RODOS ROZVOJ DOPRAVNÍCH STAVEB Janouškova 300, Praha 6 Tel , ZPRÁVA č. 14/2011

Transkript

1 RODOS ROZVOJ DOPRAVNÍCH STAVEB, Praha 6 Tel , ZPRÁVA č. 14/2011 o expertním stanovení únosnosti, zbytkové životnosti a zesílení Komunikace Kaštanka - Jílové Zpracováno pro DEXPLON spol. s r.o. Výtisk č. 30. března 2011

2 Zadavatel: DEXPLON spol. s r.o. Střelskohoštická Lhota Střelské Hoštice IČO DIČ CZ Zhotovitel: Ing. Pavel Herrmann - RODOS Sídlo firmy: Od Vysoké 275, Praha 5 IČO DIČ CZ Provozovna:, Praha 6 (Adresa pro doručení) tel.: , Zodpovědný zástupce: Zpracoval: Kontroloval: Ing. Pavel Herrmann Pavel Šmejkal Ing. Pavel Herrmann Systém jakosti a oprávnění zhotovitele: Certifikát č. 3009/109-06/SMJ podle ČSN EN ISO 9001:2001 na činnost Provádění průzkumných a diagnostických prací souvisejících s výstavbou, opravami, údržbou a správou pozemních komunikací a letištních ploch. Oprávnění k provádění průzkumných a diagnostických prací souvisejících s výstavbou, opravami, údržbou a správou pozemních komunikací č. 57/2000 vydané MDČR č.j / Oprávnění k měření průhybů vozovek pozemních komunikací č. 4/2005 pro zařízení FWD/HWD RODOS vydané MDČR č.j. 554/ RS/1 Použité technické předpisy: ČSN ČSN ČSN ČSN TP 82 TP 87 TP 162 TP 170 Názvosloví silničních komunikací Vozovky pozemních komunikací. Základní ustanovení pro navrhování. Zkoušení silničních živičných směsí Rázové zatěžovací zkoušky vozovek a podloží Katalog poruch netuhých vozovek Navrhování údržby a oprav netuhých vozovek Recyklace konstrukčních vrstev netuhých vozovek za studena na místě s použitím asfaltových pojiv a cementu Navrhování vozovek pozemních komunikací Ing. Pavel Herrmann RODOS Zpráva č. 14/2011, Praha 6 Akce: Kaštanka Stránka 2 z 14

3 Měřené úseky: Hodnocené úseky MK Lokalizace úseků Datum měření Teplota krytu vozovky Konstrukce vozovky Kaštanka Začátek: Konec komunikace Konec: Začátek kom. - závora C Upravená vrstva 20 cm Dopravní zatížení úseku: neznámé proveden výpočet zatížitelnosti Konstrukce vozovky: Skladba konstrukce vozovky byla sdělena zadavatelem. I. Měření průhybu vozovek Měření bylo provedeno rázovým zatěžovacím zařízením RODOS 10001, zatížením jehož hodnota je přibližně ekvivalentní s dotykovým tlakem návrhové nápravy (tzn. 0,65 Mpa). Průhyby jsou zaznamenány na sedmi snímačích, jejichž umístění je ve vzdálenostech 0, 300, 600, 900, 1200, 1500 a 2100 mm od středu zatěžovací desky. Zjištěné hodnoty: Naměřené hodnoty průhybů na všech snímačích jsou uvedeny v tabulce č Ve sloupci číslo podúseků tabulky je uvedeno číslo podúseků na, které je úsek rozdělen a to v závislosti na velikosti naměřené hodnoty max. průhybu (sloupec D1 - KRYT VOZOVKY) tak, aby hodnoty průhybů jednotlivých podúseků byly statisticky srovnatelné a nedošlo ke zkreslení výsledků. Průběh průhybů zaznamenaných na všech sedmi snímačích sledovaném úseku je pro ilustraci znázorněn v grafické podobě v grafu č. 1. V grafu č. 2 jsou vykresleny průběhy průhybu d 1 - charakterizujícího mechanickou účinnost krytu vozovky, rozdíl průhybů d 1 a d 4 - charakterizující mechanickou účinnost podkladních vrstev a průhyb d 6 charakterizujícího mechanickou účinnost podloží. Vynesení výše zmíněných průhybů na celém sledovaném úseku lze identifikovat místa, která vykazují srovnatelné průhyby a rozdělit sledovaný úsek na podúseky. Dále lze usuzovat, ve které konstrukční vrstvě se realizují největší průhyby. Z grafu č. 2 je zřejmé, že jak průhyby d 6 charakterizující chování podloží, tak průhyby d 1 charakterizující chování krytových vrstev na celém sledovaném úseku vykazují homogenitu Ing. Pavel Herrmann RODOS Zpráva č. 14/2011, Praha 6 Akce: Kaštanka Stránka 3 z 14

4 svého průběhu a tudíž je neúčelné rozdělit úsek na další podúseky. Z hlediska dopravního zatížení jsou úseky homogenní. II. Výpočet rázových modulů pružnosti Z naměřených hodnot průhybů se vypočítávají pomocí zpětného výpočtu rázové moduly pružnosti jednotlivých konstrukčních vrstev vozovky v teplotních podmínkách zjištěných při měření. Tyto hodnoty jsou uvedeny v tabulce č III. Stanovení zbytkové životnosti a návrh zesílení Vypočtené hodnoty rázových modulů pružnosti na každém úseku nebo podúseku jsou dále vstupními veličinami analytického návrhu konstrukce vozovky. U asfaltem tmelených vrstev jsou moduly tuhosti opraveny na návrhovou teplotu dle TP 87 Navrhování údržby a oprav netuhých vozovek. Analytickou návrhovou metodou jsou vypočteny deformační charakteristiky: poměrné přetvoření na spodním líci asfaltem tmelených vrstev ε t poměrné stlačení na povrchu podloží ε z Výstupem je počet maximálního počtu přejezdů návrhových náprav N MAX odpovídající vypočteným deformačním charakteristikám, ze kterého se při znalosti současného dopravního zatížení (TNV/24 hod) určí hledaná životnost v letech. Veškeré použité hodnoty jsou uvedeny v tabulce č. 2. V případě výpočtu zatížitelnosti se stanoví počet TNV na stanovenou dobu životnosti, které vozovka unese. Ing. Pavel Herrmann RODOS Zpráva č. 14/2011, Praha 6 Akce: Kaštanka Stránka 4 z 14

5 IV. Shrnutí výsledků: Číslo úseku nebo podúseku Název úseku nebo podúseku Staničení Začátku a konce (km) Délka úseku (km) Dopravní zatížení (TNV) Tloušťka zesílení (mm) 1 Kaštanka 0,000 0,250 0, Kaštanka 0,000 0,250 0, Vozovka hodnoceného úseku vykazuje zatížitelnost cca 2 TNV/24 hod po dobu 20 let, resp. celkový počet pojezdů TNV do vyčerpání životnosti. Při zesílení vozovky 50 mm asfaltového betonu dojde ke zvýšení zatížitelnosti na cca 5 TNV/24 hod resp. Ke zvýšení celkového počtu pojezdů TNV na do vyčerpání životnosti. Praha Ing. Pavel Herrmann RODOS Ing. Pavel Herrmann RODOS Zpráva č. 14/2011, Praha 6 Akce: Kaštanka Stránka 5 z 14

6 Příloha č. 1 Měřené průhyby a jejich vyhodnocení Ing. Pavel Herrmann RODOS Zpráva č. 14/2011, Praha 6 Akce: Kaštanka Stránka 6 z 14

7 Komunikace Kaštanka - Jílové Poloměr zat. desky [mm] = 150 Poloha snímače [mm] Měřeno při teplotě 8 C Naměřené průhyby na jednotlivých snímačích (µm) : Staničení Číslo Kontaktní D1 -KRYT D2 D3 D4 D5 D6 D7 D1-D4 D1-D2 D2-D4 [m] podúseku napětí VOZOVKY PODLOŽÍ PODKLAD [MN/m2] 0 1 0, , , , , , , , , , , Statistické zpracování : Průměr : 1 0, Maximum : 1 0, Minimum : 1 0, Sm. odchylka 1 0, % kvantil : 1 0, % kvantil : 1 0, Praha 6 Tabulka 1.1 Stránka 7 z 14

8 Komunikace Kaštanka - Jílové Staničení [m] Statistické zpracování Průměr : Maximum : Minimum : Sm. odchylka 85 % kvantil : 50 % kvantil : Rázové moduly pružností Napětí a přetvoření (2-vrstvý zpětný výpočet) Zpevněná v. PODLOŽÍ Přehled chyb Tahové Svislé Nelineární Nelineární Zpevněné Podloží Podloží Podloží Podloží Podloží přetvoř. přetvoř. parametry parametry vrstvy hloubka hloubka hloubka hloubka hloubka spod.líc na povrchu Číslo 20 cm 0 cm 60 cm 160 cm 260 cm 460cm zpev. v. pláně A B Průměr Max-Prů Průměr Max-Prů podúseku [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] [1] [1] [%] [%] [µm] [µm] 20 C ,84E-04-6,43E ,8 0,1516 5,16 17,37 5,2 5, ,47E-04-9,20E ,3856 6,83 33,06 4,73 13, ,69E-04-6,28E ,2 0,2364 3,68 14,2 2,69 4, ,16E-04-4,44E ,2022 2,64 8,51 2,87 10, ,65E-04-1,22E ,1874 5,67 20,69 12,83 69, ,68E-04-1,17E ,2 0,1244 3,07 5,11 3,26 9, ,95E-04-1,26E ,6 0,1394 3,67 6,36 6,14 25, ,44E-04-7,98E ,0285 4, ,03 20, ,12E-05-2,54E ,2 0,2648 2,67 8,73 1,8 4, ,21E-04-4,59E ,7 0,2093 2,04 4,66 1,94 4, ,01E-04-6,90E ,001 7,69 32,31 7,11 16, ,25E-04-7,71E ,70 0,18 4,36 14,91 4,87 16, ,95E-04-2,54E ,20 0,39 7,69 33,06 12,83 69, ,12E-05-1,26E-03 95,00 0,00 2,04 4,66 1,80 4, ,06E-04 3,22E-04 33,19 0,10 1,75 9,67 3,01 17, ,67E-04-1,20E ,30 0,08 6,25 26,50 6,63 23, ,01E-04-6,90E ,70 0,19 3,68 13,00 4,73 10, Praha 6 Tabulka 1.2 Stránka 8 z 14

9 Průběh průhybů na snímačích D1 - D7 Komunikace Kaštanka - Jílové Průhyby [ µm ] Staničení [ m ] D1 -KRYT VOZOVKY D2 D3 D4 D5 D6 PODLOŽÍ D Praha 6 Graf 1 Stránka 9 z 14

10 1000 Průběh průhybů krytu, podkladu a podloží Komunikace Kaštanka - Jílové Průhyby [ µm ] Staničení [ m ] D1 -KRYT VOZOVKY D6 PODLOŽÍ D1-D4 PODKLAD Praha 6 Graf 2 Stránka 10 z 14

11 Průběh rázových modulů pružnosti zpevněné vrstvy Komunikace Kaštanka - Jílové Rázové moduly pružnosti (MPa) Staničení (m) Modul pružnosti zpevněné vrstvy Praha 6 Graf 3 Stránka 11 z 14

12 Průběh rázových modulů pružnosti podloží na pláni Komunikace Kaštanka - Jílové Rázové moduly pružnosti (MPa) Staničení (m) Modul pružnosti podloží Praha 6 Graf 4 Stránka 12 z 14

13 Výpočet životnosti netuhých vozovek Kriterium poměrného protažení na spodním líci asfaltem tmelených vrstev - ε t Vlastnosti asfaltem tmelených vrstev - zadání Specifická hmotnost asfaltu Objemová hmotnost kameniva 1025 kg/m kg/m3 Obsah Asfaltu "A" 6,5 % vah. Mezerovitost "M" 4,5 % Obsah Kameniva "q" 89 % vah. Penetrace asfaltu 80 p.j. Poč. bod měknutí "KK" 48,25 Objemové procento asfaltu "VB" 14,44 Identifikace úseku ε t Součinitel Součinitel N max TNV/24h N Životnost Zesílení Název + (staničeni) [1. 10E-06] A B [mil] [mil/rok] [roky] [mm] Komunikace Kaštanka - Jílové NENÍ ######## ######## #HODNOTA! 0, ######## 0 Komunikace Kaštanka - Jílové 76,5-11,577-13,374 62, , > Praha 6 Tabulka 2 Stránka 13 z 14

14 Výpočet životnosti netuhých vozovek - kriterium svislého poměrného přetvoření na povrchu podloží ( trvalá deformace - ε z ) Odolnost živičné směsi proti vyjíždění kolejí - koeficient F r Litý asfalt s klutáží Fr= 1 Hutný asfaltový beton Fr= 1,56 Litý asfaltový beton modifikovaný Fr= 1,37 Asfaltový beton modifikovaný Fr= 1,52 Identifikace úseku ε z F r N max TNV/24h N Životnost Zesílení Název + (staničeni) [1. 10E-06] [mil] [mil/rok] [roky] [mm] Komunikace Kaštanka - Jílové , , ,7 0 Komunikace Kaštanka - Jílové , , > Praha 6 Tabulka 3 Stránka 14 z 14