PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO mgr inż

Transkrypt

PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO
mgr inż. Maciej Kowal
Zajęcia 1
Rozdanie i omówienie tematów
Ukształtowanie terenu
Klasa
drogi
Typ
terenu
Vp
[km/h]
GP
G
Z
L
płaski
falisty
górzysty
płaski
falisty
górzysty
płaski
falisty
górzysty
płaski
falisty
górzysty
100
80
70
70
60
50
60
50
40
50
40
40
∆H
l
i=
i – spadek terenu,
∆H – różnica wysokości między warstwicami (∆H = 1m),
l – odległość między warstwicami.
Teren płaski: i = 3% => l = 33 m (w skali 1:1000 na mapie l = 33 mm),
Teren falisty: i = 4% => l = 25 m (w skali 1:1000 na mapie l = 25 mm),
Teren górzysty: i = 5% => l = 20 m (w skali 1:1000 na mapie l = 20 mm),
10
9
10
8
10
7
10
6
10
5
103
104
11
0
10
0
100
102
101
10
1
103
102
4
10
10
4
10
3
0
10
2
10
10
1
99
98
99
A
98
Mapa warstwicowa
99
105
98
97
106
99
96,5
11 11
3
2
11
1
98
97
96,6
99,5
96,7
97
11
4
98,5
98
107
B
97
99
,5
96,6
96,8
97
97
98
107,2
114
113
112
111
110
109
108
107
104
105
103
2
10
102
103
100
101
106
105
106
106
107
104
103
10
1
10
2
0
10
4
99
98
105
99
10
Na następne zajęcia: plan warstwicowy.
Zajęcia 2
Kształt linii komunikacyjnej w planie jest ustalany na podstawie projektu przy opracowaniu którego,
uwzględniane jest ukształtowanie terenu, jak i przeznaczenie trasy oraz jej rola.
Droga powinna składać się z odcinków prostych i łuków kołowych z krzywymi przejściowymi.
1
A
W2
os
pr
ta
1
k
un
L1
er
ki
ow
s
pro
ta
r
ki e
ow
unk
α2 - prawoskrętny
pr os
ta kie
a2
W2
r unk
owa
3
L22
B
a
L21
1
L12
W1
W1
α1 - lewoskrętny
Krzywe stosowane w drogownictwie:
3
1
2
1 – klotoida
2 – parabola 3o
3 – lemniskata
Warunki krzywej przejściowej.
Warunki estetyczne:
R
≤ A ≤ R – warunek parametru klotoidalnej krzywej ( A = RL ),
3
R
2o –
≤ L ≤ R – warunek długości krzywej przejściowej (L),
9
3o – H ≥ 0,5m – warunek przesunięcia łuku kołowego (H) po zastosowaniu krzywej przejściowej,
1

4o – L : Ł : L = 1 :  ÷ 4  : 1 – warunek stosunków długości odcinka łuku i krzywej przejściowej
2

1
1
L = ÷ 2Ł , Ł = ÷ 4L
4
2
1o –
Warunki geometryczne:
5o – α > 2τ – warunek rozpiętości kąta załamania trasy i kątów klotoidy
6 – K ≤ od wartości z tablicy – wzrostu warunek przyspieszenia dośrodkowego; K =
o
V p3
m
= 3
RL  s 
[Dziennik Ustaw nr 43 z 2 marca 1999r.]
Prędkość projektowa (km/h)
Prędkość projektowa (m/s)
Przyrost przyspieszenia dośrodkowego (m/s3)
120-100
27,8
0,3
80
22,2
0,5
70
19,4
0,6
60
16,7
0,7
50
13,9
0,8
Założenia do projektowania:
– dwie proste kierunkowe i jeden łuk kołowy z krzywymi przejściowymi (GP, G),
– trzy proste kierunkowe i dwa łuki kołowe z krzywymi przejściowymi (Z, L).
Na następne zajęcia: policzone kąty załamania i poprowadzone proste kierunkowe.
2
40
11,1
0,9
Zajęcia 3
Punkty główne łuku z krzywymi przejściowymi:
T0 = Ts + X s
W
Ts = (R + H )tg
α
To
Ts
Z


 1

Z = (R + H )
− 1 + H
 cos α



2


γ = α − 2τ
TD = X − Yctgτ
πRγ
Ł=
180 o / 200 g
Y
τ
τ
X
XD
Xs
H
R
τ
γ
2
X s = X − R sin τ
γ
R
α
τ
S
Dwa odcinki drogi, które mają stałe i o różnej wartości krzywizny w planie, powinny być połączone
krzywą przejściową, z zastrzeżeniem:
1. W uzasadnionych względami użytkowymi wypadkach zamiast krzywych przejściowych można
stosować na drogach klasy L i D oraz ulicach klasy Z proste przejściowe
2. Krzywych przejściowych można nie stosować, jeżeli:
1) promień łuku w planie jest większy niż 2.000 m na drodze poza terenem zabudowy przy
prędkości projektowej 120 km/h i 100 km/h lub większy niż 1000 m przy prędkości projektowej 80
km/h i mniejszej,
2) droga na terenie zabudowy ma na łuku w planie pochylenie poprzeczne jezdni jak na odcinku
prostym.
Promień minimalny łuku w zależności od Vp lub Vm
Promień łuku
kołowego (m)
120 100 80 70 60 50 40 30
drogi poza terenem zabudowy,
przy pochyleniu poprzecznym
jezdni 7%
750 500 300 200 125 80 50 30
Wartości promienia łuku kołowego w planie oraz pochylenia poprzecznego jezdni są zgodne, z
zastrzeżeniem ust. 5, z określonymi w tabelach:
a) droga klasy G i drogi wyższych klas, jeżeli jezdnia nie jest ograniczona krawężnikami:
Prędkość
Promień łuku kołowego w planie (m) przy pochyleniu poprzecznym
jezdni1)
miarodajna jak na odcinku
(km/h)
prostym
2% do
2,5%
3%
4%
5%
6%2)
7%2)
130
4000
3500
2500
1800
1400
1100
900
120
3500
3000
2000
1500
1200
900
750
110
100
2800
2200
2500
2000
1800
1400
1400
1000
1000
800
800
600
600
500
3
90
1600
1500
1000
750
600
500
400
80
1200
1100
800
600
450
350
300
70
60
1000
600
800
500
600
350
400
250
300
200
250
150
200
125
50
450
350
250
175
125
100
80
1)
Pochylenie poprzeczne jezdni dla promienia o wartości pośredniej należy interpolować i zaokrąglać
do 0,5%.
2)
Stosowanie przy prędkości miarodajnej powyżej 90 km/h wymaga uzasadnienia.
b) drogi klasy Z, L i D, jeżeli jezdnia nie jest ograniczona krawężnikami:
Prędkość
projektowa
(km/h)
Promień łuku kołowego w planie (m) przy pochyleniu poprzecznym
jezdni*)
jak na odcinku
prostym
2%
3%
4%
5%
6%
7%
60
600
500
350
250
200
150
125
50
450
350
250
175
125
100
80
40
250
220
150
100
75
60
50
30
150
120
90
60
50
40
30
*)
Pochylenie poprzeczne jezdni dla promienia o wartości pośredniej należy interpolować i zaokrąglać
do 0,5%.
W wypadku dróg klasy G i dróg wyższych klas wprowadza się prędkość miarodajną, określaną w
następujący sposób:
1) na dwujezdniowej drodze poza terenem zabudowy:
Vm = Vp + 10 km/h przy Vp ≥ 100 km/h,
Vm = Vp + 20 km/h przy Vp ≤ 80 km/h,
gdzie:
Vm - prędkość miarodajna (km/h),
Vp - prędkość projektowa (km/h),
2) na dwupasowej drodze dwukierunkowej poza terenem zabudowy zgodnie z tabelą:
Krętość drogi (°/km)
<80
80-160 161-240
>240
drogi klasy S o szerokości jezdni 7,5 m lub 7,0 m
110
100
90
80
110
90
80
70
100
90
80
70
90
80
70
70
90
80
70
60
Prędkość drogi o szerokości jezdni 7,0 m z utwardzonymi poboczami
miarodajna drogi o szerokości jezdni 7,0 m bez utwardzonych poboczy
(km/h)
drogi o szerokości jezdni 6,0 m z utwardzonymi poboczami
drogi o szerokości jezdni 6,0 m bez utwardzonych poboczy
3) na drodze na terenie zabudowy:
Vm = Vo+ 20 km/h, jeżeli jezdnia nie jest ograniczona krawężnikami,
Vm = Vo + 10 km/h, jeżeli jezdnia jest ograniczona z jednej lub z obu stron krawężnikami,
gdzie:
Vm - prędkość miarodajna (km/h),
Vo - największa dopuszczalna prędkość samochodów osobowych na drodze, ograniczona znakiem lub
dopuszczona przepisami (km/h).
4
Prędkość miarodajna powinna być co najmniej równa prędkości projektowej drogi i nie większa od
niej o więcej niż 20 km/h.
Prędkość miarodajna – Vm:
100 %
85 %
prędkość kwantyla 85, czyli prędkość w
ruchu swobodnym, której na suchej nawierzchni
nie przekracza więcej niż 85% użytkowników
ruchu.
Vm
V
Szerokość każdego pasa ruchu powinna być zwiększona na łuku kołowym w planie, z zastrzeżeniem
ust. 2 i 4, o wartość obliczoną w następujący sposób:
40
- na drodze klasy Z i drogach klas G i GP,
R
30
2)
- na drodze klasy D i drogach klasy L,
R
1)
gdzie R jest promieniem łuku kołowego osi jezdni wyrażonym w metrach, przy czym obliczone
poszerzenie powinno być zaokrąglone do 5 cm w górę.
2. Nie należy poszerzać pasa ruchu, jeżeli wartość obliczonego poszerzenia jest mniejsza niż 0,20 m, a
także gdy jezdnia ma dwa lub więcej pasów przeznaczonych dla jednego kierunku ruchu.
3. Zmiana szerokości jezdni powinna być wykonana na krzywej przejściowej, prostej przejściowej lub
na łuku kołowym o większym promieniu, jeżeli jest to krzywa koszowa, w sposób płynny bez
widocznych załamań krawędzi jezdni.
4. Na łuku kołowym o promieniu mniejszym lub równym 25 m wartość poszerzenia powinna być
określona dla każdego pasa ruchu oddzielnie.
Przykłady obliczania łuków z krzywymi przejściowymi na podstawie „Tablic tyczenia krzywych”.
1. Między dwie proste kierunkowe o kącie załamania trasy α = 50g wpisać łuk kołowy o promieniu
R = 300 m i dwa odcinki klotoidy o długości L = 100 m. Długość L nie musi być zachowana.
Do Tablicy I wchodzimy z wielkością
λ=
L 100
=
= 0,333333
R 300
Najbliższa wartości znajduje się w wierszu l = 0,577 i wynosi λ = 0,332929. Długość łuku klotoidy
zmieni się do wartości L = λR = 0,332929*300 m = 99,88 m. Jako parametr klotoidy otrzymamy
A=
L 99,88m
=
= 173,1m , sprawdzamy warunek 1o 100 ≤ A ≤ 300
l
0,557
Odczytujemy pozostałe wartości z Tablicy I i mnożymy przez A:
l = 0,577 ⋅ A = 99,88m , sprawdzamy warunek 2o 33,33 ≤ L ≤ 300
X = 0,575403 ⋅ A = 99,60m ,
Y = 0,031953 ⋅ A = 5,53m ,
5
X S = 0,288234 ⋅ A = 49,89m ,
H = 0,007996 ⋅ A = 1,38m , sprawdzamy warunek 3o H ≥ 0,5m
TD = 0,385227 ⋅ A = 66,68m ,
τ = 10,5975 g , sprawdzamy warunek 5o 50,0000g > 21,1950g
γ = α − 2τ = 28,8050 g
TS = (R + H )tg
α
2
= (300m + 1,38m )tg 25 g = 124,83m
X S = X − R sin τ = 99,60m − 300m ⋅ sin(10,5975 g ) = 49,89m , zgadza się
T0 = TS + X S = 124,83m + 49,89m = 174,72m


 1



1
 + 1,38m = 26,21m
Z = (R + H )
− 1 + H = (300m + 1,38m )
−
1
g
cos(
25
)
 cos α





2


TD = X − Yctgτ = 99,60m − 5,53m ⋅ ctg (10,5975 g ) = 66,68m , zgadza się
Ł=
πRγ
200
g
=
π ⋅ 300m ⋅ 28,8050 g
200
g
= 135,74m , sprawdzamy warunek 4o Ł = 49,84 ÷ 399,52 m
3
m

16,67 
3
Vp
s
Sprawdzamy warunek 6o K =
= 
= 0,155 < 0,7
RL 300m ⋅ 99,88m
R = 300 m i dwa odcinki klotoidy o długości L = 100 m. Długość L musi być zachowana.
Do Tablicy I wchodzimy z wielkością
λ=
L 100
=
= 0,333333
R 300
Najbliższe wartości znajdują się w wierszach:
l = 0,577
l = 0,578
λ = 0,332929
1155
λ = 0,334084
Wartości należy interpolować:
y = y1 +
lub
y = y2 +
(x − x1 ) ( y − y )
(x 2 − x1 ) 2 1
(x − x2 ) ( y − y )
(x 2 − x1 ) 2 1
znane x, x1, x2, y1, y2
Ponieważ znamy wartości l1 = 0,577, l2 = 0,578, λ = 0,333333, λ1 = 0,332929, λ2 = 0,334084 ,
to szukamy wartości l.
6
(λ − λ1 ) (
(0,333333 − 0,332929) (0,578 − 0,577) =
l 2 − l1 ) = 0,577 +
(λ 2 −λ1 )
(0,334084 − 0,332929)
(0,000404) (0,001) = 0,577350
= 0,577 +
(0,001155)
l = l1 +
lub
(λ − λ2 ) (l − l ) = 0,578 + (0,333333 − 0,334084) (0,578 − 0,577) =
(λ 2 −λ1 ) 2 1
(0,334084 − 0,332929)
− (0,000751)
= 0,578 +
(0,001) = 0,577350
(0,001155)
l = l2 +
Znając l możemy na podstawie L obliczyć parametr krzywej A
A=
L
100m
=
= 173,2051m
l 0,577350
i na podstawie interpolowanych x, y, xs, h, td, tk, można wyznaczyć pozostałe wartości.
Wartość τ możemy obliczyć bezpośrednio z interpolacji.
Znając wartości τ 1 = 10,5975 , τ 2 = 10,6342, l = 0,577350, l1 = 0,577, l2 = 0,578 , znajdujemy:
(l − l1 ) (τ − τ ) = 10,5975 + (0,577350 − 0,577) (10,6342 − 10,5975) =
(l 2 −l1 ) 2 1
(0,578 − 0,577)
(0,000350) (0,0367) = 10,61033g
= 0,577 +
(0,001)
τ = τ1 +
R = 300 m i dwa odcinki klotoidy o długości L = 100 m. Długość L musi być zachowana.
Do Tablicy V wchodzimy z danymi R, L i α i odczytujemy wartości:
τ = 10,6103g,
XS = 49,95 m,
H = 1,39 m,
TD = 66,76 m,
A = 173,2051 m,
X = 99,723 m,
Y = 5,545 m.
Na następne zajęcia: policzone łuki
7
Zajęcia 4
Kilometraż
W2
km
R=
α=
τ=
Ts=
X=
Ł=
H=
PT
...
A
P1 .
PKkm ..
ŁK
/P .
P1 m ..
KK k
km
km
km
km
km
km
8
KT
km
B
km ..
.
km
.
km
km ..
km
PKP2
km
.
km
km ..
km
0 + 000,00
292,45 m
0 + 292,45
203,28 m
0 + 089,17
68,93 m
0 + 158,10
117,80 m
0 + 275,90
117,80 m
0 + 393,70
68,93 m
0 + 462,63
203,56 m
0 + 666,19
203,56 m
0 + 462,63
69,05 m
0 + 531,68
128,91 m
0 + 660,59
128,91 m
0 + 789,50
69,05 m
0 + 858,55
70,10 m
0 + 928,65
α2
KŁK2
/PKP
2
km
km ...
km
α1
1
Kilometraż
PT
+ [PT.W1]
W1
- To1
PKP1
+ L1
KKP1/PŁK
+ Ł1/2
ŚŁK1
+ Ł1/2
KŁK1/KKP1
+ L1
PKP1
+ [PKP1.W2]
W2
- To2
PKP2
+ L2
KKP2/PŁK2
+ Ł2/2
ŚŁK2
+ Ł2/2
KŁK2/KKP2
+ L2
PKP2
+ [PKP2.KT]
KT
K2
PŁ
P2 / . . .
...
P2
km
PK
1
W1
W2
ŚŁK2
KK
...
P1
km
PK
P
KK
K1/ .
KŁ k m . .
km ...
L=
γ=
To=
Xs=
Y=
TD=
i=
ŚŁK1
W1
R=
α=
τ=
Ts=
X=
Ł=
H=
L=
γ=
To=
Xs=
Y=
TD=
i=
Plan sytuacyjny z kilometrażem
B
KT
9
km ..
.
PKP2
8
km ..
.
KŁK2
/PKP
W2
ŚŁK2
6
L=
γ=
To=
Xs=
Y=
TD =
i=
km ...
2
R=
α=
τ=
Ts=
X=
Ł=
H=
W2
2
7
α2
km ..
.
5
K
PŁ
P2/ ...
K
K km
P2
PK ...
km
P1
PK ...
P1
KK
km
...
ŚŁK1
W1
km ...
3
α1
K
1/
ŁK
4
km
km0
A
3-4 mm
6-8 mm
1
1
...
hm1,2,3...9 km1
R=
α=
τ=
Ts=
X=
Ł=
H=
W1
1
L=
γ=
To=
Xs=
Y=
TD =
i=
2
..
K
PŁ .
km
1/
P
KK
P .
PKkm ..
km
PT
9
10
Na następne zajęcia: Wprowadzić łuki pionowe plan sytuacyjny, policzyć kilometraż drogi oraz
narysować profil podłużny terenu i wrysować łuki krzywymi
111,00
110,00
109,00
108,00
107,00
106,00
105,00
104,00
103,00
102,00
101,00
P.P.100 m n.p.m.
rzędne niwelety
proste i łuki
pionowe
rzędne terenu
proste i łuki
poziome
odległości
km i hm
Skala 1:100
108,00
109,33
+1,33
L = 169,88 m
0
L = 89,17 m
56,60
108,00
108,03
+0,03
89,17
107,54
107,28
-0,26
1
L = 68,93 m
28,00
-0,61
106,00
106,00
58,10
106,39
105,66
i = 2,287 %
57,70
107,00
105,71
-0,29
105,43
105,43+0,00
-0,23
69,88
94,00
105,00
103,00
75,90
103,00
91,80
103,00
104,52
R = 4576,73 m, T = 106,02 m, Z = 1,23 m
51,80
104,00
R, L, Ł, γ, α, τ, Z, To, H, i
2
Skala 1:1000
23,50
104,94
104,29
104,88+0,06
104,20+0,32
-0,06
+0,52
103,55+0,74
+1,29
104,23
103,00+1,23
+1,23
104,27
103,37+0,90
+1,27
3
21,80
104,00
104,47
104,08+0,39
+0,47
51,80
105,00
104,88
104,78+0,10
-0,12
81,92
105,83
105,49
87,90
106,00
105,63
93,70
106,08
105,49+0,00
-0,34
4
L = 163,24m
-0,37
105,76
-0,32
L = 68,93 m
56,80
107,00
107,24
62,63
107,08
107,36
+0,24
+0,28
Profil podłużny
Zajęcia 5
Projektowanie niwelety drogi
Przy projektowaniu niwelety zaleca się:
- dostosowanie do przebiegu terenu i warunków wodnych,
- zapewnienie odprowadzenia wody z korpusu drogi przez wyniesienie korony drogi ponad teren,
- zapewnienie wymaganych warunków widoczności,
- zastosowanie takiej niwelety, której pochylenie i ≥ 0,5 % (0,3 %).
Maksymalne pochylenia niwelety:
120 100 80 70 60 50 40 30
Pochylenie niwelety jezdni (%)
4
5
6
7
8
9
10 12
Trzy sposoby projektowania niwelety:
1. opisowa
Niweleta
Teren
2. tnąca
Wykop
Wykop
Niweleta
Nasyp
Teren
3. mieszana
Niweleta
Teren
pochylenie
podłużne
i=
∆H
tg α
α
i = tg α = ∆H/L
L
Zasady koordynacji w planie i profilu:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Wierzchołki łuków pionowych i poziomych powinny leżeć w jednej płaszczyźnie.
Wzajemne przesunięcie tych wartości o nie więcej niż ¼ dlugości łuku pionowego.
należy stosować łuki poziome dłuższe niż pionowe (o około 10%).
Promienie łuków pionowych powinny być 10 razy większe niż poziomych.
W obrębie łuków poziomych należy unikać więcej niż jednego załamania niwelety.
Na długości krzywych przejściowych nie projektujemy załamań.
Nie stosować krótkich łuków pionowych na długości łuku poziomego.
Określenie wielkości minimalnego promienia łuku pionowego
Prędkość
projektowa
(km/h)
120
100
80
70
60
50
40
30
-
-
Promień krzywej
droga dwujezdniowa
12000 7000*) 3500 2500 2000 -
wypukłej
droga jednojezdniowa
-
8000
4500 3000 2500 1500 600 300
4500
3000
2000 1800 1500 1000 600 300
(m)
Promień krzywej
wklęsłej
(m)
11
*)
Dopuszcza się 6.000 m przy przebudowie albo remoncie drogi.
W
α1
α2
i2 = tg α2
Z
i1 = tg α1
i2
y
i1
x'
T
x
α2
T
α1
T=
(i1 ± 12 )R
2
Z=
(i1 ± 12 )2 R
x2
y=
2R
8
Pochylenie i podajemy w setnych, a nie w procentach, np. i = 0,035, a nie 3,5 %
spadki dodajemy gdy pochylenia mają przeciwne zwroty
lub
spadki odejmujemy gdy pochylenia mają zgodne zwroty
lub
Na następne zajęcia: Poprowadzić nad terenem proste, policzyć ich pochylenia, obliczyć i
wrysować łuki pionowe
12
13
rzędne niwelety
proste i łuki
pionowe
rzędne terenu
proste i łuki
poziome
+1,33
L=
108,00
+0,03
i=%
Rz.poch - 0,00
107,54
+0,03
T
x
Rz.poch -y1
+0,03
R, T, Z
Rz.poch - Z
T
x'
107,00
+0,03
Rz.poch - -y2
+0,03
Rz.poch - 0,00
L=
106,00
+0,03
+0,03
105,00
+0,03
i=%
104,00
+0,52
Rz.poch + 0,00
+0,47
x
103,00
T
R, T, Z
103,00
Rz.poch + y1
Rz.poch + Z
+1,29
+1,23
103,00
Rz.poch + y2
+1,27
T
x'
104,00
i=%
L=
Rz.poch + y3
Rz.poch + 0,00
+0,47
+0,47
+0,03
Zajęcia 6
6.1. Przekroje normalne
Przekrój normalny na prostej od km ...... do km.....
Skala 1:50
p
0,4 h x 1,5
j
klasa techniczna - np. G
prędkość projektowa - Vp
gr. nośn. podłoża - np. G2
nazwa gruntu - np. piaski
1
p
h x 1,5 0,4
konstrukcja
nawierzchni
i1
i2
5
:1 ,
j
0,00
i1
i2
1:1
h=0,5-1,1 m
,5
0,2 m
j – szerokość pasa jezdni,
p – szerokość pobocza,
h – głębokość rowu (0,50÷1,10 m)
Przekrój normalny na łuku od km ...... do km.....
Skala 1:50
0,4 h x 1,5
p
klasa techniczna - np. G
promień - R =
prędkość projektowa - Vp
prędkość projektowa - Vm
gr. nośn. podłoża - np. G2
nazwa gruntu - np. piaski
,5
1:1
posz
j
j
posz
p
h x 1,5 0,4
p-1m
konstrukcja
nawierzchni
i2
i1
0,00
i1
i1
2%
1:1
,
0,2 m
h=0,5-1,1 m
i2 = i1 + 2÷3%
Szerokość pasa ruchu, z zastrzeżeniem określa tabela:
Usytuowanie drogi
poza terenem
zabudowy
na terenie
zabudowy
1)
2)
Szerokość pasa ruchu (m) na drodze klasy
GP
G
Z
L
3,50
3,00-3,50
2,75-3,00
3,50
3,50
3,25-3,001)
3,50
3,00
3,25-2,751) 3,00-2,502)
Stosuje się przy uspokajaniu ruchu.
Stosuje się w zabudowie jednorodzinnej lub przy uspokajaniu ruchu.
14
2,50-2,75
5
Jezdnia drogi powinna mieć pochylenie poprzeczne umożliwiające sprawny spływ wody.
Pochylenie poprzeczne jezdni, z zastrzeżeniem ust. 3, powinno wynosić nie mniej niż:
1) 2,0% - nawierzchni twardej ulepszonej,
2) 3,0% - nawierzchni twardej nie ulepszonej,
3) 4,0% - nawierzchni gruntowej ulepszonej.
Pobocza gruntowe drogi klasy GP i dróg niższych klas powinny mieć szerokości, z
zastrzeżeniem § 38, nie mniejsze niż:
1) 1,50 m - na drodze klasy GP,
2) 1,25 m - na drodze klasy G,
3) 1,00 m - na drodze klasy Z,
4) 0,75 m - na drodze klasy L lub D.
Pochylenie poprzeczne gruntowego pobocza na odcinku prostym lub na odcinku
krzywoliniowym o pochyleniu poprzecznym jezdni jak na odcinku prostym powinno
wynosić:
1) od 6% do 8% - przy szerokości pobocza nie mniejszej niż 1,0 m,
2) 8% - przy szerokości pobocza mniejszej niż 1,0 m.
Pochylenie poprzeczne gruntowego pobocza na odcinku krzywoliniowym o pochyleniu
poprzecznym jezdni innym niż na odcinku prostym powinno wynosić:
1) o 2% do 3% więcej niż pochylenie jezdni, jeżeli jest to pobocze po wewnętrznej stronie
łuku,
2) tyle co pochylenie jezdni - do szerokości 1 m pobocza, a na pozostałej części pobocza 2% w kierunku przeciwnym, jeżeli jest to pobocze po zewnętrznej stronie łuku.
Skarpy nasypów i wykopów dróg klasy GP i dróg niższych klas powinny mieć, z pochylenie
1 : 1,5.
1,5*h1 h2
25 cm
h4
h5
h1
h2
h3
h4
jeżeli kruszywo
niestabilizowane
hydraulicznie
h5
h6
Na następne zajęcia: narysować i opisać łuki
15
6.2. Określenie grupy nośności podłoża
6.2.1. Warunki gruntowo-wodne podłoża nawierzchni
6.2.1.1. Warunki wodne
Warunki wodne ustala się według klasyfikacji określonej w tabeli:
Warunki wodne w wypadku występowania swobodnego zwierciadła wody
Charakterystyka
<1 m
od 1 m do 2 m
>2m
Wykopy ≤ 1 m a)
b)
złe
złe
przeciętne
przeciętne
przeciętne
dobre
Nasypy ≤ 1 m a)
b)
złe
przeciętne
przeciętne
przeciętne
przeciętne
dobre
Wykopy > 1 m a)
b)
złe
przeciętne
przeciętne
przeciętne
dobre
dobre
Nasypy > 1 m a)
b)
złe
przeciętne
przeciętne
dobre
dobre
dobre
Oznaczenia:
a) nie utwardzone pobocza,
b) utwardzone i szczelne pobocza oraz dobre odprowadzenie wód powierzchniowych.
6.2.1.2. Warunki gruntowe
Grunty podłoża dzieli się, w zależności od ich wrażliwości na działanie wody i mrozu, zgodnie z
Polską Normą. Cechy gruntu powinny być ustalone na podstawie badań laboratoryjnych jego
właściwości podanych w Polskiej Normie. Podstawowym kryterium oceny jest zawartość drobnych
cząstek gruntu, a dodatkowymi, stosowanymi w wypadkach wątpliwych: wskaźnik piaskowy i
kapilarność bierna. Wskaźnik piaskowy stanowi kryterium oceny gruntów niespoistych, zwłaszcza
zbliżonych do mało spoistych. Jeśli oceny na podstawie badania różnymi metodami są rozbieżne, to
przyjmuje się wynik najmniej korzystny.
6.2.1.3. Określenie grupy nośności podłoża
Grupy nośności podłoża określają tabele a i b:
Tabela a
Rodzaj gruntów podłoża
Grupa nośności podłoża dla warunków wodnych
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 wysadzinowe1): piaski gliniaste, pyły
piaszczyste, pyły, gliny, gliny piaszczyste i pylaste, iły
warwowe
G3
G4
G4
*)
W stanie zwartym, półzwartym lub twardoplastycznym (IL ≤0,25).
16
Tabela b
Wskaźnik nośności CBR*)
Grupa nośności podłoża nawierzchni
10% ≤ CBR
G1
5% ≤ CBR< 10%
G2
3% ≤ CBR < 5%
G3
CBR < 3%
G4
*)
Badanie wskaźnika nośności CBR wykonuje się zgodnie z Polską Normą, lecz po czterech dobach
nasycania wodą.
Dla gruntów wątpliwych i wysadzinowych porównuje się grupę nośności, określoną według tabeli a z
grupą nośności określoną według tabeli b. Do projektowania nawierzchni przyjmuje się niższą grupę
nośności. W wypadku dużej zmienności gruntów oraz występowania w podłożu gruntów
miękkoplastycznych, plastycznych, organicznych lub skał, grupę nośności podłoża ustala się
indywidualnie.
6.2.1.4. Głębokość przemarzania gruntu
Głębokość przemarzania gruntu określa Polska Norma.
6.2.2. Warunki ogólne dla podłoża nawierzchni drogi
Konstrukcje nawierzchni podatnych i półsztywnych powinny być wykonywane na podłożu
niewysadzinowym grupy nośności G1, charakteryzującym się wartościami wskaźnika zagęszczenia i
modułu sprężystości (wtórny moduł odkształcenia) określonymi w tabeli:
Kategorie ruchu1)
Wtórny moduł odkształcenia2)
Wskaźnik zagęszczenia
KR1 i KR2
100
1,00
Od KR3 do KR6
120
1,03
6.2.3. Wzmocnienie słabego podłoża nawierzchni
W celu doprowadzenia podłoża nawierzchni zakwalifikowanego do grupy nośności G2, G3 lub G4 do
grupy nośności G1 powinny być stosowane sposoby:
6.2.3.1. Wymiana warstwy gruntu podłoża nawierzchni na warstwę gruntu lub materiału
niewysadzinowego
Wymianie powinna podlegać warstwa słabego podłoża nawierzchni o grubości określonej w tabeli
zależnie od grupy nośności podłoża i przyjętego wskaźnika nośności CBR wymienionej warstwy:
Wskaźnik nośności CBR
wymienionej warstwy (%)
20
25
*)
Grubość wymienianej warstwy podłoża o
grupie nośności (cm)
G2
G3
G4
30
25
*)
75*)
60*)
50
40*)
Zalecane wzmocnienie podłoża geosyntetykiem.
Grubości warstw gruntu podlegających wymianie według powyższej tabeli można zmniejszyć, gdy
pod wymienionym gruntem podłoże zostanie wzmocnione geosyntetykiem. W szczególności zaleca
17
się wykonywanie wzmocnienia geosyntetykiem podłoża nawierzchni, gdy jest ono sklasyfikowane w
grupie nośności G3 albo G4 i z powyższej tabeli wynika konieczność wymiany warstwy o grubości ≥
50 cm. Wzmocnienie podłoża nawierzchni geosyntetykiem zaleca się także w wypadku przebudowy
podłoża z nadmiernie nawilgoconych rodzimych gruntów spoistych w stanie miękkoplastycznym i
plastycznym. We wszystkich tych wypadkach wykonanie wzmocnienia geosyntetykami powinno być
zaprojektowane indywidualnie z uwzględnieniem cech gruntów, właściwości technicznych
geosyntetyków oraz możliwości uzyskania wymaganych charakterystyk podłoża określonych w ust. 4.
6.2.3.2. Ułożenie dodatkowych warstw podłoża nawierzchni
Wykonanie pod konstrukcją jezdni dróg:
1) na podłożu o grupie nośności G2 : 10 cm warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem
(cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym) o Rm = 1,5 MPa*),
2) na podłożu o grupie nośności G3 : 15 cm warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem
(cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym) o Rm = 2,5 MPa,
3) na podłożu o grupie nośności G4:
a) 25 cm warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym popiołem
lotnym) o Rm = 2,5 MPa,
b) dwóch warstw po 15 cm z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym
popiołem lotnym):
____________________
*) Marka gruntu stabilizowanego spoiwem jest to parametr określający jego wytrzymałość na
ściskanie:
- po 28 dniach twardnienia, jeśli spoiwem jest cement,
- po 42 dniach twardnienia, jeśli spoiwem jest aktywny popiół lotny lub wapno.
Wyróżnia się następujące marki gruntu stabilizowanego spoiwem:
- Rm = 1,5 MPa o wytrzymałości od 0,5 MPa do 1,5 MPa,
- Rm = 2,5 MPa o wytrzymałości od 1,5 MPa do 2,5 MPa,
- Rm = 5,0 MPa o wytrzymałości od 2,5 MPa do 5,0 MPa.
warstwa górna o Rm = 2,5 MPa,
warstwa dolna o Rm = 1,5 MPa.
Warstwy z gruntów stabilizowanych spoiwem (cementem, wapnem lub aktywnym popiołem lotnym)
powinny być wykonane z zachowaniem warunków jak dla ulepszonego podłoża (marka Rm = 1,5
MPa) lub dolnej warstwy podbudowy (marka Rm = 2,5 MPa), określonych w Polskich Normach.
6.2.4. Odwodnienie podłoża nawierzchni
W technicznie uzasadnionym wypadku konieczności odwodnienia podłoża nawierzchni powinno się
zastosować warstwę odsączającą wykonaną z materiałów mrozoodpornych o współczynniku filtracji
k≥ 8 m/d (≥ 0,0093 cm/s). Warstwa odsączająca powinna być wykonana na całej szerokości korpusu
drogowego, a w wypadku przekrojów ulicznych - między krawężnikami; jej grubość nie powinna być
mniejsza niż 15 cm. W wypadku występowania pod warstwą odsączającą gruntów nie ulepszonych
spoiwem powinien być spełniony warunek szczelności warstw określony zgodnie z wzorem:
D15
—— ≤5
d85
gdzie:
D15 - wymiar sita, przez które przechodzi 15% ziaren warstwy odsączającej,
d85 - wymiar sita, przez które przechodzi 85% ziaren gruntu podłoża.
Jeżeli powyższy warunek szczelności warstw nie może być spełniony, to między tymi warstwami
powinna być ułożona warstwa odcinająca o grubości co najmniej 10 cm z odpowiednio uziarnionego
gruntu lub wykonana warstwa pośrednia z geowłókniny.
18
6.2.5. Mrozoodporność podłoża nawierzchni
W wypadku występowania w podłożu gruntów wysadzinowych lub wątpliwych powinno się
sprawdzić, czy rzeczywista grubość wszystkich warstw nawierzchni i ulepszonego podłoża nie jest
mniejsza od określonej w tabeli:
Kategoria obciążenia
ruchem
*)
Grupa nośności podłoża z gruntów wątpliwych i
wysadzinowych
KR1
G1 i G2
0,40 hz*)
G3
0,50 hz
G4
0,60 hz
KR2
0,45 hz
0,55 hz
0,65 hz
KR3
0,50 hz
0,60 hz
0,70 hz
KR4
KR5
0,55 hz
0,60 hz
0,65 hz
0,70 hz
0,75 hz
0,80 hz
KR6
0,65 hz
0,75 hz
0,85 hz
hz oznacza głębokość przemarzania gruntów, przyjmowaną zgodnie z Polską Normą.
Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, to najniżej położona warstwa ulepszonego podłoża powinna być
odpowiednio pogrubiona zgodnie z ust. 5.
6.2.6. Projektowanie konstrukcji nawierzchni dróg
6.2.6.1. Okresy eksploatacji nawierzchni
Przy projektowaniu nawierzchni przyjmuje się okresy eksploatacji określone w tabeli:
Klasa drogi, elementy drogi
Konstrukcje podatne i półsztywne
nowe lub przebudowane
remontowane
20 lat
20 lat
10 lat
10 lat
A, S, GP, G i Z
LiD
Okresy eksploatacji są takie same dla wszystkich elementów jezdni, tj. zasadniczych i dodatkowych
pasów ruchu, pasów awaryjnych, pasów włączania i wyłączania.
6.2.6.2. Sposób wyznaczania obciążenia ruchem
Do projektowania konstrukcji nawierzchni drogi przyjmuje się średni dobowy ruch w roku (SDR) w
przekroju drogi, prognozowany dla połowy okresu eksploatacji.
Pojazdy powinny być przeliczone na liczbę osi obliczeniowych 100 kN na dobę na obliczeniowy pas
ruchu, za pomocą wzoru:
L = (N1 x r1~ + N2 x r2 + N3 x r3) x f
gdzie:
Lliczba osi obliczeniowych na dobę na obliczeniowy pas ruchu,
N1 średni dobowy ruch samochodów ciężarowych bez przyczep w przekroju drogi, w połowie
okresu eksploatacji,
N2 średni dobowy ruch pojazdów członowych (samochodów ciężarowych z przyczepami i
ciągników siodłowych z naczepami) w przekroju drogi, w połowie okresu eksploatacji,
N3 średni dobowy ruch autobusów w przekroju drogi, w połowie okresu eksploatacji,
fwspółczynnik obliczeniowego pasa ruchu określony zgodnie z tabelą a,
r1, r2, r3 - współczynniki przeliczeniowe na osie obliczeniowe określone zgodnie z tabelą b.
19
Tabela a
Liczba pasów ruchu w obu kierunkach
Współczynnik obliczeniowego
droga jednojezdniowa
droga dwujezdniowa
pasa ruchu f
2
-
0,50
3
4
4
0,50
0,45
-
6
0,35
-
8
0,30
Tabela b
Współczynnik przeliczeniowy na
osie obliczeniowe
Rodzaj pojazdu
Samochód ciężarowy bez przyczepy
Pojazd członowy (samochód ciężarowy z
przyczepami, ciągnik siodłowy z naczepą)
Autobus
1)
2)
r1 = 0,109
r2 = 1,2451), r2 = 1,9502)
r3 = 0,594
Wartość współczynnika przy mniejszym niż 8% udziale pojazdów o nacisku osi na jezdnię 115 kN.
Wartość współczynnika przy od 8% do 20% udziale pojazdów o nacisku osi na jezdnię 115 kN.
Jeżeli udział w ruchu pojazdów o nacisku osi na jezdnię 115 kN jest większy niż 20%, współczynnik
przeliczeniowy powinien być wyznaczony indywidualnie.
Liczba osi obliczeniowych stanowi podstawę do ustalenia kategorii ruchu na drodze według Polskiej
Normy.
Kategoria obciążenia ruchem
Liczba osi obliczeniowych 115 kN na pas na dobę
KR1
KR2
≤ 12
13 ÷ 70
KR3
71 ÷ 335
KR4
336 ÷ 1000
KR5
1001 ÷ 2000
KR6
> 2000
Na następne zajęcia: Wyznaczyć konstrukcję nawierzchni
20
Zajęcia 7
Przekroje poprzeczne
Prowadzimy co 25 m trasy lub punktach charakterystycznych (elementy łuków poziomych, przepusty,
skrzyżowania).
Obliczanie powierzchni wykopu i nasypu.
N
N
W
W
W
N
głębokość
min. 30 cm
Przekrój nr 1
km 0+0,00
W = 1,10 m2
N = 1,93 m2
100,63
100,13
99,63
99,63
Wykop
+
Nasyp
--
Średnia
powierzchnia
Wykop Nasyp
+
-m2
mb
m2
0
0
1,10
1,90
0
25
0,60
1,10
0
37,5
0,85
0,85
0
50
1,10
0,60
0
75
2,10
0,00
0
100
1,10
0,60
0
112,5
0,85
0,85
0
125
0,60
1,10
Objętość
Wykop
+
Nasyp
--
m3
Zużycie
na miejscu
Hektometr
Kilometr
Powierzchnia
Odległość
Przekroje zaznaczamy w planie sytuacyjnym i profilu podłużnym.
Tabela Robót Ziemnych
Nadmiar
objętości
Wykop Nasyp
+
--
Suma
algebraiczna
Wykop Nasyp
+
--
m3
m3
m3
0,85
1,50
25
21
37,5
21
16,5
16,5
0,72
0,97
12,5
9
12
9
3
19,5
0,97
0,72
12,5
12
9
9
3
1,60
0,30
25
40
7,5
7,5
32,5
16
1,60
0,30
25
40
7,5
7,5
32,5
48,5
0,97
0,72
12,5
12
9
9
3
51,5
0,72
0,97
12,5
9
12
9
A
B
B–C=G?
E–F=G?
C
D
RAZEM
Sprawdzenie I
Sprawdzenie II
21
16,5
3
48,5
E
F
G
SPELNIONY/NIESPEŁNIONY
SPELNIONY/NIESPEŁNIONY
Obliczanie powierzchni Wykopu i Nasypu
1. sposób – policzenie w AutoCadzie
2. sposób – podzielenie przekroju na pasma szerokości 1m i sumowanie powierzchni
1
2
3
4
5
6
7
7'
6'
5'
4'
3'
2'
1m
1m
1m
1m
1m
1m
1m
1m
1m
1m
1m
1m
1'
3. sposób – wyznaczanie za pomocą szablonu
p
n
j
-0,14 6%-0,06
5
:1 ,
=1
0,00
2%
x
Hr
W=
N=
(Hr-x) + (Hr-x) + 0,06
2
(x-0,06) + (x-0,14)
2
*j
* p + (x-0,14)*n*0,5
W=N
Korona nasypu
K'
K
K' = s + 2p + 2*(x-0,14)*n
Korona wykopu
K"
pr
pr
K" = s + 2p + 2*0,4 + (Hr-x)*n*2
pr =
2*0,4 + (Hr-x)*n*2
2
* (Hr-x)
22
h [m]
3,0
2,0
K'
h
nh2
1,0
PN [m2]
4,0
3,0
2,0
PW [m2]
1,0
1,0
2,0
K
nh2
3,0
K"
NASYP
WYKOP
NASYP
WYKOP
PN [m2]
1,0
2,0
WZÓR NA
4,0
PW [m2]
pr
"h
3,0
h > Hr
h<0
0 < h < Hr
0 < h < Hr
K’h + nh2
K”h + nh2 + 2pr
K’h + nh2
2 (0,4 + Hr) Hr
Zajęcia 8
Roboty ziemne
Wykres powierzchni
Wykres transportu mas ziemnych
23

PODSTAWY BUDOWNICTWA KOMUNIKACYJNEGO mgr inż

Transkrypt

Podobne dokumenty

ETAP I – odc

P R O J E K T uproszczony budowy parkingu dla samochodów

Karta Techniczna

SPID w programie Era Wynalazków

Drogi Betonowe dokonania i wyzwania

grunt uniwersalny - Farby z Motylkiem