Witaj ponownie!
Mail Grupowy pomaga Twojej grupie sprawnie się komunikować, dzielić notatkami, wydarzeniami i opiniami. Dowiedz się więcej »
Przedmioty Wykładowcy Uczelnie

Kwalifikacja warstw nawierzchni, rodzaje, metoda CBR, projektowanie nawierzchni, badania, notatki


Prowadzący Dariusz Godlewski
Informacja dla prowadzących
Podgląd

Ściąga.docx

Podgląd pliku (pełna wersja wyższej jakości po zalogowaniu):

PODŁOŻE : to grunt rodzimy lub nasypowy leżący pod nawierzchnią do głębokości przemarzania, nie mniej jednak niż do głębokości na której naprężenia pionowe od największych obciążeń użytkowych wynoszą 0,02MPa. Oraz dodatkowo katalog nakazuje określić rodzaj podłoża w strefie do głębokości co najmniej 2m przewidywanej niwelety korpusu ziemnego.

KWALIFIKACJA WARSTW NAWIERZCHNI: * W. Ścieralna - wierzchnia warstwa nawierzchni, poddawana bezpośrednio działaniu ruchu i czynników klimatycznych, zapewnia dobry kontakt opony z nawierzchnią oraz zabezpieczenie niżej leżących warstw przed działaniem czynników atmosferycznych. Musi być: odpowiednio szorstka, równa i nie przepuszczać wody. Odpowiada za bezpieczeństwo ruchu * W. Wiążąca - znajduje się między warstwą ścieralną a podbudową, zapewnia lepsze rozłożenie naprężeń na podbudowę. Zapewnia dobrą spółpracę między cienką warstwą ścieralna a podbudową. * Podbudowa - dolna część nawierzchni przenosząca obciążenia od ruchu na podłoże. Wyróżniamy *podbudowę zasadniczą: spełnia funkcje nośne ,*podbudowę pomocniczą : współpracuje przy rozłożeniu obciążeń, zabezpiecza przed destrukcyjnym działaniem wody , mrozu przenikania cząstek podłoża. PATOLOGICZNE ZJAWISKA EKSPLOATACJI NAWIERZCHNII : są to odstępstwa od zasad projektowania, wykonania lub eksploatowania nawierzchni PRZEŁOMY DROGOWE - jest to forma zniszczenia nawierzchni wynikającego z  w sytuacji w której posadowiono nawierzchnie na podłożu wysadzinowym, w podłożu pojawia się woda. poprzez podciąganie kapilarne i początkowo w śladowych  ilościach. Gdy temperatura spada  poniżej zera i stopniowo od poziomu powierzchni nawierzchni w głąb   rozpoczyna się proces  zamarzania. dopóki zamazanie dotyczy jedynie odpornych na ten proces warstw  nawierzchni nie dzieje się nic  złego. Gdy proces ten będzie  prowadził się dalej w głąb  w nawilżonym podłożu  zacznie się proces zamarzania  istniejącej wody. W stanie zamarzanie  na początku tego procesu nie zobaczymy znacznych niekorzystnych zjawisk, lecz przeciwnie notujemy wzrost nośności całej nawierzchni ponieważ zamarznięty grunt lepiej przenosi obciążenia. Przy zmianie temperatury na dodatnie także od góry zaczyna się proces zamarzania. Gdy rozmarzanie wejdzie w stref podłoża to kryształki  lodu  zmieniają  się w wódę a woda nie ma gdzie się ewakuować ponieważ  leżące poniżej warstwy są jeszcze zamarznięte woda pozostaje w podłożu w zwiększonej ilości kolejny cykl zamarzania powrotem zamienia  wódę  w lód. Taki cykl może się powtarzać wielokrotnie i powoduje to ze w  którymś momencie woda zaczyna rozmiękczać  i wypłukiwać warstwę  podbudowy. Jeśli podczas zamarzania i silnego zawilgocenia nastąpi duże obciążenie nawierzchni  spowoduje to uszkodzenie  warstw nawierzchni i w kiedyś nawierzchnia przestanie istnieć. NIECHLUJNE WYKONANIE ROBÓT NAWIERZCHNIOWYCH - głównie polega na nietrzymaniu się rygorowi narzuconemu przez specyfikacje techniczne wykonania nawierzchni drogowych, odstępstwa te prowadzą do pogorszenia jakości drogi jej szybszą degradację i zniszczenie. NIEZAGĘSZCZONY KORPUS ZIEMNY - Brak stabilnego korpusu ziemnego, na którym można by posadowić jezdnię zawsze oznaczać będzie jej zniszczenie. BRAK ODWODNIENIA - woda wpływa w sposób negatywny na właściwości wytrzymałościowe poszczególnych warstw a w szczególności na warstwy wykonane w kruszyw rozdrobnionych co w efekcie powoduje przeniesienie naprężeń na inne warstwy które nie są przygotowane do przeniesienia większych naprężeń skutkuje to szybszym wyczerpaniem kapitału zmęczeniowego i zniszczenie nawierzchni KWALIFIKACJE ZE WZGLĘDU NA RODZAJ WARSTWY ŚCIERALNEJ : bitumiczne, betonowe, kostkowe z kamienia naturalnego, kostek prefabrykowanych, klinkierowe, tłuczniowe, żwirowe, żużlowe, z elementów prefabrykowanych średnich i dużych rozmiarów.

KWALIFIKACJE ZE WZGLĘDU NA RODZEJ NAWIERZCHNI : Twarde odporne na obci. ruchu i działań atmosferycznych.  Wyróżniamy: * ulepszone - nawierzchnie bezpylne dostosowane do szybkiego ruchu pojazdów (bitum, beton, naw. bezpylne) * nieulepszone - bruk, tłuczeń, naw. Pylne, nierówne nieprzystosowane do szybkiego ruchu. Gruntowe ulepszone – nawierzchnia wykonana z gruntu ulepszonego mechanicznie lub chemicznie. KWALIFIKACJE ZE WZGLĘDU NA RODZAJ KONSTRUKCJI : * podatne - odkształcają się plastycznie pod wpływem obciążenia(naw. Brukowcowi tłuczniowe bitumiczne o podbudowach podatnych) * sztywne - nawierzchnie odkształcające się sprężyście dla których odkształcenie trwałe oznacza zniszczenie są to nawierzchnie betonowe * mieszane półsztywne (konstrukcja mieszana, jest to nawierzchnia bitumiczna o podbudowie z chudego betonu albo z kruszyw lub gruntów  stabilizowanych spoiwami WŁAŚCIWA EKSPLOATACJA DROGI : podstawowym warunkiem jest zniwelowanie błędów, patologii na etapie projektowania i wykonawstwa nawierzchni. Gdy te warunki zostaną zachowane eksploatacja drogi powinna ograniczać się do dodania warstwy jezdni, a co za tym idzie zmniejszenia naprężeń i zwiększenia kapitału zmęczeniowego nawierzchni w momencie gdy ten kapitał się kończy. KOŁA BLIŹNIACZE - dają większą pow. styku opony z nawierzchnią, na którą rozkłada się ciężar przypisany do danej osi. Są podstawowym rozwiązaniem stosowanym przez konstruktorów pojazdów do obciążonych osi pojazdów ciężarowych. OŚ POJEDYNCZA - to taka na która nie ma wpływu os sąsiednia ,tam gdzie nie występuje nakładanie się naprężeń a odległość miedzy kołami większa od 1,8 m. OS WIELOKROTNA - zapewnia większą pow. styku opony z nawierzchnią. Zdecydowanie zmniejsza to naprężenia w nawierzchni i poprawia bezpieczeństwo ruchu. O osi wielokrotnej mówimy w przypadku gdy strefy naprężeń od osi sąsiednich w warstwach nawierzchni nakładają się na siebie co jest niekorzystne z punktu widzenia trwałości drogi. Przyjmuje się, że oś wielokrotna występuje gdy osie sąsiednie są bliżej niż 1,8m.
UWARUNKOWANIA PRACY NAWIERZCHNI : Problemy : obciążenia, materiały, podłoże, klimat. POJAZD PORÓWNAWCZY : jest to wzorcowy , wyidealizowany , teoretycznie opisany , pojazd o pewnych teoretycznie przyjętych wielkościach generowanego obciążenia * PP80 – jest to samochód o nacisku 80kN na tylną pojedynczą oś o kołach bliźniaczych i iloczynie pD 170 kN, *PP100 – jest to samochód ciężarowy dwuosiowy o nacisku 100kN na tylną pojedynczą oś o kołach bliźniaczych  i iloczynie pD 195kN, gdzie : p – nacisk jednostkowy koła w MPa, D – średnica zastępczego śladu koła w m. UWARUNKOWANIA PRACY NAWIERZCHNI : Problemy : obciążenia, materiały, podłoże, klimat. PODZIAŁ KLAS RUCHU : bardzo lekki, lekki, lekko średni, średni, ciężki, bardzo ciężki.(Pod pojęciem intensywności obciążeń rozumiemy wielokrotność obciążenia jakiego doznaje nawierzchnia pod wpływem nacisków od kół przejeżdżających pojazdów a dokładniej jeszcze , tempo w jakim nawierzchnia poddawana  jest tym obciążeniom) KATEGORIA RUCHU : jest skokową miarą intensywności obciążenia nawierzchni i wyznacza się w oparciu o ustalone progi dla liczby pojazdów porównawczych na dobę na pas obliczeniowy drogi. POJAZDY PORÓWNAWCZE : jest to wzorcowy, wyidealizowany, teoretycznie opisanym pojazdem o pewnych umownie przyjętych wielkościach generowanego obciążenia. Samochód porównawczy PP80 jest to pojazd o nacisku 80kN na tylnią oś pojedynczą o kołach bliźniaczych i iloczynie pD= 170kN. Pojazd PP100 kN jest to samochód ciężarowy dwuosiowy o nacisku 100kN na tylnią pojedynczą oś o kołach bliźniaczych i iloczynie pD= 195kN

OSIE OBLICZENIOWE : jest to zastępcza oś pojedyncza o kołach pojedynczych i określonym obciążeniu. Określone w ten sposób obciążenie przyjmuje dwie wartości 100kN i 115kN: *Oś obl. przyjmuje się 100kN w przypadku gdy w strukturze ruchu występują grupy pojazdów o obciążeniach osi 100kN, lub udział pojazdów o obciążeniu 115kN nie przekracza 8%. * Oś obl. przyjmuje się 115kN w przypadku gdy w strukturze ruchu występują grupy pojazdów w obciążeniach osi 115kN, których udział jest równy lub przekracza 8%. L=(N1*r1+N2*r2+N3*r3)*f , gdzie: L – liczba osi obliczeniowych na dobę, na pad obliczeniowy w 10 roku po oddaniu drogi do eksploatacji. N1 – średni dobowy ruch samochodów ciężarowych bez przyczep w przekroju drogi, w 10 roku po oddaniu do eksploatacji, N2 – jw., lecz samochodów ciężarowych z przyczepami, N3 – jw., lecz autobusów, f – wsp. obl. liczby pojazdów, r1,r2,r3 – wsp. przeliczeniowe samochodów ciężarowych i autobusów na osie obliczeniowe. OBCIĄŻENIA DOPUSZCZALNE : Dopuszczalny nacisk (kN) osi pojazdu dla drogę klasy A,S=  115; GP= 115 (100 przy przebudowie lub remoncie); G,Z,L,D= 100 (80 przy przebudowie lub remoncie); Pas ruchu oraz zatoka w pobliżu przystanku autobusowego= 100; stanowiska postojowe pasy i zatoki postojowe= 115 (80 przy stanowiskach postojowych dla pojazdów o ciężarze całkowitym nie większym niż 2500 kG )
DOSTOSOWANIE NAWIERZCHNI DO OBCIĄŻEŃ : Polega na zastosowaniu odpowiednich warstw będących w stanie przenieść obciążenia od ruchu z uwzględnieniem czasu pracy nawierzchni na przestrzeni lat tak by jej kapitał zmęczeniowy nie wyczerpał się przed określonym czasem eksploatacji. KLIMAT: * Zmienność temperatury : od -40 o C do +70 o C. Materiały bitumiczne: utrata wytrzymałości (+70 o C), utrata plastyczności (-70 o C). Materiały sprężyste: zmiana wolna, zmiana szybka. * Wilgotność (opady), * Starzenie się materiału ,
*Zjawiska związane z mrozem –
Przełomy: 6 faz. PROJEKTOWANIE NOWYCH NAWIERZCHNI , Metody teoretyczne. Metoda Boussinesqu’a - Jest to metoda zaczerpnięta z klasycznej mechaniki gruntów, w której to wyznacza się w półprzestrzeni sprężystej naprężenia od obciążenia. Obciążenie realizuje się po przez sztywny okrągły stempel imitujący koło pojazdu i przypisuje się mu maksymalne dopuszczalne obciążenie od ruchu. Jako model gruntu przyjmuje się środowisko w którym dopuszczalne jedynie są naprężenia pionowe. Nie uwzględnia się zjawisk reologicznych oraz dopuszczalnych naprężeń przy wielokrotności obciążeń. Nawierzchnia wykonana jest w całości z gruntu niezwiązanego. Nie rozróżnia się zmienności półprzestrzeni gruntowej. Wymiarowanie polega na znalezieniu głębokości na której obciążenia pionowe nie będą większe od naprężeń dopuszczalnych podłoża gruntowego. A następnie należy wzmocnić warstwy w których naprężenia przekraczają poziom dopuszczalny. M. de Hogg’a-; Metoda Westergaarda- Metoda Burmistera- Metoda polega na tym, że nawierzchnia jest identyfikowana jako zespół warstw o nieograniczonych wymiarach w płaszczyźnie poziomej oraz o określonych grubościach h i . Ponadto każda warstwa charakteryzowana jest modułem sprężystości E i oraz współczynnikiem Pissona v i . Przy wymiarowaniu nawierzchni należy każdą warstwę sprawdzić pod kątem dopuszczalnych naprężeń stycznych i normalnych. Metoda mechanistyczna- Metoda polega na tym, że nawierzchnia jest identyfikowana jako zespół warstw o nieograniczonych wymiarach w płaszczyźnie poziomej oraz o określonych grubościach h i . Ponadto każda warstwa charakteryzowana jest modułem sprężystości E i oraz współczynnikiem Pissona v i . Przy wymiarowaniu nawierzchni należy każdą warstwę sprawdzić pod kątem kryterium zmęczeniowego.

Metody Praktyczne Metoda CBR -(Kalifornijski Wskażnik Nośności) Procentowy stosunek obciążenia jednostkowego, jakie jest potrzebne do wciśnięcia w dany materiał(grunt) znormalizowanego trzpienia z określoną prędkością oraz na określoną głębokość do obciążenia jednostkowego, jakie jest potrzebne do wciśnięcia tego samego trzpienia na tę samą głębokość i z taką samą prędkością w tłuczeń standardowy. Wymiarowanie metodą CBR polega na wyznaczeniu wzorcowej grubości nawierzchni i wyrażonej w centymetrach tłucznia normowego(tłuczeń CBR=100%) i tą jednolitą warstwę następnie zamienia się na inne przeliczając je na ekwiwalentne współczynniki materiałowe. Wzór na wyznaczenie grubości zastępczej Hz_wym= D*α*c. Gdzie: -Hz_wym- zastępcza (tłuczeń) wymagana grubość nawierzchni D-grubość porównawcza(Wyznaczana z nomogramu) -α: współczynnik zależny od klimatu( 0,90;1;1,15) -c- współczynnik dopuszczalnych nacisków na oś (1; 1,12). Następnie należy sprawdzić relacje: Hz rzecz= x*h1+y*h2+z*h3 Gdzie: -Hz rzecz- zastępcza grubość zaprojektowanej nawierzchni -H1,h2,h3- rzeczywista grubość odpowiednio warstwy: jezdny, górnej i dolnej warstwy podbudowy. -X,y,z- odpowiednie współ materiałowe. Metoda PJ-ITB - jest to spolszczona uproszczona i adaptowana metoda CBR. Również polega na doborze wzorcowej konstrukcji nawierzchni czyli układ warstw oraz ich grubości na podstawie informacji o środowisku funkcjonowania drogi. Podstawowym wzorem określającym konstrukcję nawierzchni jest: h=h1+h2+h3+h4 Gdzie: h1- warstwy jezdne; h2- górna warstwa podbudowy(zasadnicza); h3- dolna w. podbudowy(pomocnicza); h4- warstwa odcinająca h1=3*a*b1; h2=15*a*b2*c*d1; h3= 10*a*b3*c*e; h4=5*b4*d2 gdzie: a- współczynnik zależny od intensywności obciążenia(R1-R6); b1,b2,b3,b4- współczynniki materiałowe określające przydatność w porównaniu do materiału wzorcowego dla warstwy; c- współczynnik zależny od maksymalnego dopuszczalnego nacisku; d1,d2- współczynniki zależne od rodzaju gruntu; e- współczynnik zależny od waru Katalogi. Podejście katalogowe : Projektowanie opiera się na stosowaniu rygorów narzuconych przez katalog, który przeprowadza nas przez pewien schemat uzależniony od: Obciążenia ruchem(KR1-KR6) wyznaczonym na podstawie osi obliczeniowych, warunków gruntowo wodnych(G1-G4) w którym to G1 jest wzorcową klasą w przypadku gdy mamy do czynienia z inną klasą katalog wskazuje wzmocnienie lub wymianę w celu doprowadzenia warstwy do kategorii G1, materiały dysponowanymi przez wykonawcę w momencie gdy znamy kategorie ruchu KR i oraz doprowadzimy grunt do grupy G1 możemy przystąpić do wyboru warstw z katalogu, strefę przemarzania, mrozoodporność sprawdzamy dla nowych nawierzchni zawsze z wyjątkiem nawierzchni spełniających łącznie następujące warunki: *najniżej leżąca warstwa naw. wykonana jest na całej szerokości korpusu drogowego, na wytrzymałości min 2,5MPa(stabilizacja) i grubości co najmniej 15cm dla R2,R3,R4 oraz co najmniej 20cm dla R5iR6, *zwierciadło wody gruntowej jest poniżej 1,30cm od spadku konstrukcji nawierzchni, *pobocza będą miały szczelną nawierzchnię. nków klimatycznych METODA KATALOGOWA. Procedura zaprojektowania konstrukcji nawierzchni wg. Katalogu jest następująca: *ustalenie obciążenia ruchem drogi i wyznaczenie jej kategorii ruchu.* Ustalenie warunków gruntowo-wodnych i wybór w razie konieczności metody ulepszanie podłoża.* zapewnienie warunku odwodnienia konstrukcji* wybór typowej konstrukcji nawierzchni dla wyznaczonej kategorii ruchu KR1-6, można również skorzystać z możliwości zastosowania rozwiązania alternatywnego* sprawdzenie warunku mrozoodporności. Gdy nośność gruntu jest inna niż G1 należy ją doprowadzić do G1, oznacza to że podłoże stanie się niewrażliwe na działanie wody i mrozu. a – wymieniając warstwę gruntu podłoża na warstwę gruntu lub materiał niewysadzinowych. b- wzmacniając podłoże.

Wzmocnienie podłoża: *Na podłożu G2- warstwę o gr. 10cm z gruntu stabilizowanego spoiwem o wytrzymałości Rm=1,5MPa*G3- warstwę o gr. 15 cm z gruntu stabilizowanego spoiwem o wytrzymałości Rm=2,5MPa*G4- warstwę o gr. 25 cm z gruntu stabilizowanego spoiwem o wytrzymałości Rm= 2,5 Mpa Wymiana podłoża: Zamiast wzmacniania podbudowy za pomocą wyżej wymienionych warstw, można dokonać wymiany gruntu w podłożu lub geosyntetyk.(zalecany dla wymiany większej niż 50cm. Rozporządzenie MTiGW 1999: *Katalog – ZALECENIE, *Rozporządzenie – PRAWO, *Projektowanie nawierzchni: metodami naukowo uzasadnionymi, metodą „katalogową” rozszerzoną (metodologicznie równoważna). PROJEKTOWANIE WZMOCNIEŃ NAWIERZCHNI: polega na odnowieniu kapitału zmęczeniowego nawierzchni i w ten sposób na przedłużeniu jej trwałości zmęczeniowej. Fizycznie jest to dodanie jednej lub wielu warstw nośnych a w konsekwencji i warstw jezdnych. RODZAJE WZMOCNIEŃ: * w górę (dołożenie nowych warstw), * w dół (frezowanie, następnie dołożenie nowych warstw, wzmocnienie poniżej lub równe pierwotnej rzędnej) * sposób mieszany (frezowanie, następnie dołożenie nowych warstw, wzmocnienie powyżej pierwotnej rzędnej). Wzmocnienie nawierzchni -polega na odnowieniu kapitału zmęczeniowego nawierzchni i w ten sposób na przedłużeniu jej trwałości zmęczeniowej. Jest to dodanie 1 lub wielu warstw nośnych, a w konsekwencji i warstw jezdnych. Wymagania stawiane drogom: Przejezdność- Droga powinna zapewniać gotowość do użytku niezależnie od warunków klimatycznych, czas przejazdu społecznie akceptowalny a droga gotowa była do użytku bez ograniczeń. Trwałość- jest to właściwość nawierzchni polegająca na zachowaniu przydatności do eksploatacji przez dłuższy czas Bezpieczeństwo- Droga powinna zapewniać max bezpieczeństwa po przez swoją budowę na bezpieczeństwo wpływają takie cechy drogi jak szczepność, tekstura równość w kierunku podłużnym jak i poprzecznym. Komfort- Na komfort maja wpływ takie czynniki jak: wibracje poziome i pionowe, temperatura, wilgotność, hałas oraz inne czynniki stresujące takie jak natężenie ruchu, rozwiązania geometryczne drogi, prędkość jazdy, nie wszystkie czynniki zależą od konstrukcji nawierzchni lecz bez wątpienia droga wpływa na komfort po przez: mikro i makro nierówności oraz nierówności podłużne i poprzeczne, tekstura. Ekonomika- Podczas ustalania rozwiązań technicznych drogi należy uwzględnić koszty budowy nawierzchni, zabiegów utrzymaniowych, eksploatacji pojazdów na drodze. Parametry techniczne opisujące stan nawierzchni: Nośność- jest cechą konstrukcji jezdni określającą jej zdolność do przenoszenia obciążeń. Można ją charakteryzować na dwa sposoby po przez parametry wytrzymałościowe materiałów z których została jezdnia zbudowana. Druga grupa parametrów technicznych opisujących zdolność konstrukcji do przenoszenia obciążeń opiera się na obserwacji zachowania jezdni bezpośrednio pod wpływem obciążenia, do tych parametrów należą: -Ugięcia nawierzchni pod wpływem obciążeń stałych lub dynamicznych; -promień czaszy ugięcia; -degradacja nawierzchni oceniona wizualnie Załamanie nośności nawierzchni powoduje szybką degradację wszystkich innych parametrów technicznych opisujących stan nawierzchni. Dzieje się tak z uwagi na odkształcenia nawierzchni powodujące zaburzenia równości we wszystkich kierunkach oraz zniszczenie cech powierzchownych takich jak szorstkość i tekstura. W ten sposób decyduje także o bezpieczeństwie i komforcie jazdy. Metody oznaczania: wycinanie próbek, owalizacja, doły badawcze.

Równość w kierunku podłużnym- Geometryczne zdefiniowanie określa geometryczne odchyłki powierzchni rzeczywistej w stosunku do powierzchni idealnej. Dynamiczne zdefiniowanie określa to jako zmiany powierzchni jezdni sprawiające wibracje w przejeżdżającym po niej pojazdach Funkcja Przeniesienia(transferu) –Opisuje stosunek wielkości rzeczywistej do rejestrowanej w funkcji częstotliowsci fal. Równość w kierunku poprzecznym- Jest to różnica pomiędzy teoretycznym ukształtowaniem nawierzchni w przekroju poprzecznym a jej ukształtowaniem rzeczywistym. Przyczynami powstawania nierówności poprzecznych są: Dogęszczanie się warstw słabiej zagęszczonych, zużywanie się warstwy ścieralnej, nierównomierność obciążeń. Szorstkość- Jest właściwością przejawiajacą się wytwarzaniem biernej siły szczepności między nawierzchnią a obiektami fizycznymi znajdującymi się na nawierzchni. W ruchu drogowym tymi obiektami są opony kół pojazdów. Szorstkość, tarcie umożliwia stabilne poruszanie się po zadanej trajektorii pojazdom poruszającym się po jezdni oraz umożliwia bezpieczne zatrzymanie pojazdu. Tekstura- ogranicza się do geometrycznego (statycznego) opisu mikronierówności BADANIA NOŚNOŚCI: BADANIE PRÓBEK WYCIĘTYCH W JEZDNI - Polega na wycięciu przy pomocy wiertnic z jezdni próbek walcowych o średnicy od 8 do 16 cm następnie zbadanie ich w laboratorium. Pozostałą dziurę wypełnia się nową warstwą. DOŁY BADAWCZE - Badanie polega na wycięciu fragmentu drogi o wymiarach 0,8x1m najczęściej w miejscu kolein lub osi jezdni. Badanie wykonuje się w celu poznania stanu poszczególnych warstw. POMIAR ODKSZTAŁCEŃ OTWORU WYCIĘTEGO - Badanie polega na wycięciu APARAT VSS - Służy do punktowego pomiaru ugięć pod wpływem okrągłej stalowej płyty o średnicy 30cm. Na płytę za pośrednictwem siłownika hydraulicznego przekazywane są obciążenia od skrzyni samochodu ciężarowego. Pomiar ugięcia rejestrowany jest przez 3 czujniki rozmieszczone na brzegach płyty. Bazą pomiarową jest powierzchnia badanej warstwy. Czas trwania jednego pomiaru jest dość długi bo trwa 1 godz. Dlatego aparat przeznaczony jest głównie do odbiorów nawierzchni METODA BENKELMANA - Metoda pozwala na punktowy pomiar ugięcia konstrukcji jezdni pod obciążeniem bliźniaczego koła samochodowego. Obciążenie powinno być skontrolowane i dostosowane do dopuszczalnych wartości. Pomiar odbywa się po przez najechanie kołem bliźniaczym centralnie na belkę, która odczytuje w tym momencie największe ugięcie. UGIĘCIOMIERZ DE LA CROIX - służy do pomiaru ugięć nawierzchni pod wpływem obciążenia kołem pojazdu. pomiar dokonywany jest co kilka  metrów  najgęściej 3,4 m. aparat jest zamontowany na samochodzie ciężarowym stanowiącym  jednocześnie rzeczywiste obciążenie nawierzchni w trakcie pomiaru pojazd porusza się z prędkością do 5-6 km/h a wersja flasz 10km/h. zasadnicza częścią aparatu jest rama pomiarowa podstawowymi elementami ramy są  2 beleczki zakończone trzpieniami za pomocą których dokonywany jest pomiar cykl pomiarowy zaczyna się od wyciągnięcia ramy z beleczkami maksymalnie do przodu. wtedy rama jest opuszczona na nawierzchnie  i zaczyna się pomiar. nawierzchnia ugina się pod kolami a wraz z nią trzpienie ugięcia rejestrowane są co ok. 5 cm Az do punktu przekroczenia największego ugięcia. KRZYWIZNOMIERZ - jest aparatem zamontowanym na sam ciężarowym poruszającym się z prędkością ok20km/h w trakcie pomiaru. Pomiar dokonywany jest w sposób pośredni za pomocą geofonów mierżących przyspieszenie przyśpieszającego się pod wpływem obciążenia konkretnego punktu powierzchni nawierzchni. Zamiast układu mechanicznego ugięciomierza wprowadzono specjalny układ trakcyjny w postaci gąsienicy ma ona 15m długości na gąsienicy są umieszczone 3 geofony pomiarowe cykl rozpoczyna się od momentu gdy geofon spocznie na nawierzchni.

POMIAR UGIĘCIA POD OBCIĄŻENIEM DYNAMICZNYM - Zasada działania tego typu aparatów polega na pomiarze ugięć nawierzchni pod wpływem impulsu sił wywołanego zrzuceniem na nawierzchnię odpowiedniego obciążenia. Cykl pomiarowy rozpoczyna się od opuszczenia aparatu na nawierzchnię a następnie dochodzi do zrzucenia ciężaru na nawierzchnie co powoduje wystąpienia impulsu siły aparat w tym momencie rejestruje ugięcie.
BADANIA RÓWNOŚCI W KIERUNKU PODŁUŻNYM: ŁATA DREWNIANA I CIĄGNIONA - badanie wykonuje się 3 lub 4 metrowa łata drewniana, pomiar przeprowadza się przykładając  Latę  do nawierzchni i mierząc maksymalny prześwit miedzy lata a drewniana a nawierzchnia. Miarą równości wykonanego te metoda jest maks prześwit zarejestrowany na odcinku
PROFILOGRAFY O GEOMETRYCZNEJ BAZIE POMIAROWEJ - Jest to dość długi mało mobilny zestaw kół, niezależnych podwozi, które dzięki wychylaniu się zgodnie z  ukształtowaniem terenu mogą mierzyć te nierówności APL - aparat sklada się z przyczepki pomiarowej 120 kg oraz zespolu przetwarzajaco rejestrujaccego w postaci komputera umieszczonego w pojeździe ciagnącym przyczepke. Rozróznia się 2 sysremy apl 25 apl72 jest to jedna z bardziej stabilnych funkcji przeksztalcenia sposrod aparatow do pom rownosci dla obu systemow sa rozne predkosci apl72-72km/h, apl 25-21,6km/h. Jest to profilograf bazujący na inercjalnej bazie pomiarowej. Pomiar polega na odczytywaniu drgań o dużej czestotliwości kół przyczepki które podskakują na nierównościach. APARATY RTRRMS. BUMP INTEGRATOR (BI) - przy pomocy tego Araratu rejestruje się drgania miedzy kołem i nadwoziem testowym pojazdu lub przyczepka testująca. Baza pomiarowa jest niestabilna i zależy od masy poj. i przyczepki masy kola i amorów i resorów. Pomiar Bi polega na sumowaniu amplitud drgań występujących w płaszczyźnie pionowej * INERCYJNY PROFILOMETR GMR -?; * RSP I INNE - polega na pomiarze i rejestracji - w sposób ciągły - profili nawierzchni przez czujniki laserowe, które znajdują się wewnątrz belki zamontowanej z przodu samochodu pomiarowego. W czasie pomiaru każdy z czujników laserowych próbkuje profil nawierzchni jezdni co około 5 mm, uśrednione rzędne tych profili dla odcinków drogi o zadeklarowanej stałej długości (5 - 25 cm) są na bieżąco zapisywane w zbiorze pomiarowym. Wynikiem pomiaru i oceny równości nawierzchni z wykorzystaniem danych z badań systemem RSP są: wskaźnik IRI ( International Roughness Index ) głębokość koleiny H
IRI - Służy do pomiaru nierówności podłużnej BADANIA RÓWNOŚCI W KIERUNKU POPRZECZNYM: TRANSWERSOPROFILOGRAF- Składa się z bazy pomiarowej która przed pomiarem musi być wypoziomowana przy pomocy narzędzi geodezyjnych a następnie po wypoziomowanej belce przejeżdża wózek ze swobodnie opuszczonym odległościomierzem w ten sposób odczytywana jest nierówność poprzeczna drogi KOLEINOMIERZ - Składa się z ramy z dwoma stałymi kołami które umożliwiają poruszanie się wzdłuż drogi oraz szeregiem niezależnych od siebie kół służących do pomiaru nierówności poprzecznych po przez odczytanie odległości od powierzchni do bazy pomiarowej każdego koła z osobna. RST - Zasada działania urzadzenia jest podobna do tradycyjnych mechanicznych koleinomierzy, pomiar mechaniczny zastąpiono pomiarem przy pomocy czujników laserowym lub podczerwieni. Czujniki znajdują się na wysokości osi samochodu podwieszone do podwozia. Pomiar odbywa się w trakcie poruszania się pojazdu i osiąga prędkość nawet do 90KM/h.

BADANIA USZKODZEŃ: SOWA-1 i SOWA-2- przeznaczony jest do inwentaryzacji uszkodzeń drogowych nawierzchni bitumicznych lub z betonu cementowego oraz do oceny stanu technicznego tych nawierzchni na podstawie danych zgromadzonych w czasie inwentaryzacji. Inwentaryzacja uszkodzeń wykonywana jest przez operatora z samochodu jadącego po ocenianym pasie ruchu, w sposób wizualny, przy użyciu elektronicznego rejestratora uszkodzeń. GERHPO/SIRANO - BADANIA SZORSTKOŚCI: Adhera (LCPC, VECTRA)‏, SCRIM, Griptester , Rugolaser
*WAHADŁO ANGIELSKIE- *PŁOZA POŚLIZGOWA- *PRZYCZEPKA DO PUNKTOWEGO POMIARU WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA PODŁUŻNEGO - *POMIAR WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA POPRZECZNEGO- BADANIA TEKSTURY: *PIASEK KALIBROWANY- *APARATY O CZUJNIKACH LASEROWYCH- APARATY WIELOFUNKCYJNE: *ARAN- *LASER RST- *HRM-
Urządzenie TUS - (w postaci belki ) montuje się na czas pomiaru z przodu pojazdu samochodowego. Na ogół pomiary kolein wykonuje się przy prędkości jazdy samochodu równej 50 km/h, ale stosownie do panujących warunków ruchu i bez istotnego wpływu na wyniki pomiaru można ją zmieniać w szerokim zakresie od 0 km/h do 110 km/h. W czasie wykonywania pomiarów nawierzchnia jest automatycznie próbkowana na szerokości 2,4 m przez trzynaście równomiernie rozmieszczonych czujników ultradźwiękowych z krokiem co około 1,25 m. W zbiorze pomiarowym są rejestrowane dla każdego czujnika rzędne profilu nawierzchni z dokładnością 0,1 mm. W wyniku ich przetworzenia otrzymuje się dla kolejnych przekrojów pomiarowych nawierzchni jezdni na pasie ruchu zbiór głębokości kolein h.
Profilograf TUS posiada dystansomierz, który pozwala mierzyć odległości pomiędzy wybranymi przez operatora zdarzeniami o określonych współrzędnych drogi. Te dane są na bieżąco zapisywane w zbiorze pomiarowym i podczas przetwarzania służą do zlokalizowania zarejestrowanych na drodze profili nierówności nawierzchni jezdni.


Pomiar piaskiem kalibrowanym, farba, gipsem, Griptester, Rugolaser METODY WZMACNIANIA: *PJ-ITB, *Ugięć sprężystych, *Mechanistyczna NARZĘDZIA POMIARU METODY UGIĘĆ I MECHANISTYCZNEJ: * Belka Benkelmana , * Ugięciomierz de la Croix (urządzenie między osiami), * Krzywomierz (urządzenie na tylnej osi), * FWG (przyczepka). Metody wzmacniania nawierzchni: PJ – ITB,M.Ugięć (Bazuje na pomiarach rzeczywistego sprężystego ugięcia nawierzchni (odpowiedzi dynamicznej na testowe obciążenie nawierzchni) uwzględniające “w pakiecie” wszystkie czynniki wpływające na nośność nawierzchni, to jest :- wielkość siły nacisku,- stanu wytrzymałościowego wszystkich warstw nawierzchni,- stanu podłoża, w tym aktualnych warunków wodnych,- innych czynników wpływających na wynik pomiaru (np. temp . ) , Identyfikacja odcinków jednorodnych : długośc max i min, identyczna konstrukcja nawierzchni, identyczny ruch, pomiary w tej samej klasie ugięcia Mechanistyczna (1. Wykonanie odwiertów i pobranie próbek 2. Określenie grubości warstw i rodzaju materiałów 3. Określenie E i innych cech pobranych materiałów 4. Określenie odporności na koleinowanie warstw bitumicznych 5. Określenie sposobu przebudowy (w górę, w dół, mieszany)‏ 6. Przyjęcie wstępnej propozycji wzmocnienia 7. Określenie charakterystyki układu wielowarstwowego (E,h,n)‏ 8. Określenie stanu naprężeń i odkształceń (s, e)‏ 9. Obliczenie trwałości zmęczeniowej (warstwy) (Nproj)‏ 10. Porównanie obliczonej trwałości z przewidywanym ruchem ). Kryteria trwałości zmęczeniowej – liczba obciążeń do wystąpienia spękań zmęczeniowych warstw związanych spoiwami hydraulicznymi , naprężenie  wstępujące w warstwie związanej spoiwami hydralicznymi pod osią obliczeniową ,  wytrzymałość materiałuna rozciąganie przy zgina.

Trwałość zmęczeniowa Npoz = Nobl (1 - Nprzen/Nist)‏Npoz   – pozostała trwałość zmęczeniowa po wzmocnieniu  Nobl  – trwałość zmęczeniowa obliczona dla układu po wzmocnieniu  Nprzen – liczba przejazdów już dokonanych na nawierzchni przed  wzmocnieniem  Nist    – trwałość zmęczeniowa dla układu przed wzmocnieniem. METODA UGIĘĆ Bazuje na pomiarach rzeczywistego sprężystego ugięcia nawierzchni uwzględniające „w pakiecie” wszystkie czynniki wpływające na nośność nawierzchni, to jest:- wielkość siły nacisku-stanu wytrzymałościowego wszystkich warstw nawierzchni.- stanu podłoża, w tym aktualnych warunków wodnych.- innych czynników wpływających na wynik pomiaru. Narzędzia pomiarowe: - belka Benkelmana -ugięciomierz de la croix- krzywiznomierz –FWD Identyfikacja odcinków jednorodnych -długość minimalna i maksymalna -identyczna konstrukcja nawierzchni, -identyczny ruch, -pomiary w tej samej klasie ugięcia, Uobl=Um*fr*fs*fpUobl- obliczeniowe ugięcie dla danego odcinka jednorodnego, Um- Miarodajne ugięcie sprężyste obliczone ze wzoru: Um=Uśred +a*Su

Uśred- średnie ugięcie sprężyste dla danego odcinka, Su- odchylenie standardowe pomierzonych punktów, a-Współczynnik zależny od klasy drogi fr- współczynnik korygujący ugięcie ze względu na temperaturę pomiaru(1+0,02(20-T)) fs- współ. Korygujący ugięcie ze względu na porę roku(1) fp- wsp. Korekcyjny ugięcia ze względu na rodzaj podbudowy występujący na danym odcinku.(nawierzchnie podatne-1, półsztywne- 1..1,4 Prognoza ruchu : Ncałk= 365*f*∑SDR(100kN) Całkowity ruch w okresie obliczeniowym wyrażony z osiach obliczeniowych na najbardziej obciążonym pasie ruchu.Hz proj>=Hzwym Hz proj= a1*h1+a2h2+a3h3+aihi Hz proj- zaprojektowana zastępcza grubość wzmocnienia a-Współ. Równoważności materiałowej poszczególnych warstw h- grubość warstw METODA MECHANICZNA *Wykonanie odwiertów i pobranie próbek *Określenie grubości warstw i rodzaju materiałów. *Określenie E i innych cech pobranych materiałów *Określenie odporności na okleinowanie warstw bitumicznych *Określenie sposobu przebudowy( w górę, w dół mieszany) *Przyjęcie wstępnej propozycji wzmocnienie *Określenie charakterystyki układu wielowarstwowego *Określenie stanu naprężeń i odkształceń *obliczenie trwałości zmęczeniowej (warstwy)* porównanie obliczonej trwałości z przewidywanych ruchem odkształcenia (zapadnięcia, koleiny o małych i dużych promieniach, fałdy, sfalowania, obniżenia krawędzi jezdni), spękania (pęknięcia poprzeczne skurczowe, zmęczeniowe i połączeniowe,   podłużne zmęczeniowe i połączeniowe, siatkowe, blokowe, krawędziowe, poślizgowe), miejscowe zniszczenia warstw (ubytki ziaren i     lepiszcza, zdarcie warstwy ścieralnej, wyboje), wypływy materiału (pocenie się nawierzchni, wypływ     wody lub szlamu), łaty. Stan spękań - cecha górnych warstw konstrukcyjnych nawierzchni charakteryzująca stopień ich nieciągłości, stanowiąca przesłankę do określenie utraty nośności nawierzchni Stan powierzchni - cecha nawierzchni charakteryzując spójność tworzywa warstwy ścieralnej nawierzchni Zakres występowania uszkodzeń - m, m2miara uszkodzeń na inwentaryzowanym odcinku drogi.. Stopień szkodliwości uszkodzeń -mała, duża, jakościowa ocena inwentaryzowanych uszkodzeń Odcinek pomiarowy - odcinek drogi, dla którego wyznaczono ocenę wizualną. Odcinek pomiarowy posiada długośc 1 km, na początku i na końcu drogi może mieć dł od 5000 do 1499m Odcinek jednorodny - odcinek drogi jenorodny pod względem rodzaju warstwy ścieralnej, roku i gr ostatniego zabiegu remontowego. Pęknięcia siatkowe - wzajemnie przecinające się, nieregularnie rozmieszczone, poprzeczne, podłużne i ukośne pęknięcia warstwy bitumicznej, dzielące powierzchnię na wieloboki. Pęknięcia pojedyncze - podłużne lub poprzeczne, pojedyncze pęknięcia warstwy bitumicznej o kierunku równoległym lub ukośnym do jezdni

Łaty - miejsca nawierzchni, na których dokonano wymiany nawierzchni, uzupełnienia ubytków, wypełnienia zapadnięć lub naprawy wybojów Wyboje - miejsce nawierzchni gdzie występuje ubytek masy warstwy jezdnej o wymiarach nie mniejszych niż 15x15 cm i na głębokości większej niż grubość warstwy ścieralnej. Ubytki ziaren i lepiszcza - miejsca nawierzchni, na których nastąpił ubytek materiału warstwy ścieralnej bez naruszenia warstw niżej leżących. Systemem SOSN objęte są drogi krajowe o nawierzchni bitumicznej oraz betonowej, pomiary w praktyce ograniczane są do odcinków sieci zamiejskiej.system zajmuje się wyłącznie oceną dróg. W Systemie Oceny Stanu Nawierzchni rokrocznie zbierane są dane o następujących cechach eksploatacyjnych nawierzchni: spękania i ugięcia, równoścpodłuzna, głebokośc kolein, stan powierzchni, właściwości przeciwpoślizgowe.Poszczególne parametry stanu nawierzchni są wyznaczane na podstawie pomiarów automatycznych i półautomatycznej oceny wizualnej i odnoszone do czterostopniowej klasyfikacji (klasy: A-dobry, B-zadowalający, C-niezadowalający, D-zły)
WYMAGANIA STAWIANE DROGOM : * Przejezdność (nośność, uszkodzenia powierzchniowe, równość podłużna i poprzeczna) * Bezpieczeństwo (szorstkość, tekstura, równość podłużna i poprzeczna), *Komfort (tekstura, równość podłużna i poprzeczna), *Ekonomika Koszty publiczne(budowa, utrzymanie), Koszty użytkowników ( czs, wypadki, paliwo+pojazdy)
Przeciążenia nawierzchni Przy nierównościach poniżej 25 Hz należy liczyć się ze skróceniem czasu eksploatacji nawierzchni do ok.0,8 przewidywanego okresu na skutek występowania fal o amplitudzie 0,5 cm i do 0,5 przewidywanego okresu eksploatacji przy amplitudzie 2 cm. Funkcja przeniesienia (transferu)- opisuje stosunek wielkości rzeczywistej do rejestrowanej w funkcji częstotliwości fal. Częstotliwości drgań wpływające na bezpieczeństwo i oddziaływania dynamiczne kół na nawierzchnię czyli na trwałośc nawierzchni są związane z częstotliwościami rezonansowymi mas (kół) i mieszczą się w przedziałe 10-20Hz Brak docisku do nawierzchni - nierówności o amplitudach o wartości powyżej 1,4 cm i częstotliwości począwszy od 14 Hz spowodują zablokowanie kół przy klasycznym układzie hamulcowym (fala 2 m v=100km/h) Uwarunkowania pracy nawierzchni - zmienności temp, wilgotność, starzenie się materiału, zjawiska związane z mrozem (przełomy) Metoda oceny wizualnej nawierzchni- Ocena wizualna polega na interpretacji wyników wizualnej inwentaryzacji uszkodzeń nawierzchni przeprowadzonej na całej długości odcinka pomiarowego. Na najbardziej obciążonym pasie ruchu rejestruje się opisane rodzaje uszkodzeń uwzględniając ich szerokość i stopień szkodliwości. Dane te są potrzebne do określenia zakresu i punktacji poszczególnych uszkodzeń przy wyróżnionych stopniach szkodliwości. W oparciu o zakres i szkodliwość poszczególnych uszkodzeń obliczane są wskaźniki wskaźniki stanu spękań i stanu powierzchni oraz klasyfikuje się stan nawierzchni drogi.
Podstawowe określenia : Stan spękań- cecha górnych warstw konstrukcyjnych nawierzchni, charakteryzująca stopień ich nieciągłości, będący podstawą do określenia utraty nośności nawierzchni. Stan powierzchni- cecha nawierzchni charakteryzująca spójność tworzywa warstwy ścieralnej nawierzchni. Zakres występowania uszkodzeń- Miara uszkodzeń na inwentaryzowanym odcinku drogi. Stopień szkodliwości uszkodzeń- jakościowa ocena inwentaryzowanych uszkodzeń. Odcinek pomiarowy- odcinek drogi dla którego wyznaczono ocenę wizualną. Odcinek pomiarowy posiada długość 1km. Ciągła ocena wizualna nawierzchni - Wskaźnikowa ocena stanu spękań i stanu powierzchni nawierzchni odcinka drogi o dowolnej długości na podstawie obmiaru uszkodzeń nawierzchni występujących na całej długości tego odcinka.

Współpraca

Wczytywanie...