1 centymetr – dużo czy mało?

Ten nieco tajemniczy tytuł ma związek z badaniami, które zostały przeprowadzone w Głogowie na ulicy Kazimierza Wielkiego przez laborantów Wojewódzkiego Laboratorium Drogowego. Cel badań był określony jasno – zaprojektować wzmocnienie nawierzchni tej ulicy, wykorzystując dane o natężeniu ruchu na drodze wojewódzkiej nr 292, przebiegającej przez tę miejscowość.

Według generalnego pomiaru ruchu przeprowadzonego w 2005 roku, dla drogi nr 292 w zależności od punktu pomiarowego kategorie ruchu przedstawiały się następująco:

1. Żukowice-Głogów - ruch KR-3 (259 osi obliczeniowych 100 kN/dobę/pas)

2. Głogów Zach.(przejście) - ruch KR-4 (579 osi obliczeniowych 100 kN/dobę/pas)

3. Głogów Wsch. (przejście) - ruch KR-4 (358 osi obliczeniowych 100 kN/dobę/pas)

Jak widać, zróżnicowanie natężenia ruchu jest spore – w projektowaniu wzmocnienia należy ten fakt wziąć pod uwagę.

Badanie ugięć sprężystych belką Benkelmana, uwzględniające temperaturę nawierz-chni, współczynnik sezonowości oraz rodzaj podbudowy, pozwoliło obliczyć sprężyste ugięcie obliczeniowe.

U _OBL = 1,699 mm

Obliczenie ruchu całkowitego na pas w okresie 20 lat, uwzględniające zróżnicowanie natężenia ruchu, zakończyło się następującymi wynikami:

N _CAŁK = 2 445 500 osi obliczeniowych 100 kN (ruch KR-3 w 2005 roku)

lub

N _CAŁK = 4 226 700 osi obliczeniowych 100 kN (ruch KR-4 w 2005 roku)

A zatem w zależności od natężenia ruchu różnica w ilości osi obliczeniowych 100 kN wynosi około 1 800 000. Różnica ta dotyczy oczywiście okresu 20 lat.

Wartości ugięcia obliczeniowego U _OBL oraz ruchu całkowitego N _CAŁK pozwoliły na wykorzystanie nomogramu zamieszczonego w „Katalogu wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych”, co w efekcie pozwoliło na określenie „zastępczej grubości wzmocnienia”. Wartość ta zawiera się w przedziale 44 ÷ 46 cm, co w przeliczeniu na grubość warstw bitumicznych daje przedział 22 ÷ 23 cm.

W tym momencie ujawnia się 1 cm, o którym mówi tytuł. Należy bowiem roz-strzygnąć kwestię – wzmacniać warstwami o grubości 23 cm czy też zdecydować się na warstwy o grubości 22 cm?

Oczywiście z technicznego punktu widzenia alternatywy nie ma – należy wzmacniać warstwami o grubości 23 cm ale pokusa powodowana ekonomią (nie 23 lecz 22 cm bo taniej) jest silna.

Spróbujmy zatem przemówić do wyobraźni Czytelnika i odpowiedzieć na pytanie:

„Jeżeli zdecydujemy się na wzmocnienie grubsze o 1 cm to jaki dodatkowy ruch pojazdów samochodowych przeniesie w ciągu 20 lat taka konstrukcja?”

Wiemy już, że jest to dodatkowe 1 800 000 osi obliczeniowych 100 kN. Ale ta war-tość nie pobudza zbytnio wyobraźni. Korzystając z współczynników przeliczeniowych, możemy osie obliczeniowe 100 kN przeliczać na rzeczywiste pojazdy ciężarowe bez i z przy-czepami oraz autobusy. Jednak najlepszy efekt psychologiczny osiągniemy, jeżeli osie obliczeniowe 100 kN przeliczymy na samochody osobowe (może dlatego, że jest ich na pol-skich drogach najwięcej?)

Wiemy (chociażby z poprzedniej „ciekawostki”), że przejazd jednej osi o masie 10 Mg jest równoważny przejazdowi 80 000 samochodów osobowych. Jeżeli tak, to przyjmijmy do wiadomości następujące wyliczenia:

A = 20 lat = [(20 * 365 dni * 24 godziny * 60 minut * 60 )] sekund

B = 1 800 000 * 80 000 = ilość dodatkowych samochodów osobowych, przejeżdżających przez ulicę w ciągu 20 lat

Jeżeli podzielimy B przez A ze zdumieniem stwierdzimy, że pogrubienie konstrukcji o 1 cm spowoduje, iż będzie po niej mogło w każdej sekundzie przez pełne 20 lat przejeżdżać około 200 samochodów osobowych. Trudno to sobie wyobrazić, prawda?

Jaka zatem jest odpowiedź na tytułowe pytanie?

Tę kwestię pozostawiamy do rozstrzygnięcia Czytelnikom.

Na zakończenie zagadka dla dociekliwych:

Jeżeli długość samochodu osobowego wynosi 4 m i w ciągu sekundy przez przekrój drogi przejeżdża 200 takich samochodów, jeden za drugim – to z jaką prędkością jadą?

Odpowiedź przy okazji zamieszczenia następnej ciekawostki. Notabene prędkość ta jest większa od prędkości początkowej pocisku, wystrzelonego z najbardziej rozpowszechnionego w świecie karabinu AK-47. To też przemawia do wyobraźni, prawda?

Zbigniew Rowiński

Wojewódzkie Laboratorium Drogowe