Konstrukcja drogi nie może być utożsamiana z konstrukcją nawierzchni. Poprawne zaprojektowanie konstrukcji drogi jest zadaniem znacznie trudniejszym od doboru nawierzchni. Konstrukcja drogi jest bowiem istotą drogi i stanowi jej bazę i element fundamentalny. Nawierzchnia natomiast jest jedynie warstwą zewnętrzną drogi najczęściej w postaci nawierzchni: szutrowych, z mas bitumicznych, betonowych, kostki brukowej lub trylinki.
Konstrukcja nawierzchni drogi jest znamienna tym, że istotnie zależy od lokalnych warunków gruntowo-wodnych, a nie tylko od natężenia i obciążenia ruchem drogowym. Znamienne jest również tym, że do jej analizy należy stosować metody numeryczne i programy komputerowe znacznie bardziej zaawansowane niż do zwykłych konstrukcji budowlanych, typu szkieletu budynków. [1], [2], [3].
Powszechnie na świecie wskazuje się, że inżynierowie profesjonalnie zajmujący się problemem dróg muszą mieć duże kwalifikacje, szczególnie w zakresie gruntoznawstwa i znajomości nowoczesnych technik analiz MES, oraz swobodę w posługiwaniu się teorią sprężystości i plastyczności. Profil kształcenia współczesnego inżyniera drogowca jest szczególnie wymagający i elitarny i nie powinien być oparty na tradycyjnym modelu inżyniera, w którym korzystano z katalogów i wytycznych prawnych.
W prezentacji [4] można znaleźć więcej informacji na temat mechanistycznej teorii dróg. Pokazano tam kilka przykładów analizy dróg i budowli drogowych z wykorzystaniem zaawansowanego programu ABAQUS z wykorzystaniem metody MES. Ponieważ istotą analizy konstrukcji dróg jest analiza uwarstwionego podłoża gruntowego z dodatkowymi warstwami podbudowy (konstrukcji) i nawierzchni drogi, więc zaleca się stosowanie specjalizowanmych programów do analizy ośrodków gruntowych, np PLAXIS 2D (w zagadnieniach tójwymiarowych PLAXIS 3D) [5], GEO5 . Programy umożliwiają najtrudniejsze analizy ośrodków porowatych z wodą gruntową w porach.
Klasycznym przykładem jest budowa nasypu pod drogę (rys.1) na słabym podłożu o wysokim poziomie wód gruntowych, czyli w warunkach wzrost ciśnienia wody w porach, wskutek czego skuteczne naprężenie pozostają niskie, a pośrednie okresy konsolidacyjne, należy wziąć pod uwagę. Podczas konsolidacji nadmiar ciśnienia porów rozprasza się tak, że grunt może uzyskać niezbędną wytrzymałość na ścinanie.
Rys.1. Droga w nasypie – przykład analizowany w [5]
Literatura
- Błażejowski, K., Gilewski, W., Marczuk, K., Nagórska, M., Sitek, M., Stawarz, P., Wiśniakowski, P. (2014). Mechanika nawierzchni drogowych w zarysie (R. T. Nagórski, Ed.). Wydawnictwo Naukowe PWN
- Firlej S. (2007). Mechanika nawierzchni drogowej. Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Lubelskiej
- Simulia, I. (2014). Abaqus 6.13 Documentation. Simulia, [ http://129.97.46.200:2080/v6.13/ ]
- Chodor L. (2013). Teoria sprężystości i plastyczności. Mechanistyczna analiza gruntów i budowli drogowych [Wykład]. Wykład na kierunku Budownictwo, II stopień, Poli-technika Świętokrzyska, [https://chodor-projekt.net/wp-content/uploads/PIPress/Wyklady/TSiP/9-Mechanistyczna-analiza-drogi.pdf ]
- Plaxis. (2015). PLAXIS 3D Tutorial Manual (Anniversary Edition), [ http://www.plaxis.nl/files/files/3D-1-Tutorial.pdf ]
________________________________
