Zapomniana zasada Drukuj

Od czego należy zacząć, rozpoczynając projektowanie konstrukcji nawierzchni drogi? Jeżeli posłużymy się zasadami opisanymi w Załączniku Nr 5 do Rozporządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie, zatytułowanym „Projektowanie konstrukcji nawierzchni dróg”, to krokiem pierwszym będzie ustalenie kategorii ruchu w połowie okresu eksploatacji drogi, w oparciu o obliczoną wartość L, określającą liczbę osi obliczeniowych na dobę na obliczeniowy pas ruchu. Jak czytamy w punkcie 2:
„Liczba osi obliczeniowych stanowi podstawę do ustalenia kategorii ruchu na drodze według Polskiej Normy”.
W tym momencie pojawia się pierwszy problem – a która to Polska Norma jest poświęcona temu zagadnieniu? Ja takiej nie znalazłem – może ktoś bardziej dociekliwy rozwikła tę zagadkę?
Na szczęście do dyspozycji mamy art. 5 Ustawy „Prawo budowlane”. Ustęp 1 tego artykułu brzmi :
„1. Obiekt budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniami budowlanymi należy,
biorąc pod uwagę przewidywany okres użytkowania, projektować i budować
w sposób określony w przepisach, w tym techniczno-budowlanych, oraz zgodnie
z zasadami wiedzy technicznej, zapewniając:
1)   spełnienie wymagań podstawowych dotyczących:
a) bezpieczeństwa konstrukcji,
b) bezpieczeństwa pożarowego,
c) bezpieczeństwa użytkowania,
d) odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych oraz ochrony środowiska,
e) ochrony przed hałasem i drganiami,
            ...... ”

Zasady wiedzy technicznej – wobec braku Polskiej Normy – są dla nas światełkiem w tunelu.
Ktoś zapyta – „A czy droga jest obiektem budowlanym”?
Odpowiedź zawarta jest w art. 3 :
„Ilekroć w ustawie jest mowa o:
       ....
   3a) obiekcie liniowym – należy przez to rozumieć obiekt budowlany, którego charakterystycznym parametrem jest długość, w szczególności droga wraz ze zjazdami .....  ”


Skoro zatem możemy posłużyć się „zasadami wiedzy technicznej”, łatwo ustalimy że obowiązują nas następujące wartości:

Kategoria ruchu

 Liczba osi obliczeniowych (100 kN) na dobę, na pas obliczeniowy

L

 Trwałość zmęczeniowa: Liczba osi obliczeniowych (100 kN) w założonym okresie obliczeniowym

(20lat)

KR1 ≤ 12  ≤ 90 000
KR2 13 ÷ 70 90 000 ÷ 510 000
KR3 71 ÷ 335 510 000 ÷ 2 500 000
KR4 336 ÷ 1 000 2 500 000 ÷ 7 300 000
KR5 1 001 ÷ 2 000 7 300 000 ÷ 14 600 000
KR6  ≥ 2 001 ≥ 14 600 000



Skąd te dane, stanowiące wiedzę techniczną i podające zależność kategorii ruchu od wartości L?
Z „Katalogu wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych”, opracowanego w Instytucie Badawczym Dróg i Mostów w Warszawie, Warszawa, 2001.

Problemu zatem nie ma – można wykonać pierwszy krok. Czy to wystarcza?
Często, bardzo często projektant poprzestaje na obliczeniu wartości L oraz określeniu kategorii ruchu. Niestety, nie są to dane wystarczające. Drugim, niezbędnym do wykonania krokiem jest obliczenie Ncałk . Pod tym symbolem należy rozumieć ruch całkowity w założonym okresie eksploatacji, wyrażony liczbą osi obliczeniowych o nacisku 100 kN, na jeden obliczeniowy pas ruchu. Szkoda, że Rozporządzenie pomija ten temat, zwłaszcza że ruch całkowity Ncałk można obliczać trzema sposobami.
A teraz problem podstawowy – zaprojektowanie konstrukcji nawierzchni. Ograniczę się tutaj do nawierzchni podatnych i półsztywnych z warstwami bitumicznymi, ułożonymi na podbudowie pomocniczej o grubości 20 cm z kruszywa łamanego, stabilizowanego mechanicznie. Wydawałoby się, że problemu nie ma – wystarczy przeanalizować ust. 5.3 ÷ 5.7  Załącznika Nr 5 i dokonać wyboru. Czy rzeczywiście sprawa jest taka prosta?
Najczęściej projektant proponuje grubości warstw bitumicznych w funkcji kategorii ruchu.
Na przykład    -    kategoria KR-2    -    12 cm
                              kategoria KR-3    -    18 cm
                              kategoria KR-4    -    23 cm
Czy to właściwe podejście do zagadnienia? Na pierwszy rzut oka wszystko się zgadza. Jednak pewien niepokój jest, bo przecież nasuwają się takie wątpliwości:

    KR2 dla L = 13    - grubość warstw bitumicznych 12 cm ( ? )
    KR2 dla L = 42    - grubość warstw bitumicznych 12 cm ( ? )
    KR2 dla L = 70    - grubość warstw bitumicznych 12 cm

    KR3 dla L = 71    - grubość warstw bitumicznych 18 cm ( ? )
    KR3 dla L = 203    - grubość warstw bitumicznych 18 cm ( ? )
    KR3 dla L = 335    - grubość warstw bitumicznych 18 cm

    KR4 dla L = 336    - grubość warstw bitumicznych 23 cm ( ? )
    KR4 dla L = 668    - grubość warstw bitumicznych 23 cm ( ? )
    KR3 dla L = 1 000    - grubość warstw bitumicznych 23 cm

Widać problem? Oczywiście, jak na dłoni. Dlaczego ten problem występuje? Bo projektant zapomniał o tytułowej zasadzie. Jest ona zapisana w ust. 5.1 Załącznika Nr 5 i brzmi:
„Konstrukcje nawierzchni podatnych i półsztywnych określone w ust. 5.3 ÷ 5.7 zaprojektowano dla skumulowanej liczby osi obliczeniowych odpowiadającej dwudziestoletniemu okresowi eksploatacji przy natężeniach ruchu odpowiadających górnym granicom kategorii ruchu od KR1 do KR5 oraz 3000 osi obliczeniowych na dobę na obliczeniowy pas dla KR6”.
Jak z tego wybrnąć? Względnie prosto - pozostawiam to dociekliwości Czytelników. Mniej dociekliwym podpowiadam, że grubość warstw bitumicznych jest funkcją – ale nie kategorii ruchu lecz wartości L.

Zbigniew Rowiński
Kierownik Laboratorium Drogowego