uproszczenia w celach dydaktycznych można przyjąć zasadę

• <1 m – warunki złe
• 1-2 m – warunki przeciętne
• > 2 m – warunki dobre

Teraz klasyfikujemy podłoże gruntowe do jednej z grup nośności (tab. 7.4.)

W naszym przypadku grupa nośności podłoża to G4. Teraz w zależności od kategorii ruchu musimy dobrać dolne warstwy konstrukcji nawierzchni i ulepszonego podłoża, w naszym przypadku jako, że mamy kategorię ruchu KR3 korzystamy z tabeli 8.3

Pozostałe tabele na ruch inny niż KR3-KR4 zamieszczono poniżej:

Sprawdzenie warunku mrozoodporności

Ostatnim krokiem jest sprawdzenie mrozoodporności, sprawdzenia dokonujemy dla gruntów wysadzinowych i wątpliwych

Aby warunek mrozoodporności został spełniony łączna zaprojektowana grubość konstrukcji musi być nie mniejsza niż wymagana w tabeli 10.1.  W naszym przypadku jest to 0,7hz=0,7*0,8=0,56. Jeżeli grubość konstrukcji jest większa lub równa tej wartości warunek mrozoodporności został spełniony.

Jeżeli warunek mrozoodporności nie został spełniony, należy warstwę najniżej leżącą odpowiednio pogrubić tak aby minimalna grubość konstrukcji została spełniona.

Dobrana konstrukcja posłuży w dalszym etapie w Przekroje normalne