KERESZTMETSZETI TERVEZÉS Három fő feladatcsoport megoldását jelenti: Koncepcionális tervezés Geometriai tervezés Szerkezeti tervezés 1
Az útkeresztmetszet koncepcionális tervezése A koncepcionális vagy szolgáltatási célú tervezés esetén egy adott igényből indulunk ki és ehhez rendelünk táblázatok alapján egy megkívánt tervezési osztályt. A külterületi mellékutak kategóriáján belül az ÁNF(E/nap) alapján választunk tervezési osztályt (K.III.a., K.III.b., K.III.c.) A tervezési osztályon belül a legkisebb körívsugár alapján környezeti körülményt és tervezési sebességet (v t ) választunk. 2
Az útkeresztmetszet forgalomtechnikai felosztása Külterületi mellékutak esetén az útkoronán belül vannak: forgalmi sávok két oldalt a szélső sávok: padkák biztonsági sáv oldalakadály távolságra: vezetőoszlop, korlát 3
Geometriai tervezés A tervezési osztály és a tervezési sebesség alapján táblázatból vehetjük ki: forgalmi sáv szélességét padkaszélességet biztonsági sáv szélességét A rézsűk megválasztása a talaj típusa és a rézsűmagasság függvényében táblázatból válaszható. 4
Szerkezeti tervezés Utak pályaszerkezete Hajlékony pályaszerkezetek felépítése Hajlékony pályaszerkezetek tervezése 5
Utak pályaszerkezete Forgalmi követelmények: biztonságos kényelmes gyors olcsó A pályaszerkezet ezért: egyenletes érdes teherbíró stabil legyen álljon ellen a forgalomnak és időjárásnak 6
Hajlékony pályaszerkezetek felépítése Burkolat: kopóréteg kötőréteg Alap: felső alsó legalsó vagy javított földmű 7
Hajlékony pályaszerkezetek tervezése Hajlékony pályaszerkezetek méretezése Méretezés alapelvei Méretezési eljárások Hajlékony pályaszerkezetek rétegeinek megválasztása méretezési katalógus alapján 8
A méretezés alapelvei Az útpályaszerkezetek méretezésénél ismerni kell: pályaszerkezet élettartamát terhelést (nehézgépjármű forgalmat) pályaszerkezet rétegeit altalajt 9
A pályaszerkezet tervezési élettartama Autópálya és városi főút esetén: Országos főutakon: Országos és városi mellékutakon: 20 év 15 év 10 év 10
Terhelés nagysága Tengely/kerék statikus súlya (100 knos egységtengely) Sebesség Dinamikai többlet Abroncsnyomás forgalom nagysága eloszlása 11
Nehézgépjármű forgalom F 100 egységtengely áthaladás: F 100 = 1,25 365 t ÁNET ÁNET r s f ÁNF e = i i i t : tervezési élettartam r : irányszorzó s : sávszozó f i : járműkategória fejlődési szorzója ÁNF i : átlagos napi forgalom e i : 100 kn egységtengelyre átszámító szorzó 12
Pályaszerkezet rétegei Típus Vastagság Fáradási jellemzők: mechanikai vizsgálatok alapján határozhatók meg. 13
Típus Altalaj Mértékadó teherbírás Tönkremeneteli jellemző A földmű teherbíró képessége az E 2 modulussal illetve a CBR%-al adható meg. E 2 = 1,5 p s r 14
Méretezési eljárások Empírikus Szemiempírikus Mechanikai alapokból kiinduló Az első módszer tapasztalati katalógus alkalmazását jelenti, a másik két esetben számítási eljárást is lehet alkalmazni, de legtöbbször ott is katalógust alakítanak ki. 15
Szemiempírikus módszer AASHO intézet 1:1 arányú kísérletet hajtott végre, ahol kavicsos homok zúzottkő aszfalt rétegeket használtak és külömböző variánsokat hoztak létre. Ezen a próbapályán műterhelést járattak. 16
Szemiempírikus módszer A pályaszerkezeteket két hetente egy bizottság 1-5 skálán pontozta. Azt tapasztalták, hogy 2,5 használhatósági index elérése után felgyorsul a tönkremenetel, ezért ezt tekintették a pályaszerkezet tönkremenetelének. 17
Szemiempírikus módszer Megvizsgálták, hogy az egyes szakaszok hány tengelyáthaladás után mennek tönkre. Létrehoztak egy egyenérték tényezőt, amelyet először becsültek, majd regresszióval korrigáltak. Megállapították, hogy az azonos tengelyterhelésű sávokban az egyenértékvastagság és a tengelyáthaladások száma között van összefüggés. 18
Szemiempírikus módszer Egy adott egyenérték-vastagságú pályaszerkezet különböző tengelysúlyok által okozott tönkremeneteléhez tartozó áthaladásszám alapján lehetett átszámítani a különböző tengelysúly értékeket a 10 tonnás egységtengelyre. Azt tapasztalták, hogy az egységtengelyre való átszámítás a 4 vagy 6 hatványkitevővel lehetséges. 19
Szemiempírikus módszer Létrehozták a regressziós összefüggést a tengelyáthaladások száma, az egyenértékvastagság és a tengelysúly nagyság között. Az Asphalt Institut korábbi kísérletei már bizonyították, hogy a szükséges pályaszerkezetvastagság a talaj teherbíró-képességét jellemző CBR értéknek a 0,4-dik hatványával fordítottan arányos. [ 14,5 + 14,0 lg(f ] Hesz = 100) 2,5 0,4 CBR 20
Szemiempírikus módszer A magyar méretezési előírás (HUMU) 1992- ig az előbbi képletet használta. Ezt meg kellett változtatni, mert: új aszfaltkeverékek jelentek meg, pályaszerkezet erősítésnél a tapasztalat szerint a makadám burkolatok kisebb, a félmerev burkolatok pedig nagyobb vastagítást kívántak, a további CBR% értékek 1940 évi kísérlet alapján lettek számolva a mechanikai méretezés felé kellett továbblépni. 21
A jelenleg érvényes méretezési katalógus rendszere Átmenet a szemiempírikus és mechanikai méretzezési módszer között. A figyelembe vett két alapelv: A pályaszerkezet aszfaltrétegeinek alján az ismételt terhelések hatására keletkező feszültségek ne haladják meg az ott lévő anyag fáradási szilárdságát illetve tulajdonságait. Az alsó réteg ne adjon át a földműnek olyan igénybevételt, ami annak maradó deformációját okozná. 22
A jelenleg érvényes méretezési katalógus rendszere A tervezési időszak nehézjármű forgalmát a korábbiak szerint kell meghatározni és azt A-K kategóriákba kell sorolni. A földmű teherbírásának E 2 =50 MN/m 2 értéket kell elérnie építéskor. Kötött talajú földművön ez nem mindig biztosítható, ezért egy HK réteget helyeznek rá. 23
A jelenleg érvényes méretezési katalógus rendszere A szabvány 4 típuslapot tartalmaz: 1. Teljes aszfalt pályaszerkezet 2. Kötőanyag nélküli szemcsés alapréteg 2.1. Zúzottkő alapréteg (ZA), vagy M20 jelű mechanikai stabilizáció 2.2. Folytonos szemeloszlású zúzottkő alap, vagy M50 jelű mechanikai stabilizáció 3. Hidraulikus kötőanyagú stab. alapréteg 3.1. 15 cm és 3.2. 20 cm vastagságban 4. Sovány beton alapréteg 24
Pályaszerkezet méretezése a feladatban Szükséges egyenérték-vastagság meghatározása a méretezési képlettel A megadott pályaszerkezeti vastagságának megválasztása: rétegek Réteg Vastagsági Egyenérték Választott Teherbíneve határok tényező vastagság rás (H e ) cm e i cm ecm AB 3-8 2,2 KA 5-12 2,0 v. 1,8 CKT 10-25 1,2 ZA 12-25 1,0 v. 0,7 25
Pályaszerkezet méretezése a feladatban Az F 100 tervezési forgalom alapján a forgalmi kategória kiválasztása. Ez egységesen A kategória lesz. A típus-pályaszerkezet kiválasztása a megadott pályaszerkezeti rétegek és a forgalmi kategória alapján. A két fajta méretezés eredményének összehasonlítása. 26
Mintakeresztszelvény Az út azonos forgalmi terhelésű, osztályú, egyenes vonalvezetésű szakaszára érvényes keresztszelvény, amely tartalmazza vázlatosan a pályaszerkezetet is. A feladatban az egyenesben lévő mintakeresztszelvényen kívül rajzolni kell egy ívben lévőt is, amely a legkisebb helyszínrajzi sugarú ív max. túlemelésű és max. szélesítésű szelvénye. Méretarány: 1:50 27
Mintakeresztszelvény Szélességi méretek az egyenesben lévő mintakeresztszelvénynél a kiadott táblázatból kell kiválasztani. Pályaszerkezeti rétegek neve, vastagsága Tetőszelvény dőlése: 2,5% Padkadőlés: 5% Trapézárok mélysége: 0,50 m Rézsűk: Homokliszt-lösz és homokos iszap:r t =5/4, r b =4/4 Gyengén kötött agyag, agyag: r t =4/4, r b =4/4 28
Mintakeresztszelvény Ívben lévő mintakeresztszelvény: Túlemelés: a sugár, és a vt függvényében táblázatból nézhető ki (0,5%-ra kerekítve) Szélesítés: a sugár és a középponti szög függvényében táblázatból nézhető ki (0,10 m pontossággal) Padkadőlések: belső oldali, mint az egyenesben vagy q%, a külső oldali padka kifelé dőlése és a burkolatdőlés között max. 7% törés lehet 29
Mintakeresztszelvény Számítani kell a földműszintre vonatkozó adatokat: m, m, P, K A mintakeresztszelvények rajzai alá fel kell tüntetni a Keresztszelvények című munkarészben használt rövidítéseket: T:, B:, B 30