PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI Boris utura, dipl.ing.gra.prof.dr.sc. Ivan Lovri prof.dr.sc. Branko Mazi Graevinski fakultet Graevinski fakultet Graevinski fakultet Sveuilita u Mostaru Sveuilita u Mostaru Univerziteta u Sarajevu boriscutura@gmail.comivan.lovric4@tel.net.ba mazic@lsinter.net Rezime:Dimenzioniranjekolnikekonstrukcijeimaizrazitovelikuvanostuprojektiranjuprometnicaizjednostavnih razlogatokvalitetakolnikekonstrukcijeosiguravatrajnost,sigurnostiudobnostvonje,kaoitotopredstavlja znaajnu stavku u pogledu trokova izgradnje i odravanja. Postoji veliki broj metoda dimenzioniranja koje su proizile iz razliitih pristupa, teorijskih ili empirijskih, kao i prilagodbi lokalnim uvjetima i strategijama.UovomradujedatpregledmetodadimenzioniranjasavitljivihkolnikihkonstrukcijaunaojU.C4.012metodiiu metodama nekih najrazvijenijih europskih drava (Njemaka, Austrija, vicarskai Velika Britanija). Analizirani su principi dimenzioniranja i rezultati koje daju.Na kraju su data razmiljanja autora o ovoj problematici kao i prijedlozi primjene nekih europskih principa i iskustava na nae prilike. Kljunerei:savitljivekolnikekonstrukcije,metodedimenzioniranja,prometnooptereenje,standardnoosovinsko optereenje, projektno razdoblje. Abstract:Pavementdesignhasgreatimportanceintheroaddesignfromthesimplereasonthatthequalityof pavementconstructionensuresdurability,safetyandcomfort,aswellashavingasignificantiteminthecostof constructionandmaintenance.Thereareanumberofdesignmethodsthatarearisingfromdifferentapproaches, theoretical or empirical, as well as adapting to local conditions and strategies. This paper presents a rewiev of design methos for flexible pavement structures in our method U.C4.012and in methods offewmostdevelopedEuropeancountries(Germany,Austria,SwitzerlandandUnitedKingdom).Weanalyzedthe principles of design and the results they provide. At the end of article authors gave opinions about this issue, as well as proposals for the application of some European principles and experience to our opportunities . Key words: flexible pavement structures, design method, traffic load, standard axle load, design period. Boris utura, Ivan Lovri,Branko Mazi2 1.UVOD Dimenzioniranjekolnikekonstrukcijeimaizrazitovelikuvanostuprojektiranjuprometnicaizjednostavnih razlogatokvalitetakolnikekonstrukcijeosiguravatrajnost,sigurnostiudobnostvonje,kaoitoto predstavlja znaajnu stavku u pogledu trokova izgradnje i odravanja. Metode dimenzioniranja se dijele na empirijske i teorijske, gdje su teorijske zastupljenije zbog svoje praktinosti primjene u praksi, dok teorijske vie slue za kontrolu (obino uz pomo softwarea). U naim prilikama kolnike konstrukcije se najprije projektiraju empirijskim metodama, a nakon toga se vri kontrola teorijskim metodama. Predmetovogradasusavitljive(asfaltne)kolnikekonstrukcijekojesukodnas,aiuveinieuropskih zemaljadominantne.Raddajepregledregulativezaprojektiranjeunajrazvijenijimeuropskimdravamai komparacijusmetodomU.C4.012.NedostacimetodeU.C4.012dopunjenisudobrimdijelomubosansko-hercegovakim Smjernicama za projektovanje, graenje, odravanje i nadzor na putevima [15]. 2.PREGLED METODA DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKA UovompoglavljusuopisanemetodesavitljivihkolnikihkonstrukcijapremaU.C4.012metodiinjemakim (D), austrijskim (A), vicarskim (CH) i britanskim (UK) standardima. 2.1 U.C4.012 MetodadimenzioniranjaU.C4.012temeljisenaempirijskojosnovi,aproizilajeizprimjenerazultata AASHORoadTesta.Zastandardnuosovinuuzimasejednostrukaosovinadvostrukihkotaas optereenjem82kN.Upostupkuodreivanjaekvivalentnogprometnogoptereenjazadimenzioniranje asfaltne kolnike konstrukcije provodi se analiza prometnog optereenja.Pri analizi prometnog optereenja uzimaju se u obzir ovi parametri: -prosjeni godinji dnevni (24-satni) broj tekih teretnih vozila u poetnoj godini eksploatacije ceste, -prosjena godinja stopa rasta broja tekih teretnih vozila u projektnom razdoblju dimenzioniranja, -osovinsko optereenje reprezentativnih vrsta vozila, -iskoritenost nosivosti tekih teretnih vozila, -raspodjela prometnog optereenja po voznim trakovima. Ukupnedebljineasfaltnihslojevainosivihslojevaodzrnatogkamenogmaterijalaodreujusenaosnovi vrijednosti ukupnog ekvivalentnog prometnog optereenja u projektnom razdoblju Tu koje se dobije iz izraza [3]: == ku e ii 1T 365 q n F n Gdje su: q-faktorrastaprometauprojektnomrazdoblju;n-procijenjeniprosjenigodinjidnevnibrojsvihtekih teretnihvozilananajoptereenijemvoznomtrakuupoetnojgodinieksploatacijeceste;Fe -ukupnibroj standardnih osovina za pojedina reprezentativna teka teretna vozila (8 skupinavozila);n - broj pojedinih vrsta tekih vozila u PGDP-u. Mjerodavni parametri za dimenzioniranje kolnike konstrukcije su [4]: -projektno razdoblje, -vozna sposobnost povrine kolnikog zastora na kraju projektnog razdoblja, -prometno optereenje, -klimatsko-hidroloki uvjeti, -nosivost materijala posteljice, -kvaliteta primijenjenih materijala u kolnikoj konstrukciji. Pri razradi ove metode napravljena su odreena pojednostavljenja koja se odnose na svojstva primijenjenih materijala i klimatsko-hidroloke uvjete karakteristine za lokalne prilike. Projektnorazdobljejenajee20godina,amogusedimenzioniratiietapnopriemuprojektniperiod jedne etape ne smije biti manji od 5 godina. Vozna sposobnost povrine kolnikog zastora procjenjuje se prekoindeksavoznesposobnostip,ijajevrijednost5.0zanoveiidealnoravnekolnike,0zapotpuno unitene kolnike po kojima nije mogua vonja. U ovom standardu usvojena je najmanja vrijednost indeksa voznesposobnostipovrinekolnikogzastoranakrajuprojektnograzdoblja2.5.Utjecajklimatsko-hidrolokihuvjetananosivostkolnikekonstrukcijeuzimaseuobzirprimjenomregionalnogfaktoraR. Njegovevrijednostikreuseugranicamaod0.5-5.0,priemusuveevrijednostinepovoljnije.Uovom standarduuzetajeveliinaregionalnogfaktora2.0.Nosivostmaterijalaposteljiceizraavasepomou vrijednostiCBR-a.Kodizboramaterijalaukolnikojkonstrukcijimorasevoditiraunaofunkcijipojedinih PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI

3slojeva i ekonominosti graenja, kao i propisanim kriterijima kvalitete osnovnih materijala i mjeavina prema standardima. Slika 1. Dijagram za dimenzioniranje kolnikih konstrukcija koje se sastoje od asfaltnih slojeva i nosivih slojeva od nevezanog zrnatog kamenog materijala [4] Norme,ovisnooprimjeniikombinacijivrstamaterijala,daju3tipakolnikihkonstrukcija.Kolnika konstrukcija tipa 1 sastoji se od asfaltnih slojeva i nosivog sloja od nevezanog zrnatog kamenog materijala. Tip2odasfaltnihslojevaizrnatogstabiliziranogcementomislinimhidraulikimvezivima.Tip3dajekombinaciju prva dva tipa. Dimenzioniranje se obavlja prema dijagramima za asfaltne i nevezane, te asfaltne i cementom vezane zrnate kamene materijale. Dijagram za asfaltne i nevezane slojeve prikazan je na slici 1.Ukupnudebljinuasfaltnihslojevapotrebnojepodijelitinaasfaltneslojeveuskladuspripadajuim koeficijentima zamjene, dok se nosivi sloj od nevezanog kamenog materijala dobije direktno. Debljina nosivog sloja od nevezanog zrnatog kamenog materijala odreuje se iz razlike izmeu stabiliziranog nosivog sloja, odgovarajuim preraunavanjem pomou koeficijenata zamjene materijala. 2.2 NJEMAKA KolnikekonstrukcijeuNjemakojsustandardiziranesmjernicamaRStO86iz1986.godine,nadopunjene 1989. i 1996. godine. Za standardnu osovinu uzima se jednostruka osovina s optereenjem 100 kN i na osnovu broja standardnih osovina propisane su kolnike konstrukcije po klasama I do VI i klasa SV. Konstrukcija klase SV je najjaa (preko32milijunastandardnihosovina),dokjekodklaseVInajslabija(do0.1milijunaosovinaod10t (100kN)) [6].Kao ulazni podaci za proraun prometnog optereenja koristi se ili broj tekih vozila preko 3.5 t (metoda 1) ili poznata osovinska optereenja (metoda 2) [5].Metoda 1.1: Odreivanje ukupnog ekvivalentnog prometnog optereenja iz ( SV)i 1DTV - za promjenjive faktore: ( )=(= + N(SV)Bm 3 i 1 1i 2i ii 1B 365 q f DTA f f 1 p = (SV) (SV)i 1 i 1 Ai 1DTA DTV f Metoda 1.2: Odreivanje ukupnog ekvivalentnog prometnog optereenja iz (SV)i 1DTV - za konstantne faktore A Bm 1 2 3 Zf , q , f , f , f , f : (SV)A Bm 1 2 3 ZB N DTV f q f f f f 365 =

( )( )+ = +NZ1 p 1f 1 pp N Boris utura, Ivan Lovri,Branko Mazi4Metoda2.1:Odreivanjeukupnogekvivalentnogprometnogoptereenjaizpodatakaosovinskog optereenja za promjenjive faktore:( )N(SV)3 i 1 1i 2i ii 1B 365 f EDTA f f 1 p=(= + 4(SV) (SV) ki 1 (i 1)kk0LEDTA DTAL (| | ( = | (\ . Metoda 2.2: Za konstantne faktore:(SV)1 2 3 ZB N EDTV f f f f 365 =

4(SV) (SV) ki 1 (i 1)kk 0LEDTA DTAL (| | ( = | (\ . Slika 2. Koeficijenti za proraun ukupnog ekvivalentnog osovinskog optereenja iz RStO 086 [5] Gdjesu:B -ukupnoekvivalentnoosovinskooptereenje(brojosovina10t)uprojektnomrazdoblju;N- projektnorazdoblje,najee30godina; ( )SVi 1DTV -prosjenodnevnoprometnooptereenjetekihvozila (mase preko 3.5 t) u godini koritenja i-1; ( )SVi 1DTA- prosjean broj osovinskih prijelaza tekih vozila dnevno ugodinikoritenjai-1; ( )SVi 1EDTA -prosjeanbrojekvivalentnihosovinskihprijelazatekihvoziladnevnou godini koritenja i-1; ( ) SV(i 1)kDTA - prosjean broj ekvivalentnih osovinskih prijelaza tekih vozila dnevno u godini koritenjai-1zaklasuoptereenjak; Ai 1f -prosjeanbrojosovinapotekomvoziluugodinikoritenjai-1 (slika3); Bmq -raspodjelaukupnogprometnogoptereenjaugodinikoritenjai-1;pretvaranjestvarnog brojaosovinauekvivalentneod10t(slika3); 1if -faktorraspodjeleposmjerovimazagodinui; 2if -faktor irine prometne trake za godinu i; 3if - faktor uzdunog nagiba za godinu i; zf - srednji faktor rasta prometa tekih vozila; ip - srednji godinji rast prometa tekih vozila u godini i; k -klasa optereenja s jednostrukim osovinskim optereenjem; Lk- srednja osovina u klasi k; L0 - dvostuke osovine 10 t. Vrijednosti svih navedenih koeficijenata su date u tablicama 4,5 i 6 standarda RStO 086 [5] (slika 2). PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI

5 Slika 3. Katalog konstrukcija [5] Na teorijskim osnovama i steenim iskustvima nastao je katalog za pojedine tipove kolnikih konstrukcija koji se odreuju prema prometnom optereenju i za posteljicu>2v2E 45MN / m(slika 3).Slojevi koji se koriste u standardu su: Asphaltdeckschicht - habajui sloj; Asphaltbinderschicht - asfaltni vezni sloj;Asphalttragschicht-asfaltninosivislo;HydraulischgebundeneTragschicht-hidraulikivezaninosivi sloj; Frostschutzschicht - nosivi sloj otporan na smrzavanje; Kiestragschicht - ljunani nosivi sloj. 2.3 AUSTRIJA Austrijskesmjernicezadimenzioniranjekolnikihkonstrukcijasadrekatalogstandardnihkonstrukcijaza svakirazredoptereenja.Katalogkonstrukcijajerezultatanalitikihproraunakonstrukcijekaolinearno elastinog modela, kalibriranog podacima temeljenim na iskustvu u izgradnji. Za standardnu osovinu uzima se 100 kN i sva teka vozila se faktorima ekvivalencije svode na standardnu za projektno razdoblje 20 godina.Boris utura, Ivan Lovri,Branko Mazi6RVS3.63dajepostupakzadimenzioniranjekolnikabezsrednjegprirasta(postupniprirast).Ovisnoo prometnomoptereenjuizaminimalnunosivostposteljice,katalogkonstrukcijadajeminimalnedebljine pojedinih tipova kolnikih konstrukcija (Tablica 5na slici 6).Zaduljevrijeme(vieoddvijegodine)zaprometpostupnogprirasta,potrebnedebljinedodatnogslojase dobijunaosnovumetodeuRVS3,64.Navedenousmjernicamaseodnosisamozanormalneuvjete, prometnog toka, klimatske i hidroloke. Za sluajeve kada osnovni uvjeti, koje zahtijeva standard, nisu ispunjeni potrebna je posebna procjena. Kod bitumenomvezanihslojeva,kadaprometmjerodavnogvozilapadneispod40km/hilisesejave iznadprosjene horizontalne sile (zbog koenja ili ubrzavanja), potrebne su dodatne mjere u vidu ojaavanja. Dimenzioniranje se radi s obzirom na prometno optereenje, najoptereenije prometne trake. Ovo prometno optereenjeseizraavaprekoekvivalentnogbrojaprijelazastandardnihosovina100kNikaoukupno projektnostandardnoosovinskooptereenjeBNLW(Bemessungsnormlastwechsel).Ovooptereenje (mjerodavno za proraun) se dobije iz izraza [6]: = tglBNLW NLW R V S 365 n zGdje je:tglNLW - prosjeno dnevno standardno osovinsko optereenje (prijelazi osovina 100 kN) za presjek ceste.tglNLW se dobije iz poznavanja prosjenog godinjeg dnevnog prometa JDTV i kategorije vozila: ( ) = tgl iiNLW JDTV srednji koeficijent ekvivalencije kategorije vozila. Za teko vozilo bez prikolice je 0,70, vozilo s prikolicom 1,20 i autobuse 0,60 (Tab. 1 na slici 4). Ne vrijedi za linijske autobuse u urbanom podruju. Slika 4. Srednji koeficijent ekvivalencije kategorije vozila[6] i koeficijent ekvivalencije zaJDTLVpojedine kategorije ceste [7] Kada nema podataka o raspodjeli prometa, tada se rauna po izrazu: = tgl ges JDLTVNLW JDTLV Gdjesu: gesJDTLV -prosjenigodinjidnevnipromettekihvozilau24satakrozpoprenipresjekceste. Uzimaseprocjenomodukupnogprometnogoptereenja; JDLTV -srednjikoeficijentekvivalencijeza JDTLV zaodreenukategorijuceste.Zaautocesteiznosi1,00,azaostale0,90(Tab.2naslici4);R koeficijent raspodjele prometa po smjerovima; V - koeficijent raspodjele prometa po trakovima, iznosi 1,0 za 2dvosmjernetrakove,a0,90za3ilivietrakova;S-koeficijentraspodjeleprometaunutartraka,ovisio irini(Tab.3naslici5).Ovovrijedisamozavangradskecesteizaonesodvojenimsmjerovima.U suprotnomseuzimavrijednostkaozabf=3,00m;nprojektnorazdobljeobinoseuzima20godina; zkoeficijentpoveanjaprometazagodinjiporastp(%).Akonemapodatakauzimasep=3%za autoceste ili p= 1 % za ostale ceste. ( )= nq 1zn q 1, = +pq 1100 Slika 5. Koeficijent raspodjele prometa unutar traka, ovisno o irini ceste [7] Prema odreenim vrijednostima optereenja BNLW, promet se klasificira u klase optereenja i za odabrani tip konstrukcije, definiraju se debljine slojeva (Tab. 5 na slici 6). PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI

7Tablica 2 (slika 4) s navedenim prosjenim vrijednostima JDLTVse koristi kada nema preciznih podataka, ali akoseuoe,npr.nesrazmjeriudjelatekihvozila,potrebnojeprovestiistraivanjeiprocjenuprometnog optereenjadetaljnije.Toseosobitoodnosinaslabijeoptereeneceste(IViVkategorija)gdjetreba sustavnijerazmotritiosobinetokakaotosusezonskevarijacijeivrnooptereenje.StandardRVS8,24 zahtijevamodulelastinostiposteljiceminimalno=2v1E 35MN / m ,aakojevrijednostmanjapotrebnasu poboljanja. Ako su vrijednosti v1E dosta vee doputene su korekcije debljine slojeva u katalogu.KvalitetamaterijalaisamaugradnjasupropisanesmjernicamaRVS8S.05.11iRVS8.512.Zaposteljicu >2v1E 35MN / m ,tablica5(slika6)dajedebljinepojedinihslojevakolnikekonstrukcije,uzprethodno definiranu klasu optereenja i tip konstrukcije. Slika 6. Katalog kolnikih konstrukcija [7] Slojevi koji se koriste u standardu su: bituminse Tragschichte und Decke - bitumenski nosivi sloj i habajui sloj;ungebundeneObereTragschichteausrecycliertemgebrochenenodergefraestenAsphaltgranulat- nevezanigornjinosivislojodrecikliranoglomljenogilimljevenogasfaltnoggranulata;ungebundeneObere Tragschichte,Rundkrnung-nevezanigornjinosivisloj,okruglozrni;ungebundeneObereTragschichte, Brechkrnung-nevezanigornjinosivisloj,drobljeni;ungebundeneObereTragschichte,Zentralgemischte Kantkrnung-nevezanigornjinosivisloj,srednjegranulacije;zementstabilisierteTragschichte-cementno stabilizirani nosivi sloj; ungebundene Untere Tragschichte - nevezani donji nosivi sloj. 2.4 VICARSKA vicarskametodadimenzioniranjakolnikekonstrukcijejetemeljenanaAASHTOmetodiinavlastitim iskustvimasteenimnaizgradnjimreecesta.Standardsadrikatalogkonstrukcijanaosnovukojihse dimenzioniradebljinapojedinihslojeva,kakozanovoprojektiraneceste,takoizarekonstrukciju[10]. Dimenzionira se na temelju broja standardnih osovina 80 kN u projektnom razdoblju 20 godina[9]. Boris utura, Ivan Lovri,Branko Mazi8Zaproraunukupnogbrojaprijelazaosovinauprojektnomrazdobljusekoristi:yi-ekvivalentnidnevni promet;i-brojprometnihtrakova;TFn -dnevnoekvivalentnoprometnooptereenje(srednjednevno optereenjeuprojektnomrazdobljungodina,za20godinaseoznaavaTF20);Wn -ukupnoekvivalentno prometno optereenje za vrijeme n godina (za 20 godina je W20).Razlikuju setritipa osovinajednostruka,dvostrukai trostruka.Kaoreferentna se uzimajednostruka80 kN (ESAL - Equivalent Single Axle Load, mase 8,16 t). U proraun se uzimaju samo vozila mase 3,5 t i vee, dok se osobna vozila ne uzimaju. Vozila su definirana u 10 SLF (schwere Lastfahrzeuge teko teretno vozilo) skupina.Postoje 4 naina prorauna ukupnog ekvivalentnog prometnog optereenja, ovisno o svrsi prometnice, tj. o raspoloivim podacima: 1.Kadaimamoposebneuvjeteceste,kaonpr.pristupigradilitimailiindustrijskimpodrujima,i raspolaemo detaljnijim podacima o vozilima. 2.UkupnoekvivalentnoprometnooptereenjeWsetemelji na distribucijitekih vozila utekim prometnim klasama.Ova metoda se koristi kadapostojepodaci oraspodjeliibroj prolaza tekih vozila svakog razreda ima odgovarajui faktor ekvivalentnosti(propisani faktori za 10 tipova vozila). 3.Postojesamo3kategorijevozila(SLF-kategorije),kamion(Lastwagen),kamionsprikolicom (Lastenzug) i poluprikolicom (Sattelschlepper) s koeficijentima. 4.Kada nemamo podatke kao u prethodna 3 sluaja, tada se koeficijenti odreuju na osnovu funkcije ceste za koju se rauna (Tab. 5 na slici 7). Gdje su: Hochleistungsstrasse(HLS):Transitautobahnencestevelikerazineusluge:tranzitneautoceste; Hochleistungsstrasse (HLS): Autobahnen - ceste velike razine usluge: autoceste;Hauptverkehrsstrassen (HVS) glavne prometnice;Verbindungsstrassen (VS) vezne ceste. Za sve naine koristi se izraz [9]: = i iW n kGdje su:Wukupnoekvivalentnoprometnooptereenje;ni -brojosovinaoptereenjaizaprojektnorazdoblje;ki faktor ekvivalencije optereenja i. DabiizraunalidnevnoekvivalentnoprometnooptereenjeTFn,potrebnojeizraunatifaktorrastana osnovu godinjeg prirasta prometa: ( ) += nn 01 r 1TF TFr n r godinja stopa rasta,| | r ,r 0 = n broj godina Ukupan broj standardnih osovina Wn u projektnom razdoblju n je:== 365nn ii 1W y StandardSN640324a[10]dajesmjernicezadimenzioniranjenovoprojektiranecestekaoizaojaavanje postojee. Faktori koji utjeu na dimenzioniranje su prometno optereenje, teren i lokalni uvjeti. Slika 7. Faktor ekvivalencije ovisno o tipu ceste [9] PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI

9Definiranje prometnog optereenja je prethodno objanjeno i on se klasificira u jednu od 6 klasa, od T1 vrlo lakog, do T6 ekstremno tekog (Tab. 1 na slici 8) [10]. Slika 8. Grupe prometnog optereenja [10] Norma definirata glavne faktore vezane za teren i klasificira ga u 5 grupa, od najloijeg S0 do najboljeg s4 (Tab. 2 na slici 9). Slika 9. Grupe podloge [10] TerenkojispadaugrupuS0nijepredmetovogstandardaizahtijevapoboljanje.Takoerstandarddajei utjecaj mraza, kao i lokalne uvjete (geoloki, hidroloki uvjeti,...). DimenzioniranjesetemeljinanaelimaAASHTO-aidefiniranjastrukturnogbrojakojijesumaumnoaka debljine pojedinih slojeva D i koeficijenata zamjene a (Tab. 5 na slici 11): = + + + +1 1 2 2 3 3 n nSN a D a D a D ... a DGdje su: ai koeficijent zamjene (standardni tucanik ima a=1,0); Di debljina sloja (cm). Potrebni strukturni broj se dobije na osnovu klase prometnog optereenja (Ti) i klase podloge (Si) iz tablice (Tab. 3 na slici 10). Dimenzionirani strukturni broj da bi zadovoljio mora biti vei od potrebnog. Slika 10. Potrebni strukturni broj SNerf c u funkciji optereenja Ti i podloge Si [10] Boris utura, Ivan Lovri,Branko Mazi10 Slika 11. Koeficijenti zamjene pojedinih materijala [10] Gdje su: Bituminse Belge bitumenski premazi; Deck- und Tragschichten aus Asphaltbeton habajui i nosivi slojevi asfalta; Gussasphalt - lijevani asfalt; Deckschichten aus Rauhasphalt povrinski grubi asfalt; Drainasphaltdeck-undtragschichtendrenaniasfaltnislojeviinosivislojevi; Heissmischfundationsschicht HMF vrue mijeani bitumenizirani nosivi slojevi; Schottertrnkung ljunak; Stabilisierungmithydraulischen;indemittelnhidraulinovezanastabilizacija;Kiessandgebrochen drobljeni ljunak; Kiessand gebrochen obli ljunak; Stabilisierung mit bituminsen Bindemitteln (z.B. KMF) bitumenom vezana stabilizacija. OvisnoooptereenjuTiipodloziSi,teodabranimslojevimakolnikekonstrukcije,standarddaje6tipova konstrukcija: -Tip 1 daje za slojeve asfaltbetona i ljunka, -Tip 2 daje za slojeve asfaltbetona, bitumeniziranog nosivog sloja i ljunka, -Tip 3 daje za slojeve asfaltbetona i bitumeniziranog nosivog sloja, -Tip 4 daje za slojeve asfaltbetona, hidrauliki stabiliziranog nosivog sloja i ljunka, -Tip 5 daje za slojeve asfaltbetona i hidrauliki stabiliziranog nosivog sloja, -Tip 6 daje za slojeve asfaltbetona, ljunka i hidrauliki stabiliziranog nosivog sloja. PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI

11Primjer kataloga za Tip 2 prikazuje slika 12. Slika 12. Tip 2 kolnike konstrukcije, slojevi asfaltbetona, bitumeniziranog nosivog sloja i ljunka[10] 2.5 VELIKA BRITANIJA Britanskametodadimenzioniranjakolnikihkonstrukcijajebazirananaanalitikomproraunulinearnog, vieslojnog,elastinogmodela.Proraunavajusedoputenerazinehorizontalnihvlanihnaprezanjana donjojstraniivertikalnihtlanihnaprezanjanagornjojstanikolnikekonstrukcijepodutjecajemukupnog broja ekvivalentnih standardnih osovina 80 kN u projektnom razdoblju 40 godina. Zaproraunprometnogoptereenjakoristesefaktori[11]:komercijalnavozilaF(masepreko3.5t)u poetnomrazdoblju(dobijeseprekoPGDP-a),projektnorazdobljeY(40godina,stimdaje85% vjerojatnost da e konstrukcija izdrati 20 godina bez ojaavanja), faktor rasta G, faktor nosivost W i postotak vozilaunajoptereenijemtrakuP.Vozilasupodijeljenautriklase,PSV(javniservis),tekavozilaOGV1 (dvoosovinci i troosovinci) i teka vozila OGV2 (5 tipova vozila veih masa i broja osovina). Za projektiranje novihcestapotrebnojeizvritiprorauneimodelekakobisedobiouvidovozilimaOGV2,aminimalne vrijednosti su prema slici 13. Boris utura, Ivan Lovri,Branko Mazi12 Slika 13. Minimalna vrijednost vozila OGV2 ( %)Slika 14. Prometno optereenje u ovisnosti o ovisnosti o dnevnom toku, za nove konstrukcije [11] dnevnom toku, za projektno razdoblje 40 godina [11] Akopodacineophodnizastandardniprorauniprocjenuprometnogoptereenjanisudostupni,tadase optereenje za sve prometne trakove u jednom smjeru (za razdoblje 40 godina) uzima na osnovu grafova na slikama13i14(Figure2.2iFigure2.5).Akonisupoznatikonkretnipodaci,zafaktorrastaOGV1+PSVi OGV2, uzimaju se vrijednosti iz grafikona (Figure 2.3 u standardima). Ako su pak poznati podaci o prolom prometuoni se koriste zaprocjenubudueg,alisamoakosupoznatipodacinajmanje10godinajerkraa razdoblja nisu pouzdana. Tada se koristi grafikon (Figure 2.4 u standardima). Slika 15. Postotak komercijalnih vozila (P) u najoptereenijem traku u ovisnosti oukupnom dnevnom toku komercijalnih vozila [11] Faktor nosivosti (W) pojedinih vozila se dijeli na vrijednost za postojee (WM) i novoprojektirane ceste (WN). Vrijednostizanovecestesuveezbogrizikaupredvianjubuduegprometa.Postotakkomercijalnih vozila(P)unajoptereenijemtrakukoristisekaomjerodavanzaproraun.Zacestekojeimajudvaivie trakovaujednomsmjeru,mjerodavnipostotaksedobijenaosnovugrafikonasaslike15(Figure2.5). Budui promet (T) u milijunima standardnih osovina se rauna po izrazu: Ti = 365 x F x Y x G x W x P x 106 msa Gdje su: F - prometni tok(AADF) u poetnom razdoblju;Y - projektno razdoblje (godina);G - faktor rasta; W - faktor nosivosti tipova vozila (WM i WN);P - postotak vozila u najoptereenijem traku.Projektiranadebljinasetemeljinaetiriklasetlanevrstoe(definiranakaovieslojnipoluprostortrajne vrstoe): -klasa 1>50 Mpa; bez donjeg nosivog sloja i za optereenje do 20 milijuna standardnih osovina, -klasa2> 100Mpa;kolnikakonstrukcijasdonjimnosivimslojem,zaoptereenjedo80mil. standardnih osovina, osim ako je upotrijebljen vezani donji nosivi sloj debljine 150 mm ili vie, -klasa 3> 200 Mpa; projektiran je i cementni ili hidraulino vezani donji nosivi sloj,-klasa 4> 400 Mpa; projektiran je i cementni ili hidraulino vezani donji nosivi sloj. Dimenzioniranjeseradizasveprometnetrakovepremanajoptereenijem,stimdasezalakoprometno optereenje uzima u proraun minimalno 1 milijun standardnih osovina.Kaozavrnislojevisekoriste:zbijeniasfaltbetonDBM50iliDBM125(DenseBitumenMacadam)iliteki asfaltbeton HDM50 (Heavy Duty Macadam), splitmastikasfalt SMA, samo kao vezni sloj vrue valjani asfalt HRA50 (Hot Rolled Asphalt), gornji nosivi sloj (tampon) velikog modula EME2 (Enrobe a Module Eleve Class 2),hidraulinovezanimaterijaliHBM(Hydraulicallyboundmaterials)kojiukljuuju(cementomvezani granulacijski materijal CBGM (Cement Bound Granular Material)), pepelom vezani materijali FABM (Fly Ash Bound Material), ljakom vezani materijali SBM (Slag Bound Material). Za projektno razdoblje se obino uzima 40 godina, dok se za slabije optereene ceste moe uzeti 20 godina. PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI

13 Slika 16. Dimenzioniranje debljine slojeva za savitljive kolnike [11] Za odreivanje debljine slojeva koriste se nomogrami na slici 16 (Figure 2.1 Flexible Pavements). Na desnoj strani nomograma oitava se ukupna debljina asfaltnih slojeva, a na temelju broja osovina i klase podloge. DBM50 je najmeki i zahtijeva najveu debljinu, dok je na kraju EME2 najvri i zahtijeva najmanju debljinu. Lijeva strana nomograma daje debljinu hidraulino stabiliziranog sloja HBM (hydraulically bound mixtures) za datu vrstou (klase A, B, C i D), te debljinu sloja asfalta u sredinjem dijelu nomograma.Minimalnadebljinaasfaltnihslojevaje200mm,ahidraulinostabiliziranogslojaHBM150mm.Debljina asfalta je data izrazom:H= -16.05 x (Log(N))2 + 101 x Log(N) + 45.8 ( N projektirano optereenje do 400 msa 3.ANALIZA DEBLJINE SLOJEVA KOLNIKE KONSTRUKCIJE Na kraju pregleda metoda analizirane su debljine pojedinih slojeva za priblino jednaku posteljicu i jednako prometno optereenje 1 milijun i 10 milijuna standardnih osovina te sedobiju zanimljivi rezultati. Akosedimenzionirazaprometnooptereenje1milijun(slika17)i10milijunastandardnihosovina82kN (slika 18), za CBR posteljice 5 %, uz prilagodbu ostalim standardima i izrazi u ekvivalentnoj asfaltnoj debljini, dobit e se bolji uvid o debljini kolnikih konstrukcija (slika 17 i slika 18).MetodadimenzioniranjaU.C4.012:Kolnikakonstrukcijabisezaoptereenje1milijunosovinasastojala od 42 cm mehanikog nosivog sloja i 12 cm asfaltnih slojeva. Za 10 milijuna osovina slojevi bi bili debljine 52 cm mehaniki nosivi sloj i 19 cm asfaltni slojevi. Njemakistandardi:Zastandardnuosovinuuzimaseosovina100kN.1milijunosovinaod82kN prevedenonanjemakustandardnuosovinu100kNiznosioko0,9milijunaosovina ( = 80 80 100logN P / P logN ), to ga svrstava u III klasu optereenja ( > 0,8 3). Posteljica mora imati vrijednost minimalno>2v2E 45MN/ m .Timedobijemokolnikukonstrukcijumehanikognosivogsloja22cm,nosivog asfaltnog sloja 14 cm , veznog i habajueg 8 cm. Za 10 milijuna osovina 80 kN (oko 9 milijuna od 100 kN) bi tobilaklasaoptereenjaIIikolnikakonstrukcijabisesastojalaodmehanikognosivogsloja30cm, nosivog asfaltnog sloja 18 cm , veznog i habajueg 12 cm. Austrijski standardi: Optereenje 1 milijun osovina bi bilo III klase (0,4 1,3 mil.) i klase S (10 25 mil.) za 10milijunaosovina.Posteljicatrebaimati>2v1UPE 35MN/ m ,toza1milijunosovinadajekolniku konstrukciju donjegmehanikog nosivogsloja30 cm,goronjeg mehanikog nosivogsloja20cmi asfaltnih slojeva19cm.Zaoptereenje10milijunapotrebnojedonjegmehanikognosivogsloja30cm,gornjeg mehanikog nosivog sloja 20 cm i asfaltnih slojeva 25 cm. vicarski standardi: Standardi daju dnevno ekvivalentno prometno optereenje T. Kada bi 1 milijun osovina u projektnom razdoblju 20 godina sveli na dnevno (137 dnevno) spadalo bi u grupu T3 (srednje optereenje 100300TF),dokbi10milijunaosovina(1370)spadalouT5(vrlotekoprometnooptereenje1000 3000TF).PosteljicajeklaseS1(CBR36%)ikolnikakonstrukcijasesastojiodmehanikognosivog Boris utura, Ivan Lovri,Branko Mazi14sloja55cmiasfaltnihslojeva13cmzaoptereenjeT3iodmehanikognosivogsloja60cmiasfaltnih slojeva 22 cm za optereenje T5. Britanski standardi: Prema UK metodi za konstrukciju klase 1 dobije se debljina asfaltnih slojeva HRA 5023 cm za 1 milijun osovina i 34 cm za 10 milijuna osovina. Sve dobivene kolnike konstrukcije (slika 17i slika 18) su svedene na ekvivalentnu debljinu u asfaltu (preko koeficijenata zamjene) kako bi se dobile okvirne debljine za komparaciju. Slika 17. Kolnika konstrukcije za ukupno optereenje 1 mil. standardnih osovina 82 kN i ekvivalentna debljina uasfaltu Slika 18. Kolnika konstrukcije za ukupno optereenje 10mil. standardnih osovina 82 kNiekvivalentna debljina uasfaltu Ono to se moe vidjeti na osnovu ekvivalentne debljine asfalta (pribline) za 1 milijun osovina (slika 17) je todaU.C4.012(26cm)dajeveevrijednostiodbritanskih(23cm),amanjeodnjemakih(29cm), austrijskih(36cm)ivicarskih(31cm).Veevrijednostiuaustijskiminjemakimstandardimasuzbog uraunatihveih rizikada e konstrukcijaizdratiprojektnorazdoblje.Zaoptereenje10milijunaosovina (slika 18), situacija se poneto mijenja. Najveu promjenu u debljini imaju britanski standardi 48 % (s 23 na 34 cm), slijedi U.C4.01238 % (s 26 na 36 cm) i njemaki 38% (s 29 na 40 cm). Dosta manje promjene daju PREGLED DIMENZIONIRANJA SAVITLJIVIH KOLNIKIH KONSTRUKCIJA U EUROPSKOJ I NAOJ REGULATIVI

15austrijski,samo17%(s36na42cm).Kaotojevereeno,razlikesurezultatrazliitihproraunskih postavki metoda, razliiti modeli, strategije (vijek konstrukcije), lokalni uvjeti, materijali, itd. 4.ZAKLJUAK Savitljive kolnike konstrukcije prevladavaju u veini europskih drava, pa tako ine preko 90 %. Iznimke su FrancuskaiNjemakasdostamanjimudjelomsavitljivihkolnika.Svakadravauprojektiranjuima posebnosti proizile iz razliitog pristupa, bilo da je zasnovan na praksi ili teoretskim postavkama: -Prometneosobitosti:Iakosvakametodaproraunprometnogoptereenjasvodinastandardnu osovinu,prisutnesuodreenerazlike.Prijesvegasetoodnosinadefiniranjevozilakojaseuzimajuu obzir(komercijalnavozila).Unekimdravamajegranica35kN, drugim30kNili15kN,dokostalene definirajuminimalnuteinu.Drugarazlikajeustandardnojosovini,vicarskaiVelikaBritanijaza standardnu osovinu uzimaju 80 kN, U.C4.012 daje 82 kN, Austrija i Njemaka 100 kN.-Projektno razdoblje: U veini drava projektno razdoblje je 20 godina (UK ima 40 godina), no razlike su ustrategiji.Mnogedraveradenaprincipudasejaanjemkolnikanakonprojektnograzdobljaprodulji vijek trajanja jo 20 godina.-Karakteristikeslojevakolnikekonstrukcije:Razlikeupojedinimmetodamasuponajveeu definiranju posteljice, kao i u odabiru slojeva.-Metode dimenzioniranja: Iako su osnovne postavke jednake (vieslojni elastini sustav), postoje razlike u pristupu, bilo da dominira teoretski ili praktini, kao i lokalni uvjeti i strategije. Kao rezultat svih navedenih osobitosti pojedinih metoda, dobiju se razliite debljine kolnikih konstrukcija za jednako prometno optereenje.Usporeujui metodu dimenzioniranja U.C4.012 s analiziranim metodama moemo uvidjeti razlike, moda i neke nedostatke prema ostalim: 1.Temeljidimenzioniranja (AASHTO ROAD TEST) su postavljeni kad je vozni park bio potpuno drukiji, a time i osovinska optereenja. Metoda U.C4.012 daje jednostruku standardnu osovinu 82 kN (dvostruka sepreraunavanajednostruku,atrostrukanemaprorauna,doknpr.vicarskipravilnikdajeiza trostruku),dokjetendencijapoveanjateinestandardneosovine(AustrijaiNjemaka100kN, Francuska ak 130 kN). U posljednje vrijeme se izdaju preporuke za projektiranje s veim standardnim osovinama, to bi trebalo uvrstiti i u pravilnike. 2.RStOiRVSmetode,zarazlikuodU.C4.012,uproraunubrojastandardnihosovinauzimajuirinu voznog traka,to takoer ima utjecaja. 3.RStO metoda u proraunu broja standardnih osovina uzima uzduni nagib, to se u U.C4.012 ne uzima. Ovaj faktor nije zanemariv s obzirom na vee optereenje i koenje, za vee nagibe razlike su i preko 25 %. Zbog zanemarivanja ovog utjecaja dionice cesta na veim nagibima su dosta loijeg stanja. 4.Projektno razdoblje nije strogo definirano, a moda bi bilo dobro da se definira jasna strategija. 5.Veinazemaljateistandardizacijiuvodeikatalogekonstrukcija.Katalozipojednostavljujuupotrebus jedne strane, a s druge vode standardizaciji cestovne mree. LITERATURA [1] Babi, B., Projektiranje kolnikih konstrukcija, Sveuilite u Zagrebu i HDGI, Zagreb 1997.[2]COST333:DevelopmentofNewBituminousPavementDesignMethod,FinalReportoftheAction, European Commission, Directorate General Transport, Brussels, 1999. [3]U.C4.010Projektiranjeigradenjecesta.Odreivanjeukupnogekvivalentnogprometnogoptereenjaza dimenzioniranje asfaltnih kolnikih konstrukcija, 1981.[4]U.C4.012 Projektiranje i gradenje cesta. Dimenzioniranje novih asfaltnih kolnikih konstrukcija, 1981.[5]RichtlinienfuerdieStandardisierungdesOberbauesvonVerkehrflaechen.RStO86,Ausgabe1986. Ergaenzte Fassung 1989. und 1996.[6] Velske, Mentlein, Eymann, Strassenbau technik, Werner, Duesseldorf 2002.[7] RVS 3.63 Strassenplanung, Bautechnische Details, Oberbau, Wien 1998. [8]RVS8S.05.11Oberbauarbeiten(ohneDeckenarbeiten),Tragschichten,ungebundene Tragschichten, Wien 1997. [9] SN 640 320 Dimensionierung, quivalente Verkehrslast, Zrich 2000. [10] SN 640 324 Dimensionierung; Strassenoberbau (VSS), Zrich 1997. [11] Design Manual for Roads and Bridges, hd 24/06; hd 26/06, London 2006. [12] ELLPAG PHASE 1, A Guide to the Use of Long-Life Fully-Flexible Pavements, FEHRL, Brussels, 2004. [13]Branko Mazi, Asfaltne kolovozne konstrukcije, Graevinski fakultet Univerziteta u Sarajevu, 2007. [14] Aleksandar Cvetanovi, Borivoje Bani, Kolovozne konstrukcije, Akademska misao, Beograd 2007.[15] Smjernicama za projektovanje, graenje, odravanje i nadzor na putevima, Sarajevo/Banja Luka 2005.