Katalóg vozoviek poľných ciest

Transcript

1 Technické podmienky Schválil: Platnosť: Máj 2007

2 OBSAH 1 ÚVODNÁ ČASŤ 3 2 PRIESTOROVÉ USPORIADANIE POĽNÝCH CIEST VŠEOBECNE ÚČEL POĽNÝCH CIEST ČLENENIE POĽNÝCH CIEST VÝHYBNE ORIENTAČNÉ POUŽITIE KATALÓGOVÝCH LISTOV PODĽA VÝZNAMU POĽNÝCH CIEST. 8 3 DIAGNOSTIKA POĽNÝCH CIEST VIZUÁLNA PREHLIADKA ÚNOSNOSŤ PODLOŽIA A VOZOVKY ODBER A HODNOTENIE MATERIÁLOV Z VOZOVKY A MIESTNYCH ZDROJOV 10 4 TECHNOLÓGIE STAVBY POĽNÝCH VOZOVIEK ÚPRAVA PODLOŽIA OCHRANNÁ VRSTVA PODKLADOVÉ VRSTVY VRSTVY KRYTU RECYKLAČNÉ TECHNOLÓGIE 12 5 KONTROLA KVALITY 13 6 VSTUPNÉ ÚDAJE DOPRAVNÉ ZAŤAŽENIE PODLOŽIE CHARAKTERISTIKY KLIMATICKÝCH PODMIENOK 18 7 POSTUP PRI NÁVRHU KONŠTRUKCIE VOZOVKY POMOCOU KATALÓGU NÁVRH POĽNEJ VOZOVKY KONŠTRUKCIE VOZOVIEK POĽNÝCH CIEST POŽIADAVKY NA SPRÁVNY NÁVRH KONŠTRUKCIE VOZOVKY 22 8 PRÍKLAD NÁVRHU VOZOVKY 23 9 KATALÓGOVÉ LISTY 23 2

3 1 Úvodná časť Predmet technických podmienok Katalóg vozoviek poľných ciest (ďalej len katalóg vozoviek) platí pre navrhovanie konštrukcií poľných vozoviek. Súčasťou katalógu sú i zásady priestorového usporiadania poľných ciest, diagnostika, popis vybraných technológií a základné požiadavky na kvalitu vykonaných prác. Katalóg je určený pre investorské, projektové a dodávateľské organizácie, ktoré sa zaoberajú problematikou návrhu a posudzovania poľných vozoviek. Katalóg vozoviek bol spracovaný na základe zásad a kritérií uvedených v Technickej smernici TS 0502 Navrhovanie netuhých a polotuhých vozoviek. Nahradenie predchádzajúceho predpisu Tento predpis je nový, nenahrádza žiaden podobný predpis Ministerstva pôdohospodárstva Slovenskej republiky. Súvisiace zákony, predpisy a technické normy Zákon č.135/1961 Zb. o pozemných komunikáciách (Cestný zákon) v znení neskorších predpisov, úplné znenie pod č. 193/1997 Z.z.; Zákon č.90/1998 Zb. o stavebných výrobkoch v znení neskorších predpisov. Citované a súvisiace technické normy a predpisy STN EN Asfalty a asfaltové spojivá. Požiadavky na cestné asfalty STN EN Kamenivo do bitúmenových zmesí a na nátery ciest, letísk a iných dopravných plôch STN EN Kamenivo do nestmelených a hydraulicky stmelených materiálov používaných v inžinierskom staviteľstve a pri výstavbe ciest STN EN Asfalty a asfaltové spojivá. Súbor požiadaviek na asfalty modifikované polymérom STN EN Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie. Časť 1: Cementom stmelené zmesi pre podkladové STN EN Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie. Časť 2: Zmesi stmelené troskou STN EN Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie. Časť 3: Zmesi stmelené popolčekom STN EN Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie. Časť 4: Popolček pre hydraulicky stmelené zmesi STN EN Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie. Časť 5: Zmesi stmelené hydraulickým cestným spojivom STN EN Cement. Časť 1: Zloženie, špecifikácie a kritériá na preukazovanie zhody cementov na všeobecné použitie STN EN Stavebné vápno. Časť 2: Skúšobné metódy STN Klasifikácia zemín pre dopravné stavby STN Kontrola zhutnenia zemín a sypanín STN Skúšanie miery namŕzavosti zemín STN Geotextílie a geotextíliám podobné výrobky na stavebné účely. Základné ustanovenia a technické požiadavky STN Názvoslovie pozemných komunikácií STN Projektovanie ciest a diaľnic STN Lesná dopravná sieť ČSN Projektování polních cest 3

4 STN Projektovanie miestnych komunikácií STN Vozovky pozemných komunikácií. Základné ustanovenia pre navrhovanie STN Stavba vozoviek. Hutnené asfaltové STN Stavba vozoviek. Kamenivo stmelené hydraulickým spojivom. STN Stavba vozoviek. Stabilizované podklady. STN Stavba vozoviek. Nestmelené. STN Stavba vozoviek. Postreky a nátery. STN Stavba vozoviek. Emulzné kalové. STN Hutný nestmelený podklad vozovky. Mechanicky spevnená zemina STN Stavba ciest. Teleso pozemných komunikácií STN Stavba vozoviek. Emulzný mikrokoberec STN Statická zaťažovacia skúška podložia a podkladných vrstiev vozoviek TP 2/2007 Opätovné spracovanie vrstiev netuhých vozoviek za studena na mieste. MDPT SR: 2007 TS 0502 Navrhovanie netuhých a polotuhých vozoviek. MDPT SR: 2002 Katalógové listy kameniva. Doplnok k Technicko-kvalitatívnym podmienkam MDPT SR:2006 Katalógové listy asfaltov. Doplnok k Technicko-kvalitatívnym podmienkam MDPT SR: 2006 Vypracovanie predpisu Na základe objednávky Ministerstva pôdohospodárstva Slovenskej republiky katalóg spracovala spoločnosť: VUIS-CESTY spol. s r. o., Lamačská cesta 8, Bratislava. Riešiteľ: Ing. Ľubomír Polakovič, CSc., Ing. Vladimír Řikovský, CSc., Ing. Adrián Fonód, CSc., Ing. Jozef Kollár, Ing. Ján Tomko. Účinnosť predpisu Katalóg nadobúda účinnosť od dátumu schválenia uvedeného na titulnej strane. Definície a pojmy V katalógu sú použité termíny z STN , STN , ako aj z technologických noriem STN až 34. Na účely tohto predpisu sú doplnené nasledujúce termíny a definície: konštrukcia vozovky: vrstevnatý systém zložený z konštrukčných vrstiev vozovky, netuhá vozovka: asfaltová vozovka z vrstiev asfaltových zmesí na nestmelených vrstvách kameniva a podloží, polotuhá vozovka: asfaltová vozovka z vrstiev asfaltových zmesí na cementom stmelenej polotuhej podkladovej vrstve a podloží, prevádzková výkonnosť: miera schopnosti vozovky odolávať namáhaniu do dosiahnutia medzného stavu. Vyjadruje sa spravidla počtom opakovaní zaťaženia návrhovou nápravou, spoľahlivosť vozovky: schopnosť plniť požadované funkcie vozovky v požadovanej dobe. Spoľahlivosť charakterizuje prevádzkovú spôsobilosť, dobu životnosti, udržateľnosť a opraviteľnosť, kritická vrstva: konštrukčná vrstva vozovky, ktorá je rozhodujúca pri posudzovaní podmienky spoľahlivosti celej konštrukcie vozovky, 4

5 únosnosť vozovky: schopnosť vozovky prenášať zaťaženie s obmedzeným porušovaním jej konštrukcie. Značky a označovanie materiálov AB I a II Asfaltový betón: obrusná alebo ložná vrstva z asfaltovej zmesi s uzavretou zrnitosťou kameniva a s použitím asfaltového spojiva podľa STN EN 12591, kvalitatívnej triedy I a II podľa STN , OK I a II Obaľované kamenivo: horná podkladová vrstva z asfaltovej zmesi, a s použitím asfaltového spojiva podľa STN EN 12591, kvalitatívnej triedy I a II vyrobená podľa STN , S I a II Stabilizácia: hydraulickým spojivom stmelená zmes zeminy, alebo iného materiálu kvalitatívnej triedy I a II podľa STN , S III Stabilizácia: hydraulickým spojivom stmelená zmes zeminy, alebo iného materiálu kvalitatívnej triedy III zhotovovaná na mieste podľa STN , ŠD Vrstva zo štrkodrviny: vrstva z drveného kameniva STN EN vytvorená rozprestieraním a zhutnením podľa STN Predpoklady výpočtu Katalóg vozoviek vychádza z nasledovných predpokladov: - vozovku podľa katalógu navrhujú odborne spôsobilé, kvalifikované a skúsené osoby, - stavebné materiály vo vozovke budú postavené v súlade súborom noriem STN Stavba vozoviek, - charakteristiky podložia a vodnoteplotného režimu uvažované v návrhu sa zhodujú so skutočnosťou, - vozovka bude udržiavaná v prevádzkyschopnom stave, - vozovka bude zaťažovaná spôsobom uvažovaným pri navrhovaní v katalógu, - vozovka bude zabezpečená funkčnosť odvodňovacích zariadení. Katalóg vozoviek bol spracovaný s použitím návrhovej metódy, ktorá je založená na teoretickom riešení a výpočtových modelov vozoviek viacvrstvového systému s uvážením poznatkov o mechanickej účinnosti vozoviek. Výpočet a posúdenie asfaltových vozoviek s upraveným podložím za účelom zvýšenia únosnosti podložia sa robí tak, ako posúdenie netuhej alebo polotuhej konštrukcie vozovky, pričom možno aplikovať: spôsob I.: vrstvu upraveného podložia uvažujeme ako samostatnú vrstvu vo viacvrstvovom systéme, spôsob II.: vrstvu upraveného podložia uvažujeme ako súčasť pružného polpriestoru. Pri charakterizovaní vlastností materiálov vrstiev sa predpokladajú ich pružné vlastnosti. Postup pri odvodzovaní návrhových hodnôt deformačných a pevnostných charakteristík materiálov je zhodný s postupom pri výpočtoch konštrukcií pomocou medzných stavov. Spoľahlivosť v modeloch konštrukcie vozovky a pri určovaní dopravného zaťaženia a iných predpokladov sa rieši požadovanou hodnotou súčiniteľa využitia pevnosti materiálov (SV) resp. mierou spoľahlivosti MS > 1,0. 2 Priestorové usporiadanie poľných ciest 2.1 Všeobecne Poľné cesty a ich postranné vegetačné pásy dotvárajú krajinný ráz, zvyšujú biodiverziu územia a trvalým spôsobom ohraničujú pozemky a katastrálne hranice. Poľné cesty sa navrhujú ako smerovo nerozdelené komunikácie. V zmysle Zákona SNR č.330/1991 Zb. o pozemkových úpravách, usporiadaní pozemkového vlastníctva, pozemkových úradoch, pozemkovom fonde a o pozemkových spoločenstvách v znení neskorších predpisov sú všeobecné zásady funkčného usporiadania územia stanovené a posudzované z hľadiska optimálneho priestorového usporiadania a funkčného využívania územia, ako aj zmeny 5

6 štruktúry krajiny. Návrh siete poľných ciest je povinnou a jednou z najdôležitejších súčastí projektu spoločných opatrení a zariadení spracovávaných v projekte pozemkových úprav. 2.2 Účel poľných ciest Účelom poľných ciest je: a) sprístupnenie pozemkov vlastníkov pre účely ich využívania k poľnohospodárskej výrobe b) sprístupnenie krajiny, doplnenie jestvujúcej siete poľných ciest, prepojenie dôležitých krajinotvorných prvkov a významných bodov dopravným napojením (aj z hľadiska vedenia turistických a cykloturistických trás) c) napojenie na cesty (III. triedy) prechádzajúce riešeným územím, dotknutý komunikačný systém obcí, sieť lesných ciest, prípadne na ostatné účelové komunikácie d) prevádzkyschopnosť celoročná (poľné cesty spevnené) alebo sezónna (poľné cesty s vhodným prevádzku zabezpečujúcim spevnením, prípadne nespevnené). 2.3 Členenie poľných ciest Poľné cesty sa členia podľa významu a podľa návrhových kategórií. Členenie poľných ciest podľa významu Hlavné poľné cesty - sústreďujú dopravu z vedľajších a prístupových poľných ciest, sú napojené na miestne komunikácie alebo cesty III. triedy (výnimočne na cesty II. triedy), alebo privádzajú dopravu z priľahlých pozemkov priamo k poľnohospodárskej usadlosti alebo farme. Tento typ poľnej cesty plní aj funkciu protierózneho prvku. Odporúča sa navrhovať ich ako jednopruhové s výhybňami a v odôvodnených prípadoch ako dvojpruhové. Navrhované sú ako spevnené, vždy s odvodnením a celoročne zjazdné. Vedľajšie poľné cesty - zabezpečujú dopravné napojenie z priľahlých pozemkov alebo fariem a sú napojené na hlavné poľné cesty, môžu byť napojené aj na miestne komunikácie a cesty III. triedy (výnimočne na cesty II. triedy). Tento typ poľnej cesty plní aj funkciu protierózneho prvku. Navrhujú sa spravidla jednopruhové, v odôvodnených prípadoch s výhybňami s prípadným obratiskom na ich konci. Prístupové poľné cesty - sprístupňujú jednotlivé parcely, prípadne zabezpečujú sezónne komunikačné prepojenie v rámci jedného parcelného celku alebo vlastníka, alebo tvoria hranice medzi vlastníckymi pozemkami. Navrhujú sa jednopruhové s vhodným prevádzku zabezpečujúcim spevnením, prípadne nespevnené. Tabuľka č.1 Návrhové kategórie poľných ciest Poľné cesty Hlavné Vedľajšie Prístupové Dvojpruhové Jednopruhové Jednopruhové Jednopruhové P 7,0/60, 50 P 5,0/30 P 4,5/30 P 3,5/30 (s výhybňami) P 6,0/50,40 P 4,0/30 P 4,0/30 P 3,0/30 (s výhybňami) (s výhybňami) P 3,5/30 (s výhybňami) Členenie poľných ciest podľa návrhovej kategórie Návrhové kategórie sa rozlišujú podľa návrhovej rýchlosti a usporiadania v priečnom profile v závislosti od terénnych podmienok. Sú charakterizované zlomkom obsahujúcim: - v čitateli písomný znak označujúci poľnú cestu (P, Pp) a voľnú šírku koruny v (m), - v menovateli návrhovú rýchlosť (km/h). 6

7 Tabuľka č.2 Návrhové prvky poľných ciest Členenie Kategória Dimenzie prvkov Podľa významu Počtu pruhov Písmenové označenie b (m) v n (km/h) Hlavné Dvojpruhové P 7,0 60, 50 3,0 0,5 a (m) e (m) P 6,0 50, 40 2,5 0,5 Jednopruhové P 5,0 30 4,0 0,5 P 4,0 30 3,0 0,5 Vedľajšie Jednopruhové P 4,5 30 3,5 0,5 P 4,0 30 3,0 0,5 P 3,5 30 3,0 0,25 Prístupové Jednopruhové Pp 3,5 30 3,0 0,25 Pp 3,0 30 3,0 - Poznámka: V obtiažnych terénnych pomeroch je možné návrhovú rýchlosť znížiť až na 50 % pôvodnej hodnoty. Znak jednej kategórie sa použije na celú dĺžku poľnej cesty. Pri napojení na lesnú cestu sa kategória poľnej cesty navrhne minimálne podľa triedy a návrhovej kategórie lesnej cesty (STN ). Ak sa predpokladá s výhľadovým zaradením poľnej cesty do siete ciest III. triedy alebo do siete miestnych komunikácií, je potrebné návrh poľnej cesty prerokovať s príslušným správcom komunikácie a navrhovať ju podľa príslušných noriem (STN , STN ). Hlavné poľné cesty môžu byť realizované s vhodným prevádzku zabezpečujúcim spevnením krajníc. Ostatné poľné cesty sa realizujú s krajnicami nespevnenými. 2.4 Výhybne Výhybne sa zriaďujú na jednopruhových poľných cestách v závislosti od budúcej prevádzkovej potreby. Navrhujú sa v miestach s dlhším rozhľadom na ďalší priebeh poľnej cesty. Umiestňujú sa spravidla vpravo v smere jazdy, prípadne podľa miestnych podmienok. Pre umiestnenie výhybní je vhodné využiť oblasť križovatiek poľných ciest, miesta vjazdov na pozemky a iných rozšírení tak, aby bola zabezpečená vzájomná viditeľnosť z najbližších vyhybní. Výhybňa sa zriadi na dĺžku 20,0 m v šírke minimálne 2,00 m, ale tak, aby sa vo výhybni dosiahla šírka dvojpruhovej poľnej cesty. Rozšírenie sa prevedie v sklone 1 : 3, čo zodpovedá nábehu na rozšírenie v dĺžke 6,00 m. Lomy na okrajoch vozovky sa odporúča zaobliť polomerom R=30 až 40 m. Výhybňa sa zriadi s rovnakou konštrukciou vozovky ako jazdný pruh. 7

8 2.5 Orientačné použitie katalógových listov podľa významu poľných ciest. Tabuľka č. 3 Použitie katalógových listov poľných ciest Členenie Kategória Katalógový list (číslo) Hlavné Dvojpruhové P 7,0/60, P 7,0/50 16, 17, 18, 19, 20, 21 P 6,0/50, P 6,0/40 Jednopruhové P 5,0/40, P 4,0/30 Vedľajšie Jednopruhové P 4,5/30, P 4,0/30, P 3,5/30 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 Prístupové Jednopruhové Pp 3,5/30, Pp 3,0/30 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Termíny a značky použité v tabuľkách a obrázkoch: a b e šírka, jazdného pruhu, v (m) šírka, vyplývajúca z kategórie poľnej cesty, v (m) šírka, nespevnenej krajnice započítavaná do voľnej šírky poľnej cesty, v (m) Obrázok č. 1 Priestorové usporiadanie poľných ciest 8

9 3 Diagnostika poľných ciest Na stanovenie miery poškodenia vozoviek poľných ciest sa používa vizuálna prehliadka a stanovenie únosnosti (podložia a celej vozovky). 3.1 Vizuálna prehliadka Jednoduchou, ale účinnou metódou na stanovenie stavu vozovky, ako i na sledovanie jeho vývinu v čase, je vizuálna prehliadka. Jej podstatou je zber informácií o výskyte a rozsahu konkrétnych (dopredu definovaných) porúch vozovky. Rozdelenie porúch závisí od príčin ich vzniku. Medzi hlavné príčiny vzniku porúch patrí dopravné zaťaženie, klimatické vplyvy, únava cestných stavebných materiálov, zmena stavu zemín v podloží, použitie nekvalitných cestných stavebných materiálov, nedodržanie predpísaných technológií pri stavbe a nedostatočná údržba vozovky. Rozsah zberu je daný množstvom porúch nachádzajúcich sa na povrchu vozovky. Podmienkou účelnosti zberu je lokalizovanie každej poruchy staničením. Zber dát sa realizuje pracovnou skupinou, ktorá zaznamenáva údaje o viditeľných poruchách. Skupina musí byť vybavená príslušnými zariadeniami a pomôckami. Podľa spôsobu ich vykonávania delíme vizuálne prehliadky na zrýchlené a podrobné. Zrýchlené vizuálne prehliadky sa vykonávajú najčastejšie z pomaly idúceho vozidla, podrobné pochôdzkou. Denný výkon sa pohybuje od 50 do 100 km pri zrýchlenej a od 5 do 20 km pri podrobnej vizuálnej prehliadke. Pre kvalitu získaných údajov je rozhodujúca použitá metodika a skúsenosti pracovníkov, ktorí prehliadku vykonávajú. Stav zemného telesa a odvodnenia vozovky Najčastejšou príčinou nedobrého stavu vozoviek je zlý stav zemného telesa a odvodnenia vozovky. Preto sa jeho sledovaniu treba zvlášť pozorne venovať. Cieľom hodnotenia stavu zemného telesa a odvodnenia vozovky je určiť príčiny porúch podložia a podkladových vrstiev a objasniť ich vznik a dopad na správanie sa vozovky. Zber dát sa môže vykonávať v priebehu celého roka. Zaznamenávanie porúch zemného telesa vozovky a odvodňovacích zariadení sa odporúča vykonávať samostatne v prípade poľných ciest však môže byť súčasťou vizuálnych prehliadok. V rámci kontroly zemného telesa sa sledujú najmä poruchy krajnice (spevnená, nespevnená časť), násypu, zárezu a svahu zemného telesa. V rámci kontroly odvodnenia vozovky sa sleduje najmä priečny a pozdĺžny sklon vozovky, stav priekop a rigolov, plošné odvodňovacie zariadenia, priečne a pozdĺžne trativody, stav priepustov a vpustí. 3.2 Únosnosť podložia a vozovky Jedným z rozhodujúcich premenných parametrov vozovky, ktoré môžu ovplyvniť vznik a vývoj porúch, je únosnosť podložia a vozovky. Únosnosť, t.j. mechanická účinnosť môže okrem samotného priehybu vyjadrovať viaceré deformačné charakteristiky, ako napr. modul pružnosti, modul reakcie alebo i ekvivalentný modul vozovky. Na stanovenie konkrétnych hodnôt týchto charakteristík sa používajú zaťažovacie skúšky, pri ktorých sa sleduje závislosť priehybu na veľkosti zaťaženia. V zásade poznáme dva základné prístupy k stanoveniu únosnosti statické a dynamické merania. Statické zaťažovacie skúšky sa u nás vykonávajú podľa STN Nevyžadujú drahé zariadenie, ale sú časovo náročné. Dynamické metódy využívajú napr. zariadenia typu FWD, ktoré sú drahé ale, veľmi operatívne. Akýmsi kompromisom medzi statickými a dynamickými metódami určovania únosnosti sú zariadenia typu pákový priehybomer (Benkelmanov nosník) a deflektograf. Na rýchlu kontrolu únosnosti podložia a nestmelených vrstiev vozovky je možné použiť zariadenie typu LDD (ľahká dynamická doska). 9

10 Hodnotenie únosnosti Na hodnotenie únosnosti sa niekedy používa priamo nameraný priehyb, ale častejšie sa vyjadruje modulom pružnosti. Pre hodnotenie únosnosti podložia sa najčastejšie používa deformačný modul určený z druhého zaťažovacieho stupňa statickej zaťažovacej skúšky (E def2 ). Pri stanovení únosnosti inými metódami sa použijú prepočítavacie koeficienty. Namerané hodnoty modulu deformácie podložia poľných vozoviek majú byť vyššie ako 30 MPa. Hodnotu tzv. ekvivalentného modulu pružnosti celej vozovky vypočítame z priehybu, pričom sa pre jednotlivé typy meracích zariadení používajú rôzne vzťahy. Z hľadiska hodnotenia únosnosti vozoviek pomocou ekvivalentného modulu môžeme za nevyhovujúci parameter považovať hodnotu nižšiu ako 500 MPa pri netuhých a hodnotu nižšiu ako 700 MPa pri polotuhých vozovkách. 3.3 Odber a hodnotenie materiálov z vozovky a miestnych zdrojov Odber vzoriek vrstiev vozovky umožňuje lepšie vysvetliť poruchy vozovky, zistiť ich príčiny a získať doplňujúce podklady pre návrh opravy alebo rekonštrukcie. Pri odbere vzoriek z vozovky sa používajú jadrové vývrty alebo výrezy pre asfaltové zmesi a stmelené, a kopané sondy pre nestmelené zmesi a podložie. Pri výbere miesta odberu vzoriek vychádzame z podkladov získaných pri diagnostike vozovky (vizuálna prehliadka, únosnosť). Vzdialenosť medzi jednotlivými miestami odberu závisí na zmenách vlastností (homogenity) vozovky a podložia posudzovaného úseku. Zmeny sa prejavujú najmä druhom a rozsahom porúch vo vozovke. Odporúčaná minimálna dĺžka jednej sekcie je 300 m. Odber materiálov sa realizuje pomocou jadrových vývrtov alebo kopaných sond. Množstvo odobratého materiálu závisí od rozsahu nasledovných laboratórnych prác. Náročnosť správneho výberu miesta odberu, vlastný odber a následná analýza vzoriek vyžaduje, aby tieto práce vykonávali špecializované pracoviská, ktoré sú na tieto činnosti vybavené potrebnou technikou a pritom disponujú i technickým personálom s primeranými skúsenosťami. 4 Technológie stavby poľných vozoviek 4.1 Úprava podložia Na zvýšenie únosnosti podložia poľnej vozovky možno vykonať tieto opatrenia: a) Zlepšenie (regulácia) vodného a teplotného režimu podložia: 1. znížením hladiny podzemnej vody, 2. zmenšením hĺbky premŕzania vozovky a podložia. b) Zlepšenie vlastností zeminy v podloží: 3. zlepšením fyzikálnych vlastností zeminy (zlepšenie spracovateľnosti úpravou zrnitosti, alebo pridaním malého množstva spojiva, mechanické a chemické spevnenie zeminy), 4. výmenou zeminy pod pláňou za materiál (zeminu) s kvalitatívne lepšími vlastnosťami, 5. pridaním ďalšej mechanicky spevnenej zeminy, alebo zeminy (materiálu) spevnenej hydraulickým spojivom. c) Vystuženie podložia geotextíliami, (geosieťami alebo geomrežami) alebo podobnými výrobkami v zmysle STN , respektíve STN Technicko-ekonomicky najvýhodnejším riešením pre poľné cesty bude vo väčšine prípadov mechanické alebo chemické (so spojivom) zlepšenie zeminy podložia. Tieto spôsoby súčasne i zlepšujú ochranu vozovky pred nepriaznivými účinkami premŕzania podložia. Uplatnením nových mechanizmov výkonných zemných fréz a dôsledným výberom typu spojiva podľa typu zeminy sa v mnohých prípadoch dá využiť i zemina, ktorú treba podľa normy odstrániť. Najviac používanými spojivami sú: Cement vhodné sú troskoportlandské cementy nižších pevnostných tried, splňajúcich požiadavky STN EN

11 Vápno musí spĺňať požiadavky na stavebné vápno CL 90 alebo CL 80. Aby sa dosiahla potrebná účinnosť vápna je potrebné, aby vápno vyhovovalo i požiadavkám na reaktivitu. Táto vlastnosť sa skúša podľa EN Teplota suspenzie vápna a vody musí byť po 25 minútach vyššia ako 60 0 C. Kompozitné spojivá Dorosol: zmes mletej vysokopecnej trosky, portlandského cementu, nehaseného vzdušného vápna a prísad. Doroport: zmes portlandského slinku a vysokopecnej trosky (skladá sa len z komponentov s hydraulickou reakciou). 4.2 Ochranná vrstva Ochranná vrstva chráni vozovku pred nepriaznivými účinkami premŕzania podložia tým, že zväčšuje jej tepelný odpor. Ochranná vrstva je spravidla súčasťou konštrukcie vozovky a jej použitie závisí od vodného a teplotného režimu vozovky a od druhu zeminy v jej podloží. Materiál ochrannej musí byť nenamŕzavý najčastejšie sa používa štrkopiesok alebo štrkodrvina. Od použitia ochrannej možno upustiť, ak je podložie vozovky z nenamŕzavého alebo mierne namŕzavého materiálu s dostatočnou únosnosťou pri vhodnom vodnom režime. Namŕzavosť môžeme posudzovať podľa zrnitosti (STN ) alebo pomocou priamej skúšky namŕzavosti (STN ). 4.3 Podkladové Nestmelené podkladové Ako nestmelené sa vo vozovke používajú ochranná vrstva a nestmelená podkladová vrstva. Nestmelená podkladová vrstva plní funkciu nosnej vozovky. Tieto prenášajú dopravné zaťaženie vysokým vnútorným trením jednotlivých zŕn kameniva v zmesi. Vozovky, v ktorých sú použité vykazujú vyššie hodnoty trvalých deformácií ako vozovky s podkladovými vrstvami z hydraulicky stmelených materiálov. Použité typy nestmelených podkladových vrstiev štrkodrvina a mechanicky spevnené kamenivo platí v STN Vzhľadom na vyššiu technologická náročnosť vibrovaného štrku nedoporučujeme jej použitie pri stavbe poľných vozoviek. Hydraulicky stmelené podkladové V našich podmienkach sú najviac používanými typmi podkladových vrstiev vozoviek hydraulicky stmelené. Tieto prenášajú dopravné zaťaženie svojou vysokou tuhosťou, preto sa používajú najmä pre silne zaťažené úseky. Avšak možnosť ich výroby priamo na mieste s využitím miestnych zdrojov alebo využitie už zabudovaných materiálov pri recyklačných technológiách umožňuje ich ekonomické využitie i pri stavbe poľných vozoviek. Tieto typy podkladových vrstiev sú odolné voči tvorbe trvalých deformácií, ich problémom však je, vzhľadom na ich tuhosť vznik zmrašťovacích trhlín. Medzi hydraulicky stmelené podkladové vhodné pre poľné vozovky patria stabilizácie podľa STN Kvalitatívne sa stabilizácie delia na tri skupiny S I, S II a S III. Ako spojivo sa používa cement, pomaly tuhnúce spojivo alebo vápno. Charakteristickým znakom týchto zmesí je, že popri pevnostných kritériách vyjadrených ako pevnosť v tlaku po 7 resp. 28 dňoch musia spĺňať i požiadavky na odolnosť voči vode a účinkom mrazu, ktorá je vyjadrená ako pevnosť v tlaku po 28 dňoch a predpísaných cykloch zmrazovania a rozmrazovania. Typy hydraulických vrstiev uvádzaných v STN kamenivo spevnené cementom KSC a valcovaný betón nie sú vzhľadom na vysokú tuhosť vhodné pre použitie v podkladových vrstvách poľných vozoviek. Zavedenie európskych noriem STN EN až 5 do našej normalizačnej sústavy v podstate nezmenilo požiadavky na hydraulicky stmelené podkladové používané u nás. Základné požiadavky na kamenivo stmelených i nestmelených vrstiev vozovky sú uvedené v STN EN Je možné použiť i Katalógové listy kameniva vydané Ministerstvom dopravy spojov a telekomunikácií ( 11

12 4.4 Vrstvy krytu Hutnené asfaltové zmesi Pre použitie v krytových vrstvách poľných vozoviek s vyšším zaťažením sú vhodné hutnené asfaltové zmesi vyrábané podľa STN Zmesi typu asfaltový betón (AB) sa používajú v obrusných vrstvách v hrúbkach 50 až 70 mm a zmesi typu obaľované kamenivo (OK) v ložných vrstvách v hrúbkach 70 mm. Výhodou týchto konštrukčných vrstiev je rýchlosť zhotovenia a odolnosť voči účinkom klimatických vplyvov. Nevýhodou je ich citlivosť na teplotu a pri nesprávnom návrhu náchylnosť na tvorbu trvalých deformácií. V prípade požiadaviek projektanta je treba použiť zmes, u ktorej výrobca deklaruje zvýšenú odolnosť voči tvorbe trvalých deformácií. Emulzné mikrokoberce a nátery Pre poľné vozovky s nižším zaťažením navrhujeme aplikovať obrusné z emulzných mikrokobercov (STN ) v hrúbkach 10 až 15 mm. alebo z náterov (STN ). Tieto zamedzujú prenikaniu vody do konštrukcie vozovky a tým prispievajú k ich životnosti. Požiadavky na kamenivo hutnených asfaltových zmesí, náterov a emulzných mikrokobercov sú uvedené v STN EN Je možné použiť i Katalógové listy kameniva vydané Ministerstvom dopravy spojov a telekomunikácií ( 4.5 Recyklačné technológie Recyklačné technológie sa v súčasnosti stávajú z celospoločenského hľadiska čoraz dôležitejšími. Dôvodom na ich použitie pri stavbe poľných ciest je najmä ekonomické zhodnotenie zabudovaných materiálov, pri znižovaní nepriaznivých vplyvov na životné prostredie. Recyklačné technológie delíme v zásade na tzv. studené a horúce, pričom obe skupiny sa delia na recyklácie na mieste a vo výrobniach. Z hľadiska použitia pri stavbe a obnove poľných ciest sú významnejšie technológie na mieste. Recyklácia za studena na mieste Podstatou tejto technológie je premiešanie jestvujúcich vrstiev vozovky výkonným strojom (recyklérom) za súčasného pridania spojiva a v prípade potreby i prídavného kameniva. Ako spojivo sa používa cement, asfaltová emulzia a spenený asfalt v rôznych kombináciách. Ak sa ako spojivo použije iba cement, je výsledkom hydraulicky stmelená podkladová vrstva. Pri použití kombinácie spojív vznikne nová konštrukčná vrstva z recyklovaného materiálu. Recyklácia za horúca na mieste Do tejto skupiny patria tieto technológie znovupoužitia hutnených asfaltových vrstiev: Reshape - technológia úpravy priečneho profilu vozovky. Táto metóda sa používa na znovuzískanie rovnosti obrusnej asfaltovej s veľmi malými trvalými deformáciami. Repave - technológia úpravy priečneho profilu vozovky s položením novej asfaltovej. Remix - technológia úpravy priečneho profilu vozovky s pridaním chýbajúcich komponentov zmesi s premiešaním. Remix plus - technológia úpravy priečneho profilu vozovky s pridaním chýbajúcich komponentov zmesi s premiešaním zmesí a položením novej asfaltovej. Strojové zariadenie používané pri týchto technológiách tzv. Remixér umožňuje dohriatie a rozpojenie asfaltovej, pridanie a premiešanie asfaltu, špeciálnych prísad a asfaltovej zmesi, zarovnanie do priečneho profilu a predhutnenie výslednej zmesi. Návrhové charakteristiky recyklovaných asfaltových zmesí sú rovnaké ako pri klasických zmesiach. 12

13 5 Kontrola kvality Požiadavky noriem Základom správnej funkcie vozovky je dodržanie proklamovaných charakteristík použitých materiálov ako i konštrukčných vrstiev z ktorých sa skladá. V jednotlivých normách sú uvedené požiadavky na vlastnosti, ktoré treba kontrolovať, hodnoty, ktoré treba dosiahnuť ako i početnosť kontrolných skúšok. Preukazovanie zhody Vzhľadom na platnosť zákona č. 90/1998 Z.z. o stavebných výrobkoch v znení neskorších predpisov ako i súčasný stav preberania európskych noriem sa do popredia stále viac dostáva zodpovednosť výrobcu za kvalitu ním vyrábaných výrobkov. Prakticky to znamená, že materiály použité pri stavbe poľných vozoviek musia mať označenie C SK (pri preukazovaní zhody so slovenskými technickými špecifikáciami), resp. označenie CE (pri preukazovaní zhody s európskymi technickými špecifikáciami). Súčasťou elaborátu kvality, ktorý predkladá dodávateľ prác musia byť i vyhlásenia výrobcov o zhode ich výrobkov s požadovanými technickými špecifikáciami. 6 Vstupné údaje 6.1 Dopravné zaťaženie Podkladom pre stanovenie dopravného zaťaženia je počet všetkých nákladných vozidiel za 24 hodín (alebo priemerne za 1 rok) v oboch smeroch: NV/24 hod. Priemerný počet nákladných vozidiel v návrhovom období je: NV ( δ + ) NV p =,5. z k. 0 δ kde δ z a δ k sú koeficienty rastu intenzity nákladnej dopravy. V prípade, že nie sú stanovené investorom, možno ich uvažovať δ z = 1,0 a δ k = 1,5. Redukovaný počet nákladných vozidiel v jednom smere a v jednom pruhu sa vypočíta podľa rovnice: NV red = C1. C2. C3. C4. NV p kde C1 je súčiniteľ prevodu dopravného zaťaženia cestnej komunikácie na jeden smer a jeden pás, pre nákladné vozidlá uvažujeme: potom: C1 = 0,500 C2 súčiniteľ vyjadrujúci pravdepodobnosť opakovania zaťaženia v profile dimenzovaného pruhu, pre poľné cesty uvažujeme C2 = 1,000 C3 súčiniteľ vyjadrujúci mieru vyťaženia nákladných vozidiel, ak nie sú k dispozícii údaje o hmotnosti vozidiel a zaťažení náprav (z váženia vozidiel), uvažujeme na poľnej ceste vyťaženie vozidiel 80 %, čo zodpovedá hodnote: C3 = 0,623 C4 súčiniteľ vyjadrujúci zvýšený účinok dopravného zaťaženia, pre zaraďovacie pruhy a stúpacie pruhy na poľnej ceste C4 = 1,200 NV red = C1. C2. C3. C4. NV p = 0,374 NV p 13

14 Celkový počet nákladných vozidiel za návrhové obdobie n o rokov je NV c = NV red n o Návrhové obdobie pre poľné cesty sa uvažuje spravidla 20 rokov, t.j. n 0 =20, ak investor neurčí iné návrhové obdobie. Ekvivalentný počet návrhových náprav (100 kn) sa vypočíta z rovnice: N c = C5. NV c Koeficient C5 je možné u štandardných nákladných vozidiel uvažovať s hodnotou C5=2,0. V prípade, že sa jedná o neštandardné vozidlá (špeciálne stroje a prepravníky) je možné súčiniteľ C5 vypočítať pomocou prevodu účinkov rôznych typov nákladných vozidiel v dopravnom prúde na účinok návrhovej nápravy (100 kn). Vypočítame ho zo vzťahu: C5 = m i= 1 kde m je počet náprav na vozidle, pi. Pi pn. Pn pi priemerný dotykový tlak pneumatiky kolies prepočítavanej nápravy m, v jednotkách MPa Pi pn P M zaťaženie kolesa prepočítavanej nápravy m uvádzané v kn, priemerný dotykový tlak pneumatiky kolesa návrhovej nápravy pn = 0,65 MPa, zaťaženie kolesa návrhovej nápravy uvádzané Pn = 50 kn. 3,5 Zjednodušený výpočet dopravného zaťaženia Ak máme dvojpruhovú poľnú cestu, kde prejde počet NV nákladných vozidiel za 24 hodín v obidvoch smeroch, potom Nc vypočítame: 6.2 Podložie Dosadením dostávame Nc = NV zaokrúhlene Nc=C5.365.n o. 0,374. 0,5.(1,0+1,5).NV Nc = NV Kde NV je počet nákladných vozidiel v obidvoch smeroch za 24 hodín. Návrhová únosnosť podložia poľnej vozovky sa vyjadruje modulom pružnosti zeminy pre návrhové podmienky E n,s [MPa]. Určuje sa na základe výsledkov inžiniersko-geologického prieskumu a výsledkov laboratórnej skúšky pomeru únosnosti zeminy CBR pri návrhových podmienkach: návrhovej objemovej hmotnosti ρ d,n a návrhovej vlhkosti zeminy w n. Predbežné informácie o vlastnostiach zemín získavame pomocou ich klasifikácie. Klasifikáciu zemín robíme hlavne na základe: zrnitostného rozboru, stanovenia medze konzistencie a namŕzavosti zemín. Návrhové hodnoty parametrov zhutnenia stanovíme pre: a) jemnozrnné (súdržné) zeminy zo vzťahu - návrhová vlhkosť zeminy w n w w + w n = opt. 14

15 - návrhová objemová hmotnosť ρ d,n ρ d, n ξ = wn ξ ρ s keď hodnota prírastku vlhkosti w a saturácia pórov ξ je závislá od druhu zeminy (tab. č. 4). Tabuľka č. 4 Prírastok vlhkosti a saturácia pórov Názov zeminy Symbol Prírastok vlhkosti w [%] štrkovité zeminy GW, GP, GF 0 0,6 hlina s nízkou plasticitou ML 1,0 0,80 hlina piesčitá, hlina MS, MI 2.0 0,87 hlina s vysokou plasticitou MH 3,0 0,93 Saturácia pórov ξ b) hrubozrnné (nesúdržné) zeminy zo vzťahu - návrhová vlhkosť zeminy w n w n. 1 1 = ξ.100 ρd ρs pre ξ = 0,60. - návrhová objemová hmotnosť ρ d,n sa uvažuje hodnotou relatívnej uľahlosti I D podľa normy STN Návrhová únosnosť podložia Redukovaná (jarná, najmenšia) únosnosť podložia sa vypočíta pomocou rovnice: E p,j = u. E p keď u = f (vodný režim, namŕzavosť, H v /h pr ) s hodnotami <0,55 0,96> Návrhová únosnosť podložia E n [MPa] sa odvodzuje z hodnoty CBR zeminy pomocou grafu na obrázku č. 2. Ak je návrhová hodnota modulu pružnosti podložia E n,s menšia ako 30 MPa je potrebné navrhnúť úpravu podložia tak, aby bola v rozmedzí 30 až 60 MPa. 15

16 100 G ra f n a u r č e n i e n á v r h o v e j ú n o s n o s t i p o d l o ž i a Návrhový modul pružnosti E n,p [MPa] N e s ú d r ž n á z e m i n a (p i e s k y) Jemnozrnné zeminy (súdržné) Pevnosť CBR pri návrhových podmienkach Návrhová únosnosť upraveného podložia Obrázok č. 2 Vzťah CBR a návrhového modulu Vrstvu upraveného podložia zvyšujúcu jeho únosnosť možno vo výpočtoch zahrnúť do podložia (pružného polpriestoru) a zmeniť hodnoty parametrov takéhoto upraveného podložia: E n,p [MPa] a µ p. Modul pružnosti upraveného podložia E n,p respektíve hrúbku zlepšujúcej z určitého materiálu potrebnú na dosiahnutie požadovanej hodnoty ekvivalentného modulu možno stanoviť pomocou grafov v obrázkoch č.3 až č. 5. Modul pružnosti zlepšujúcej, ako návrhová výpočtová hodnota sa berie podľa druhu použitého materiálu: nestmelený zrnitý mat. (štrkopiesok) ŠP 120 MPa štrkodrvina ŠD 350 MPa stabilizácia S III 600 MPa 16

17 75 Zvýšenie modulu pružnosti podložia vrstvou štrkopiesku ŠP - s modulom pružnosti E = 120 MPa Modul pružnosti zlepšeného podložia vrstvou ŠP, MPa h=40 h=35 h=30 h=25 h=20 h= Modul pružnosti neupraveného podložia, E p, MPa Obrázok č. 3 Zlepšenie modulu pružnosti vrstvou štrkopiesku Modul pružnosti zlepšeného podložia vrstvou ŠD, MPa Zvýšenie modulu pružnosti podložia vrstvou štrkodrviny ŠD - s modulom pružnosti E = 350 MPa h=40 h=35 h=30 h=25 h=20 h=15 Modul pružnosti neupraveného podložia, E p, MPa Obrázok č. 4 Zlepšenie modulu pružnosti vrstvou štrkodrviny 17

18 175 Zvýšenie modulu pružnosti podložia vrstvou cementovej stabilizácie SC III s modulom pružnosti E = 600 MPa 165 Modul pružnosti zlepšeného podložia vrstvou MSK alebo SC III, MPa h=40 h=35 h=30 h=25 h=20 h= Modul pružnosti neupraveného podložia, E p, MPa Obrázok č. 5 Zlepšenie modulu pružnosti vrstvou cementovej stabilizácie 6.3 Charakteristiky klimatických podmienok Klimatické podmienky územia, na ktorom sa navrhuje poľná vozovka treba charakterizovať indexom mrazu I m [ o C.deň], odvodenou hĺbkou premŕzania vozovky a podložia a pre teplotný režim asfaltových vozoviek (na území Slovenska) použiť ako charakteristiky priemerné teploty asfaltových vrstiev podľa návrhovej metódy: - v zimnom období (0,2 roka) 0 o C, - na jar a na jeseň (0,5 roka) +11 o C, - v letnom období (0,3 roka) +27 o C. Potrebný tepelný odpor vozovky R v,potr. získame zo vzťahu: R v, potr. = 0178, I λ 0 0, 3 m, n h λ z, dov. z kde I m,n je index mrazu. Je to maximálna hodnota postupného súčtu záporných hodnôt priemernej teploty vzduchu/ I m,n ( o C, deň). Podkladom sú mapy návrhových hodnôt indexu mrazu v SR uvedené v STN h z,dov. - dovolená hrúbka zamrznutej zeminy v podloží [m], λ 0 - súčiniteľ tepelnej vodivosti vzťažného materiálu, λ 0 = 1,75 W.m -1.K -1, λ z - súčiniteľ tepelnej vodivosti zamrznutej zeminy v podloží [W.m -1.K -1 ]. h z,dov. dovolená hrúbka zamrznutej zeminy v podloží získame z tabuľky č

19 Tabuľka č. 5 Dovolená hrúbka premrznutej zeminy v podloží h z,dov Vodný režim podložia h z,dov (m), ak je v podloží zemina mierne namŕzavá, namŕzavá nebezpečné namŕzavá pre triedy dopravného zaťaženia I, II I, II Difúzny 0,75 0,70 Pendulárny 0,70 0,60 Kapilárny 0,60 0,50 Klasifikácia vodného režimu podložia stanovíme na základe podmienok: - vodný režim difúzny h pv h pr + 2 h s - vodný režim pendulárny h pv + h s < h pr + 2 h s - vodný režim kapilárny h pv h pr + h s kde h pv je vzdialenosť priemernej hladiny podzemnej vody od nivelety vozovky (m) h pr - hĺbka premrznutia vozovky a podložia, h s - kapilárna výška pre plné nasýtenie zeminy. Približná hĺbka h = 0, 05 I (m) pr m Schéma na hodnotenie vodného režimu je na obrázku č.5. V prípade, že nemáme podrobnejšie informácie, môžeme pre približné stanovenie R potr. použiť tabuľku č. 6. Obrázok č. 6 Vodný režim 19

20 Návrhový index mrazu Tabuľka č. 6 Hodnotenie vodného režimu Vodný režim Potrebná hodnota tepelného odporu vozovky R v,p [m 2.K.W -1 ] Mierne namŕzavá, namŕzavá zemina piesčitá zemina S λ z =2,18 W.m -1.K -1 Nebezpečne namŕzavá zemina prachovitá zemina M λ z =1,93 W.m -1.K -1 Ílovitá zemina C λ z =1,68 W.m -1.K difúzny 0,155 0,136 0, pendulárny 0,178 0,188 0, kapilárny 0,223 0,240 0, difúzny 0,219 0,200 0, pendulárny 0,242 0,252 0, kapilárny 0,288 0,304 0, difúzny 0,270 0,251 0, pendulárny 0,293 0,303 0, kapilárny 0,339 0,355 0, difúzny 0,312 0,294 0, pendulárny 0,335 0,345 0, kapilárny 0,381 0,397 0, difúzny 0,349 0,331 0, pendulárny 0,372 0,382 0, kapilárny 0,418 0,434 0, difúzny 0,382 0,363 0, pendulárny 0,405 0,415 0, kapilárny 0,451 0,467 0,428 7 Postup pri návrhu konštrukcie vozovky pomocou katalógu 7.1 Návrh poľnej vozovky Konštrukcie vozoviek uvedené v jednotlivých katalógových listoch majú skladbu vrstiev a hrúbky vrstiev zodpovedajúce uvádzaným podmienkam: dopravnému zaťaženiu, únosnosti podložia a klimatickým podmienkam. Ich skladba bola posúdená pomocou kritérií používanej návrhovej metódy, ktoré sa týkajú: - porušenia stmelených materiálov namáhaním v ťahu pri ohybe, - prípustného vertikálneho napätia na podložie, - ochrany vozovky a podložia pred účinkami mrazu. Vzhľadom na rôzne podmienky pri stavbe vozoviek (využitie miestnych materiálov, dopravné vzdialenosti, dostupná technológia a i.), môže sa urobiť v konkrétnom prípade aj technickoekonomická optimalizácia. Základné údaje potrebné pre výber konštrukcie pomocou katalógových listov sú: 20

21 - veľkosť dopravného zaťaženia vyjadrená počtom návrhových náprav N c za celé návrhové obdobie, vypočítané postupom podľa časti 2.1 tohto katalógu, - únosnosť podložia vyjadrená modulom pružnosti E n [MPa] určená postupom podľa časti 2.2 tohto katalógu, - potrebný tepelný odpor vozovky R v,potr. [m 2.K.W -1 ] vypočítaný pre klimatické podmienky územia postupom podľa časti 6.3 tohto katalógu. 7.2 Konštrukcie vozoviek poľných ciest Konštrukcie asfaltových vozoviek pre poľné vozovky majú vo všeobecnosti: krytové, - obrusná vrstva z asfaltových zmesí, - ložná vrstva z asfaltových zmesí, podkladové, - horná podkladová vrstva z asfaltových zmesí, - spodná podkladová vrstva zo stmelených, ochrannú vrstvu. Pri špecifických podmienkach je možné určitú konštrukčnú vrstvu (priaznivý vodný režim a pod.) vynechať. Prehľad skladieb konštrukcií asfaltových vozoviek s využitím vybraných materiálov pre poľné vozovky je urobený v tabuľke č. 7. Tabuľka č. 7 Prehľad konštrukcií asfaltových vozoviek Číslo katalógového listu Krytové Podkladové Obrusná Ložná Horná Spodná Ochranná vrstva Modul pružnosti podložia (MPa) Tiaž na nápravu (tony) Dopravné zaťaženie (.10 6 ) 1 EMKS + EMKH * ŠD ŠD 45 7,5 0,1 2 ABS II ŠD ŠD 30 7,5 0,1 3 EMKS + EMKH * S III ,5 0,1 4 ABS II S III ,5 0,1 5 EMKS + EMKH * S I S III ,1 6 EMKS + EMKH * S I S III ,1 7 EMKS + EMKH * S I S III ,1 8 ABS II S I ŠD ABS II S I ŠD ABS II S I ŠD ABS II S I S III ABS II S II S III ABS II ABH II S II ŠD ABS II ABH II S I ŠD ABS II S I S III

22 Číslo katalógového listu Krytové Podkladové Obrusná Ložná Horná Spodná Ochranná vrstva Modul pružnosti podložia (MPa) Tiaž na nápravu (tony) Dopravné zaťaženie (.10 6 ) 16 ABS I ABH I OKH I S I ŠD ABS I ABH I OKH I S I ŠD ABS I ABH I S I S III ABS I ABH I S II S III ABS I ABH I OKH I S I S III ABS I ABH I OKH I S II S III Poznámka: * Vrstvy emulzné mikrokoberca EMK možno nahradiť nátermi podľa STN Požiadavky na správny návrh konštrukcie vozovky Konštrukcie vozoviek so skladbou vrstiev z vybraných cestných stavebných materiálov boli navrhnuté a posúdené pomocou kritérií návrhovej metódy. Parametre charakterizujúce každú konštrukciu vozovky uvedenú v katalógovom liste, ktoré je potrebné porovnať s požadovanými hodnotami sú: tepelný odpor vozovky R v [m 2.K.W -1 ], ktorý má spĺňať požiadavku: Rv R v, potr. prevádzková výkonnosť vyjadrená teoretickým množstvom návrhových náprav, ktoré môže vozovka preniesť bez porušenia Nc (keď tiaž nápravy je 2.P = 100 kn), pričom musí byť splnená podmienka: N c N c,max. súčiniteľ využitia únavovej pevnosti materiálu stmelenej (kritickej), ktorý podľa kritérií návrhovej metódy má byť pre poľnú vozovku: SV ( 0,85 1) a súčasne vyjadruje posúdenie spoľahlivosti konštrukcie založené na riešení modelu vozovky a únavy materiálov, keď miera spoľahlivosti je: MS = 1 SV stabilita podložia, ktorá je vyjadrená pomerom najväčšej hodnoty vertikálneho napätia na podloží od návrhovej nápravy σz,max a prípustného vertikálneho napätia σz,dov. podľa návrhovej metódy, pričom má byť splnená podmienka: σ z, max. σ z, dov. Okrem splnenia vyššie uvedených podmienok je potrebné dodržať i nasledovné technologické požiadavky: - splnenie všetkých parametrov vlastností materiálov a vrstiev poľnej vozovky uvedených v príslušných normách STN; 22

23 - splnenie všetkých nadštandardných parametrov vlastností materiálov a vrstiev poľnej vozovky uvedených v príslušných katalógových listoch; - technologické zabezpečenie dokonalého kontaktu medzi všetkými vrstvami poľnej vozovky. 8 Príklad návrhu vozovky Pre návrh konštrukcie vozovky na poľnej ceste DX, potrebný v rámci dokumentácie pre stavebné povolenie (DSP), boli získané údaje: - o dopravnom zaťažení poskytnuté prevádzkovateľom vozovky, - z inžiniersko-geologického prieskumu o vlastnostiach zemín v podloží a vodnom režime. Klimatické podmienky územia sú charakterizované priemernou ročnou teplotou vzduchu a indexom mrazu I m,n = 400 o C. Dopravné zaťaženie Z údajov investora vyplýva, že vozovka je dvojpruhová a po vozovke prejde za 24 hodín v obidvoch smeroch 100 nákladných vozidiel. Použijeme zjednodušený výpočet dopravného zaťaženia: Únosnosť podložia N c = = N c = 700 tis. návrhových náprav Podľa inžiniersko-geologického prieskumu sa v trase poľnej cesty vyskytujú prevažne jemnozrnné zeminy. V podloží vozovky v odkopoch, ale aj na násypoch bude hlina (MS, MI). Objemová hmotnosť hliny podľa skúšky PS je 1820 kg.m -3 a optimálna vlhkosť 15,2 %. Návrhová únosnosť podložia bola odvodená z pevnosti zeminy CBR pri návrhových podmienkach. Podľa tabuľky č. 4 je w = 2 %. Návrhová vlhkosť: w n = w opt + w Návrhová objemová hmotnosť w n = w opt + 2 % W n = 15,2+2 = 17,2 % ρ d, n ξ = wn kde saturácia pórov bude podľa tabuľky č. 4 ξ = 0,87 a ρ s =2720 kg.m -3 ρ ξ ρ 0,87 3 d, n = = 1770 kg. m 0, ,31985 s 23

24 V laboratóriu bola pre vyrátané návrhové podmienky zistená pevnosť: CBR = 5 %. Podľa prevodového grafu na obrázku č.2 CBR/E tejto hodnote zodpovedá E n = 33 MPa. Vstupné údaje - dopravné zaťaženie návrhových náprav, čo je menej ako 1 milión návrhových náprav, - modul pružnosti podložia je 33 MPa, t.j. uvažujeme návrhový modul pružnosti podložia E p,n = 30 MPa, - hladina spodnej vody je hlbšie ako 5 m a zemina podložia je vhodná na stabilizovanie. Výber vozovky poľnej cesty z katalógu vozoviek Na základe dostupných vstupných údajov vyberieme katalógový list č.12. Skladba vozovky bude: ABS I 70 mm S I 200 mm S III 250 mm Spolu 520 mm E p,n = 30 MPa Celková hrúbka je 520 mm. Hrúbky platia s podmienkou splnenia požiadaviek na vlastnosti materiálov jednotlivých vrstiev tak, ako sú uvedené v katalógových listoch. Posúdenie ochrany vozovky proti poruchám mrazom: požiadavka je, aby R v > R v,potr. kde R v,p podľa tabuľky 6 bude pre prachovitú, nebezpečne namŕzavú zeminu, pendulárny vodný režim a návrhový index mrazu 400 o C, deň. Podmienka je splnená. R v,potr. = 0,303 m 2.KW -1 hi R v = λ, podľa katalógu = 0,343 m2 KW -1 i 0,342 > 0,303 R v > R v,potr. Konštrukcia vozovky katalógového listu č. 12 spĺňa všetky požadované kritéria. 9 Katalógové listy Na nasledujúcich stránkach sú jednotlivé katalógové listy č.1 až č

25 K a t a l ó g o v ý l i s t p oľnej vozovky P1 maximálna hmotnosť na nápravu 7,5 ton dopravné zaťaženie o tiaži 75 kn je náprav hladina spodnej vody je menej ako 4 m od rastlého terénu Použitie vozovky: Vozovka je určená pre dopravné zaťaženie, kde maximálne osové zaťaženia na nápravu je 7,5 ton. Číslo Označenie Hrúbka h (mm) Opis materiálu jednotlivých vrstiev 1 EMKS 10 Emulzný mikrokoberec vrchná vrstva podľa STN EMKH 15 Emulzný mikrokoberec spodná vrstva podľa STN , na podklad je potrebné nastriekať spojovací asfaltový postrek 3 ŠD 200 Vrstva zo štrkodrviny podľa STN , doporučená frakcia 0-32, požadovaná hodnota modulu deformácie Edef2 na vrstve ŠD je Edef2 > 100 MPa 4 ŠD 200 Hrúbka vozovky 425 Vrstva zo štrkodrviny podľa STN , doporučená frakcia 0-16, vrstva musí spĺňať kritérium filtračné a kritérium nepremiešania zŕn ŠD s podložím, požadovaná hodnota modulu deformácie Edef2 na vrstve ŠD je Edef2 > 70 MPa Modul pružnosti podložia 45 MPa Požadovaná meraná hodnota modulu deformácie Edef2 na podloží je Edef2 > 60 MPa Technické údaje o vozovke Tepelný odpor vozovky Rv 0,200 m 2.K.W -1 Súčiniteľ využitia SV - Stabilita podložia σz/ σz,dov 0,898 Miera spoľahlivosti MS - Prevádzková výkonnosť Nc 1, návrhových náprav o tiaži 75 kn 25

26 K a t a l ó g o v ý l i s t p oľnej vozovky P 2 maximálna hmotnosť na nápravu 7,5 ton dopravné zaťaženie o tiaži 75 kn je náprav hladina spodnej vody je menej ako 4 m od rastlého terénu Použitie vozovky: Vozovka je určená pre dopravné zaťaženie, kde maximálne osové zaťaženia na nápravu je 7,5 ton. Číslo Označenie Hrúbka h (mm) Opis materiálu jednotlivých vrstiev 1 ABS II 70 Asfaltový betón strednozrnný podľa STN ŠD 200 Vrstva zo štrkodrviny podľa STN , doporučená frakcia 0-32, požadovaná hodnota modulu deformácie Edef2 na vrstve ŠD je Edef2 > 100 MPa 3 ŠD 200 Hrúbka vozovky 470 Vrstva zo štrkodrviny podľa STN , doporučená frakcia 0-16, vrstva musí spĺňať kritérium filtračné a kritérium nepremiešania zŕn ŠD s podložím, požadovaná hodnota modulu deformácie Edef2 na vrstve ŠD je Edef2 > 70 MPa Modul pružnosti podložia 30 MPa Požadovaná meraná hodnota modulu deformácie Edef2 na podloží je Edef2 > 45 MPa Technické údaje o vozovke Tepelný odpor vozovky Rv 0,250 m 2.K.W -1 Súčiniteľ využitia SV - Stabilita podložia σz/ σz,dov 0,437 Miera spoľahlivosti MS - Prevádzková výkonnosť Nc 3, návrhových náprav o tiaži 75 kn 26

27 K a t a l ó g o v ý l i s t p oľnej vozovky P 3 maximálna hmotnosť na nápravu 7,5 ton dopravné zaťaženie o tiaži 75 kn je náprav hladina spodnej vody je viac ako 4 m od rastlého terénu Použitie vozovky: Vozovka je určená pre dopravné zaťaženie, kde maximálne osové zaťaženia na nápravu je 7,5 ton. Číslo Označenie Hrúbka h (mm) Opis materiálu jednotlivých vrstiev 1 EMKS 10 Emulzný mikrokoberec vrchná vrstva podľa STN EMKH 15 Emulzný mikrokoberec spodná vrstva podľa STN , na podklad je potrebné nastriekať spojovací asfaltový postrek 3 S III 250 Hrúbka vozovky 275 Cementová stabilizácia kvalitatívnej triedy III podľa STN miešanie so spojivom na mieste, medzné čiary záväzné; na vrstve použiť spojovací asfaltový postrek, požadovaná hodnota modulu deformácie Edef2 na vrstve S III je Edef2 > 100 MPa Modul pružnosti podložia 30 MPa Požadovaná meraná hodnota modulu deformácie Edef2 na podloží je Edef2 > 45 MPa Technické údaje o vozovke Tepelný odpor vozovky Rv 0,167 m 2.K.W -1 Súčiniteľ využitia SV - Stabilita podložia σz/ σz,dov 0,894 Miera spoľahlivosti MS - Prevádzková výkonnosť Nc 3, návrhových náprav o tiaži 75 kn 27

28 K a t a l ó g o v ý l i s t p oľnej vozovky P 4 maximálna hmotnosť na nápravu 7,5 ton dopravné zaťaženie o tiaži 75 kn je náprav hladina spodnej vody je viac ako 4 m od rastlého terénu Použitie vozovky: Vozovka je určená pre dopravné zaťaženie, kde maximálne osové zaťaženia na nápravu je 7,5 ton. Číslo Označenie Hrúbka h (mm) Opis materiálu jednotlivých vrstiev 1 ABS II 70 Asfaltový betón strednozrnný podľa STN S III 250 Hrúbka vozovky 320 Cementová stabilizácia kvalitatívnej triedy III podľa STN miešanie so spojivom na mieste, medzné čiary záväzné; na vrstve S III použiť spojovací asfaltový postrek, požadovaná hodnota modulu deformácie Edef2 na vrstve S III je Edef2 > 100 MPa Modul pružnosti podložia 30 MPa Požadovaná meraná hodnota modulu deformácie Edef2 na podloží je Edef2 > 45 MPa Technické údaje o vozovke Tepelný odpor vozovky Rv 0,217 m 2.K.W -1 Súčiniteľ využitia SV - Stabilita podložia σz/ σz,dov 0,636 Miera spoľahlivosti MS - Prevádzková výkonnosť Nc 6, návrhových náprav o tiaži 75 kn 28