NÁVRH NETUHÉ VOZOVKY s využitím TP 122 Grafická metoda navrhování netuhých vozovek pozemních komunikací
Stanovení vstupních údajů Dopravní význam Dopravní význam pozemní komunikace se při návrhu konstrukce vozovky vyjadřuje pomocí čtyř stupňů návrhové úrovně porušení podle tabulky 1. Zvolená návrhová úroveň porušení se reálně projeví porušením konstrukce vozovky po skončení jejího návrhového období. Návrhové úrovni porušení proto musí odpovídat i výběr vhodných stavebních materiálů a konstrukčních vrstev. Skupina pozemních komunikací podle ČSN 73 6177
Tabulka 1 – Dopravní význam pozemních komunikací Návrhová úroveň Důležitost pozemní komunikace porušení vozovky ČSN 76 6101, ČSN 73 6110 D0
A D1
D2 B D3
Dálnice, rychlostní silnice, rychlostní místní komunikace funkční třídy A1, silnice I. třídy Silnice I. a II. třídy, rychlostní místní komunikace funkční třídy A2, sběrné komunikace funkční třídy B1 Silnice II. a třetí tř., sběrné místní komunikace funkční třídy B2, obslužné místní komunikace, odstavné a parkovací plochy Silnice III. třídy, obslužné místní komunikace, nemotoristické komunikace, odstavné a parkovací plochy Dočasné komunikace, účelové komunikace
Očekávaná třída dopravního zatížení ČSN 73 6114 I, II, III II, III, IV
IV, V, VI
VI II až VI
Dopravní zatížení Silniční provoz způsobuje dopravní zatížení, které svým dlouhodobým a neustále opakovaným působením zapříčiňuje postupné porušování vozovky. Charakteristikou dopravního zatížení je celoroční průměr těžkých nákladních vozidel jedoucích v obou směrech za 24 hodin v roce sčítání dopravy (TNV0). Dopravní zatížení se pro návrh vozovky a výběr kvality vrstev vozovky pro účely těchto TP zatřiďuje do tříd dopravního zatížení podle tabulky 2. Tabulka 2 – Třídy dopravního zatížení podle ČSN 73 6114 Třída dopravního zatížení TNV0 vozidel / 24 hodin I velmi těžké > 3500 II těžké 1501 – 3500 III polotěžké 501 – 1500 IV střední 101 – 500 V lehké 15 – 100 VI velmi lehké < 15 Velmi často se vyskytuje názor, že ojedinělý přejezd těžkého nákladního vozidla znamená těžké dopravní zatížení. Dopravní zatížení není definováno individuální hmotností vozidla (nápravy), ale jejich počtem. To znamená, že po komunikaci, dimenzované na minimální dopravní zatížení mohou přejet těžká nákladní vozidla, avšak v přiměřeném počtu. Jinými slovy, porušování vozovky je způsobeno opakovaným namáháním, nikoliv jednorázovým statickým zatížením. 1
Pro přesnější návrh vozovky se použije hodnota návrhové denní intenzity TNV0', která zohledňuje některé důležité odlišnosti od běžných podmínek, jako je jiný dopravní význam komunikace, počet jízdních pruhů, fluktuace stop, podíl plně naložených těžkých nákladních vozidel a rychlost jízdy vozidel. Hodnota TNV0' se stanovuje podle Přílohy 1. Příloha 1 - Stanovení návrhové denní intenzity TNV0´ Do návrhového grafu se vstupuje s návrhovou hodnotou denní intenzity TNV0´, která se stanovuje podle rovnice: TNV0´ = TNV0 . F . K Kde: F relativní faktor růstu dopravy a návrhového období podle tabulky P1.1 K koeficient stanovený podle obrázku P1.2 Návrhové období (roky) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 30 35
Tabulka P1.1 – Relativní faktor růstu dopravy F RELATIVNÍ FAKTOR RŮSTU DOPRAVY F Roční nárůst dopravy v % 0 1 2 3 0,25 0,26 0,26 0,27 0,30 0,31 0,32 0,32 0,35 0,36 0,37 0,38 0,40 0,41 0,43 0,44 0,45 0,47 0,49 0,51 0,50 0,52 0,55 0,57 0,55 0,58 0,61 0,64 0,60 0,63 0,67 0,71 0,65 0,69 0,73 0,78 0,70 0,75 0,80 0,85 0,75 0,80 0,86 0,93 0,80 0,86 0,93 1,01 0,85 0,92 1,00 1,09 0,90 0,98 1,07 1,17 0,95 1,04 1,14 1,26 1,00 1,10 1,21 1,34 1,25 1,41 1,60 1,82 1,50 1,74 2,03 2,38 1,75 2,08 2,50 3,02
2
4 0,27 0,33 0,39 0,46 0,53 0,60 0,67 0,75 0,83 0,91 1,00 1,09 1,18 1,28 1,38 1,49 2,08 2,80 3,68
3
Únosnost podloží Charakteristikou únosnosti podloží pro navrhování vozovek je hodnota CBR. Podle stanovené hodnoty CBR se podle ČSN 73 6133 navrhují opatření v podloží vozovky, jak je uvedeno dále. Informace o únosnosti podloží, reprezentovaná hodnotou CBR musí být ještě doplněna o podmínky, v jakých se toto podloží skutečně nachází. Pokud je podloží tvořeno jemnozrnnými soudržnými zeminami, je pravděpodobné, že bude citlivé na obsah vlhkosti a jeho skutečný stav může být oproti očekávaným standartním podmínkám jiný. Orientačně lze tento stav zhodnotit pomocí čísla konzistence, které je důsledkem vodního režimu podloží. Proto informace o vodním režimu podloží nebo obtížných poměrech odvodnění stavby (např. rovinatý terén) může vést též k návrhu výměny nebo zlepšení podloží vozovky. Vodní režim: velmi nepříznivý: kde:
Ic =
wL − w , Ip
IC < 0,7
nepříznivý:
1 ≥ IC ≥ 0,7
příznivý:
IC > 1
I p = wL − w p
IC - číslo konzistence zeminy podloží wL - mez tekutosti, wp - mez plasticity, w - vlhkost zeminy, Ip - číslo plasticity Podmínky prostředí Podmínky prostředí jsou klimatické podmínky, dané především nadmořskou výškou. V závislosti na nadmořské výšce, situaci úseku pozemní komunikace, vodním režimu podloží, namrzavosti zemin v podloží a návrhové úrovni porušení vozovky se požaduje dostatečná tloušťka vrstev vozovky a případných nenamrzavých materiálů zlepšeného podloží. Pokud je stávající podloží tvořeno nebezpečně namrzavou zeminou a neprovádí se její zlepšení, doporučuje se zvýšit tloušťku ochranné vrstvy podle tabulky 3. Tabulka 3 - Zvýšení tloušťky ochranné vrstvy Výška m n. m. Tloušťka ochranné vrstvy se zvyšuje nad 600 o 100 mm nad 800 o 200 mm
Provedení návrhu Horní vrstva podloží Při méně únosném podloží je možno v souladu s ČSN 73 6133 namísto odstupňovaných tlouštěk ochranné vrstvy a zvýšení tlouštěk ostatních vrstev vozovky použít do aktivní zóny zeminu o CBR nejméně 15 % nebo zeminu zlepšenou příměsí pojiva o CBR nejméně 10 % a tím zajistit pro podloží standardní parametry únosnosti. Tabulka 4 uvádí doporučení pro rozhodování, zda se podloží bude zlepšovat nebo ne. Návrhová úroveň porušení D0, D1 D2, D3
Tabulka 4 Tloušťky zlepšení podloží v závislosti na poměru únosnosti CBR zeminy podloží (podle ČSN 73 6133) Doporučuje se zlepšit Rozhoduje ekonomické Zlepšení se neprovádí hledisko CBR < 15 % CBR ≥ 15 % CBR < 5 % 5 % < CBR < 15 %
4
Návrh tloušťky konstrukce vozovky Volba návrhového grafu Tloušťka konstrukce vozovky se navrhuje pomocí návrhových grafů A nebo B, které jsou sestaveny pro únosnost podloží CBR 5 % až 10 %, CBR 10 % až 15 % nebo zlepšené podloží a CBR nad 15 %. Volba příslušného grafu se provádí podle tabulky 5: Tabulka 5 - Volba návrhového grafu Únosnost podloží CBR: Návrhový graf: 5 % až 10 % graf A 10 % až 15 % graf B > 15 % graf B Určení tloušťky vrstev Pomocí příslušného návrhového grafu se v závislosti na dopravním zatížení určí tloušťka hutněných asfaltových vrstev. Tloušťky hutněných asfaltových vrstev je možno upravovat nebo vrstvy zaměňovat za jiné pomocí přepočítacích koeficientů podle tabulky 6a. Pokud by tloušťka asfaltové vrstvy po přepočtu podle tabulky 6a klesla pod 60 mm, přepočet tlouštěk se neprovádí nebo se musí najít jiná kombinace vrstev. Výsledek přepočtu podle tabulky 6a se zaokrouhluje na 10 mm. Například OK I v tloušťce 60 mm se nahradí AB I o tloušťce 50 mm. Ve sporných případech se zaokrouhluje vždy nahoru. Tabulka 6a – Přepočet tlouštěk asfaltových vrstev Vzájemná záměna asfaltových vrstev Původní vrstva AB, AKM modif. AB I, II OK I OK II, PAS AB, AKM modif. x 1,15 AB I, II x 0,85 x 1,15 OK I x 0,75 x 0,85 x 1,15 OK II, PAS x 0,85 PM, VM x 0,40 x 0,45 -
PM, VM x 2,50 x 2,25 -
Tloušťky spodní podkladní vrstvy jsou v návrhových grafech uvedeny pro mechanicky zpevněné kamenivo (MZK). Při použití jiného typu podkladní vrstvy se upraví tloušťky hutněných asfaltových vrstev podle tabulky 6b. Například při použití ŠD namísto MZK se podle tabulky 6b zvýší OK I o 30 mm. Tabulka 6b – Přepočet tlouštěk spodních podkladních vrstev Záměna spodní podkladní vrstvy Úprava tlouštěk asfaltových vrstev AB I, II nebo OK I (mm) MZK 150 za: MZK 200 za: D0 a D1 D2 a D3 ŠV 150 ŠV 200 + 10 +0 ŠD 150 ŠD 200 + 30 + 10 KSC, KAPS I 120 KSC, KAPS I 150 - 20 - 20 S I, II, KAPS II, III 150 S I, II, KAPS II, III 180 +0 +0 ŠCM 200 +0 +0 Tloušťky ochranné vrstvy jsou v návrhových grafech uvedeny pro mechanicky zpevněnou zeminu (MZ). Při použití jiného typu ochranné vrstvy se upraví tloušťka této ochranné vrstvy podle tabulky 6c. Například při použití ŠP namísto MZ se podle tabulky 6c zvýší tloušťka ŠP o 50 mm oproti původní MZ. Tabulka 6b – Přepočet tlouštěk ochranné vrstvy Záměna ochranné vrstvy MZ za: Úprava tlouštěk ochranné vrstvy (mm) ŠD - 50 ŠP + 50 5
Použité značky vrstev vozovek: AB
- asfaltový beton
AKM
- asfaltový koberec mastixový
KAPS - kamenivo zpevněné popílkovou suspenzí KSC
- kamenivo zpevněné cementem
MZ
- mechanicky zpevněná zemina
MZK
- mechanicky zpevněné kamenivo
OK
- obalované kamenivo
PM
- penetrační makadam
VM
- vsypný makadam
S
- stabilizace
ŠV
- vibrovaný štěrk
ŠD
- štěrkodrť
ŠCM
- štěrk částečně vyplněný cementovou maltou
ŠP
- štěrkopísek
I, II, III - kvalitativní třída
6
7
