SAOBRAĆAJNI FAKULTET

TRAVNIK

DRUMSKI I GRADSKI SAOBRAĆAJ

DONJI STROJ CESTE

SEMINARSKI RAD

Predmet: Student:

Infrastruktura Edin Grizić

Mentor: Br. Indexa:

Ass. Samed Ormanović S-52/12

Travnik, Juni 2014,godineTravnik, Juni 2014,godine

SADRŽAJ

UVOD...................................................................................................................................

3

GRAĐEVINSKI ELEMENTI PUTA.................................................................................. 31.DONJI STROJ PUTA....................................................................................................... 1.1 PODTLO...................................................................................................................... 1.2 ZEMLJANI TRUP....................................................................................................... 1.3 NASIP.......................................................................................................................... 1.4 USJEK......................................................................................................................... 1.5 ZASJEK........................................................................................................................ 1.6 GALERIJA................................................................................................................... 1.7 POZAJMIŠTE..............................................................................................................

44456777

2.VJEŠTAČKI OBJEKTI ZA OBEZBJEĐENJE I IZVRŠENJE DODNJEG STROJA PUTA.................................................................................................................................... 2.1 PROPUSTI................................................................................................................... 2.2 MOSTOVI.................................................................................................................... 2.3 NADVOŽNJACI I PODVOŽNJACI...........................................................................

881010

3.OBJEKTI ZA IZVRŠENJE DODNJEG STROJA CESTE.............................................. 3.1 POTPORNI ZIDOVI.................................................................................................... 3.2 TUNELI........................................................................................................................ 3.3 VIJADUKTI.................................................................................................................

10101111

ZAKLJUČAK.......................................................................................................................

12

LITERATURA..................................................................................................................... 13

2

UVOD

Istorijski korjeni putnog inženjerstva stariji su više od 5000 godina. Posmatrano kroz istoriju, razvoj puteva prati razvoj ljudske civilizacije. Put je ime dobio po Apiju Klaudiju Slijepom, rimskom cenzoru koji je godine 312. p. n. e. i započeo i dovršio izgradnju prve dionice za vrijeme samnitskih ratova. Suštinsku prekretnicu u izgradnji savremenih puteva predstavlja pronalazak i razvoj motornih vozila krajem XIX veka. Posebno intenzivan razvoj puteva počinje početkom XX vijeka. Porast broja vozila i razvoj njihovih dinamičkih karakteristika postavljaju nove zahtjeve u pogledu izgradnje saobraćajnica i novih postupaka. U današnjem smislu, put je građeviski objekat namjenjen kretanju drumskih vozila. To su drumske saobraćajnice koje povezuju različite teritorije, odnosno međusobno povezuju naseljena mjesta ili međusobno povezuju dijelove pojedinih naseljenih mjesta. Sa aspekta građevinskog inženjerstva postoji više konstruktivnih elemenata, a obradom ovog seminarskog rada biće objašnjeni elementi donjeg stroja puta kao jedni od važnih konstruktivnih elemenata.

GRAĐEVINSKI ELEMENTI PUTA

Put kao objekat u građevinskom smislu, sastoji se od dva osnovna konstruktivna elementa: gornjeg i donjeg stroja. Ti dijelovi uobličavaju se preko velikog broja funkcionalnih i konstruktivnih zahtjeva i karakteristika.

Sl. 1. Konstruktivni elementi puta

3

1. DONJI STROJ PUTA

Donji stroj puta jeste onaj dio konstrukcije koji ima zadatak da, preko oformljene ravne površine, prenosi saobraćajno opterećenje na tlo. Ujedno ima funkciju nivelacionog regulatora odnosa sa okolinom. Donji stroj se najčešće gradi u prirodnom tlu i od prirodnih materijala, pa se radovi na njegovoj izgradnji svrstavaju u grupu geotehničkih ili takozvanih zemljanih radova. Ovim pojmom obuhvaćeni su radovi na iskopu, transportu i ugradnji zemljanog i drugog materijala radi stvaranja stabilne noseće konstrukcije saobraćaja.

Donji stroj se gradi u zemlji ili na zemlji. Čine ga:

podtlo, zemljani trup i vještački objekti.

1.1 Podtlo je prirodno tlo pripremljeno za fundiranje trupa puta (u slučaju nasipa), odnosno za neposredno prenošenje opterećenja sa gornjeg stroja na podlogu (u slučaju usjeka).

1.2 Zemljani trup (trup saobraćajnice) jeste vještačka konstrukcija čiji je zadatak da obezbjedi stabilnost gornjeg stroja i kontinuitet nivelete. Gradi se od prirodnih materijala po odgovarajućim geotehničkim kriterijumima. Može biti izveden u obliku nasipa, usjeka, zasjeka (tipičnog i čistog) i galerije. (Prema nekim stavovima jedan od oblika zemljanog trupa jeste i tunel. Češće se tretira kao poseban građevinski objekat koji se, kao i drugi vještački objekti primenjuje samo u posebnim uslovima).

Sl. 2. Oblici zemljanog trupa

4

Materijal u kome se ili od koga se izvodi zemljani trup mora biti mineralnog sastava. Nijedno tlo organskog porijekla (humus, treset, mulj) ne može biti upotrebljeno kao nosiva podloga na kojoj se izvršava nasip, niti kao materijal za izradu nasipa, niti kao marerijal u kome se izvršava usjek i na kome se fundiraju kolovozne i druge konstrukcije gornjeg stroja. Mineralni materijal za izradu zemljanog trupa može biti različit: koherentni materijal, rastresit ili zrnasti materijal i kameni materijal. Svaki od ovih materijala imaju karakteristike koje ih čine manje ili više pogodnim za izradu zemljanog trupa. Načelno se može reći da se u svakom ili od svakog od navedenih materijala mineralnog (neorganskog) porijekla može formirati kvalitetan zemljani trup pod uslovom da stanje istog (vlažnost, krupnoća, ...) zadovoljava i da se primjenjuju odgovarajuće zaštitne mjere koje će obezbjediti stabilnost zemljanog trupa u odnosu na dejstvo vode, mraza, oterećenja i slično. Prije izvršenja zemljanog trupa potrebno je pripremiti teren, odnosno izvršiti uklanjanje rastinja i humusnog sloja sa zemljišta na kome će biti smješten zemljani trup.

1.3 Nasip je oblik zemljanog trupa koji se gradi nasipanjem materijala i sabijanjem istog primjenom odgovarajuće mehanizacije. Nasip se uvijek izvršava u slojevima, čija debljina zavisi od vrste i karakteristika materijala i uslova sabijanja, odnosno primjenjene mehanizacije. Zbijenost nasipa kontroliše se po izradi svakog sloja. Slojevi koji se nanose su horizontalni, uz neophodan nagib za odvodnjavanje Visine do kojih se gradi nasip zavise od lokalnih uslova i iste iznose 10-14 (m). Nagibi strana nasipa zavise od vrste materija. U principu ti nagibi treba da budu što blaži, kako bi se u likovnom i geotehničkom pogledu izbjeglo remećenje prorodne ravnoteže. Posebna pažnja posvećuje se problemu ispitivanja, izbora, standardizaciji i ugradnji materijala u putogradnji. Materijal ne smije da sadrži organske materije. Prije početka izrade nasipa treba izvesti propuste i zaštitne rigole ili jarkove.Zbijenost nasipa se kontroliše po završenoj izradi svakog sloja, uglavnom dvjema metodama:

1. Proktorov opit, opit koji se zasniva na utvrđivanju zapreminske težine osušenog uzorka uzetog iz ugradjenog sloja nasipa. Uporedjujući ovu težinu sa zapreminskom težinom istog materijala ugradjenog u laboratoriji po standardnom postupku dobija se predstava o zapremini šupljina odnosno zbijenosti ugradjenog sloja.

2. Opit kružnom pločom je druga metoda, kojom se vrši ispitivanje deformacija ugradjenog sloja na taj način što se u jednakim vremenskim intervalima utvrdjuje prodiranje u ugrađeni sloj pločeodređenog prečnika, pri određenim specifičnim pritiscima, koji se povećavaju u određenim vremenskim intervalima. Na ovaj način dobija se tzv. modul stišljivosti ugrađenog sloja.

Nasip od nevezanog materijala

Zbijenost koherentnih materijala najbolje se postiže gnječenjem, pod uslovom da imaju tzv.optimalnu vlažnost. Ugrađivanje se vrši bradavičastim valjkom - ježom.Materijali sa većim procentom krupnijih zrna mogu se dobro sabijati ipneumatskim valjcima. Završna faza

5

zbijanja je ravnanje glatkim statičkimvaljcima. Umjesto teških statičkih valjaka u zadnje vrijeme se primjenjuju lakši vibrovaljci. Na manjim površinama i u skučenom prostoru koriste se eksplozivni nabijači – žabe, kod kojih usljed eksplozije motora sa unutrašnjim sagorijevanjem dolazi do skoka mašine. Optimalne debljine slojeva su oko 20 cm u ugrađenom stanju.Kontrola zbijenosti se vrši određivanjem težine uzoraka (Proktorov opit), a za završni sloj se utvrđuje i modul stišljivosti (Opit kružnom pločom).Zbijenost se ispituje opitom kružnom pločom, pošto nije moguće uzeti neporemećeni uzorak iz nasipa. Veoma je važna zaštita kosina nasipa ne samo od vode već i od vetra.

NAGIBI KOSINA NASIPA

- Od koherentnih i nevezanih materijala 1:1,5

- Kamenom oblogom stabilizovane kosine 1:1,25

- Za kamene nasipe1:1,0

MAKSIMALNE VISINE NASIPA

Kreću se od 10–14 m u zavisnosti od mnogih činilaca.

Sl. 3 Izgled nasipa

1.4 Usjek je zemljani objekat, odnosno oblik zemljanog trupa koji se izvršava uzemlji iskopom prema određenom profilu. Izbor metode i sredstava za izvođenje zavise od vrste tla, visine i dužine usjeka, transportne daljine, karakteristika terena i sl. U uobičajenim okolnostima izvršenje usjeka obavlja se iskopom u uzdužnim slojevima, iskopom sa čela i iskopom sa strane. Maksimalne dubine usjeka zavise od vrste tla i iznose 12-14 (m).Nagibi kosina usjeka takođe zavise od vrste i karakterisika tla kao i od željenih pozitivnih vizuelnih efekata. Poželjno je da ti nagibi budu što blaži. (U čvrstim stjenama strane -„kosine“ usjeka mogu biti i vertikalne).Svi materijali podijeljeni su u sedam kategorija. Materijali od I do IV

6

kategorije otkopavaju se bez upotrebe eksploziva, dok materijali od V do VII kategorije zahtjevaju primjenu baruta ili eksploziva za rušenje miniranjem.

• Ručni iskop kod savremenog građenja puteva ne dolazi u obzir.

• Mehanizovani iskop zemlje I–IV kategorije izvodi se mašinama koje možemo da podijelimo u dvije grupe:

-Mašine koje vrše iskop u prolazu (buldožer, skrejper).

-Mašine koje rade stojeći u mjestu (razne vrste bagera).

Mašinsko rušenje stijena vrši se izradom minskih rupa pneumatskim ili električnim bušilicama napajanim iz agregata. Utovar se vrši utovarnim lopatama (utovarivačima), a transport damperima ili kip-kamionima.

Sl. 4 Orjentacioni nagibi kosina

Zbog prednosti nasipa kao oblika zemljanog trupa u odnosu na usjek, kada uslovi dozvoljavaju, plitak usjek se pretvara u vještački nasip sa blagim nagibima kosina iskopa.

1.5 Zasjek u tipičnom obliku jeste takav oblik zemljanog trupa koji se ostvaruje iskopom i nasipanjem tla u istom poprečnom profilu. Za razliku od podužnog transportovanja zemlje kod nasipa i usjeka, pri izvršenju tipičnog zasjeka vrši se poprečni transport zemlje (upravno na osovinu puta) i to u onoj količini koja je određena manjom količinom radova. Preostala količina zemlje transportuje se podužno (osim ako ne dolazi iz pozajmišta, odnosno ako se ne odvozi u deponiju). Čist zasjek predstavlja specijalan oblik usjeka (ima samo jednu kosinu).

1.6 Galerija jeste specijalan oblik zasjeka koji se može izvesti u čvrstim i masivnim stjenama koje omogućavaju izvođenje kosine u kontra nagibu lučnim potkopavanjem brdske mase.

7

1.7 Pozajmište je teren izvan puta na kome se vrši iskop zemlje za potrebe izrade nasipa. Višak zemlje pri iskopu usjeka odlaže se izvan puta u deponije.Galeriju je moguće izvesti plombiranjem stjena ili podupiranjem brdske mase stubovima i svodovima. Primjenjuje se u terenskim uslovima koje karakterišu veoma strme padine.

Sl. 5 Izgled galerije

2. VjEŠTAČKI OBJEKTI ZA OBEZBJEĐENJE I IZVRŠENJE DONJEG STROJA PUTA

Vještački objekti za obezbeđenje i izvršenje donjeg stroja primjenjuju se u složenim prostornim uslovima i geološki i hidrološki nepovoljnim sredinama. To su:

objekti za propuštanje vode kroz zemljani trup, objekti za ukrštanje sa drugim saobraćajnicama, objekti za izvršenje donjeg stroja i objekti za obezbeđenje stabilnosti puta.

Za provođenje vode kroz trup puta koriste se propusti i mostovi.

2.1 Propusti su objekti veličine otvora do 5 (m). Mostovi su većeg otvora.I kod jednih i kod drugih glavni dijelovi su: noseća konstrukcija u vidu svoda ili grede (ploče) i stubovi odnosno zidovi koji, preko temelja, prenose opterećenje na tlo. Materijali za izradu propusta i mostova su kamen, beton, armirani beton i čelik.Propusti su relativno mali objekti, ali je njihov broj pri izgradnji puta veliki. Broj, položaj i veličina propusta rezultat je karakteristika sliva na koji se odnose i odgovarajućih proračuna. Postoje uglavnom tri tipa propusta. Najekonomičniji i najlakši za izvođenje je cjevasti propust različitih veličina otvora. Primjena ovog tipa propusta ograničena je zahtjevom da iznad gornje površine svoda postoji odgovarajuća zaštitna visina nasipa i kolovozne konstrukcije. Ako ne postoji dovoljno konstruktivne visine nasipa za

8

postavljanje cjevastog propusta, postavlja se pločasti propust. Glavni elementi istog je armirano betonska ploča (debljine 20-40 cm) i nosači ploče. Zbog potrebne male konstruktivne visine za postavljanje (kolovozni zastor može da bude izveden direktno na ploči), primjenljiv je u gotovo svim uslovima. Treći tip propusta je zasvođeni propust. Njegovi osnovni elementi jesu svod i nosači svoda (zidovi, oporci). Postavljanje ovog propusta zahtjeva određenu konstruktivnu visinu (opterećenje ne smije da djeluje direktno na svod) koja mora da se obezbijedi visinom nasipa i kolovozne konstrukcije.

Sl. 6 Izgled cjevastog i pločastog propusta

9

2.2 Mostovi su znatno veći objekti od propusta. S obzirom na različite zahtjeve, mogu biti građeni u obliku veoma različitih sistema. Zbog toga projektovanje i gradnja mostova predstavlja posebnu oblast (specijalnost) u niskogradnji.

Sl. 7 Izgled savremenog mosta

2.3 Nadvožnjaci i podvožnjaci izvode se da se, zbog zahtjeva bezbjednosti saobraćaja, obezbjedi ukrštanje saobraćajnica u dva nivoa (denivelisano ukrštanje). Ako je objekat za ukrštanje izgrađen iznad puta naziva se nadvožnjak, a objekat kojim put prelazi ispod druge saobraćajnice naziva se podvožnjak. Usvajanje jednog od dva tipa objekata za ukrštanje u raznim nivoima zavisi od konfiguracije terena, vrste saobraćajnice, ranga puta itd. Pri ukrštanju puteva različitog ranga, prednost vođenju nivelete daje se putu višeg ranga. Niveleta sporednog puta prilagođava se denivelisanom ukrštanju zavisno odkonfiguracije terena. Zbog visoke cijene podvožnjaka i nadvožnjaka, često se provođenje lokalnih puteva ispod puta većeg ranga realizuje adaptacijom propusta (ako za to postoji dovoljna konstruktivna visina).

Sl. 8 Izgled nadvožnjaka

3. OBJEKTI ZA IZVRŠENJE DONJEG STROJA CESTE

Objekti za izvršenje donjeg stroja, u uslovima kada nije moguće formiranje zemljanog trupa zbog specifičnih terenskih uslova, omogućavaju izgradnju donjeg stroja izvođenjem zidanih i betonskih objekata: potpornih zidova, tunela i viadukta.

3.1 Potporni zidovi su objekti koji omogućavaju izvršenje donjeg stroja u uslovima veoma strmih terena, čiji je nagib približno jednak nagibu kosina zemljanog trupa (koji odgovara

10

unutrašnjem uglu trenja za dati materijal), kada su terenska linija i kosina zemljanog približno paralelne, odnosno iste se ili ne sijeku ili se presijecaju daleko. U zavisnosti da li se nalazi iznad ili ispod nivelete, nazivaju se gornjim, onosno donjim potpornim zidom. Izvode se od betona ili od kamena u cementnom malteru, sa otvorima za oticanje vode (takozvane barbakane).

3.2 Tuneli, kao građevinski objekti, se grade kada nije moguća ili kada nije opravdana izgradnja usjeka (na primjer, zbog velikog obima radova na iskopu, obezbeđenje stabilnosti puta zbog odrona, ...). To je podzemni objekat koji se gradi iskopom tla u zasvođenom obliku. Unutrašnje obezbeđenje svodova tunela izvodi se u zavisnosti od karakteristika tla, odnosno materijala u kome se prosijeca tunel (na primjer, u čvrstim stjenama, zahvaljujući svojoj liniji, zidovi tunela održavaju se sami po sebi). Projektovanje i izgradnja tunela predstavlja posebnu oblast i specijalnost u niskogradnji.

Sl. 9 Izgled tunela

3.3 Vijadukt (iz latinskog (via = put + ducere = voditi)) je konstrukcija koja premoščuje dolinu. Opšte pravilo je isto kao kod mosta, ali ispod mosta, se nalazi voda (rijeka, more, jezero), a pod vijaduktom je obično suha dolina. Posebna vrsta vijadukata su vodovodi na kojima su rimljani dovodili vodu u gradove.Vijadukt se koristi za prevođenje puta preko dubokih dolina i jaruga U takvim slučajevima je niveleta puta tako visoko u odnosu na liniju terena da je izgradnja nasipa neopravdana, te se kao opravdano prihvata rješenje izgradnje jedne mostovske konstrukcije – vijadukta. Izvode se, kao i mostovi, od različitihmaterijala i u vidu različitih konstrukcija. Obično se kod vijadukta postavlja veći broj stubova nego kod mostova.

11

Sl. 10 Vijadukt

ZAKLJUČAK

Put kao objekat u građevinskom smislu, sastoji se od dva osnovna konstruktivna elementa: gornjeg i donjeg stroja. Ti dijelovi uobličavaju se preko velikog broja funkcionalnih i konstruktivnih zahtjeva i karakteristika.

Donji stroj puta jeste onaj dio konstrukcije koji ima zadatak da, preko oformljene ravne površine, prenosi saobraćajno opterećenje na tlo. Ujedno ima funkciju nivelacionog regulatora odnosa sa okolinom. Donji stroj se najčešće gradi u prirodnom tlu i od prirodnih materijala, pa se radovi na njegovoj izgradnji svrstavaju u grupu geotehničkih ili takozvanih zemljanih radova. Ovim pojmom obuhvaćeni su radovi na iskopu, transportu i ugradnji zemljanog i drugog materijala radi stvaranja stabilne noseće konstrukcije saobraćaja.

Donji stroj se gradi u zemlji ili na zemlji. Čine ga:

podtlo, zemljani trup i vještački objekti.

Vještački objekti za obezbeđenje i izvršenje donjeg stroja primjenjuju se u složenim prostornim uslovima i geološki i hidrološki nepovoljnim sredinama. To su:

objekti za propuštanje vode kroz zemljani trup, objekti za ukrštanje sa drugim saobraćajnicama, objekti za izvršenje donjeg stroja i objekti za obezbeđenje stabilnosti puta.

Za provođenje vode kroz trup puta koriste se propusti i mostovi.

Objekti za izvršenje donjeg stroja, u uslovima kada nije moguće formiranje zemljanog trupa zbog specifičnih terenskih uslova, omogućavaju izgradnju donjeg stroja izvođenjem zidanih i betonskih objekata: potpornih zidova, tunela i viadukta. Nadamo se da smo ovim radom uspjeli približiti pojam donjeg stroja ceste, kao i sve elemente koji ga čine.

12

LITERATURA

1. Inženjerska geologija, Univerzitet u Nišu, Prof.dr. Dragutin Jevremović, Niš 20032. www.google.ba3. www.wikypedia.org

13