Realizacja inwestycji drogowych w złożonych warunkach gruntowo-wodnych to duże wyzwanie dla inżynierów w zakresie doboru odpowiednich technologii. Jakie rozwiązania i produkty można zastosować do wzmocnienia podłoża gruntowego oraz zwiększenia trwałości nawierzchni? W jaki sposób wzmocnić nasypy i zabezpieczyć skarpy przy drodze?
Rozbudowa DK81 od węzła autostrady A4 z DK86 do rozbudowywanego węzła DK81 z DK86
Wzmocnienie słabego podłoża gruntowego oraz zwiększenie trwałości zmęczeniowej nawierzchni poprzez stabilizacje kruszywa georusztem trójosiowym Tensar TriAx®. Zapewnienie stateczności nasypów poprzez zastosowanie zbrojenia – tkanin wysokiej wytrzymałości Tensar Basetex® oraz georusztów jednokierunkowych Tensar RE®. Zabezpieczenie przeciwerozyjne skarp poprzez zastosowanie maty przeciwerozyjnej Tensar EroNet®.
Lokalizacja: województwo śląskie
Inwestor: Urząd Miasta Katowice
Wykonawca: Konsorcjum firm: Lider NDI S.A. Sopot
Lata realizacji: 2019-2021
Wyzwanie dla wykonawcy
Obszar inwestycji drogowej charakteryzuje się bardzo złożonymi warunkami gruntowo-wodnymi. W wierzchniej warstwie na całym obszarze zalega nasyp niekontrolowany o zmiennej miąższości od 0,1 do 4,6 m. Lokalnie występują grunty spoiste w stanie twardo- i miękkoplastycznym. Ustabilizowane zwierciadło wód gruntowych znajduje się na głębokości 0,6 – 5,2 m p.p.t. Część inwestycji położona jest w obszarze wpływu szkód górniczych od I do III kategorii deformacji, co wiąże się z koniecznością zabezpieczenia nawierzchni przed uszkodzeniami. Poszerzenie istniejących wysokich nasypów wymaga zapewnienia jednorodności pracy konstrukcji starego oraz nowego nasypu drogowego. Znaczny wzrost prognozowanego ruchu wymagał dostosowania konstrukcji nawierzchni do kategorii ruchu KR7. Podniesienie kategorii ruchu z KR6 do KR7 związane jest ze wzrostem natężenia ruchu w okresie pomiędzy wykonaniem projektu a rozpoczęciem budowy, a także z podwyższonych współczynników przeliczeniowych pojazdów ciężkich na osie obliczeniowe wprowadzonych przez KTKNPiP z 2014 r.
Rozwiązanie Tensar
W celu uzyskania wymaganej trwałości zmęczeniowej nawierzchni – podniesienie kategorii ruchu z KR6 do KR7, bez zwiększania grubości warstw asfaltowych i podbudowy, zaprojektowano rozwiązanie z wykorzystaniem stabilizacji warstwy kruszywa podbudowy zasadniczej georusztem trójosiowym. Dzięki temu zabiegowi wzrasta moduł sprężystości warstwy kruszywa co znacząco wpływa na trwałość zmęczeniową całej konstrukcji. Na podstawie przeprowadzonej analizy obliczeniowej potwierdzono, że dzięki stabilizacji podbudowy georusztem uzyskano wymaganą trwałość tj.: 65,7 mln osi 100 kN.
Ze względu na bardzo złożone warunki gruntowo-wodne do wzmocnienia słabonośnego podłoża również zastosowano technologię w postaci warstw kruszywa stabilizowanych georusztami trójosiowymi, gdzie oprócz uzyskania wymaganej nośności i zagęszczenia uzyskano dodatkowe korzyści jak:
- zabezpieczenie nawierzchni przed wpływem szkód górniczych,
- uciąglenie konstrukcji oraz zapewnienie jej równomiernego podparcia na podłożu o potencjalnie różnych właściwościach, w tym przypadku to np. stara konstrukcja istniejącego nasypu i nowy nasyp na poszerzeniu,
- zapewnienie równomierności ewentualnych osiadań.
W celu zapewnienia stateczności skarp wysokich nasypów w podstawie zastosowano geotkaniny Basetex oraz zbrojenie skarp w postaci georusztów jednokierunkowych Tensar RE. Dodatkowo jako zabezpieczenie przeciwerozyjne skarp zastosowano biodegradowalną matę typu Tensar EroNet, która pozwoliła na zredukowanie grubości humusu, a docelowo zabezpieczy skarpę przed erozją w okresie wegetacji roślinności.
Korzyści
- zmniejszenie ilości kruszywa koniecznego do wzmocnienia konstrukcji nawierzchni,
- dostosowanie konstrukcji nawierzchni do nowej prognozy ruchu (KR7) bez zwiększania grubości konstrukcji,
- zabezpieczenie konstrukcji przed wpływem szkód górniczych,
- oszczędność czasu i kosztów realizacji inwestycji.
Rys. Przekrój przez nawierzchnię w wykopie. Źródło: Tensar Polska
Fot. Realizacja inwestycji drogowej. Źródło: Tensar Polska
Fot. Widok z góry na realizację DK81. Źródło: NDI
