19. KOLOVOZNA KONSTRUKCIJA

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJAPODOBNOSTI, UTICAJI, STRUKTURA I DEBLJINA KO-KO

SAOBRAĆAJNE PODOBNOSTI KOSAOBRAĆAJNE PODOBNOSTI KO--KOKO

1. Ravnost kolovoza

2. Otpornost na klizanje (hvatljivost)

3. Bočni potisak u pravoj

4. Čistoća kolovoza

5. Boja kolovoza

6. Ponašanje kolovoza na kiši

ATMOSFERSKI I DRUGI UTICAJIATMOSFERSKI I DRUGI UTICAJI

1. Sunčevi zraci

2. Promene temperature

3. Niske temperature

4. Uticaj zemljanog trupa

5. Stabilnost i postojanost ko-ko

GRAGRAĐĐEVINSKE PODOBNOSTI KOEVINSKE PODOBNOSTI KO--KOKO

1. Uticaj od vozila kojima je izložena ko-ko (vertikalan pritisak po točku, površina naleganja, rasprostiranje pritiska kroz ko-ko).

2. Tangencijalne sile (smičuće dejstvo, habajuće dejstvo).

3. Isisavajuće dejstvo.

4. Vibracione sile i udari.

5. Zamor materijala

POTREBNA DEBLJINA KOPOTREBNA DEBLJINA KO--KOKO

1. Statička (dinamička) debljina ko-ko

2. Debljina obzirom na dejstvo mraza

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJASTRUKTURE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE

KOMADNA STRUKTURAKOMADNA STRUKTURA

Nema rasprostiranja pritisaka

već se oni direktno prenose na

podlogu. Debljinu ovakvog

sloja ne bi trebalo uvrštavati u

statičku debljinu ko-ko.

BETONSKA STRUKTURABETONSKA STRUKTURA

Zapreminu sloja ispunjavaju

zrna različite veličine do

najsitnijih šupljina. Procenat

šupljina je minimalno moguć.

Uz dodatak spojnog sredstva

zrna će biti međusobno

povezana ne samo silom trenja

već i adhezijom veziva. Sloj

ima najpovoljniji način

prenošenja naprezanja.

MAKADAMSKA STRUKTURAMAKADAMSKA STRUKTURA

Najmanje dva a najviše tri zrna ispunjavaju sloj po visini. Postoji rasprostiranje pritisaka, a osim toga zrna su usled valjanja veoma čvrsto uklještena. Sloj sa tucaničkom strukturom se može smatrati statički povoljnim.

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJAOSNOVNI TIPOVI KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA

Osnovni elementi ko-ko su zastorzastor i podloga.podloga.PosteljicaPosteljica predstavlja temelj kolovozne konstrukcije. Osnovna uloga posteljice je:

-- da omogući pravilnu izgradnju slojeva iznad nje,da omogući pravilnu izgradnju slojeva iznad nje,-- zaštiti trup puta do momenta građenja narednih slojeva,zaštiti trup puta do momenta građenja narednih slojeva,-- da pruži ujednačenu nosivost. da pruži ujednačenu nosivost.

Ukoliko ne poseduje dovoljnu nosivost ona se može popraviti mehanički ili hemijski. Zaštita od dejstva mraza se može postićispuštanjem nivoa podzemne vode ili izolacionim prevlakama. Više se isplati ulaganje u poboljšanje nosivosti posteljice, od povećanja debljine ili kvaliteta slojeva iznad nje. Dubina sabijanja tla uposteljici se kreće od 15 do 30 cm.

Donja podloga Donja podloga -- donji noseći slojdonji noseći sloj se sastoji od jednog ili više slojeva prirodnog ili mehanički i hemijski stabilizovanog tla, drobljenog agregata, šljunkovito peskovitog agregata ili otpadnog materijala. Osnovni zadatak je da pruži ujednačenu nosivost, da Osnovni zadatak je da pruži ujednačenu nosivost, da poveća nosivost, smanji ili spreči dejstvo mraza i pumpanja.poveća nosivost, smanji ili spreči dejstvo mraza i pumpanja.Praktično da poveća debljinu ko-ko na najekonomičniji način. Kod nas se najčešće radi od šljunkovito-peskovitog ili drobljenog agregata.U zavisnosti od saobraćajnog opterećenja, dejstva mraza i kvaliteta materijala, debljina donje podloge se kreće od 15 do 50 cm.


Stabilizacija materijalaStabilizacija materijala,, predstavlja obradu tla ili materijala u podlozi radi značajnijeg poboljšanja njihove čvrstoće i nosivosti, a smanjenja osetljivosti na vodu i promenu zapremine u toku cikličnog vlaženja i sušenja. Najčešće primenjivane stabilizacije su mehanička, cementna, bitumenska i krečna.

Mehanička stabilizacijaMehanička stabilizacija se dobija dodavajem šljunka, drobljenog agregata, drobljenog peska ili šljake u usitnjeni osnovni materijal i njegovim zbijanjem.

Cementna stabilizacijaCementna stabilizacija se dobija kada se usitnjeno tlo, šljunkovit, peskovit ili bilo koji drugi materijal meša, pri optimalnoj vlažnosti sa cementom. U principu sva tla mogu da se stabilizuju cementom.

Stabilizacija bitumenomStabilizacija bitumenom se danas primenjuje za lako opterećene puteve u sredinama sa malo padavina. Za stabilizator se koriste razređeni bitumeni, bitumenske emulzije i putni katrani.

Stabilizacija krečomStabilizacija krečom se koristi kao alternativa cementnoj stabilizaciji. U Evropi je primena ograničena zbog male razlike u ceni u odnosu na cement. Može se koristiti za lako opterećene puteve. Kod nas se eventualno može koristiti za stabilizaciju tla u posteljici.

Gornja podloga Gornja podloga –– gornji noseći slojgornji noseći sloj predstavlja jedan ili više slojeva koji leže odmah ispod zastora. Kod fleksibilnih ko-ko uloga gornje podloge je da poveća nosivost kolovoza, poboljša odvodnjavanje i spreči dejstvo mraza. Najpoznatije vrste gornjih podloga su makadamske (suvo vezani, vodom vezani i penetrisani), betonske (mršavi beton) i od cementom ili bitumenom vezanih materijala (stabilizacije). Debljina gornje podloge u praksi se kreće od 10 do 60 cm.

Vezni slojVezni sloj ima zadatak da poveže habajući sloj sa podlogom. Takođe on povećava nosivost, otpornost na trajne deformacije, čini postepenijom promenu kvaliteta materijala od habajućeg sloja naniže i pruža uslove za kvalitetniju izradu habajućeg sloja. Kada se primenjuje debljina sloja se kreće od 5 do 10 cm.

Zastor (habajući sloj),Zastor (habajući sloj), podnosi direktne uticaje od saobraćajnog opterećenja i faktora sredine, tj. dejstvo pneumatika (vertikalno i tangencijalno) i habanje, a sa druge strane dejstvo temperature, sunčevih zraka i vode. Ovaj sloj se uobičajeno gradi od bitumenom vezanih materijala, bilo u obliku debljih slojeva ili površinskih obrada.


KLASIČNE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJEKLASIČNE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE

SAVREMENE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJESAVREMENE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJASAVREMENE TIPSKE FLEKSIBILNE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJESAVREMENE TIPSKE FLEKSIBILNE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJAKRUTE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJEKRUTE KOLOVOZNE KONSTRUKCIJE

Betonske kolovozne konstrukcijeBetonske kolovozne konstrukcije spadaju u grupu krutih kolovoznih konstrukcija. Sastoje se od cementno

betonske nearmirane ili armirane ploče direktno položene preko posteljice ili donje podloge. Zbog svoje

krutosti i velikog modula elastičnosti, opterećenje prenose na veliku površinu podloge. Promene u čvrstoći

donje podloge ili posteljice imaju mali uticaj na nosivost kolovoza. Osnovni elementi krutih kolovoznih

konstrukcija su: posteljica, donja podloga i betonska pločaposteljica, donja podloga i betonska ploča.

PosteljicaPosteljica kod betonskih kolovoza treba da ima ujednačenu nosivost, od manjeg značaja je koliko ona iznosi. Klasifikuju se na slabe, normalne i vrlo čvrste. Nosivost se najčešće izražava vrednošću kalifornijskog indeksa nosivosti (CBR).


Donja podlogaDonja podloga--tampontampon, kod krutih ko-ko, prvenstveno treba da pruži ujednačenu nosivost i zaštitu od mraza, poboljša odvodnjavanje i spreči pumpanje tla kroz spojnice, pukotine i ivice krutih ploča.

Betonska pločaBetonska ploča predstavlja i gornji noseći sloj i zastor. Najvažnije potrebne osobine su čvrstoćačvrstoća i trajnosttrajnost.Beton mora da prihvati napone na zatezanje koji se javljaju usled promene temperature i delovanja opterećenja od točkova. Mora da bude otporan na dejstvo mraza, sredstava za otapanje i opterećenja od pneumatika.

Potrebne debljine donje podloge u zavisnosti od nosivosti postelPotrebne debljine donje podloge u zavisnosti od nosivosti posteljicejice

Kod nearmiranih betonskih ko-ko stavlja se membrana (prevlaka) da bi se smanjilo trenje između betonske ploče i donje podloge.


SPOJNICE (RAZDELNICESPOJNICE (RAZDELNICE),), se rade da bi bilo kontrolisano lomljenje i sprečeno izvijanje ploča pod uticajem promene temperature i vlažnosti. Dva osnovna tipa spojnica su poprečnepoprečne i podužne.podužne.

Postoje četiri osnovna tipa poprečnih spojnica:

1.1. Ekspanzione (dilatacione) spojniceEkspanzione (dilatacione) spojnice

2.2. Kontrakcione (prividne) spojniceKontrakcione (prividne) spojnice

3.3. Vitoperne spojniceVitoperne spojnice

4.4. Radne spojniceRadne spojnice

EkspanzioneEkspanzione spojnice treba da omoguće širenje

betonskih ploča kada se temperatura podigne iznad one

pri ugrađivanju. Takođe omogućavaju obavljanje funkcija

svih ostalih tipova spojnica. Moždanici Moždanici imaju namenu da

spreče vertikalno pomeranje krajeva ploča, ali ne i

horizontalno.

KontrakcioneKontrakcione spojnice imaju zadatak da omoguće

skupljanje betonskih ploča i spreče ili kontrolišu

nastajanje pukotina. Na mestu razdela se slabi debljina

ploče za 1/3 do 1/4 izradom žljeba odozgo i stavljanjem

podmetača. Žljebovi se formiraju u svežem betonu ili seku.


VitoperneVitoperne spojnice imaju namenu da omoguće mala ugaona pomeranj između ploča i na taj način sprečavaju pojavu većih napona. Mogu da zamene kontrakcione spojnice. Primenjuju se kao podužne spojnice.

Radne spojniceRadne spojnice nastaju kada smo pri građenju prinuđeni da pravimo prekide u radu. Na liniji prekida se radi spojnica, koja je najčešće konstrukciona ili ekspanziona. Ona ne može biti vitoperna.

Podužne spojnicePodužne spojnice služe da u podužnom pravcu spreče pojavu nepravilnih podužnih pukotina i omoguće

građenje kolovoza projektovanih širina. Najčešće se koriste vitoperne ili radne konstrukcione spojnice.

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJAMATERIJALI ZA IZRADU KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJAMATERIJALI ZA IZRADU KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA

Dele se na:

-- KAMENE MATERIJALEKAMENE MATERIJALE

-- VEZIVAVEZIVA

KAMENI MATERIJALIKAMENI MATERIJALI

Prema načinu dobijanja:

-- PRIRODNIPRIRODNI

-- VEŠTAČKIVEŠTAČKI

Prema nastanku stene se dele na:

-- ERUPTIVNE (MAGMATSKE)ERUPTIVNE (MAGMATSKE)Dubinske (intruzivne), izlivne-površinske (vulkanite-efuzivne) i žične (hipabisalne).

Dele se još prema kiselosti na:

- Kisele (više od 62% SiO2 i primarnog kvarca)

- Neutralne (50-62% SiO2 i vrlo malo kvarca)

- Bazne (manje od 50% SiO2 i bez kvarca).

-- METAMORFNEMETAMORFNEEruptivne, sedimentne, pa i postojeće metamorfne.

-- SEDIMENTNESEDIMENTNEMehanički (klastični), hemijski, biogeni.

Kameni materijali moraju da zadovolje u pogledu:

1.1. Minerološko Minerološko –– petrografskog sastavapetrografskog sastava2.2. Mehaničkih osobinaMehaničkih osobina3.3. Oblika i krupnoće zrnaOblika i krupnoće zrnaMinerološko petrografsko ispitivanje:Minerološko petrografsko ispitivanje:- Postojanost materijala na atmosferilije- Struktura- Prionljivost – lepljivost- Rapavost- Čistoća

Mehaničke osobine:Mehaničke osobine:- Pritisak- Habanje- Udar.

Krupnoća, oblik i površina zrnaKrupnoća, oblik i površina zrna su od uticaja na:- Nosivost kolovozne konstrukcije - Uslove prenošenja opterećnja- Pogodnost materijala za ugrađivanje- Stabilnost mešavine- Rapavost kolovoza, itd.

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJAMATERIJALI ZA IZRADU KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJAMATERIJALI ZA IZRADU KOLOVOZNIH KONSTRUKCIJA

Krupnoća se određuje pomoću sita i rešeta.

Oblik zrna može biti kubičast, pločast i igličast.

Površina može biti hrapava i glatka.

VRSTE KAMENOG MATERIJALAVRSTE KAMENOG MATERIJALA

PesakPesakfini 0,09 – 0,20 mm

srednje fini 0,20 – 0,60 mm

grub 0,60 – 2,00 mm

ŠŠljunakljunak 3,00 – 60,0 (70,0) mm

Peskoviti Peskoviti ššljunakljunak ( i za tamponski sloj, stabilizacije).

Lomljeni kamenLomljeni kamen 15 – 25 cm za podlogu

15 – 25 cm za kaldrmu i konkrelit

TucanikTucanik za ugljovodonične makadame se klasira u

krupnoće: 30 – 40, 40 – 50, 50 – 60, 60 – 70 mm.

KreKreččnjanjaččka kamena sitneka kamena sitnežž 3/7/15, 15/25 mm

KreKreččnjanjaččki spojni materijalki spojni materijal 0 – 3,0, 0 – 7,0 mm

Eruptivna kamena sitneEruptivna kamena sitnežžfina (split) : 3-7, 7-10, 10-15 mm

gruba (grus) : 15–20, 20–30 mm

Kameno braKameno braššnono

Sitna i krupna kamena kocka i prizmeSitna i krupna kamena kocka i prizme..

Maksimalna krupnoća zrna

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJASPOJNA SREDSTVASPOJNA SREDSTVA

SILIKATNA SPOJNA SREDSTVASILIKATNA SPOJNA SREDSTVA

CEMENTCEMENT, upotrebljava se za izradu cement betonske konstrukcije, cementnog makadama, za stabilizaciju peskovitog šljunka, za stabilizaciju tla i cement betonsku podlogu. Marka 35 (25). Osnovni uslovi koje mora da zadovolji su što manje skupljanje pri vezivanju, dobra obradljivost i otpornost na hemijske i atmosferske uticaje.

KREČ,KREČ, se upotrebljava za stabilizaciju posteljice. Zbog male razlike u ceni a velike u efektu, u Evropi se uglavnom koristi cement. Kreč najbolje efekte postiže pri visokim temperaturama (30° C), pa se često koristi u južnim državama SAD i u Africi, za izradu slabo opterećenih puteva.

VODENO STAKLO,VODENO STAKLO, je ranije korišćeno za zaštitu betona, drveta i kamena, kao i konstrukcija od ovih materijala. Isporučuje se u vidu tečnosti ili belog praha rastvorljivog u tečnosti. Po svom hemijskom sastavu je NaSiO3 ili KSiO3, koji se pri dodiru sa vazduhom raspada na natrijum odnosno kalijum karbonat i silicijum dioksid SiO2.

UGLJOVODONIČNA SPOJNA SREDSTVAUGLJOVODONIČNA SPOJNA SREDSTVA

-- BITUMENBITUMEN-- KATRANKATRAN-- PRIRODNI ASFALTPRIRODNI ASFALT


POTREBNE OSOBINE:POTREBNE OSOBINE:

LepljivostLepljivost, zasniva se na kohezivnim i adhezivnim silama, tj. kohezivna lepljivost i prionljivost spojnog sredstva za kameni materijal. Kisele eruptivne stene ne pokazuju dobru lepljivost, bez obzira na kvalitet spojnog sredstva.

PlastičnostPlastičnost je osobina da i pri ekstremnim temperaturama zadrži svoja osnovna svojstva. Za krajeve sa umereno-kontinentalnom klimom stepen plastičnosti mora da iznosi 70-80° C. Posebno važna odlika je rastegljivost pri niskim temperaturama.

PostojanostPostojanost spojnog sredstva zavisi od sadržaja ulja na kojima se zasniva plastičnost i od isparljivosti tih ulja.

BITUMENBITUMEN, pedstavlja krajnji derivat frakcione destilacije nafte. Za ko-ko se koriste mekše vrste bitumena, čija tačka razmekšavanja po PK iznosi 30°C < PK < 73° C. U zavisnosti od vrste i kvaliteta nafte dobijaju se i različiti kvaliteti bitumena. Prisustvo parafina veće od 2,5% smanjuje dobre osobine bitumena. Ispituju se:

TvrdoćaTvrdoća, podobnost bitumena za pojedine slojeve ko-ko u odgovarajućim podnebljima utvrđuje se određivanjem:- Tačke razmekšavanja po PK u ºC i - Penetracije na 25º CNa osnovu ove dve karakteristike svrstani su u 8 grupa: BIT 35/300..... ... .... BIT 70/15.

Elastičnost i plastičnostElastičnost i plastičnost se određuje ispitivanjem:- Tačke kidanja po Frasu u ºC- Rastegljivosti na 25º C (cm)

PostojanostPostojanost se utvrđuje na uzorku koji je u toku 5 časova zagrevan na temperaturi od 163º C, nakon čega ne sme da pokazuje veći gubitak težine od propisanog kao i vrednost PK.


KATRANKATRAN, se dobija suvom destilacijom kamenog uglja u procesu dobijanja koksa. Kvalitet zavisi od kvaliteta i vrste uglja. Koristi se dosta u Engleskoj i Nemačkoj. U našoj zemlji nema primenu. Svojstva su mu lošija nego kod bitumena.

PRIRODNI ASFALTPRIRODNI ASFALT predstavlja prirodnu mešavinu bitumena i mineralnih materijala, u kojoj može biti i do 80% bitumena (Trinidad, Bermudi, Selenica). Predstavlja odlično spojno sredstvo. Pošto se u prirodi nalazi u čvrstom stanju vrši se tzv. fluksiranje, razmekšavanje dodatkom određenih vrsta ulja. Bitumen se u prirodi nalazi još infiltriran u krečnjaku ili škriljcima (do 30% bitumena) i takve stene se nazivaju bituminoznim.Ekonomična je eksploatacija ako ima više od 10% bitumena.

MEŠAVINA KATRANA I BITUMENAMEŠAVINA KATRANA I BITUMENA je moguća pošto su istog hemijskog sastava. Mešavine sa 30-60% bitumena zadovoljavaju u pogledu plastičnosti, rastegljivosti i viskoznosti. Izrada se vrši industrijskim putem.

PROIZVODI OD BITUMENAPROIZVODI OD BITUMENA

RAZRERAZREĐĐENI BITUMENENI BITUMEN je proizvod koji se dobija industrijskim putem dodavanjem bitumenu isparljivih ulja, koja privremeno snižavaju viskoznost bitumena i koja posle ugrađivanja ispare (lako, srednje i sporo isparljivi razređeni bitumen). Prema viskozosti dele se u 5 vrsta: vrlo tečan, tečan, poluviskozan, viskozan i vrlo viskozan. Mora se zagrevati i razređeni bitumen (osim vrlo tečnog) i agregat.

EMULZIJEEMULZIJE predstavljaju proizvod izrađen od 50-60% bitumena i 50-40% vode, sa 1% emulgatora. Bitumen se na određenoj temperaturi raspršava u vodi, čestice su veličine 0,1-1 mikrona. Pri dodiru sa vazduhom dolazi do raspadanja emulzije i izdvajanja čistog bitumena koji obavija zrna agregata. Koristi se za izradu asfaltnih slojeva u hladnom stanju, pa i sa vlažnim agregatima.

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJADIMENZIONISANJEDIMENZIONISANJE

Dve osnovne grupe metoda za dimenzionisanje fleksibilnih kolovoza su:

•• EMPIRIJSKE I POLUEMPIRIJSKEEMPIRIJSKE I POLUEMPIRIJSKE, koje se zasnivaju na stečenim iskustvima, a mogu uključiti i rezultate opita na terenu ili laboratoriji. Iz ove grupe najpoznatije su:

–– Engleska (Road Note 29)Engleska (Road Note 29)

–– Kalifornijskog indeksa nosivosti (California Bearing Ratio)Kalifornijskog indeksa nosivosti (California Bearing Ratio)--CBRCBR

–– Francuska (katalog konstrukcija)Francuska (katalog konstrukcija)

–– Zapadno Nemačka (katalog konstrukcija)Zapadno Nemačka (katalog konstrukcija)Praktično, empirijske i poluempirijske metode zadovoljavaju toliko dobro, koliko osobine materijala i

uslovi opterećenja odgovaraju predviđenim analizama i ne podležu promenama u budućnosti.

•• ANALITIČKE ILI TEORIJSKEANALITIČKE ILI TEORIJSKE, koje se zasnivaju na analizi napona i deformacija u slojevima konstrukcije u zavisnosti od opterećenja. Najpoznatije su:

–– Američkog udruženja za javne puteve transport (AASHTO)Američkog udruženja za javne puteve transport (AASHTO)–– Instituta za asfalt SADInstituta za asfalt SAD–– SHELLSHELL--aaNajvažniji koraci u analitičkim modelima su izbor elastičnog ili viskoelastičnog modela koji treba da predstavlja kolovoznu konstrukciju, izbor mehaničkih osobina u slojevima pod odgovarajućim uslovimadelovanja klime i opterećenja kao i rešavanje jednačina napona i deformacija u modelu. Osnovnaprednost analitičkih metoda ogleda se u mogućnosti poređenja rezultata i sveobuhvatnijoj analizi faktorakoji deluju na konstrukciju.

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJADIMENZIONISANJE

Sa gledišta dimenzionisanja postoje dva osnovna tipa fleksibilnih kolovoznih konstrukcija:

•• Fleksibilni kolovozi sa podlogom od nevezanog materijalaFleksibilni kolovozi sa podlogom od nevezanog materijala•• Fleksibilni kolovozi kod kojih se svi slojevi iznad posteljice rFleksibilni kolovozi kod kojih se svi slojevi iznad posteljice rade od bitumenom ade od bitumenom

vezanih materijala (FULLvezanih materijala (FULL--DEPTH).DEPTH).

Faktori koji utiču na dimenzionisanje su:-- Nosivost posteljice, Nosivost posteljice, -- Relativna nosivost slojevaRelativna nosivost slojeva-- Veličina i broj ponavljanja opterećenjaVeličina i broj ponavljanja opterećenja-- Klima i prirodna sredinaKlima i prirodna sredina-- Osobine materijalaOsobine materijala-- Nivo usluge bezbednost i ekonomičnoatNivo usluge bezbednost i ekonomičnoat

Nosivost posteljiceNosivost posteljice se određuje empirijskim metodama. Najpoznatija terenska istraživanja su sondažne jame, sondažna bušenja, penetracijski opiti, ispitivanja kružnom pločom. Laboratorijska ispitivanja obuhvataju analize granulometrijskog sastava tla, poroznosti, vlažnosti, zapreminske mase, stišljivosti, smicanja, kalifornijskog indeksa nosivosti i povratnog modula elastičnosti.


Veličina i broj ponavljanja opterećenjaVeličina i broj ponavljanja opterećenja predstavljaju jedan od osnovnih uzroka propadanjaFleksibilnih kolovoza. Dozvoljeno osovinsko opterećenje u većini zemalja se kreće od 80 kN do 130 kN.

Ekvivalentno opterećenje se dobija množenjem bilo kog opterećenja koeficijentom ekvivalencije "fe“. Uticajlakih vozila, kao što su putnički automobili, se zanemaruje sa gledišta dimenzionisanja.

Faktori sredine,Faktori sredine, kao što su vlažnost i nivo podzemne vode, direktno utiču na nosivost posteljice, a temperatura na osobine bitumenom vezanih materijala.

Osobine materijalaOsobine materijala, koje se uzimaju pri dimenzionisanju fleksibilnih kolovoza su modul krutosti, Poasonov koeficijent, zamor i trajne deformacije.

Nivo upotrebljivostiNivo upotrebljivosti novosagrađenih kolovoza u toku vremena opada. Najmanji dozvoljeni nivo indeksa

upotrebljivosti ""pp““,, koji se kreće od 0 do 5, za glavne putne pravce iznosi 2,5 (za sporedne 2,0). Pravilnimodržavanjem ili ojačavanjem, potreban nivo se može održati ili povećati u toku projektnog perioda.


INDEKS UPOTREBLJIVOSTIINDEKS UPOTREBLJIVOSTI

pp –– indeks upotrebljivosti, označava stanje kolovoznog zastora,

SVSV –– promena nagiba, srednja vrednost promene podužnih nagiba kolovoza za oba kolotraga od točkova.

XXii –– i - to merenje nagiba,

n n –– ukupan broj merenja,

C+P C+P –– prsline i popravke, ukupna površina na kojoj se javljaju prsline tipa krokodilske kože, ogoljene površine sa iščupanim i odnetim delovima kolovoza i površine na kojima su izvršene popravke, u odnosu na posmatranih 100m2.

RD RD –– veličina dubine kolotraga (prosečno čitanje strele ispod letve dužine 1,20m, koja se postavlja na svakih 7,50m, poprečno na osovinu puta, iznad podužnih kolotraga) tj. trajnih deformacija, (cm).

22

1

)(90,8)(01,0)1log(91,103,5 RDPCSVp −+−+⋅−=

1

)(1

1 1

222

−

−

=∑ ∑

= =

n

Xn

X

SV

n

i

n

i

ii


METODE DIMENZIONISANJAMETODE DIMENZIONISANJA

Prva objavljena metoda Komisije za puteve Masačusetsa 1901. godine.

gde je:

t – debljina kolovoza (m)P – opterećenje od točka (MN)q – nosivost posteljice (MN/m2), kasnije je proširen:

gde je:a – radijus kruga kontaktne površine pneumatika (m).

5,0

q

Pt =

aq

Pt −= 564,0


METODA PO JUS U.C4.012METODA PO JUS U.C4.012Proizašla je iz primene rezultata AASHO-Road-Test-a. Osnova su uputstva za dimenzionisanje fleksibilnih

kolovoznih konstrukcija u SAD (AASHO Interim Guide). Merodavni parametri za dimenzionisanje:

Merodavni parametri za dimenzionisanje:Merodavni parametri za dimenzionisanje:– Projektni period

– Vozna sposobnost kolovoza na kraju projektnog perioda

– Klimatsko - hidrološki uslovi

– Nosivost tla posteljice

– Kvalitet primenjenih materijala u kolovoznoj konstrukciji

Saobraćajno opterećenje:Saobraćajno opterećenje:Standardno osovinsko opterećenje je opterećenje po

jednostrukoj osovini od 80 kN.

Koeficijenti ekvivalencije:Koeficijenti ekvivalencije:– Za jednostruke osovine:

– Za dvostruke osovine:

Gde su:

L1 – opterećenje jednostruke osovine vozila u kN

L2 – opterećenje dvostruke osovine vozila u kN

4

1

810441,2 Lfe ⋅⋅= −

4

2

910975,1 Lfe ⋅⋅= −



Kod analize saobraćajnog opterećenja uzimaju se u

obzir sledeći parametri:

-- Prosečni godišnji dnevni broj teretnih vozila u Prosečni godišnji dnevni broj teretnih vozila u početnoj godini eksploatacije.početnoj godini eksploatacije.

-- Prosečna godišnja stopa rasta broja teretnih vozila Prosečna godišnja stopa rasta broja teretnih vozila u projektnom periodu kou projektnom periodu ko--ko.ko.

-- Osovinsko opterećenje reprezentativnih vozila.Osovinsko opterećenje reprezentativnih vozila.

-- Prosečno iskorišćenje nosivosti teretnih vozila.Prosečno iskorišćenje nosivosti teretnih vozila.

-- Raspodela saobraćajnog opterećenja po trakama.Raspodela saobraćajnog opterećenja po trakama.Usvojena prosečna raspodela saobraćajnog opterećenja

teških teretnih vozila po voznim trakama

Ukupni broj standardih osovina za pojedine reprezentativne vrste teretnih vozila Fe dobija se sumiranjem koeficijenata ekvivalencije za sve osovine vozila, prema izrazu:

gde je fi - koeficijent ekvivalencije za pojedine osovine teretnih vozila.

gde je ni - prosečni godišnji dnevni broj pojedinih vrsta teretnih vozila

u početnoj godini eksploatacije na voznoj traci koja se dimenzionira.

∑=

=k

i

ie fF1

∑=

⋅=i

i

ied nFT1

SAOBRAĆAJNO OPTEREĆENJESAOBRAĆAJNO OPTEREĆENJE


Ukupno ekvivalentno saobraćajno opterećenje teretnih vozila u Ukupno ekvivalentno saobraćajno opterećenje teretnih vozila u početnoj godini eksploatacije iznosi:početnoj godini eksploatacije iznosi:

Faktor rasta saobraćaja Faktor rasta saobraćaja (q)(q) u projektnom periodu dimenzioniranja kolovozne konstrukcije iznosi:gde je:p – projektni period dimenzioniranja kolovozne konstrukcije (godina).i – 1,2,3,4,..., p (godina)r – prosečna godišnja stopa rasta broja teretnih vozila (%)

Izraz za ukupno ekvivalentno saobraćajno opterećenje teretnih vozila u projektnom periodu TTuu ( bruto( bruto--tonski ekvivalent tonski ekvivalent saobraćajnog opterećenja)saobraćajnog opterećenja) glasi:

365⋅= dg TT

∑=

+=p

i

irq

1

)100

1(

qTT gu ⋅=

Grupe saobraćajnog opterećenja koriste Grupe saobraćajnog opterećenja koriste se kod izbora vrste i kvaliteta materijala za se kod izbora vrste i kvaliteta materijala za pojedine slojeve u sastavu nove ili pojačanja pojedine slojeve u sastavu nove ili pojačanja postojeće asfaltne kolovozne konstrukcije.postojeće asfaltne kolovozne konstrukcije.


KLIMATSKOKLIMATSKO--HIDROLOŠKI USLOVIHIDROLOŠKI USLOVIUzimaju se u obzir primenom faktora sredine R, koji je definisan u okviru AASHO –Road Test-a, i uključujeuticaj klime na stanje tla u posteljici tokom karakterističnog jednogodišnjeg ciklusa. Vrednost faktora sredine kreće se u granicama od 0,5 do 5,0, za prilike u srednje evropskim područjima 1,0 do 2,0, pri čemu veće vrednosti odražavaju nepovoljnije klimatsko-hidrološke uslove.U standardu JUS U.C4.012 usvojena jeveličina faktora sredine R = 2,0.

NOSIVOST TLA U POSTELJICINOSIVOST TLA U POSTELJICINosivost tla u posteljici izražava se pomoću vrednosti kalifornijskog indeksa nosivosti CBR, na osnovu koga se određuje indeks nosivosti tla korelacijskim odnosom:

S = 4,308 log CBR + 1,673

KVALITET PRIMENJENIH MATERIJALA U KO KVALITET PRIMENJENIH MATERIJALA U KO –– KOKOU postupku dimenzionisanja koeficijenti zamene materijala određuju se s obzirom na propisana svojstvaprimenjenih materijala prema važećim jugoslovenskim standardima.


Koeficijenti zamene materijala za noseći sloj od zrnastog kamenog materijala

Varijantna rešenja fleksibilnih kolovoznih konstrukcija


Prvo su uspostavljeni izrazi za određivanjeukupne potrebne debljine bitumenom vezanih slojeva (ddaa) u funkciji ukupnog ekvivalentnog saobraćajnog opterećenja (TTuu), a s obzirom na usvojeni tip ko-ko:

- za tip kolovozne konstrukcije 1: log dlog daa = 0,219= 0,219 ·· logTlogTuu –– 0,2650,265- za tip kolovozne konstrukcije 2: log dlog daa = 0,219= 0,219 ·· logTlogTuu –– 0,3570,357Debljina pojedinih bitumenom vezanih slojeva, s obzirom na vrstu i kvalitet odabrane mešavine može se izračunati iz vrednosti indeksa debljine bitumenom vezanih slojeva (SNSN11) na osnovu odnosa:

SNSN11 = a= arr ·· ddaa << aa1111 ·· dd1111 + a+ a1212 ·· dd1212 + a+ a1313 ·· dd1313 gde je

aarr - računski koeficijent zamene materijala za bitumensku mešavinu sa prosečnim kvalitetom, koji se nalazi između standardne asfaltne betonske mešavine i mešavine od bituminiziranig drobljenog kamenog materijala (BNS), usvojeno aarr = 0,38= 0,38.ddaa - ukupna debljina bitumenom vezanih slojeva usvojenog prosečnog kvaliteta, (cm).

aa1111 ... a... a1313 - koeficijenti zamene za pojedine odabrane vrste bitumenskih mešavina.

dd1111 ... d... d1313 - debljina pojedinih bitumenom vezanih slojeva (cm).

Osnovni izraz koji je korišćen u razradi metode dimenzionisanja fleksibilnih ko-ko, proistekao je iz funkcionalnih odnosa utvrđenih AASHO opitom, u kojima je data zavisnost između broja prelaza ekvivalentnih osovina i veličine indeksa debljine ko-ko, faktora sredine, indeksa nosivosti tla posteljice i faktora vozne sposobnosti površine kolovoza.

( )cm

RWSN

GCBR

t

pot 54,2

10

67,3

1068,0527,0log1710,0

1068,0

80 −

⋅⋅=

⋅+−⋅β

23,3

2

19,5

23,3

21

)1(

)(081,040,0

LSN

LL

⋅+

+⋅+=β

Za L1

= 18 i L2

= 119,5)1(

109440,0

++=

SNβ


Ukupna debljina nosećih slojeva ispod bitumenom vezanih slojeva (od nevezanog zrnastog materijala, stabilizovanog zrnastog kamenog materijala pogodnom vrstom veziva ili od kombinacije ovih materijala) dobija se preračunavanjem iz razlike potrebne vrednosti indeksa debljine za celu kolovoznu konstrukciju (SNSNpotpot) i vrednosti indeksa debljine bitumenom vezanih slojeva (SNSN11) prema izrazu:

aaii ·· ddii >> SnSnpotpot –– SNSN11 gde su:

aaii -- koeficijenti zamene primenjenih materijala

ddii -- debljina nosećih slojeva ispod bitumenom vezanih slojeva (cm)

Pri izradi standarda, iz praktičnih razloga su sprovedena određna pojednostavljenja koja se odnose na usvojene konstante za R = 2,0 i pk = 2,5.

Korišćenjem računara izrađeni su dijagrami za dimenzionisanje, i to za tip 1 i tip 2.

Fleksibilne kolovozne konstrukcije tipa 3 dimenzionišu se kao i tip 2 uz odgovarajuće preračunavanje dobijenih dimenzija pomoću koeficijenata zamene materijala.


Documents

19. KOLOVOZNA KONSTRUKCIJA