Konstrukcja drogi

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.

PLAXIS Droga w nasypieRys.1. Droga w nasypie – przykład analizowany w [5]

Bibliografia artykułu
  1. 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
  2. Firlej S. (2007). Mechanika nawierzchni drogowej. Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Lubelskiej
  3. Simulia, I. (2014). Abaqus 6.13 Documentation. Simulia, [ http://129.97.46.200:2080/v6.13/ ]
  4. 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 ]
  5. Plaxis. (2015). PLAXIS 3D Tutorial Manual (Anniversary Edition), [ http://www.plaxis.nl/files/files/3D-1-Tutorial.pdf ]
_______________
Koniec
Comments : 0
O autorze
* dr inż. Leszek Chodor. Architekt i Inżynier Konstruktor; Rzeczoznawca budowlany. Autor wielu projektów budowli, w tym nagrodzonych w konkursach krajowych i zagranicznych, a między innymi: projektu wykonawczego konstrukcji budynku głównego Centrum "Manufaktura" w Łodzi, projektu budowlanego konstrukcji budynku PSE w Konstancinie Bielawa, projektów konstrukcji "Cersanit" ( Starachowice, Wałbrzych, Nowograd Wołyński-Ukraina), projektu konstrukcji hali widowiskowo-sportowej Arena Szczecin Autor kilkudziesięciu prac naukowych z zakresu teorii konstrukcji budowlanych, architektury oraz platformy BIM w projektowaniu.
Translate »