NÁVRH A POSÚDENIE SKLADBY VOZOVKY cesta III/520006 a MK v obci Novoť. Akcia : Investor : Obecný úrad Novoť Miesto : k.ú. Novoť, okres Námestovo Obsah 1. Úvod 2. Použité podklady 3. Popis konštrukcie vozovky 4. Posúdenie vozovky 5. Záver V Košiciach dňa: máj 2014 Vypracoval: Ing. Miroslav Dilský.
Použité označenia a pojmy N c - celkový počet návrhových náprav TDZ - trieda dopravného zaťaženia E - modul pružnosti μ - Poissonovo číslo h - hrúbka konštrukčnej vrstvy vozovky 1. Úvod Predmetom návrhu a posúdenia je oprava a rekonštrukcia miestnych komunikácii v obci Novoť na ceste III/520006. Miestne komunikácie sú v dôsledku výstavby v obci v havarijnom stave a je potrebná komplexná rekonštrukcia. Účelom tejto dokumentácie je návrh a posúdenie skladby vozovky pre komunikácie na čerpacej stanici. 2. Použité podklady Ako podklady pre vypracovanie Expertízneho posúdenia vozovky: [1] TS 0803/2003 Navrhovanie cementobetónových vozoviek na pozemných komunikáciách, MDPaT SR, Bratislava, 2003 [2] TP 3/2009 Navrhovanie netuhých a polotuhých vozoviek, SSC Bratislava, 2009 [3] TKP časť 5 Podkladové vrstvy, 2010 [4] TKP 37/2011 Asfaltocementové vrstvy vozoviek, MDPaT SR, 2011 [5] STN 73 6123 Stavba vozoviek. Cementobetónové kryty, 1996 [6] STN 73 6125-Stavba vozoviek. Stabilizované podklady [7] STN 73 6126-Stavba vozoviek. Nestmelené vrstvy [8] STN EN 13036-7 Povrchové vlastnosti vozoviek a letiskových plôch. Skúšobné metódy. Časť 7: Meranie nerovností vrstiev latou, 2010 [9] STN 73 6114 Vozovky pozemných komunikácií. Základné ustanovenia pre navrhovanie, 1997 3. Vstupné parametre. 3.1 Dopravné zaťaženie: NV 199 Odhad počtu NV na komunikácii δ min 1.00 koeficient rastu δ max 1.25 koeficient rastu NV p 224 = 0,5.(δ min +δ max ).NV - Priemerný počet NV za 24 hod C1 0.50 súč. prevodu na jeden smer C2 1.00 súč. pravdepodobnosti prejazdov v určitej stope C3 0.53 súč. miery vyťažiteľnosti NV C4 1.00 súč. zvýšeného účinku a neštandardného zaťaženia n 0 10 navrhované obdobie v rokoch NV red 59.33 =NV p.c1.c2.c3.c4 - Redukovaný počet NV NV c 216 543 =NV red.365.n 0 - Celokový počet NV C5 1.82 súč. účinku všetkých vozidiel N c 394 108 = C5.NV c - celkový počet navrhovaných náprav Dopravné zaťaž. IV 3.2. Klimatické podmienky: n 0.25 Periodicita pre index mrazu 600 o C Index mrazu- na základe n odčítame z mapy I m,n 2/9
T mr 7.00 o C Priemerná ročná teplota - odčítame z mapy 3.1 Stanovenie návrhovej únosnosti podložia E p,n : Geologický posudok bol realizovaný firmou Geo-p Námestovo vo apríli 2014. Podľa výsledku prieskumu je zloženie podložia rôznorodé. Pod konštrukčnými vrstvami zemného telesa boli zistené vrstvy fluviálnych štrkov a pieskov nepravidelnej hrúbky. Na niektorých miestach sú vrstvy mäkkých ílov, ktoré spôsobujú nepravidelné sadanie. Návrh a posúdenie vozovky bude spracované za predpokladu, že hodnota modulu deformácie zemnej pláne E def2 bude minimálne 50 MPa a pomer E def2 /E def1 dosahoval hodnotu menšiu ako 2.5. Toto musí dodávateľ dokladovať (meranie zhutnenia doskovou statickou zaťažkávacou skúškou podľa STN 73 6190). V prípade, že podložie nespĺňa predpoklady, je potrebné urobiť opatrenia na zlepšenie podložia stabilizáciou cementom, alebo vápnom. Predpokladá sa, že v mieste výskytu nevhodných zemín bude potrebné lokálne vybudovanie geodosky. Pre výpočet predpokladáme pláň ako zemina hlinitá namŕzavá s vodným režimom pendulárnym. Na takto upravenú pláň je navrhnutá vozovka. Korelačné závislosti medzi E p,n a E def,2 možno vyjadriť ako - mocninovú závislosť - - alebo lineárnu závislosť - Dosadením do vzťahov hore dostávame E p,n 66 MPa resp. 57 MPa. Do výpočtu bolo ďalej uvažované E p,n =57 MPa. Pre stredné ročné podmienky (teplota 11ºC) bolo uvažované s redukovanou návrhovou hodnotou z dôvodu zvýšenej saturácie v období jarného odmäku. Túto hodnotu stanovíme : E p,n,j = u.e p,n Hodnotu redukčného súčiniteľa u určíme podľa TP 3/2009. - Hrúbka premrznutia = 1.22 m - Hrúbka vozovky podľa návrhu dole H v = 0.52 m - Hv/hpr = 0.52/1.22 = 0.42 => (na základe tab. 5.3) => u=0.74 Pre ďalší výpočet je návrhová únosnosť podložia : E p,n,j = 0.74*57=42,2 MPa 4. Návrh a posúdenie vozovky 4.1 skladba vozovky skladba 1: - Označenie Hr. E(MPa)Pois.čis. - ACo-11-II - kryt z asfaltobetónu 50mm 7500 0.21 - Položenie samolepiacich sklovlaknitých výstužných geomreží do asfaltových povrchov vozoviek, ktoré budú uložené v celej šírke ryhy s presahom 300 mm na všetky strany - Spojovací postrek - ACl-16-II - podklad z kam. obaľov. asf. 70mm 5700 0.21 - ACp-22-I - podklad z kam. obaľov. asf. 80mm 4500 0.21 - SV - Vibrovaná šrtkodrva fr 0-32 150mm 500 0.25 - SV - Vibrovaná šrtkodrva fr 0-63 150mm 500 0.25 3/9
- zhutnená (zlepšená) zemná pláň 42 0.35 - Spolu: 500mm skladba 2: - Označenie Hr. E(MPa)Pois.čis. - ACo-11-I - kryt z asfaltobetónu 50mm 7500 0.21 - Položenie samolepiacich sklovlaknitých výstužných geomreží do asfaltových povrchov vozoviek, ktoré budú uložené v celej šírke ryhy s presahom 300 mm na všetky strany - Spojovací postrek - AC l-16-ii - podklad z kam. obaľov. asf. 80mm 5700 0.21 - CBGM C5/6 - kamenivo spevnené cementom KSC II 170mm 1200 0.25 - ŠD - podklad zo štrkodrvy 250mm 350 0.30 - zhutnená (zlepšená) zemná pláň 42 0.35 - Spolu: 550mm 4.2 Výpočet a posúdenie: skladba 1: Výpočet bol urobený riešením viacvrstevnatého systému pomocou programu LAYMED. Posudzujeme ako netuhá vozovka SÚHRNNÉ POSÚDENIE VOZOVKY Posudzovaná dolná výpočtová horná výsledok veličina medza hodnota medza hodnotenia súč. využitia stmelen. vrstiev 0.4928 0.9000 VYHOVUJE nestmel. vrstiev 1.5518 1.0000 NEVYHOVUJE podložia 0.0172 0.0382 VYHOVUJE tepelný odpor vozovky 0.3120 0.2857 NEVYHOVUJE Návrh NEVYHOVUJE skladba 2: Výpočet bol urobený riešením viacvrstevnatého systému pomocou programu LAYMED. Posudzujeme ako polotuhá vozovka SÚHRNNÉ POSÚDENIE VOZOVKY Posudzovaná dolná výpočtová horná výsledok veličina medza hodnota medza hodnotenia 4/9
súč. využitia stmelen. vrstiev 0.6870 0.9000 VYHOVUJE nestmel. vrstiev nehodnotí sa podložia nehodnotí sa tepelný odpor vozovky 0.3120 0.3150 VYHOVUJE Návrh VYHOVUJE 5. Záver Úlohou projektu bolo navrhnúť a posúdiť skladbu vozovky pre opravu a rekonštrukciu miestnych komunikácii v obci Novoť na ceste III/520006. Boli navrhnuté dve skladby. Na základe posúdenia návrhov možno konštatovať, že - skladba 1 NEVYHOVUJE z hľadiska stability nespevnených zmesí a tepelného odporu vozovky. - skladba 2 VYHOVUJE Preto odporúčame realizovať opravu a rekonštrukciu vozovky tak, ako je navrhnuté v skladbe 2 Prílohy: 1. Posúdenie programom Laymed Vypracoval: Ing. Miroslav Dilský. 5/9
Príloha č. 1 : Skladba 1- posúdenie programom Laymed VYSLEDNY NAVRH VOZOVKY A JEHO POSUDENIE - DNA 5. 5. 2014 POSUDENIE NAVRHU VOZOVKY 14-15-Navrh vozovky-novoť_2 PROGRAMOM LAYMED-TS0502: VRSTVA C. MATERIAL HRUBKA v cm 1 AC O I 5.0 2 AC L I 7.0 3 AC P I 8.0 4 SV 15.0 5 SV 15.0 Dokonalý kontakt na všetkých stykoch vrstiev *** Údaje o konfigurácii zaťaženia vozovky: Návrhová náprava 100 kn Zaťaž. č. ZX ZY ZRO QN 1 0.0000 17.2000 11.5200-0.6000 2 0.0000-17.2000 11.5200-0.6000 ZX,ZY - súradnice x, y stredu zaťažovacieho kruhu ZRO - polomer zaťažovacieho kruhu QN - intenzita zvislého zaťaženia * Sieť výpočtových bodov: Bod č. v rovine xy vo smere z (č. vrstvy) ------------------------------------------------------ 1 ( 0.00, 0.00) 0.00 ( 1) 2 ( 0.00, 5.68) 5.00 ( 1) 3 ( 0.00, 17.20) 12.00 ( 2) 4 ( 0.00, 28.72) 20.00 ( 3) 5 35.00 ( 4) 6 50.00 ( 5) *** Údaje o dopravnom zaťažení vozovky: Návrhové dopravné zaťaženie NV (za 24 hod.) : 199.0 Priemerný počet NV za 24 hod. v oboch smeroch : 223.9 Dĺžka návrhového obdobia (v rokoch) : 10.0 Celkový počet nákladných vozidiel za návrhové obdobie NV_c : 216543.1 Celkový počet návrhových náprav za návrhové obdobie N_c : 433086.2 trieda dopravného zaťaženia : IV * uvažované hodnoty súčiniteľov: prevod DZ na jeden smer a jeden pás C1 = 0.50 pravdepod.prej.vozidla v určitej stope C2 = 1.00 miera vyťaženosti nosnosti NV C3 = 0.53 zvýšený účinok vozidiel a neštand.zaťaž. C4 = 1.00 prevod účinkov NV na účinok návrh.nápravy C5 = 2.00 rastu dopravy - od SD po rok začatia DELTA_z = 1.00 rastu dopravy - od SD po rok ukonč. DELTA_k = 1.25 6/9
*** Údaje o podloží a vplyve prostredia Vodný režim podložia Namŕzavosť zeminy podložia Typ zeminy podložia (určenie tepelného odporu) : pendulárny : namŕzavá : piesčitá Návrhová hodnota indexu mrazu : 500.0 Návrhová hodnota modulu : 42.00 Poissonovo číslo : 0.350 VÝSLEDKY HODNOTENIA VOZOVKY Vrstva č. súč. využitia poznámka (stability) 1 AC O I 0.0000 2 AC L I 0.1855 PODLA VZTAHU (6.5) 3 AC P I 0.4928 PODLA VZTAHU (6.5) 4 SV 0.8029 PODLA VZTAHU (6.9), FIKT. PEVN. =0.080 5 SV 1.5518 PODLA VZTAHU (6.9), FIKT. PEVN. =0.080 POSÚDENIE ÚNOSNOSTI PODLOŽIA Podmienky modul pruž.,mpa Poiss. číslo priehyb, cm LETNE 42.0 0.350 0.05417 Podmienky dov. namáh.,mpa skut. namáh.,mpa súčin. využitia LETNE 0.03822 0.01721 0.4503 POSÚDENIE TEPELNÉHO ODPORU VOZOVKY Tepelný odpor potrebný = 0.3120 m2k/w Tepelný odpor vozovky vykazovaný RV = 0.2857 m2k/w PREVADZKOVA VYKONNOST PRE JEDNOTKOVY SUCINITEL VYUZITIA = 0.14388E+08 SÚHRNNÉ POSÚDENIE VOZOVKY Posudzovaná dolná výpočtová horná výsledok veličina medza hodnota medza hodnotenia súč. využitia stmelen. vrstiev 0.4928 0.9000 VYHOVUJE nestmel. vrstiev 1.5518 1.0000 NEVYHOVUJE podložia 0.0172 0.0382 VYHOVUJE tepelný odpor vozovky 0.3120 0.2857 NEVYHOVUJE 7/9
Skladba 2- posúdenie programom Laymed VYSLEDNY NAVRH VOZOVKY A JEHO POSUDENIE - DNA 5. 5. 2014 POSUDENIE NAVRHU VOZOVKY 14-15-Navrh vozovky-novoť_1 PROGRAMOM LAYMED-TS0502: VRSTVA C. MATERIAL HRUBKA v cm 1 AC O I 5.0 2 AC L I 8.0 3 CBGM C5/6 17.0 4 SD 25.0 Dokonalý kontakt na všetkých stykoch vrstiev *** Údaje o konfigurácii zaťaženia vozovky: Návrhová náprava 100 kn Zaťaž. č. ZX ZY ZRO QN 1 0.0000 17.2000 11.5200-0.6000 2 0.0000-17.2000 11.5200-0.6000 ZX,ZY - súradnice x, y stredu zaťažovacieho kruhu ZRO - polomer zaťažovacieho kruhu QN - intenzita zvislého zaťaženia * Sieť výpočtových bodov: Bod č. v rovine xy vo smere z (č. vrstvy) ------------------------------------------------------ 1 ( 0.00, 0.00) 0.00 ( 1) 2 ( 0.00, 5.68) 5.00 ( 1) 3 ( 0.00, 17.20) 13.00 ( 2) 4 ( 0.00, 28.72) 30.00 ( 3) 5 55.00 ( 4) *** Údaje o dopravnom zaťažení vozovky: Návrhové dopravné zaťaženie NV (za 24 hod.) : 199.0 Priemerný počet NV za 24 hod. v oboch smeroch : 223.9 Dĺžka návrhového obdobia (v rokoch) : 10.0 Celkový počet nákladných vozidiel za návrhové obdobie NV_c : 216543.1 Celkový počet návrhových náprav za návrhové obdobie N_c : 394974.6 trieda dopravného zaťaženia : IV * uvažované hodnoty súčiniteľov: prevod DZ na jeden smer a jeden pás C1 = 0.50 pravdepod.prej.vozidla v určitej stope C2 = 1.00 miera vyťaženosti nosnosti NV C3 = 0.53 zvýšený účinok vozidiel a neštand.zaťaž. C4 = 1.00 prevod účinkov NV na účinok návrh.nápravy C5 = 1.82 rastu dopravy - od SD po rok začatia DELTA_z = 1.00 rastu dopravy - od SD po rok ukonč. DELTA_k = 1.25 8/9
*** Údaje o podloží a vplyve prostredia Vodný režim podložia Namŕzavosť zeminy podložia Typ zeminy podložia (určenie tepelného odporu) : pendulárny : namŕzavá : piesčitá Návrhová hodnota indexu mrazu : 500.0 Návrhová hodnota modulu : 42.00 Poissonovo číslo : 0.350 VÝSLEDKY HODNOTENIA VOZOVKY Vrstva č. súč. využitia poznámka (stability) 1 AC O I 0.0000 2 AC L I 0.2946 PODLA VZTAHU (6.5) 3 CBGM C5/6 0.6870 PODLA VZTAHU (6.5) 4 SD ---- NEPOSUDZUJE SA ÚNOSNOSŤ PODLOŽIA (informatívne, neposudzuje sa) Podmienky modul pruž.,mpa Poiss. číslo priehyb, cm LETNE 42.0 0.350 0.05099 Podmienky dov. namáh.,mpa skut. namáh.,mpa súčin. využitia LETNE 0.03843 0.01467 0.3818 POSÚDENIE TEPELNÉHO ODPORU VOZOVKY Tepelný odpor potrebný = 0.3120 m2k/w Tepelný odpor vozovky vykazovaný RV = 0.3150 m2k/w PREVADZKOVA VYKONNOST PRE JEDNOTKOVY SUCINITEL VYUZITIA = 0.13788E+08 SÚHRNNÉ POSÚDENIE VOZOVKY Posudzovaná dolná výpočtová horná výsledok veličina medza hodnota medza hodnotenia súč. využitia stmelen. vrstiev 0.6870 0.9000 VYHOVUJE nestmel. vrstiev nehodnotí sa podložia nehodnotí sa tepelný odpor vozovky 0.3120 0.3150 VYHOVUJE 9/9