plik pdf - Wydział Inżynierii Lądowej - Politechnika Warszawska

22 Konstrukcyjne i technologiczne aspekty budowli ziemnych Konstrukcyjne i technologiczne aspekty budowli ziemnych 23NawierzchniaroboczaKorytonawierzchniNiweletanawierzchnii! .Robocze" niweleta, robót ziemnychw poIoteniu końcowymRys. 2.2. Schemat położeń niwelet i korytaNiweletabudowli ziemnejWystarczające byłoby uprzednie, właściwe uplasowanie ,,roboczej" niweletybudowli ziemnej, aby uniknąć tego rodzaju strat, polegających napodwójnym przemieszczaniu pewnej objętości gruntu, a co gorzej - mieszaniugruntów O różnych właściwościach. W rezultacie, odbiór budowli ziemnej jakopewnej całościowej części drogi, która ma zaprojektowane i wymagane konkretnewymiary geometryczne, jak i parametry gruntów bezpośredniego podłożanawierzchni, następował w nielicznych przypadkach. Formowanie poboczaz gruntu "koryta" prowadzi do zmiany struktury i destrukcji wymaganegostanu gruntów strefy aktywnej i bezpośredniego podłoża nawierzchni, któregoodbiór zgodny ze Specyfikacjami Technicznymi Wykonania i Odbioru, następujeincydentalnie.Pojęcie podobieństwa i równoważności konstrukcji podłoży nawierzchnidróg szynowych i kołowych, w żadnym przypadku nie oznacza tożsamościtakich konstrukcji, a tym bardziej ich równorzędnego układu. Podstawowyprzejaw i główna cecha rozumianej tu równoważności to efekt i skutek fizycznypracy całej konstrukcji nawierzchni drogi, a w szczególności uwarstwionegojej podłoża. Rozwój teorii podłoża gruntowego wiązany jest także z analiząmodeli coraz bardziej adekwatnych rozwiązań technicznych występującychw praktyce inżynierskiej. Obecnie, obok modeli anizotropowej półprzestrzenisprężystej, uzyskuje się wyczerpujące rozwiązania numeryczne metodą (MES)wielowarstwowych układów podłoża o różnie zdefiniowanych warstwach sprężystych(patrz rozdz. 1.3).Niejednorodność uwarstwienia uwzględnia się skokowo, ujmując szczegółowo,niekiedy skrajnie różne, parametry materiałów poszczególnych warstw.Warunki numerycznych rozwiązań takich układów, w zakresie ustalenia polanaprężeń i przemieszczeń, są w największym stopniu przydatne w normowaniutechnicznych projektów. uwarstwień podłoży nawierzchni komunikacyjnych,ale tylko w pojęciu uniwersalnym, tj. nawierzchni drogowych, lotniskowychi kolejowych [3, 40, 50, 60). Znaczenia wyników obliczeń umniejszanieco fakt, że obejmują one tzw. analogi cyfrowe, czyli wysoce przybliżone,poprzez idealizację, modele mechaniczne modelem symulacyjnym. Dodatkowozaś, w przypadku podłoży nawierzchni, mamy do czynienia z pośrednim sposobemobciążenia, czyli z redystrybucją sil wewnętrznych. Główną częśćobciążeń, a co za tym idzie naprężeń i odkształceń, przejmuje nawierzchnia,która w znaczeniu technicznym, jak i modelowym jest także układem wieluwarstw. Z obliczeń uzyskujemy ujednolicone wartości naprężeń i odkształceń,o niewielkich różnicach - na ogół mniejsze od granic tolerancji pomiaru. Stądteż, skuteczne wnioskowanie może zapewnić jedynie wynik terenowych pomiarówdoświadczalnych lub laboratoryjnych.Problematyka kształtowania podłoża nawierzchni jest przedmiotem wielu badańdoświadczalnych, głównie w kontekście badań własności materiałów, któremogą mieć zastosowanie bezpośrednie [45]. Własności sprężyste i wytrzymałościowesą coraz częściej określane i mierzone nie tylko na małych próbkach,ale także na układach wielkowymiarowych oraz na modelach typu .sandwich".Taki rodzaj pomiarów wielkości fizycznych jako skutek przyłożonego obciążeniauznawany jest za najbardziej miarodajny. Uogólniona analiza wynikówtakich badań różnych typów podłoży nawierzchni komunikacyjnych, główniewzmocnionych cementem, pozwala na ustalenie następujących wniosków:a) wtórny moduł odkształcenia podłoża nawierzchni nie jest funkcją wytrzymałościna ściskanie materiału warstwy stabilizowanej spoiwamihydraulicznymi, czyli E 2 * f(Rm);b) wtórny moduł odkształcenia podłoża zależy w stopniu pomijalnyrn odgrubości warstwy stabilizowanej spoiwami hydraulicznymi - przy występującejtechnologicznej, minimalnej grubości 10 cm, czyli E 2* f(hwar);c) odmienny i nieustalony rodzaj zależności występuje między Rmhwara pierwotnym modułem odkształcenia podłoża El.Niezależnie od faktu, że obydwa wnioski należy traktować hipotetycznie, bowiemprzytoczone badania nie stanowią dowodu bezpośredniego, z uwagi nąinne cele pomiarów, ale pozwalają na sformułowanie rozwiązań alternatywnegoulożenia warstw wzmocnionych w podłożu. Wyczerpanie wszystkich możliwychukładów warstw uzupełnionych zastosowaniem geotekstylii jest możliwew schematach. Zasadne są także rozwiązania podane na rys. 2.3. Jednako przewagach poszczególnych układów muszą i powinny decydować kryteriasprężystości i trwałości. Poszczególne układy różnią się efektywnością -zużyciem materiałów oraz tzw. dogodnością technicznego wykonania. Poszukiwaniomrelatywnie optymalnego układu i położenia warstw wzmocnionych,stabilizowanych cementem w strefie aktywnej podłoża, sprzyja określenieskrajnych przypadków wzmocnienia nakazywanych w katalogu [64].Wzmocnienie podłoża obowiązuje w każdym przypadku stwierdzonegopodłoża rodzimego na podstawie wskaźnika nośności CBR, innego niż typu G l.Wówczas następować powinna wymiana gruntu do maksymalnej głębokości75 cm albo zabudowa warstwy stabilizowanej spoiwami hydraulicznymio maksymalnej grubości 30 cm (2 x 15 cm). Układy konstrukcji podane narys. 2.3 operują w pierwszej granicy głębokości podłoża nawierzchni 30 cm,