Käskkiri

KÄSKKIRI 23.12.2020 nr 1-2/20/1055 Maanteeameti peadirektori 29.03.17 käskkirja nr 0088 „Elastsete teekatendite projekteerimise juhendi kinnitamine“ muutmine Majandus- ja taristuministri 16.10.2018. a määruse nr 55 „Maanteeameti põhimääruse“ § 10 lõike 1 ning § 14 lõike 2 punkti 1 alusel: 1. Muudan Maanteeameti peadirektori 29.03.17 käskkirjaga nr 0088 kinnitatud Elastsete teekatendite projekteerimise juhendit järgmiselt: 1.1. Peatükis 5 on kehtetu dokumendi viide „Geotehniliste pinnaseuuringute juhendi (Maanteeameti peadirektori 05.01.16. a käskkiri nr 0002 või uuem)“ asendatud kehtiva viitega „Geotehniliste uuringute juhise (Maanteeameti peadirektori 15.11.2018. a käskkiri nr 1-2/18/462)“. 2. Kehtestan „Elastsete teekatendite projekteerimise juhendi“ uues redaktsioonis (lisatud käskkirjale). 3. Käskkiri jõustub allkirjastamisest ja kehtib hangetel, mis on välja kuulutatud alates käskkirja allkirjastamisest. (allkirjastatud digitaalselt) Raido Randmaa teehoiudirektor peadirektori ülesannetes  Elastsete teekatendite projekteerimise juhend MA 2017-003 SISSEJUHATUS Käesolev juhend on koostatud Maanteeameti tellimisel, tegemist on Elastsete teekatendite projekteerimise juhendi nr 2001-52 (Maanteeameti peadirektori 04.03.2002. a käskkiri nr 39) uue redaktsiooniga. Varasemalt on sisse viidud olulisi parandusi ja täiendusi:  Maanteeameti Peadirektori 6. mai 2004.a. käskkirjaga nr 72;  Maanteeameti Peadirektori 6. novembri käskkirjaga nr 222;  10.02. 2009.a. E. Karu täiendused ja parandused (elastsusmoodulid);  Maanteeameti Peadirektori 30. aprilli 2014.a. käskkirjaga nr 0171 (katendi tööiga, kulumisvaru, etapiviisilise ehituse varutegurid);  Maanteeameti Peadirektori 6. jaanuari 2016.a. käskkirjaga nr 0005 (siirdetegurid). Lisaks on juhendit uuendatud arvutusprogrammi tarbeks:  Tabel teekatendi üldise elastsusmooduli määramiseks;  Nomogrammid teekatendi üldise elastsusmooduli määramiseks;  Delta graafik tabeli kujuks. Juhend on koostatud PhD Ants Vaimeli poolt ja selle täiendamisel ja parandamisel osalesid 2011. aastal, seoses programmi KAP juurutamisega: PhD Kuuno Meschin Jaak Kapten Elmur Karu Taivo Kurg 2014. aastal on juhendit täiendatud TTÜ Teedeinstituudi poolt seoses pinnaste liigituse aluste asendusega ning töös osalesid: PhD Andrus Aavik Ain Kendra PhD Peeter Talviste 2016. aastal on juhendit korrigeeritud TTÜ Teedeinstituudi poolt seoses siirdetegurite muutuse, materjalide elastsusmoodulite täiendamise ja varutegurite käsitluse ning konstrueerimise peatüki täienduste ja materjalinõuete määratlusega, töös osalesid: PhD Andrus Aavik Ain Kendra Sven Sillamäe Taavi Tõnts (Tellija esindaja). 2 SISUKORD Sissejuhatus ................................................................................................................................ 2 1 Kasutusvaldkond ................................................................................................................. 5 2 Üldist ................................................................................................................................... 5 3 Katendi projekti lähteülesanne ............................................................................................ 6 4 Teekatend ............................................................................................................................ 7 4.1 Katendi tüübid ............................................................................................................. 7 5 Ehitusmaterjalid ja pinnased ............................................................................................... 8 6 Tugevustegur ja töökindlustegur ......................................................................................... 8 7 Kasutusaeg .......................................................................................................................... 9 8 Koormamise viis ................................................................................................................. 9 9 Normkoormus ..................................................................................................................... 9 10 Koormussagedus .......................................................................................................... 10 10.1 Ennustusliku koormussageduse Q määramine .......................................................... 12 11 Katendi konstrueerimine .............................................................................................. 13 11.1 Konstruktiivsed kihid ................................................................................................ 14 11.2 Staatiline koormus ..................................................................................................... 15 11.3 Tehnoloogilised kihid. ............................................................................................... 15 11.4 Geosünteetide kasutamine teekatendi konstrueerimisel. ........................................... 16 12 Üldiselt katendi tugevuse ja külmakindluse arvutusest................................................ 24 12.1 Katendi arvutamine koormusele Q (V1 või V2 / ööp) ................................................ 24 12.2 Katendi arvutamine koormusele Q (V3 / ööp) ........................................................... 26 12.3 E-moodulite tähistusest.............................................................................................. 26 13 Katendi tugevusarvutus ................................................................................................ 26 13.1 Katendi arvutamine elastsele vajumile ...................................................................... 26 13.2 Katendi kihtide ja pinnase arvutamine nihkele.......................................................... 29 13.3 Asfaltbetooni arvutamine tõmbele............................................................................. 31 13.4 Aluse tsement- või kompleksstabiliseeritud kihi arvutamine tõmbele ...................... 33 13.5 Arvutuste täpsusest .................................................................................................... 35 14 Katendi arvutamine külmakindlusele ........................................................................... 35 14.1 Külmakaitsekihi materjal ........................................................................................... 37 14.2 Katendi külmakindluse arvutamise näide .................................................................. 37 15 Dreenkiht ...................................................................................................................... 39 15.1 Üldist. ........................................................................................................................ 39 15.2 Dreenkihi konstrueerimine ........................................................................................ 39 3 16 Katendi projekt ............................................................................................................. 39 LISAD ...................................................................................................................................... 41 Lisa 1. Pinnaste tugevuskarakteristikud ............................................................................... 41 L1.1. Üldist........................................................................................................................ 41 L1.2 .Paikkonna tüübi kirjeldus ja pinnaste suhtelised niiskused..................................... 41 L1.3. Arvutusliku suhtelise niiskuse W1 arvutamine ......................................................... 42 L1.4. Pinnase tugevuskarakteristikute määramine ........................................................... 43 Lisa 2. Materjalide tugevuskarakteristikud .......................................................................... 45 Lisa 3. KAP ja pinnase liigitus sõelkõvera järgi .................................................................. 48 Lisa 4. Materjalide ja pinnaste soojustehnilised ekvivalendid εi ......................................... 49 Lisa 5 . Tabelid ja graafikud ................................................................................................. 50 4 1 KASUTUSVALDKOND Elastsete teekatendite projekteerimise juhend (Juhend) on mõeldud Ehitusseadustiku (RT I, 05.03.2015, 1)1 §92 mõistes teede projekteerimiseks. Juhend on koostatud riigiteede katendite projekteerimiseks. Kohalike ja erateede puhul võib projekteerija kasutada sobivat analoogi. Linnatänavate standard EVS 843:2016 võimaldab kasutada nii tüüpkatendeid kui ka teiste riikide projekteerimisjuhendeid ja tarkvara. 2 ÜLDIST Juhend on koostatud samanimelise venekeelse instruktsiooni “Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа” (BCH 46-83, Минтрансстрой) alusel, kuid pole selle Eesti osa käsitlev tõlge. Juhendi koostamisel on kasutatud ka teisi allikaid, mis peamiselt tuginevad BCH 46-83, kuid täpsustavad ja laiendavad, kohati ka kitsendavad, selle üksikosi. Ka käsitlusviisis on mõningaid erinevusi. Sellega seoses:  on vähendatud nomogrammide järgi arvutamist, asendades võimaluse piires neid valemitega, silmas pidades kaasaja arvutivõimalusi; valemite kasutamine on sageli mugavam kui halvasti loetavatelt ja korrektse mõõtkavata nomogrammidelt vajalike suuruste leidmine; vaatamata sellele taotlusele pole siiski suudetud nomogramme täielikult välistada;  loomaks võimalusi Juhendi laialdaseks kasutamiseks, on keerulisemad valemid dubleeritud ka nomogrammidega;  tugevuskriteeriumina on kasutatud võrdlust tegelike tugevuslike suuruste (pinged, elastne vajum) kõrvutamist vastavate lubatavate suurustega: M ≤ M lub / Ktt (2.1) Evaj * Ktt ≤ Eüld (2.2) M – tegelikud pinged, Mlub – eelmistele vastav lubatav suurus; Evaj – teekatendi (katend) vajalik elastsusmoodul (edaspidi vajalik E – moodul või Evaj); Eüld – teekatendi üldine elastsusmoodul (edaspidi üldine E – moodul), Ktt – tugevustegur;  katendikihtide numeratsioon on vaikimisi – ülalt alla;  valemid kehtivad ainult selgitustes toodud liikmete dimensioonide korral;  vaikimisi on dünaamilisuse teguriks Kd = 1,3 (sõltub kiirusest - 1,3 vastab maanteekiirustele);  kui on vaja kasutada Poisson tegureid, siis on need järgmised: muldkeha pinnastel μ = 0,35 aluse materjalidel μ = 0,25 Eüld arvutamisel μ = 0,3 1 https://www.riigiteataja.ee/akt/125012017007?leiaKehtiv#para92 5 Valemite, tabelite ja jooniste numbrid on kaheosalised: esimene osa tähistab punkti ja teine jooksvat järjekorranumbrit; viimane algab igas uues punktis ühest. Eraldamaks valemeid, tabeleid ja jooniseid täiendatakse tabeli ja joonise numbrit tähega “T” või “J”. Näiteks:  P2 tähendab viidet punktile 2;  (10.2) tähendab 10.punkti 2.valemit;  T5.1. tähendab 5.punkti 1.tabelit;  J14.2. tähendab 14.punkti 2.joonist;  L1.4. tähendab 1.lisa vastavat 4.alajaotust;  N3.T1. tähendab 3. näite 1.tabelit. Katendite tugevusarvutust käsitletakse Juhendis ainult dünaamilisele koormusele. Staatilise koormuse mõju osas on arvestatud Tee projekteerimise normides (Majandus- ja taristuministri 05.08.2015. a määrus nr 106) sätestatud täiendavate nõuetega materjalidele ja kihipaksustele staatilise koormuse mõjualas, seda ei ole eraldi lahendatud algoritmilise kontrollina (maanteedel on valdav dünaamiline koormus). Kui katendi projekteerimisel ilmneb olukordi, mida pole Juhendis käsitletud, siis peab projekteerija pakkuma tellijale kooskõlastamiseks omapoolsed lahendused. Nende loetelu ja põhjendused tuleb esitada katendi projekti seletuskirjas. Juhendi järgi projekteeritud ja ehitatud katendi tugevus ja külmakindlus on tagatud pinnaste ning ehitusmaterjalide normtiheduse ja teemaal korrastatud vete äravoolu korral. 3 KATENDI PROJEKTI LÄHTEÜLESANNE Katendi projekti lähteülesanne sisaldab:  tee ja rajatise nimetust, algus- ning lõpp-punkti;  riigiteede puhul tee klassi, linnatänavate korral tänava liiki või nõuet selle määramiseks;  katendi tüüpi või nõuet selle määramiseks;  katendi eeldatavat kasutusaega (sõltuvalt katte liigist ja ehituse etapiviisilisusest);  nõuet liiklusloenduse korraldamiseks ja liiklusvoo grupilise kooseisu määramiseks;  nõuet ennustusliku koormussageduse määramiseks;  vajadusel katendi etapiviisilist ehitamist;  nõuet varem (sh ka PMSi raames) tehtud uuringute kirjeldamiseks ja hinnangut antud projektis nende kasutamise võimalikkusest;  nõuet oleva katendi ülevaatuseks ja seisukorra kirjeldamiseks;  aruannet oleva katendi ehitusaasta, remontide, varem projekteeritud katendi koormussageduse, Evaj, ja Eüld kohta;  nõuet teemaal vete äravoolu korrastamiseks. Sõltuvalt konkreetse tee ja rajatise iseärasustest võib tellija seda loetelu täiendada või ahendada. 6 4 TEEKATEND Teekatend (katend) on mitmekihiline looduslikest või sideainega töödeldud kivimaterjalidest konstruktsioon, mis võtab vastu ja hajutab liiklusvahendite rataste koormuse muldkeha pinnasele. Katendid liigitatakse elastseiks ja jäikadeks. Jäikade katenditega on tegemist siis, kui mõni kihtidest on ehitatud tsement- või raudbetoonist. Kõik teised katendid on elastsed. Tänapäeval võivad esineda ka poolelastsed katendid. Juhendis käsitletakse ainult elastseid katendeid. Katend koosneb kahest põhikihist – kattest (katendi kõige ülemine kiht, mis puutub vahetult kokku liiklusvahendite ratastega) ja alusest. Need kihid peavad reeglina olema. Põhikihtidele võivad lisanduda lisakihid. Katendi iga põhikiht võib omakorda koosneda mitmest kihist. Näiteks püsikatte ülakiht (AC surf, SMA), katte vahekiht (AC bin), katte alakiht (AC base); aluse sideainega töödeldud kiht (MUK, KS, TS) ja sideainega töötlemata kiht (tavaliselt killustik).Kihi nimetusele võib lisada ka materjali, millest antud kiht ehitatakse, nimetus. Näiteks: asfaltbetoonkate, asfaltbetoonkatte ülakiht, killustikalus jne. Lisakihtidest esineb tavaliselt dreenkiht, mis võib puududa, kui mõni teine kiht seda funktsiooni täidab või kui muldkeha materjal on nõutava filtratsiooniga. Täiendavalt võivad vajadusel lisanduda külmakaitse-, soojaisolatsiooni-, hüdroisolatsiooni-, kapillaartõusu katkestavad jm kihid. Juhend neid kihte ei käsitle. Kuigi kate, alus ja dreenkiht ning muldkeha eraldi täidavad teatavaid, ainult neile omaseid funktsioone, tuleb neid vaadelda katendi arvutamisel ja konstrueerimisel kui ühtset koostöötavat tervikut. 4.1 Katendi tüübid 4.1.1 Katendi tüübid ja katte põhiliigid on: 1) püsikatend:  asfaltbetoonist, ka dreenasfaltbetoonist;  monoliittsementbetoonist;  monteeritavast raudbetoonist; kui mõni aluse kihtidest on monoliittsement- või raudbetoonist; 2) kergkatend (soovitav kaaluda kuni 1500AKÖL korral): kergasfaltbetoonist (ACsurf B/160/220 või vedelam sideaine, KAB varemalt);  pinnatud mustsegust (MSE);  pinnatud stabiliseeritud segu; 3) siirdekatend: kiilutud killustikust; optimaalsest kruusliiva segust;  kiilutud killustikust, freespurust või optimaalsest kruusliiva segust kate, mis on 2- kordselt pinnatud; sideainega töödeldud (v.a sidus-) pinnastest. 4) lihtkatend, kui puudub mõni põhikihtidest või kate on juhusliku terakoostisega materjalist. 7 5 EHITUSMATERJALID JA PINNASED Juhendi käsitluses on ehitusmaterjalid (materjalid) need, mida toodetakse ja paigaldatakse. Pinnased on need, mis jäävad konstruktsiooni alla. Katendiarvutustes tuleb kasutada Geotehniliste uuringute juhise (Maanteeameti peadirektori 15.11.2018. a käskkiri nr 1-2/18/462) järgseid lähteandmeid. 6 TUGEVUSTEGUR JA TÖÖKINDLUSTEGUR Katte (katendi) seisund muutub (halveneb) kasutusaja jooksul. Ka korrektne hooldus ja õigeaegsed remondid ei taga katte seisundit sellisena nagu see oli ehitusjärgselt. Kuid toimunud sõidetavuse halvenemine peab jääma ka kasutusaja lõpuks teatavatesse vastuvõetavatesse piiridesse. Neid piire iseloomustab töökindluse tegur Ktk, mille normväärtus reeglina on 0,95 … 0,60. See tähendab, et kasutusaja lõpus võib arvutuslikult esineda maksimaalselt katte pinna defekte (mitmesuguseid jäävdeformatsioone, sh ebatasasust, pragunemist, remonditud auke jmt) vastavalt 5% kuni 40% sõidutee pinnast. Katendi töökindlus tagatakse katendi tugevusega, mida arvutustes väljendatakse normitud tugevusteguri Ktt kaudu. Tegurid Ktt ja Ktk on toodud T6.1. Tabel T6.1. Tegurid Ktt ja Ktk Tee klass Katend Ktt Ktk Kiirtee Püsikatend 1 0,95 Kiirtee Kergkatend 0,9 0,85 Kiirtee Siirdekatend 0,63 0,6 1 Püsikatend 1,03 0,98 2 Püsikatend 1 0,95 3 Püsikatend 0,95 0,9 3 Kergkatend 0,9 0,85 4 Püsikatend 0,9 0,85 4 Kergkatend 0,84 0,8 4 Siirdekatend 0,8 0,75 5 Püsikatend 0,85 0,8 5 Kergkatend 0,79 0,75 5 Siirdekatend 0,68 0,65 6 Püsikatend 0,79 0,75 6 Kergkatend 0,68 0,65 6 Siirdekatend 0,63 0,6 Reeglina kasutatakse ülaltoodud tabeli andmeid. Projekteerimise lähteülesandega võib sätestada ka teistsugused Ktt ja Ktk väärtused. Teistsuguste väärtuste püstitamisel peab arvestama, et Ktk > 0.95 pole praktikas saavutatav. Kui soovitakse kasutada T6.1 tooduist erinevaid Ktt ja Ktk, siis tuleb ette anda Ktk väärtus ning arvutada Ktt : Ktt = -0,1459 * (Ktk) 2 + 1,2743 * Ktk– 0,0819 (6.1) 8 7 KASUTUSAEG Katendi üldpaksus ja üksikute kihtide paksused peavad tagama kogu konstruktsiooni tugevuse ning külmakindluse kogu kasutusaja jooksul. Elastse katendi kasutusajaks on soovitav võtta mitte vähem kui:  7 aastat siirdekatendile;  10 aastat kergkatendile;  20 aastat püsikatendile. Kasutusaeg määratakse katendi projekti lähteülesandes. Juhul kui võrreldakse omavahel maksumusi siis peab olema võrdne kasutusaeg. 8 KOORMAMISE VIIS Sõidutee katend arvutatakse lühiajalisele korduvkoormusele, kusjuures üksikkoormamise kestvuseks on 0,1s (mis vastab maanteekiirustele). Juhendi järgnevates osades nimetatakse seda dünaamiliseks koormuseks. Koormamise kestvuse arvulist väärtust ei lähe vaja katendi projekteerimisel, kuid seda on vaja teada bituumensideainega töödeldud ehitusmaterjalide ja pinnaste tugevuskarakteristikute määramisel kas väli- või labori teimiga. 9 NORMKOORMUS Normkoormuseks on veoauto või autobuss, mille koormuskarakteristikud on järgmised: Tabel T9.1. Koormuskarakteristikud Koormus- Max. koormus Max. dün Keskm Ratta jälje grupp staatil.kN koormus arvutus- arvutusdiameeter d, cm Üksik Paaris paarisrattale, erisurve staat dün teljele rattale kN teepinnale koormamisel p, Mpa Veoauto A 100 50 65 0,6 33 37 B 60 30 39 0,5 28 32 Buss A 110 55 72 0,6 34 39 B 70 35 46 0,5 30 34 Reaalselt lubatud 115 kN (96/53/EÜ) teljekoormused (veoteljel) on taandatud siirdeteguritega 100 kN (10 t) standardtelgedeks. Lisaks tabeli T9.1 koormuskarakteristikutele on normeeritud topelt telje normkoormuseks 180kN ja kolmikteljele 240 kN. Topelt- ja kolmiktelje normkoormusi on vaja teada tegelike teljekoormuste redutseerimisel normkoormusteks. Et tegelikud rehvisurved ületavad tabelis toodud väärtusi, on võimalik arvutustes kasutada vaid väiksema rattajälje väärtust, kuid rehvisurve mõju teistes valemites käesolevas juhendis kasutatud metoodika puhul arvestada ei saa. Üldjuhul on tegelike teljekoormuste ja rehvisurvete mõju arvestatud siirdetegurites (T10.1). Reeglina kasutatakse Eestis A grupi koormusi P1 nimetatud teede ja rajatiste katendite projekteerimisel. Tellija vastava taotluse korral kasutatakse B grupi koormusi klassiväliste teede ja rajatiste katendite projekteerimisel. 9 A ja B grupi autobuss on normkoormuseks, kui nende osatähtsus on suurem kui 5% raskeliikluse (veoauto + auto-troll-buss) liiklussagedusest. Koormused jaotatakse sõiduradade vahel vastavalt sõiduradade arvule ristlõikes (T9.2). Tabel T9.2. Koormuse jaotus sõiduradade vahel Sõiduradade arv ristlõikes Enimkoormatud sõiduraja Märkus rajategur a’ 1 1 2 0,55 Sõidutee laius üle 6 m 2 0,6 Sõidutee laius 5-6 m 2 0,8 Sõidutee laius kuni 5 m 2 0,9 Ühesuunaline sõidutee 3 0,5 4 0,45 6 0,45 Märkused: 1) T9.2 andmeid kasutatakse siis, kui liiklusuuringutega pole teisiti kindlaks tehtud; 2) radade numeratsioon paremalt vasakule; 3) kindlustatud teepeenral a’ võrdub äärmise sõiduraja rajateguriga; 4) kui sõiduradade arv ristmiku tsoonis (mõlemas suunas kokku, sh ka vasak- ning parempöörde rajad) on > 3, siis kõikide radade puhul a’ = 0,50; 5) rampide puhul a’ = 1,0. 10 KOORMUSSAGEDUS Arvutusveok V1 – veoauto, buss või troll, mõni muu maantee- või linnaliikluseks lubatud spetsiaalveok ja –masin, mille rattakoormus on redutseeritud normkoormuse rattakoormuseks ning mille redutseerimistegur on ≥ 0,05; ligikaudu vastab sellele auto kogumassiga 75 kN. Sellest tulenevalt sõiduautod üldse ja reeglina väikebussid ning -veoautod pole arvutusveokiteks V1, mistõttu katendi tugevusarvutustes neid ei arvestata. Viimased kaks võivad osutuda arvutusveokiteks nende suure hulga (>500 auto ööpäevas) puhul, kui kogumass on ≥ 25kN. Arvutusveok V2- selleks võib olla üks veoauto, buss või troll, mõni muu maantee- või linnaliikluseks lubatud spetsiaalveok ja –masin, kui liiklusvoog koosneb valdavalt ühest neist; sel juhul võetakse see üks normkoormuseks ja kõik teised füüsilised veokid redutseeritakse V2’eks. Arvutusveoki V2 kasutamine katendi arvutamisel on otstarbekas intensiivse ühissõidukiliiklusega linnatänavail. Arvutusveok V3 - veoauto, mõni muu maantee- või linnaliikluseks erandkorras lubatud spetsiaalveok ja –masin, mille ratta maks dünaamiliseks koormuseks on > 78 kN; sel juhul võetakse üks neist normkoormuseks ja kõik teised füüsilised veokid redutseeritakse V3‘eks. Arvutusveokit V3 kasutatakse tee ja rajatise katendi projekteerimisel ainult teeomaniku taotlusel ja loal; sel juhul tuleb silmas pidada iseärasusi katendi arvutamisel (vt P12.2 ). Reeglina ei kasutata arvutusveokit V3 üldkasutatavate teede katendite projekteerimisel, küll aga olevate katendite tugevuse kontrollimiseks, kui selline veok erandkorras lubatakse üldkasutatavale teele. Kui katendi arvutamisel kasutatakse veokeid V2 või V3 , siis tuleb ratta jälje arvutusdiameeter määrata järgmise valemi abil. 10  d  16,6 * P / p , cm (10.1) P - on veoki V2 või V3 rattakoormus, kN; p – katte ja ratta kontaktpinna erisurve (võrdub rehvirõhuga), Mpa. Koormussagedus Q on tee põiklõiget teataval (loendamise, ennustuslikul) ajal läbinud arvutusveokite (T10.1) aasta keskmine hulk ööpäevas. Seejuures peab projekteerija projekti vastavas kohas seletuskirjaliselt lisama: millise aasta liiklusloendusega on tegemist; milline on ennustuslik aasta; millise arvutusveokiga on tegemist; kas katendi projekteerimisel on kasutatud A, B grupi või mõnda muud koormust. Katendi tugevusarvutamisel on koormuseks ennustusliku aasta keskmine koormussagedus Q arvutusveokites ööpäevas sõidutee ühel enimkoormatud sõidurajal. Tabel T10.1. Arvutusveokite teljekoormuse taandamise siirdetegurid Liik Teljed Siirdetegur Keskmine veoauto (VK) 1+1 0,4 Kaheteljeline raske veoauto (VR2; 18 tonni) 1+1 2,66 Kaheteljeliste veoautode keskmine (VA2) 1+1 1,5 Kolmeteljeline raske veoauto (VR3; 26 1+2 2,56 tonni) Neljateljeline raske veoauto (VR4; 32 tonni) 2+2 4,33 Keskmine buss (BK2) 1+1 0,4 Kaheteljeline raske buss (BR2) 1+1 2,6 Kaheteljeliste busside keskmine (B2) 1+1 1,5 Kolmeteljeline raske buss (BR3) 1+2 2,6 6-12 meetri pikkuste sõidukite keskmine 2,67 (VA/AB) Sadulrong või autorong, 3 telge 3 2,56 Sadulrong või autorong, 4 telge (36t) 4 4,23 Sadulrong või autorong, 5 telge* (40t) 5 4,35 Sadulrong või autorong, 6 ja enam telge 6 ja enam 4,8 (44t) Viieteljeline konteineriveok (2+3; 44 tonni) 5 8 Kuueteljeline metsaveok (3+3; 48 tonni) 6 5,46 Seitsmeteljeline metsaveok (3+4; 52 tonni) 7 4,2 Üle 12 meetri pikkuste sõidukite 3,76 keskmine (AR) Märkused: Siirdetegurid tuginevad „Elastsete katendite projekteerimisjuhise 2001-52 täiendamine siirdetegurite osas“, töö nr 2015-8 tulemustele. 11 10.1 Ennustusliku koormussageduse Q määramine Ennustusliku koormussageduse määramine toimub „Liikluse baasprognoos Eesti riigimaanteedele aastaks 2040“, TTÜ lõpparuanne2 või uuema järgi, lähtudes keskmisest kasvutrendist ja juhul kui tellija ei ole määranud teisi meetodeid. Kui ennustuslik Q tuleb väiksem kui alguses olev, siis tuleb võtta aluseks kavandatava ehituse alguse Q väärtus. Liiklusuuringu raames või ka regulaarloendustes saadud tulemuste baasil saab leida loendatud sõidukigrupi keskmised siirdetegurid (10-liigiline jaotus püsiloenduspunktidest, 13-liigiline voolikloenduspunktidest) ning neid kasutada regulaarloenduste tulemustes väljastatud jaotuses (SAPA, VAAB, AR) ja nende baasil teostatud koormuse prognoosis. Juhendi järgi püsikatendite dimensioneerimisel kasutatakse 15-nda aasta koormussagedust (ehk siis, katendi eluea jooksul esinevat maksimaalset koormussagedust), kuid et katendi eluiga sõltub pigem summaarsest koormusest normtelgedes, tuleb katendi 20 aastase eluea korral arvutuslik koormus taandada tinglikule 15nda aasta koormusele valemiga Q15=Σ(Qi*365,25)/5000. Juhul, kui kasutataks 20-nda aasta koormussagedust, ei arvestataks esimese viie aasta jooksul mõjuvaid koormusi. Kui katendi projektiga käsitletaval teel (lõigul) on aastate jooksul liiklust loendatud, s.o on olemas loendusrida, siis viimase umbes 10 aasta pikkuse rea analüüsiga, teades ka liiklusvoo grupilist koosseisu, on võimalik määrata ennustuslikku koormussagedust. Ennustusliku koormussageduse määramisel tuleb kasutada matemaatilise prognoosi meetodeid (juhul kui baasprognoosi asemel nõutud). Seejuures tuleb hoiduda (teise või enamaastmelise) polünoomitaoliste või lihteksponentvõrrandite ekstrapoleerimisest, sest seda tüüpi funktsioonide kasv pole mitte millegagi piiratud, mistõttu pole välistatud ebaõiged tulemused. Arvestanud seda, tuleks eelistada asümptooti omavaid funktsioone. Näiteks Gompertzi kõverat, modifitseeritud eksponenti jt. Ka 1. astme polünoomi kasutamine võib anda rahuldavaid tulemusi. Liiklusloendusrea alusel võib ennustuslikku koormussagedust määrata siis, kui tee haardekonna (mõjuala) majanduses pole ette näha muudatusi, mis võiksid mõjutada loendusrea statsionaarset iseloomu. Uute teelõikude puhul on üldjuhul koormussageduse määramise aluseks liikluse modelleerimise tulemused liiklusuuringust. Katend tuleb projekteerida vähemalt minimaalse vajaliku Emin järgi, kui katendi projekteerimisaegse liiklusloenduse või katendi projekti lähteülesandest ei tulene teisiti. 2 https://www.mnt.ee/sites/default/files/survey/liikluse_baasprognoos_eesti_riigimaanteedel_aastaks_2040.p df 12 11 KATENDI KONSTRUEERIMINE Katendi konstrueerimisele eelnevalt tuleb projektiga käsitletav tee(lõik) jagada järgmiste tunnuste järgi osadeks:  süvendid;  mulded;  normidest madalam muldkeha;  paikkonna tüübid; tuleb kaaluda võimalust paikkonna tüübi muutmiseks teemaal veerežiimi korrastamise abil;  pinnased;  pinnasvee arvutuslik tase ja  muud näitajad (projekteerija äranägemisel). Nende tunnuste järgi määrab projekteerija kõige halvemates tingimustes oleval teeosal arvutusprofiili, mille kohta konstrueeritakse katend ja tehakse tugevusarvutus. Kogu tee(lõigu) ulatuses võib selliseid “kõige halvemaid“ teeosi olla mitu. Sellest tulenevalt on võimalik ka mitu arvutusprofiili. Minimaalne arvutusprofiilide arv 1tk/2km teelõigu kohta. Katendiaruandes tuleb välja tuua karjääride asukohtade ülevaade 50km raadiuses (Maaameti jm andmetele tuginedes) koos veokaugustega objekti keskele. Andmed tuleb grupeerida tabelis: 10; 30 ja 50km kaupa. Karjääride omanikelt vm tuleb küsida maksumused, materjalide omadused, saadaolevad kogused jms projekteerimiseks vajalik info (esitada koondtabelina). Saadud info analüüsi põhjal tuleb projektis kirjeldada milliste materjalide kasutamist katendiarvutuste osas tuleks eelistada antud piirkonnas optimaalseima lahenduse saamiseks (projekteerijal tuleb valida kogukuludelt soodsaim lahendus). Eraldi tuleb välja tuua ehituse massvedude tugevdamist vajavad teed koos maksumustega. Olemasolevast kattest saadavat freesipuru tuleb kasutada maksimaalselt sama objekti remondis. Projekteerimisel tuleb konstrueerida tugevamaid (paksemaid) aluseid, kallimaid kattekihte õhemalt. Reeglina projekteeritakse katend sõidutee enimkoormatud sõiduraja järgi ühesugusena kogu põiklõike jaoks. Mitmerajalisele (enam kui 2 ühes suunas) sõiduteele lubatakse kokkuleppel tellijaga ka põiklõikes muutuva paksusega katendit (kindlustatud peenra osas), kuid see eeldab üleminekuala tehnoloogilist lahendamist viisil, mis tagab eeldatava sõidujälje lähialas ühetaolise konstruktsiooni (muutused ei tohi sattuda rattajälge ega selle lähialasse). Katendi konstruktiivseisse ja kui see on võimalik, siis ka tehnoloogilistesse kihtidesse, tuleb ehitusmaterjalid paigutada selliselt, et tugevamad, ilmastiku- ning kulumiskindlad asetseksid katendi ülakihtides; kõige tugevamad katte ülakihis, mis on vahetus kokkupuutes sõiduki ratastega. Igas järgmises kihis allpool aga paikneksid nõrgemad, vähema ilmastiku- ja kulumiskindlusega materjalid. Uutel konstruktsioonidel ei tohi tugevad ja nõrgad ehitusmaterjalid olla katendis vaheldumisi. Kui see tingimus on täidetud, arvutatakse Eüld nomogrammi L4.2 abil, mida kasutab ka KAP arvutusprogramm.. Oleva tee remondi või rekonstrueerimise korral tuleb teostada teeregistri andmete analüüs (FWD, IRI, roopasügavus, defektid), mille andmeid kõrvutatakse geotehnilise uuringu tulemustega ning määratakse ning kirjeldatakse probleemsemad lõigud ja nõrkade kohtade 13 täiendava tugevdamise vajadus. Andmete analüüsi põhjal tuleb esitada arvutuslike nõrgimate kohtade piketid. Rekonstrueerimistööde korral võib esineda olukord, kus pole võimalik sellest reeglist kinni pidada; sel juhul toimub Eüld arvutamine valemi (13.3) järgi. On võimalik mitme kihi ühendamine arvutusteks kasutades liitkihi jaoks ühendatud kihtidest nõrgema arvutusparameetreid, või näha ette ehitusprotsessis materjalide mehaaniline segamine millisel juhul tuleb projekteerijal valida arvutusparameetrid näiteks kaalutud keskmise meetodil, defineerides KAPis (elastsete teeKatendite Arvutamise Programm – Maanteeameti kodulehelt) vajaliku uue materjali. Kuna KAP ei võimalda arvutada katendeid, kus tugevamal kihil paikneb nõrgem, tuleb KAPi jaoks käsitleda ka tugevamat aluskihti osana selle peale rajatavast nõrgemast kihist. Materjalide omaduste osas on võimalik kasutada keskmistatud näitajaid luues selleks täiendavad materjalid (lisatakse vastav märkus arvutulehe alla). Katendi konstrueerimisel on konstruktiivsete (ka tehnoloogiliste) kihtide ehitusmaterjalide tugevuse peamiseks tunnuseks E-moodul; selle järgi paigutatakse katendisse ehitusmaterjalid. Katendi konstrueerimisel tuleb ülemistelt suurema tugevusega kihtidelt alumistele vähema tugevusega kihtidele üle minna võimalikult sujuvalt, leevendamaks pingekontsentratsiooni puutepindadel. Kasvupinnaste esinemist olemasolevas konstruktsioonis ei saa arvutustes täpselt arvestada. Vajadusel tuleb neis kohtades näha ette lisa tugevdusmeetmeid (geosünteedid jms) defektide jms andmete analüüsile tuginedes. Kattele lähemal olevaid paksemaid kasvupinnaseid võib asendada, põhjendades seda tehnilis-majanduslikult. Vältimaks katte rohket pragunemist, tuleb tsementbetoonist ja ka mineraalsideainega töödeldud materjalist alusele rajada vähemalt 10 (III, IV kl teel), 12 (II kl teel) ja 16 (kiir- ja I kl teel) cm paksune bituumensideainega töödeldud kate. Kompleksstabiliseeritud materjalist aluse puhul võib toodud paksusi vähendada 20 % võrra. Sideainega töödeldud kihtide üldarv ei tohi olla suurem kui neli (arvestamata seejuures loodusliku aluspinnase töötlemist), sest nende kihtidega on reeglina võimalik lahendada kõik tehnilised ja majanduslikud probleemid. Erijuhud tuleb kooskõlastada tellijaga. Tabel T11.1. Bituumensideainega töödeldud katendi ülakihtide soovituslikud kogupaksused Evaj, Mpa <125 125 - 180 180 - 220 220 - 250 250 – 300 Kogupaksused, cm 4–6 7-12 13-18 19-24 ca 25 Bituumensideainetega töödeldud aluse kihid võetakse kogupaksuses T11.2 tähenduses arvesse koefitsiendiga 0,5. Kiir-, I ja II kl teele ehitatakse asfaltbetoonkate vähemalt 2-kihilisena; seejuures soovitatakse see paigaldada sideainega töödeldud alusele. III kl teele võib 1-kihilist asfaltbetoonkatet ehitada vaid bituumensideainega töödeldud alusele juhul kui on tagatud piisav nake aluskihiga. 11.1 Konstruktiivsed kihid Konstruktiivsed kihid on need, millede paksus määratakse või kontrollitakse tugevusarvutusega. Nende olemasolu on vajalik katendi tugevuse või külmakindluse tagamiseks. Konstruktiivsetele kihtidele, sõltuvalt suurimast teramõõdust ja 14 tihendamisvõimalustest, on kehtestatud minimaalsed paksused. Vaatamata arvutustulemustele ei tohi kihipaksused olla väiksemad T11.1 toodust. Konstruktiivsete kihtide minimaalsed paksused on sätestatud üldjuhul vastava kihi hankemenetluse väljakuulutamise ajal kehtinud juhises, kui tellija ei ole lähteülesandes sätestanud teisiti:  Asfaldist katendikihtide ehitamise juhis (Maanteeameti peadirektori 23.12.2015. a käskkiri nr 0314 või uuem);  Killustikust katendikihtide ehitamise juhis (Maanteeameti peadirektori 22.11.2016. a käskkiri nr 0215 või uuem);  Stabiliseeritud katendikihtide ehitamise juhis (Maanteeameti peadirektori 22.11.2016. a käskkiri nr 0215 või uuem)  Muldkeha ja dreenkihi projekteerimise, ehitamise ja remondi juhis (Maanteeameti peadirektori 05.01.2016. a käskkiri nr 0001 või uuem). Rekonstrueerimise korral, kui uute kihtide alla jääb piisava kandevõimega kiht kuid mille filtratsioon ei ole piisav, ning samas olemasoleva tee defektid ei viita sügavamate kihtide probleemidele, mida ei kõrvaldata pinnasvee taseme langetamisega, kasutatakse stabiliseeritud kihtide all fraktsioneeritud killustikust kihti, paksusega min 10cm (täidab ka dreenkihi ülesandeid). Sellisel juhul tuleb tagada eelpool nimetatud killustikukihist vee väljavool kas pikidreenide kasutamisega või viies killustikukihi välja muldkeha nõlvale. Teel teostatav stabiliseerimine tuleb projekteerida täiendava min.10cm killustikukihiga, mis paigaldatakse koos stabiliseeritava segu koostisse kuuluva killustikuga. Kui killustikukihi alla jääb peentäitematerjalist kiht, tuleb kaaluda killustikukihi eristamist vanast konstruktsioonist eristava geosünteediga (kaitseb killustikukihti pooride ummistumise eest). Kui stabiliseerimise asemel kasutatakse rekonstrueerimisel killustikalust, siis tuleb lähtuda Killustikust katendikihtide ehitamise juhise punktist 2.6 (Maanteeameti peadirektori 22.11.2016. a käskkiri nr 0215 või uuem). 11.2 Staatiline koormus Staatilise koormusega alad on määratletud Majandus- ja taristuministri 05.08.2015. a määruse „Tee projekteerimise normid“ lisa 1 „Maanteede projekteerimisnormid“ punktis 4.6(7). Staatilise koormusega aladel rakendatakse katendikihtide konstrueerimisel täiendavaid meetmeid P4.6 (8) ning vastavaid konstruktsioone eraldi ei arvutata. 11.3 Tehnoloogilised kihid. Tehnoloogilised kihid on need, mis tugevusarvutuslikult ega katendi külmakindluse jaoks pole vajalikud, kuid mille olemasolu tingivad mitmesugused tehnoloogilised kaalutlused, mis võivad alles ilmneda ehitamise ajal, olenevalt ilmastikust ja aastaajast. Tehnoloogilised kihid on vajalikud vältimaks konstruktiivsete kihtide materjalide segunemist, sidumata kihil ehitusaegse sõidetavuse tagamiseks ning kaitsmaks dreeniva funktsiooniga kihte pooride ummistumise eest. Tehnoloogiliste kihtide:  materjalide tugevusomadused ei tohi olla halvemad kui kihil, millele need paigaldatakse;  paksused võivad olla väiksemad kui konstruktiivse kihi miinimum seda ette näeb. 15 Tehnoloogilisi kihte ei võeta reeglina tugevusarvutuslikult arvesse ja katendi projektis neid ei käsitleta. Asfaltkatte ülakihile lisatakse kulumisvaru 1 cm (arvutatakse konstruktsioon ilma varu lisamata) 11.4 Geosünteetide kasutamine teekatendi konstrueerimisel. Terasvõrke võib kasutada vaid Tellija kirjalikul loal kuna nende hilisem eemaldamine ja ümbertöötlemine on keerukam. 11.4.1 Geosünteetide funktsioonid. Geosünteetidega täidetakse kaheksat põhilist funktsiooni (kasutatud joonised pärinevad EVS-EN ISO 10318-2 Geosünteedid. Osa 2: Sümbolid):  Eraldusfunktsiooni (Joonis 1) täitev geosünteet eraldab füüsiliselt kahte materjalikihti. Näiteks takistatakse killustiku segunemist liivaga või liiva segunemist saviga. Materjalina kasutatakse geotekstiile (enamasti mittekootud, aga võivad olla ka kootud). Teedeehituses eraldamiseks sobiva materjali valik põhineb NorGeoSpeci juhendil, mida käsitletakse peatükis 2.2.2. Joonis 1. Eraldusfunktsioon  Filtreerimise funktsiooni (Joonis 2) täitev geosünteet võimaldab vedeliku läbipääsu geosünteedist, kuid takistab pinnaste omavahelist segunemist. Teede puhul käsitletakse seetõttu eraldamis-ja filtreerimisfunktsiooni alati koostöös ning materjali valik toimub lähtudes NorGeoSpeci juhistest. Drenaažrajatiste projekteerimisel lähtutakse sobiva materjali valikul ümbritseva pinnase terastikulisest koostisest. Kasutatavad geosünteedid on geotekstiilid. Joonis 2. Filtreerimisfunktsioon  Armeerimise (võidakse nimetada ka sarrustamiseks) funktsiooni (Joonised 3…5) täitev geosünteet võimaldab tugevdada sideainega sidumata pinnase ja asfaltbetooni puudujääke tugevuses. Materjalina kasutatakse geovõrke ja kootud tekstiile. Kui geovõrk on teatud omadustega, toimib see sobiliku täitematerjali kasutamisel stabiliseerijana. 16  Stabiliseerimise funktsioon on sidumata täitematerjali kihi omaduste parandamine läbi täitematerjali kihi osakeste liikumiste takistamise liikluskoormusest tulenevate jõudude mõjul (Joonis 5). Joonis 3. Joonis 4. Joonis 5. Armeerimisfunktsioon ja stabiliseerimine  Drenaaži funktsiooni (Joonis 6) täitev geosünteet juhib vedelikke ja teatud juhtudel ka gaase mööda oma tasapinda. Materjalina kasutatakse spetsiaalseid kolmemõõtmelisi dreenmatte, aga võidakse kasutada ka nõeltöödeldud geotekstiile. Joonis 6. Drenaažifunktsioon  Barjääri funktsiooni (Joonis 7) täitev geosünteet eraldab vedelikud ja gaasid ümbritsevast keskkonnast. Materjalidena kasutatakse geomembraane ja geosünteetilisi savikangaid. Joonis 7. Barjäär  Kaitsefunktsiooni (Joonis 8) täitev geosünteet kaitseb objekti või kihti kahjustuste eest. Näiteks kasutatakse geomembraanide peal mittekootud geotekstiili, et hajutada punktkoormusi geomembraanile vastuvõetavale tasemele. 17  Joonis 8. Kaitsefunktsioon  Erosiooni tõkestamine (Joonis 9Error! Reference source not found.). Kasutatakse erosioonitõkkematte (täpsemalt peatükis 7). Joonis 9. Erosiooni tõkestamine  Pingetustamine (Joonis 10) ehk peegelduspragude esiletuleku aja pikendamine või vältimine uutesse asfaltbetoonkihtidesse (täpsemalt vt järgmine peatükk). Joonis 10. Pingetustamine ehk asfaltbetoonkihtides peegelduspragunemise tõkestamine 11.4.2 Geosünteetide kasutusnäited teekonstruktsioonis. Tee katend koosneb kolmest põhilisest kihist – kate, alus ja vajadusel dreenkiht (kui muldkeha ülaosas kasutatakse piisava veeläbilaskvusega materjali, võidakse eraldi dreenkihist loobuda) ning vajadusel võib sisaldada ka lisakihte. Kate võib olla tsement- või asfaltbetoonist, mis omakorda jaguneb kulumiskihiks (AC surf), siduvkihiks (AC bin) ja aluskihiks (AC base) (Joonis 11). Geosünteete võidakse kasutada koostöös kõikide nimetatud kihtidega vältimaks või aeglustamaks erinevat tüüpi defektide teket ja ilmnemist nii uute kui rekonstrueeritavate teede puhul. Enamasti on geosünteetide ülesanneteks eraldamine (geotekstiilid) ja tugevdamine (kootud geotekstiilid ja geovõrgud), aga ka filtreerimine (geotekstiilid), dreenimine (geotekstiilid, dreenmatid) ja vedelike liikumiste takistamine (geomembraanid, savimatid). 18  Joonis 11. Katendikihtide definitsioon Suurendamaks teekatendi vastupanu püsivatele deformatsioonidele (roopad, ebaühtlased vajumid jms), kasutatakse enamasti geovõrke või geokomposiite (geovõrk ühendatud geotekstiiliga) kas kulumis-, siduv-, aluskihtides, aluses või dreenkihis (Joonis 12). Geosünteetilise materjali valik ja selle paigutus sõltub probleemi ulatusest, katendis kasutatavatest materjalidest ning sellest, kas rajatakse uut teed või tehakse rekonstrueerimistöid. Joonis 12. Geosünteetide võimalikud asukohad roobaste vastu Suurendamaks teekatendi kandevõimet tuleks geosünteet paigaldada kõige nõrgema kandevõimega kihile võimalikult lähedale, milleks on reeglina muldkeha/teekatendi alla jääv konstruktsioon või looduslik pinnas. Üheks võimaluseks on suurendada katendikihtide paksusi halvema kandevõimega materjali peal, teiseks võimaluseks on kasutada armeerivaid geosünteete (geovõrgud või kootud geotekstiilid). Geosünteetilise materjali valik sõltub katendis kasutatud materjalidest ja tee tüübist (kas kattega või katteta). Kandevõimet parandab armeeriva geosünteedi paigaldamine alusele või katte alumisse kihti (Joonis 13). 19  Joonis 13. Geosünteetide asukohad kandevõime parandamiseks Rekonstrueeritavate teede puhul põhjamaises kliimas on tihti probleemiks külmakerked, mis avalduvad ülespoole suunatud lükkejõuna ning seeläbi tekkivates pikipragudes. Tekkinud praod võimaldavad suurel hulgal vee sissepääsu teekatendisse, mis kahjustab seal kasutatavaid materjale ning halvendab kogu tee kandevõimet. Külmakerkepragunemise vastu tuleks geosünteet paigaldada katte pinnale võimalikult lähedale, mis ei ole siiski alati tehnoloogiliste võimalustega kooskõlas ja mistõttu võidakse materjal paigaldada ka sügavamale (Joonis 14). Külmakerked põhjustavad pinnase mahu muutust (suurenemist), st pinnase tihedus väheneb, mis suurendab ohtu püsivate deformatsioonide tekkele. Pinnase sulamisel vabaneb ka palju vett, mis vähendab külmakerkeliste pinnaste kandevõimeid suures ulatuses. Taoliste nähtuste vastu saab kasutada geosünteete sarnaselt kandevõime parandamisega. Joonis 14. Geosünteetide asukohad külmakerke vastu Olemasolevate teede rekonstrueerimisel on tihti eesmärgiks vältida vanas tees olnud põikpragude uuestiavaldumist uue teekatte pinda (peegelduspragunemine). Põikpraod võivad olla põhjustatud mõnest tsementeerunud kihist või vanast asfaltkattest. Olenevalt probleemi algallikast ja rekonstrueerimistööde mahukusest võib geosünteete kasutada (Joonis 15 ) kujutatud kohtades. Peegelduspragude vastu töötades geosünteet kas leevendab pingeid (asfaldivõrgud) või tekitab kihtide vahele „padja“ (asfaldigeotekstiilid, SAMI vahekiht), mis 20 võimaldab selle all ja peal oleva kihi omavahelist liikumist takistades prao edasikandumist (täpsemalt peatükis 2.1). Joonis 15. Geosünteetide asukohad peegelduspragude vastu 11.4.3 Geosünteetide omadused ja valiku põhimõtted. Iga ehitusprojekti õnnestumiseks on kolm eeldust, mis peavad kõik olema täidetud:  kvaliteetne projekt, sh põhjalikud eeluuringud, milles on arvestatud kõikide oluliste teguritega;  korralik ehitamine;  kvaliteetsed materjalid vastavalt projekti eripäradele. Nõuded geosünteetilistele materjalidele on esitatud vastavatele kasutuskohtadele eraldi harmoniseeritud standardites või EOTA (European Organisation for Technical Assessment) tehnilises kirjelduses, milleks on:  EVS-EN 15381 Geotekstiilid ja geotekstiilpõhised tooted. Nõutavad omadused kasutamisel asfaldikihis (Joonis 16). Joonis 16. Geosünteetide kasutamine asfaltbetoonkihtides  EVS-EN 13249 Geotekstiilid ja analoogse funktsiooniga tooted. Nõutavad omadused teede ja muude liiklusalade (v.a raudteed ja asfaldikihid) ehitamisel (Joonis 17). 21  Joonis 17. Geosünteetide kasutamine teekatendites EVS-EN 13250 Geotekstiilid ja analoogse funktsiooniga tooted. Nõutavad omadused raudteede ehitamisel (Joonis 18). Joonis 18. Geosünteetide kasutamine raudteede ehitamisel  EVS-EN 13251 Geotekstiilid ja analoogse funktsiooniga tooted. Nõutavad omadused kasutamiseks mullatöödel ning vundamentides ja tugikonstruktsioonides (Joonis 19- 1). Täpsemalt saab kasutuskohad tuua välja joonise 19-2 abil. Joonis 19-1. Geosünteetide kasutamine mullatöödel, vundamentides ja tugikonstruktsioonides 22 Joonis 19-2. Geosünteetide kasutamine mullatöödel, vundamentides ja tugikonstruktsioonides  EVS-EN 13252 Geotekstiilid ja analoogse funktsiooniga tooted. Nõutavad omadused drenaažisüsteemide rajamisel (Joonis 20). Joonis 20. Geosünteetide kasutamine drenaažisüsteemides  EVS-EN 13253 Geotekstiilid ja analoogse funktsiooniga tooted. Nõutavad omadused erosioonitõrjeks (rannaäärsed alad ja nõlvad) (Joonis 21). 23  Joonis 21. Geosünteetide kasutamine erosioonitõrjeks rannaäärsetel aladel ja nõlvadel EOTA Tehniline raport nr 41 Mittearmeeriv kuusnurkse struktuuriga geovõrk sidumata täitematerjali kihtide stabiliseerimiseks täitematerjali osakeste lukustamise kaudu. 12 ÜLDISELT KATENDI TUGEVUSE JA KÜLMAKINDLUSE ARVUTUSEST 12.1 Katendi arvutamine koormusele Q (V1 või V2 / ööp) Katendid arvutatakse tugevusele ja külmakindlusele. Järgnevalt käsitletakse ainult riigiteede sõidutee katendi tugevusarvutust dünaamilisel koormamisel T12.1. Teiste omanike valduses olevate teede ja rajatiste katendite jaoks peab projekteerija kasutama riigitee klassile vastavat analoogi. Tabel T12.1. Katendite dünaamilisele koormusele ja külmakindlusele arvutamise üldskeem Katend Tugevusele dünaamilisel koormamisel Kogu katend Kogu Pinnas Asfaltbetoon, Sideainega külmakindlusele katend nihkele mineraalse ja töötlemata elastsele komplekssideainega ehitusmaterjalid vajumile töödeldud kihid (v.a. killustik) tõmbele nihkele Püsi- + + + + + Kerg- + + + + + Siirde- + + - - + Liht- + - - - - Lubatavale elastsele vajumile ja külmakindlusele arvutamisel vaadeldakse kogu katendit tervikuna. Lubatavatele nihke- ja tõmbepingetele arvutatakse ainult katendi üksikkihid. Kahtluse korral, millised kihid ja millele arvutatakse – selgub see täpsemalt materjalide (ja pinnaste) tugevuskarakteristikuist (L1 ja L2). Näiteks, kui mingi materjali või pinnase tugevuskarakteristikute tabelis on toodud tõmbetugevused, siis tuleb vastav kiht arvutada ka tõmbele; kui esinevad suurused F° ja C , siis nihkele. Katendit kui mitmekihilist konstruktsiooni pole võimalik tugevusarvutuste alusel täies ulatuses dimensioneerida. Seetõttu katendi tugevusarvutus on sisuliselt etteantud konstruktsiooni kontrollarvutus. On võimalik ainult ühe kihi paksuse määramine kui kõigi teiste kihtide paksused on teada. 24 Katendi võib lugeda arvutatuks siis, kui kõikide tugevuskriteeriumite tugevusvaru on positiivne ja kolmest tugevuskriteeriumist ühe tugevusvaru on vahemikus 0 kuni +5% (tehniliselt märkusega põhjendatult ka veidi suurem, nt tehnoloogilise min kihi nõuded vaja tagada vms). Enamikel juhtudel pole võimalik seda 0 kuni 5% nõuet täita kõigi kolme tugevuskriteeriumi (elastne vajum, tõmbe- ja nihkepinged) puhul. Sageli määravad nihkepinged katendi dimensioonid, aga lubatava vajumi ja tõmbepingete järgi osutub katend üle dimensioneerituks. Järelikult peab see 5% nõue olema täidetud vähemalt ühe, määravaks osutuva, tugevustingimuse juures. Kui katendi paksus tugevusarvutuste järgi osutub väikesemaks külmakindlusele arvutatud paksusest, siis on viimasega määratud katendi dimensioonid. Sel juhul tuleb projekteerijal:  kaaluda katendi ümberprojekteerimist, vähendades katte ja aluse paksust kuni konstruktiivse miinimumini, kuid suurendades dreenkihi või külmakaitsekihi paksust selliselt, et katendi kogupaksus vastaks külmakindluse järgi arvutatud paksusega;  võtta tarvitusele meetmed veetaseme alandamiseks ning teostada uus arvutus. Etapiviisiline ehitus. Katendi etapiviisilisel ehitusel, kui kulumiskiht paigaldatakse hiljemalt 7-ndal aastal tee kavandatud ehituse valmimisest, teostatakse kaks arvutust:  konstruktsioonile enne kulumiskihi paigaldamist, koormusele mis vastab koormussagedusele vahetult enne kavandatud kulumiskihi paigaldamist – seejuures võivad katendi tugevusvaru näitajad olla kuni 5% ulatuses negatiivsed.  konstruktsioonile koos kulumiskihiga, koormusele mis vastab katendi maksimaalsele koormussagedusele, kusjuures negatiivne tugevusvaru ei ole lubatud, samas ei esitata ka maksimaalse tugevusvaru nõuet (eeltoodud positiivne 5%), seega lõpliku konstruktsiooni tugevusvaru võib olla suurem. Etapiviisilisel ehitusel kontrollitakse katendi summaarse ressursi vastavust. Selleks leitakse mõlema konstruktsiooni (enne ja pärast kulumiskihi paigaldamist) maksimaalne arvutuslik koormussagedus (ja sellele vastav summaarne normtelgede arv korrutades sageduse konstandiga 5000), mille korral tugevusvaru ei lähe üheski parameetris negatiivseks. Leitakse ressursi kasutuse protsent kummalgi juhul (prognoosi järgne summaarne normtelgede arv vastava konstruktsiooni tööea jooksul jagatuna vastava konstruktsiooni ressursile). Summeerides selliselt leitud ressursikasutuse (enne ja pärast kulumiskihi paigaldust) ei tohi summa ületada 100%. Katendi, kui mitmekihilise konstruktsiooni tugevusarvutuseks puudub korrektne kasutajale kõlbulik teoreetiline lahend, mistõttu inseneripraktikas rakendatakse lihtsustatud matemaatilisi aproksimatsioone (valemitena) või nomogrammide järgi arvutamist. Peamine lihtsustus seisneb selles, et mitmekihiline konstruktsioon asendatakse kahe(kolme)kihiliste (ekvivalentsete) konstruktsioonidega. Katendi tugevusarvutuse soovituslik järjekord: 1) lubatavale elastsele vajumile; 2) lubatavatele nihkepingetele pinnases; 3) sideainetega töötlemata kihid lubatavatele nihkepingetele; 4) asfaltbetoon lubatavatele tõmbepingele ja 5) monoliitne vahekiht lubatavatele tõmbepingetele (eeldab käsitsiarvutust kuna KAP seda ei lahenda). 25 12.2 Katendi arvutamine koormusele Q (V3 / ööp) Kui koormuseks on Q (V3 / ööp), siis katendit ei arvutata elastsele vajumile, küll aga nihkepingetele ja (tõmbele töötavad) sideainetega töödeldud kihid tõmbele ning kogu katend külmakindlusele. 12.3 E-moodulite tähistusest  E1, E2 ja E on bituumensideainega töödeldud kihtide (mõne erandiga peamiselt asfaltbetoonid)  temperatuurist sõltuvate materjalide E-moodulid;  eraldi pole tähistatud nende materjalide E-mooduleid, mis ei sõltu temperatuurist;  E1, E2, E3 tähendavad enamikel juhtudel 2- või 3-kihilise asenduskonstruktsiooni  E-mooduleid; nomogrammid ja arvutusvalemid tuginevad sellele tähistusele;  Ei , näiteks E1 või E2 …, tähendab üksikkihi E-moodulit. Kirjeldatud tähistuste sisu selgub täpsemalt konkreetsete arvutuste juures. 13 KATENDI TUGEVUSARVUTUS 13.1 Katendi arvutamine elastsele vajumile Pinnaste ja materjalide E-moodulid on toodud L1 ja L2. Lubatavale elastsele vajumile arvutamisel tuleb asfaltbetoonide E-moodulid võtta 10º; muude materjalide ja pinnaste E – moodulid ei sõltu temperatuurist. Katendi arvutamine lubatava elastse vajumi järgi tugineb vajaliku elastsusmooduli Evaj määramisele valemi (13.1) järgi: Evaj = a * log (Q) + b (13.1) Q – (ennustuslik) koormussagedus, V1 / ööp või V2 / ööp Evaj arvutamisel peab Q arvuline väärtus olema minimaalselt 2 Valemit (13.1) ei või kasutada V3 järgi määratud koormussageduse puhul; V1 ja V2 on defineeritud P10. Tabel T13.1. Koormus a b Grupp Veoauto A 70 56 B 70 0 Autobuss A 77 62 B 77 0 Kui Evvaj on määratud, tuleb seda võrrelda normis toodud suurustega. Minimaalsed E – moodulid Emin, Mpa on määratud projekteerimisnormides. Osutub Evaj neist väiksemaks, tuleb katend projekteerida normis sätestatud Emin järgi. 26 Asfaltkatte projekteerimisel IV-VI klassi teedele on soovitav näha ette vedelamate bituumenite kasutamine (100/150 või 160/220 kuigi EVS 901-3 ei käsitle 160/220 kasutamist), sest madalama Eüld puhul on deformatsioonide risk suurem ja sel juhul ei too deformatsioonid kaasa suurt pragunemisriski. Kui liiklusvoog ei sisalda arvutusveokeid V1 või V2, projekteeritakse katend Emin järgi. Kui katendit arvutatakse Emin järgi, siis sellele vastav Q tuleb määrata järgmise valemi abil: Q = 10(E min -b) / a (13.2) Juhindudes mitmesugustest tüüplahendustest, võttes aluseks valemi (13.1) ja T13.2 andmestiku, P11 konstrueerimisreeglid ning projekteerija enda kogemused, projekteeritakse katend, s.o määratakse kihtide järjestus, valitakse kihtide materjalid, viimaste tugevuskarakteristikud ja kihtide paksused. Järgneb projekteeritud katendi üldise elastsusmooduli Eüld arvutamine nomogrammi (L4.2) abil ja selle Evaj võrdlemine. Nomogramm (L4.2) on kasutatav ainult siis, kui tugevad ja nõrgad kihid ei asetse katendis vaheldumisi. Kui tugevad ja nõrgad kihid asetsevad katendis vaheldumisi, tuleb Eüld arvutamisel kasutada valemit (13.3): (13.3) Kui E2 = Epinnas , siis k0= 1,0 ning muudel juhtudel k0 = 1,05 Eüld arvutamisel, nomogrammi L4.2 või valemi (13.3) abil, asendatakse mitmekihiline tegelik konstruktsioon kihtide kaupa 2-kihilistega. Olgu meil näiteks 5-kihiline katend (5.kiht on pinnas):  1.asendus koosneb pinnasest ja 4.kihist E-moodulitega vastavalt E5 ja E4 ning paksusega h4; arvutusest saadakse Eüld3 4.kihi peal; nomogrammi kasutamisel on vaja eelnevalt arvutada h4/d ja E5/E4 ;  2.asendus koosneb kihist, millele on omistatud Eüld,3 ja 3.kihist paksusega h3 ning E- mooduliga E3 ;arvutustest saadakse Eüld,2 3.kihi peal; nomogrammi kasutamisel on vaja eelnevalt arvutada h3/d ja Eüld,3/E3  3.asendus koosneb kihist, millele on omistatud Eüld,2 ja 2.kihist paksusega h2 ning E- mooduliga E2 ; arvutustest saadakse Eüld,1 4.kihi peal; nomogrammi kasutamisel on vaja eelnevalt arvutada h2/d ja Eüld,2/E2  4.asendus koosneb kihist, millele on omistatud Eüld,1 ja 1.kihist paksusega h1 ning E- mooduliga E1arvutustestsaadakse kogu katendi Eüld . 27 Tabel T13.3. Eüld arvutamise skeem 28 Tugevustingimuseks katendi arvutamisel lubatava vajumi järgi on: Eüld ≥ Evaj * Ktt (13.4) või Eüld ≥ Emin * Ktt (13.5) E-moodulite Eüld , Evaj ja Emin järgi arvutamine sisaldab lubatavat vajumit järgmiselt: Evvaj = p*d * (1 – η2) / s (13.6) Võrdsustades valemid (13.1) ja (13.6), on võimalik arvutada lubatavat vajumit s. Antud juhul η = 0,3. s = p*d*(1 – η2) / [a + b * log (Q)], cm (13.7) Toimides Juhendi järgi, pole siin ega edaspidi vaja teada lubatava vajumis väärtust, küll aga mõnesuguste juhendiväliste arvutusega kaasnevate probleemide lahendamisel. 13.2 Katendi kihtide ja pinnase arvutamine nihkele Nihkepinged katendi sideainetega töötlemata kihtides ja pinnases tekivad liikuvast koormusest ning neil lasuvate kihtide massist. Arvutamisel lubatavale nihkele tuleb bituumensideainetega töödeldud materjalide E-moodulid võtta 20ºC juures; muude materjalide ja pinnaste omadused ei sõltu temperatuurist. Nihkepinged arvutatakse nihkele töötava kihi (pinnase) ülapinnas. Arvutamisel asendatakse tegelik mitmekihiline konstruktsioon 2 - kihilisega:  esimeseks kihiks on kõik kihid, mis lasuvad kihil (pinnasel), mida arvutatakse nihkele, kokku; selle summaarse kihi paksus on Σh1 ja E – mooduliks on kaalutud keskmine elastsusmoodul E1;  teiseks on kiht (pinnas), tugevuskarakteristikutega E2, F° ja C (tabelist L1.T5), kus arvutatakse nihkepinged; selle kihi paksust pole arvutustes vaja;  selliseid 2 – kihilisi asendusi on sama palju kui on nihkele töötavaid materjalikihte + pinnas, s.o iga nihkele töötava kihi ja pinnase jaoks on üks 2 – kihiline asendus. Kuigi kõik sideainega töötlemata materjalid töötavad nihkele, ometigi praktilistes arvutustes killustikkihti nihkele ei arvutata, sest mistahes koormuse ja koormussageduse puhul jäävad pinged lubatavatesse piiridesse; ka siis, kui killustikkiht asetseb vahetult pinnasel. Nihkepingete arvutamisel pole tähtis, kas tugevad ja nõrgad kihid paiknevad katendis vaheldumisi või mitte. Nihkepinged liikuvkoormusest T1 arvutatakse (13.8) ja T11.4 valemite või nomogrammi L4.3 järgi. 29  Joonis J13.1. Nomogrammi ja selle kasutamise skeem. J13.1. Nihkepinged liikuvkoormusest. Nomogrammi L4.3 kasutamiseskeem T1 = p * 0,00459 * Z * 10-0,0132*F, Mpa (13.8) Tabel T13.4. Valemid Z arvutamiseks Nr. Kui 0,1 ≤ Σh1 / d ≤ 1,0 siis Z = 1 / [a + b * ( E1 / E2 )] (13.9) a = 0,01041 + 0,05461 * (Σh1 / d) – 0,2029 * (Σh1 / d) 2 + 0,25405 * (Σh1/ d) 3- (13.10) 0,092 * (Σh1/d 4) b =10 -4 [ 4,7102 – 47,39 * (Σh1 /d) + 230,25 * (Σh1/d) 2 - 221,29 * (Σh1/d3) + (13.11) 75,73 * (Σh1/d) 4 ] Kui 1,0 ≤ Σh1 / d ≤ 4,0 siis Z = a’ * ( E1 / E2 )b’ (13.12) a’ = 275,48 – 334,12 * (Σh1/d) + 162,32 * (Σh/d) 2 – 35,4 * (Σh1/d) 3 + 2,87 * (13.13) (Σh1/d) 4 b’ = - 0,461 – 0,568 * (Σh1/d) + 0,507 * (Σh1/d) 2 – 0,17 * (Σh1/d) 3 + 0,019 * (13.14) (Σh1/d) 4 Valemites (13.8) - (13.14) p – kontaktpinna erisurve; kui arvutusveokiks on V1 , siis p = 0,6 Mpa; V2 ja V3 puhul p võrdub rehvirõhuga (kontaktpinna erisurve muutmine ei ole soovitav, kuna arvutusalgoritmid on kontrollitud vaid normatiivse surve korral); F – nihkele arvutatava kihi (materjali) või pinnase sisehõõrdenurk L1.T5; d – katte ja ratta kontaktpinnaga pindvõrdse ringi läbimõõt, cm; E1- pinnasest või kihist, kus arvutatakse nihkepinged, ülalpool asetsevate kihtide kaalutud keskmine E-moodul, Mpa; Σh1 - pinnasest või kihist, kus arvutatakse nihkepinged, ülalpool asetsevate kihtide paksuste summa; E1 = (h1* E1 + h2* E2 + … +hn* En ) / Σh1 , Mpa (13.15) Hi ja Ei – pinnasest või kihist, kus arvutatakse nihkepingeid, ülalpool asetsevate kihtide E- moodulid ja paksused; i = 1 … n; n - pinnasest või kihist, kus arvutatakse nihkepinged, ülalpool asetsevate kihtide arv; E2 – pinnase või selle kihi, kus arvutatakse nihkepinged, elastsusmoodul, Mpa. 30 Pinnasest või kihist, kus arvutatakse nihkepinged, ülalpool asetsevate kihtide massist põhjustatud nihkepinged T2 arvutatakse valemi (13.16) järgi . T2 = 10-5 * Σh1 * (5 – 0,3 * F) , MPa (13.16) Lubatavad nihkepinged T0 arvutatakse valemi (13.17) järgi: T0 = k1 * k2 * k3 * C / Ktt , Mpa (13.17) k1 – koormamise viisi tegur k1 = 0,6 ; k2 - korduvkoormamise tegur k2 = 1,82 – 0,345 * log (Q); (13.18) k3 –kihtide seotistegur k3 = 9,5 – optimaalse terastikuga kruusliiv; k3 = 8,0 – kruus; k3 = 7,0 – jämeliiv, kruusliiv; k3 = 6,0 – keskliiv; k3 = 5,0 – peenliiv; k3 = 4,0 – ühtlase terastikuga liiv; k3 = 3,0 – tolmliiv, jäme saviliiv; k3 = 1,5 – siduspinnased (savikad pinnased). C – pinnase või kihi materjali, kus arvutatakse nihkepinged, nidusus L1.T5, Mpa; Ktt – tugevustegur. Kasutamaks valemeid või nomogramme, tuleb arvutada suhe Σ1h1 / d ja E1 / E2 . Katendi tugevus on tagatud, kui nihkele töötavate kihtide ja pinnase puhul T0 ≥ T3 (13.19) T3 = T1 + T2 Kui tingimus (13.19) pole täidetud, tuleb suurendada kihtide, mis asetsevad ülalpool kihti, kus arvutatakse nihkepinged, paksusi või valida suuremate E-moodulitega materjalid. Seejuures kihi, mida arvutatakse nihkele, paksust võib vähendada konstruktiivse miinimumini, kui seda võimaldavad teised asjaolud. Tavaliselt on ehitusmaterjalid ette antud. Sel juhul on ainukeseks võimaluseks kihtide paksuse suurendamine. Nihkepinged ei sõltu nihkele arvutatava kihi paksusest, katendi ega selle kihtide peal Eüld. 13.3 Asfaltbetooni arvutamine tõmbele Tõmbepinged R1 arvutatakse asfaltbetooni kõigi kihtide alapinnas, s.o kui meil on 2-kihiline asfaltbetoon, siis alakihi alapinnas; ühekihilise asfaltbetooni puhul selle alapinnas. Asfaltbetooni arvutamisel lubatavale tõmbele võetakse asfaltbetoonide elastsusmoodulid 0ºC , muude materjalide omad ei sõltu temperatuurist L. Nagu nihkepingete arvutamisel, asendatakse ka siin, kuigi natuke teisiti, mitmekihiline katend, kahekihilisega. Üheks kihiks on asfaltbetoon - ühe või enamakihiline. Kui see koosneb mitmest (tavaliselt kahest kihist), siis käsitletakse seda tõmbele arvutamsel ühekihilisena, kogupaksusega Σh1= h1 + h2; on tegemist kolmekihilise asfaltbetooniga, siis Σh1 = h1 + h2 + h3. Seejuures pole tähtis, kas esimesed kihid (nt kergasfaltbetoon) töötavad tõmbele. Oluline on, et ühekihiline või mitmekihilise asfaltbetooni alumine kiht töötaks tõmbele. Selle esimese kihi, mille paksus on Σh1 , tugevuskarakteristikuteks on kaalutud keskmine E- moodul E1, mis arvutatakse (13.15) abil ja asfaltbetooni alakihi tõmbetugevus R. 31 Asfaltbetoonide tugevuskarakteristikud on toodud L2.T1. Teine kiht moodustub asfaltbetooni all asetsevatest kihtidest, mille tugevuskarakteristikuks on Eüld = Eü2 asfaltbetooni alla jääva kihti peal. Tõmbepingeid võib arvutada valemite või nomogrammi L4.4 abil. Nomogrammi ja selle kasutamise skeem on J13.1. Kasutamaks valemeid või nomogrammi, tuleb arvutada suhe Σh1 / d ja E1 /E2 .Valemid on järgmised: Joonis J13.1. Nomogrammi kasutamise skeem 32 Lubatavad tõmbepinged asfaltbetoonis R0 arvutatakse (13.22): R0 = R* (1 – t * v) * k5 * k6 / Ktt (13.22) p – kontaktpinna erisurve; kui arvutusveokiks on V1, siis p = 0,6 Mpa; R – asfaltbetooni tõmbetugevus, Mpa; t - normhälbe tegur L1.T4; Ktt – tugevustegur T6.1; v – variatsioonitegur; kui R on määratud labori- või väliteimiga ning määramiste arv on > (10 … 15), siis variatsioonitegurit on võimalik arvutada; kui R võetakse tabelist L2.T1 , siis v = 0,1; k4 – rattategur k4 = 0,85 kui enimkoormatud teljel on paarisrattad (üldjuhul); k4 = 1,00 kui enimkoormatud teljel on üksikrattad (erikoormuste korral ning juhul, kui liiklusvoos on autorongide osakaal kõrge ja kasutusel valdavalt super-single rehvitüüp); k5 – väsimustegur k5 = (Q / 1000)-x; (13.23) x = 0,16 asfaltbetoonid bituumeni penetratsiooniga < 130 (0,1 mm) (kuumad segud); x = 0,27 asfaltbetoonid bituumeni penetratsiooniga > 130 … < 200 (0,1 mm) (soojad segud) k6 - materjalitegur: k6 = 1,0 asfaltbetoon tardkivikillustikust; k6 = 0,9 lubjakivikillustikust; k6 = 0,8 kruuskillustikust; k6 = 0,7 kruusast Katendi tugevus on tagatud, kui asfaltbetooni tõmbepinged R1 ≤ R0 (13.24) Kui tingimus (13.24) pole täidetud, tuleb:  suurendada ükskõik millise kihi paksust; mõjusaim on tugevamate kihtide, eriti asfaltbetooni paksuse suurendamine; tavaliselt piisab asfaltbetooni paksuse suurendamisest 1 cm võrra;  kui millegipärast otsustatakse asfaltbetooni kihtide paksusi mitte suurendada, siis peab asendama allasetsevate kihtide materjale tugevamatega või suurendama esialgselt valitud materjalist kihtide paksusi. Kui ehitusmaterjalid on ette antud, siis sel juhul on ainukeseks võimaluseks asfaltbetooni või allasetsevate kihtide paksuse suurendamine. 13.4 Aluse tsement- või kompleksstabiliseeritud kihi arvutamine tõmbele Alljärgnevalt nimetatakse aluse tsement- või kompleksstabiliseeritud kihti monoliitvahekihiks. Monoliitvahekihi arvutamisel lubatavale tõmbele võetakse asfaltbetooni E-moodulid 20ºC, teiste materjalide ja pinnaste omad temperatuurist sõltumatult. Monoliitvahekihiga katend asendatakse vahekihi tõmbele arvutamisel kolmekihilisega: 33   monoliitvahekihi peal asetsevad kihid kokku moodustavad esimese kihi, mille tugevuskarakteristikuks on kaalutud keskmine E - moodul E1 ; see arvutatakse (13.15) abil;  teiseks kihiks on monoliitvahekiht oma elastsusmooduliga E2 ;  kolmas kiht moodustub monoliitvahekihi all asetsevatest kihtidest, mille tugevuskarakteristikuks on Eüld =E3 monoliitvahekihi alla jääva kihi peal. Tõmbepingete arvutamiseks on vaja teada ka monoliitvahekihi peal asetsevate kihtide + monoliitvahekihi paksust, s.o Σh. Tõmbepinged monoliitvahekihis arvutatakse (või nomogrammi L4.5 abil). Nomogrammi ja selle kasutamise skeem on J13.3. Joonis J13.3. Monoliitvahekihi tõmbepinged. Nomogrammi L4.5 kasutamise skeem Kasutamaks valemeid või nomogrammi, tuleb arvutada suhe Σh/d, E1/E2 ja E2/E3 . Lubatavad tõmbepinged monoliitses vahekihis arvutatakse valemiga (13.29): R02 = R2 * k5 / Ktt (13.29) K5 arvutatakse valemiga (13.23), kuid siin x = 0,06 34  Katendi tugevus on tagatud, kui R2 ≤ R02 (13.30) Kui tingimus (13.30) pole täidetud, tuleb:  suurendada ükskõik millise kihi paksust; mõjusaim on tugevamate kihtide, eriti asfaltbetooni paksuse suurendamine; tavaliselt piisab asfaltbetooni paksuse suurendamisest 1 cm võrra;  kui millegipärast otsustatakse kihtide paksusi mitte suurendada, siis peab monoliitvahekihi all asetsevaid kihte asendama tugevamatega. Tavaliselt on ehitusmaterjalid ette antud. Sel juhul on ainukeseks võimaluseks kihtide paksuse suurendamine. 13.5 Arvutuste täpsusest Lähteandmetega tehtavatest eelarvutustest sõltuvad ka lõpptulemused. Erinevate vahenditega (nomogrammid, arvutiprogrammid, käsitsiarvutused) saadud tulemuste võrdlemise võimaldamiseks soovitatakse alljärgnevaid täpsusi: h / d – kaks kohta peale koma; Σh1 / d, Σh / d – kaks kohta peale koma; kaalutud keskmine E – moodul – täisarv; Eüld arvutamisel E2/E1 ja Eüld / E1 – kolm kohta peale koma; Katendi Eüld ja Eüld kihtide peal – täisarvud; E1 / E2 – üks koht peale koma; E, C ja F° - täpsus nagu L1.T45 E2 / E3 – üks koht peale koma; pinnase suhtelised niiskused – kaks kohta peale koma; nihkepinged – neli kohta peale koma; tõmbepinged – kaks kohta peale koma. 14 KATENDI ARVUTAMINE KÜLMAKINDLUSELE Katendi külmakindluse arvutus seisneb tegelikult esineda võiva (eeldatava) külmakerke l kk võrdlemises lubatavaga l, s.o l > lkk (14.1) Lubatavad külmakerked on järgmised:  püsikatendid - 4 cm;  kergkatendid, pinnatud kruuskatted – 6 cm;  siirdekatendid – 10 cm Külmakerke arvutamiseks J14.1 või (14.2) abil vajalikud suurused on järgmised:  kliimategur α0 =75, cm2/ööp;  arvutuslik külmumissügavus z =125cm ;  T12.1 pinnasetegur B,cm2/ööp;  katendi (soojustehniliselt) redutseeritud paksus z1, cm;  katendikihtide materjalide soojustehnilised ekvivalendid εi (L3) ja  pinnasvee arvutuslik (max. teadaolev sügisene külmumiseelne) sügavus tee teljel H’ (cm). Täpsemate vaatlusandmete ja nõuete puudumisel tuleb arvutustes kasutada pinnasevee sügavusena sügisese külmumiseelse maksimaalse pinnasevee taseme (vastava eriala eksperdi) 35 hinnangut. Sügisese külmumiseelse maksimaalse pinnasevee taseme hinnangul tuleb juhinduda väliuuringute, eelnevate perioodide andmete ja küsitluste tulemustest. Ehitusgeoloogilise uuringu käigus saab ainult fikseerida olemasoleva taseme, taseme mõõtmise kuupäeval või perioodil. Hinnangut saab täpsustada vajadusel mõõtmistega, mõõtmiste periood peab hõlmama vähemalt üht sügisest maksimumi enne külmumist, soovitavalt siiski rohkem. Lkk =1,67 *B * (H’/z-zl/z)*{(2,8*M-1)*EXP[2,8*(M-1)]+0,061}, cm (14.2) M = (125-zl) / (H’-zl) Kuna katendi- ja pinnasekihtidel on erinevad soojustehnilised parameetrid, siis võetakse see arvesse järgmiselt: katendi redutseeritud paksus z1 = h1*ε1 + h2*ε2 + h3*ε3 + … (14.3) h1, h2, h3, … - katendi- ja pinnasekihtide paksused; ε1, ε2, ε3, … - katendi- ja pinnasekihtide soojustehnilised ekvivalendid on L3. Pinnaseteguri B määramiseks tuleb hinnata lõimist ja plastsust ning pinnase nimetust EVS järgi. Tabel T14.1. Lõimis Plastsus (WLR) Klass EVS nimetus B väärtus <0,1 mm üle 25% <10 B1 siSa, clSa 1 <10 B1 saSi, saclSi, sasiCl, saCl 2 <10 B1 Si, clSi, siCl, Cl 4,0-4,5 0,2...2 mm >50% 10-25 A1 siSa, clSa 3 10-25 A1 saSi, saclSi, sasiCl, saCl 3,5 0,063...2 mm ≥40% 25-40 C1 5-8 40-50 C1 siSa, clSa 4-4,5 40-50 C1 saSi, saclSi, sasiCl, saCl 3-3,5 0,063...2 mm <20% 10-25 D1 5-8 0,063...2 mm 20%...40% 10-25 D1 4-4,5 0,063...2 mm >40% 25-40 D1 5-8 40-50 D1 4-4,5 50-70 D1 3-3,5 Märkus: Eeldatav külmakerge lkk või zl, määratuna J14.1 või (14.2) abil, vastab kõikide katenditüüpide (v.a lihtkatend) 3. paikkonna olukorrale. Kergkatetel tuleb külmakindluse arvutus teostada vaid juhul, kui B väärtus on vähemalt 5. Kui B väärtus on antud vahemikuna, kehtib alumine piir 1-2 niiskuspaikkonnas ja ülemine piir 3 niiskuspaikkonnas. 1.ja 2. paikonnas toimub külmakindluse arvutus vastavalt T14.2 skeemile. See skeem kehtib ainult muldkeha normidekohase kõrgus puhul. Kui muldkeha on normidest madalam või asetseb süvendis, tuleb igal juhul katend arvutada külmakindlusele. 36 Tabel. T14.2. Paikkonna Märkused tüübi nr. Püsikatend 1 Külmakindlusele ei arvutata, kuid juhul, kui B≥5, tuleb võtta meetmeid takistamaks vee sattumist muldkehasse ülalt. Püsikatend 2 Z1,2 = 0,8 * zl Kergkatend 1 Külmakindlusele ei arvutata. Kergkatend 2 Külmakindlusele arvutatakse ainult juhul, kui B≥5 Siirdekatend 1 ja 2 Ei arvutata. Lihtkatend 1, 2 ja 3 Ei arvutata. J14.1 ja (14.2) võimaldab teha külmakindluse arvutusi olukorras, kus pinnasvee sügavus H pole suurem külmumissügavusest z = 125 cm. Kui esineb olukord, kus z / H > 1,0 (külmumissügavus ulatub pinnasvette), mis on eriti külmaohtlik, tuleb suurendada muldkeha kõrgust või alandada sügavdrenaažiga pinnasvee taset. Kui tingimus (14.1) pole täidetud, tuleb katendi alumiste kihtide paksusi suurendada, lisada üks kruusa-(ülespoole dreenkihti) või mõnest spetsiaalmaterjalist soojaisolatsioonikiht. Kuna viimast pole eesti teedeehituses kasutatud, siis pole ka alljärgnevalt sellise kihi arvutamist käsitletud. 14.1 Külmakaitsekihi materjal Külmakaitsekihina võib kasutada looduslikku:  kruusliiva, kui ta sisaldab kuni 10% peenosiseid, mis läbivad sõela 0.063 mm ja  liiva või sõelmeid, mille massist vähemalt 90 % läbib sõela 2 mm; märgsõelumisel võib looduslik liiv sisaldada kuni 10% peenosiseid, mis läbivad sõela 0.063 mm. 14.2 Katendi külmakindluse arvutamise näide Tabel T14.3. Püsikatendi kihid Kihi nimetus paksus hi, soojustehnilised Zl = hi * εi cm ekvivalendid εi Tihe asfaltbetoon 6 1,15 6,90 Poorne asfaltbetoon 7 1,22 8,54 Paekillustik 30 1,00 30,00 Keskliiv 35 0,87 30,45 Kokku 77 Pinnas: kerge mittetolmne liivsavi, 3. paikkond, T14.1 järgi B = 3. Arvutuses kasutatud suurused:  kliimategur α = 75 cm2 / ööp;  arvutuslik külmumissügavus z = 125 cm;  pinnasvee sügavus katte pinnast H = 125 cm;  lubatav külmakerge l = 4 cm. Kasutamaks J14.1, arvutame z / H’ = 125 / 125 = 1 ja horisontaaltelje jaoks zl / z = 77 / 125 = 0,62; viimasest tõmbame vertikaaljoone kuni lõikumiseni joonega z / H’ = 1; lõikepunktist tõmbame horisontaaljoone kuni lõikumiseni vertikaalteljega; viimasele vastab suurus 37  lkk * α / B*z = lkk * 75 / 3 *125 = 0,72, millest lkk = 0,72 * 3 * 125 / 75 = 3,6 cm Kuna lkk < l (3,6 < 4), siis vaatamata ebasoodsale pinnasvee ja külmumissügavuse olukorrale on katend külmakindel. Kasutades (14.2) M = (125-zl) / (H’-zl) = (125 – 77) / (125 – 77) = 1, siis Lkk =1,67 *B * (H’/z-zl/z)*{(2,8*M-1)*EXP[2,8*(M-1)]+0,061 == 1,67* 3 * (125 – 77) / 125) *{(2,8 * 1 – 1)* EXP[2,8(1 – 1)] + 0,061}= 3,6 cm, s.o sama tulemus nagu J15.1 järgi arvutades. Joonis J14.1. Nomogramm katendi külmakindluse arvutamiseks PVT – pinnasvee tase; Lkk – külmakerge, cm; α0 – kliimategur, cm2 / ööp; z - arvutuslik külmumissügavus; zl – katendi paksus, cm; H’ - pinnasvee arvutuslik (max teadaolev sügisene külmumiseelne) sügavus tee teljel, cm; B – pinnasetegur, cm2 / ööp. 38 15 DREENKIHT 15.1 Üldist. Dreenkihi peamiseks ülesandeks on ülaltpoolt, s.o läbi katte ja aluse imbuva sademetevee eemaldamine muldkeha nõlvadele, kust see valgub veeviimaritesse või filtreerub teemaa pinnasesse.Dreenkihi üheks lisaülesandeks on kapillaartõusu katkestamine (juhul kui seda ei ole katkestatud juba allpool, mis on õigem). Muldkeha peab olema üldjuhul projekteeritud nii, et kapillaarvee tõus ei ulatuks dreenkihi alapinnani. See tagatakse muldkeha kõrgusega pinna- ja pinnasvee suhtes või erandjuhtumil muldkeha sisse ehitatud kapillaartõusu katkestavate spetsiaalsete kihtide või pinnaseveetaseme alandamisega sügavdrenaaži abil. Sügavdrenaaži olemasolul on võimalik ja soovitav dreenkihist vee juhtimine sügavdrenaaži. Allpool on toodud üldine informatsioon dreenkihi konstrueerimise ja materjalide kohta. Täpsemad kehtivad nõuded ja selgitused dreenkihi projekteerimise kohta on toodud Muldkeha ja dreenkihi projekteerimise, ehitamise ja remondi juhises (Maanteeameti peadirektori 05.01.2016. a käskkiri nr 0001 või uuem). 15.2 Dreenkihi konstrueerimine Dreenkihi konstruktsiooni projekteerimisele eelnevalt tuleb järgmiste tunnuste järgi projektiga käsitletav tee(lõik) jagada iseloomulikeks osadeks:  süvendid;  mulded;  paikkonna tüübid;  muldkeha pinnased;  normidest madalam muldkeha;  pikiprofiili muud iseärasused;  põikprofiilide iseärasused (näiteks sõidutee ühepoolse kaldega teelõigud);  veeviimarite ja eesvoolude olemasolu ja  muud (projekteerija äranägemisel). Nende tunnuste järgi määratakse arvutusprofiilid ja rakendamise ulatus. Igale arvutusprofiilile valitakse dreenkihi konstruktsioon. Peamine valik tuleb teha kahe variandi vahel:  pikifiltertorudeta, muldkeha laiune, dreenkiht või  muldkeha laiune pikifiltertorudega dreenkiht . 16 KATENDI PROJEKT Katendi projekti koosseis:  lähteülesanne;  seletuskiri;  väliuuringute aruanne*;  aruanne projekteerimise ajal (eel) tehtud liiklusloendusest*;  ennustusliku koormussageduse määramine*;  aruanne varemtehtud uuringutest*;  aruanne oleva katendi ülevaatusest*;  aruanne oleva katendi varem koostatud projekti põhiandmeist ja ehitusaastale järgnenud remontidest*; 39   konstruktiivsete põikprofiilide joonised valitud arvutusprofiilide kohta;  tugevusarvutuste ja külmakindluse koond - programmi KAP väljundi kohaselt. * - kuuluvad katendi projekti koosseisu vaid juhul, kui eraldi ei ole koostatud oleva tee seisundi hinnangu ja liiklusuuringu aruandeid 40 LISAD Lisa 1. Pinnaste tugevuskarakteristikud L1.1. Üldist Tugevuskarakteristikud sõltuvad peamiselt pinnase niiskusest (paikkonna tüübist, vt L1.T2), kuid ka tihedusest, struktuurist ja vähesel määral koormamise viisist. Eeldatakse, et muldkeha pinnase tihedus vastab normidele. Pinnase tugevuskarakteristikud määratakse pinnase arvutusliku suhtelise niiskuse järgi, mis tagab kogu katendi töövõime ka kõige niiskemal ajal (mille puhul säilub pinnase minimaalne tugevus). See esineb kevadeti pinnase ülessulamise ja sügiseti sademeterikkal ajal.Pinnase tugevuskarakteristikud on: E-moodul (MPa), F° (sisehõõrdenurk) ja C (nidusus, MPa). Nende määramiseks on vaja teada pinnase arvutuslikku niiskust W1. Arvutusliku suhtelise niiskuse W1 püstitamisel lähtutakse paikkonna tüübist, pinnase keskmise niiskuse W0 ning voolavuspiirile Wv vastava niiskuse suhtest W = W0/ Wv. Kuna voolavuspiirile vastaval niiskusel pinnase kandevõime praktiliselt puudub, on suhteline niiskus sellisena ette antud, et see on alati alla ühe. L1.2 .Paikkonna tüübi kirjeldus ja pinnaste suhtelised niiskused L1.T1. Paik- Paik- konna konna Paikkonna tüübi kirjeldus tüübi tunnus nr 1 Kuiv Pinnavete äravool on tagatud; pinnasvesi on sügaval ega mõjuta kasvupinnase taimestikku. Pinnasteks on peamiselt kruusliivad, liivad ja saviliivad, kuid esineb ka savikaid pinnaseid, kuid viimaste suhteline niiskus on alla 0,73. Kui muldkeha kõrgus on normidest 1,5 korda suurem, on tegemist, sõltumata muudest asjaoludest, 1. paikkonna teelõiguga. 2 Niiske Pinnavete äravool pole ajuti tagatud; selle üheks tunnuseks on maapinna 0,003 lähedased, kuid suuremad sellest, looduslikud kalded. Esineb lühiajalist (alla 30 päeva) seisuvett. Pinnasvesi, on külmumispiirist ainult vähesügavamal, ometigi mõjutab kasvupinnase niiskumist, mistõttu kasvavad niiskuslembelised taimed; võib isegi esineda pindmise soostumise tunnuseid. Esinevad peamiselt savikad pinnased suhtelise niiskusega alla 0,8. On mõeldav tee külgnevate alade piki- ja põikplaneerimisega ning kraavitamisega niiskustingimusi parandada ning seega saavutada 1. paikkonna olukord. Kõik 1. Paikkonna tüübi süvendid ja 0-profiilid (ka normidega ettenähtust madalamad muldkehad) kuuluvad 2. paikkonda. 3 Liigniiske Pinnavete äravool on raskendatud; esineb pikaajalist (üle 30 päeva) (märg) seisuvett. Maapinnalähedase pinnasvee tõttu esineb ilmseid soostumise tunnuseid. Pinnasvee tase on külmumispiirist kõrgemal. Esinevad peamiselt savikad pinnased suhtelise niiskusega üle 0,8. Paikkonna tüübi muutmine on võimalik ainult suureulatuslike 41  kuivendustöödega. Kõik 2. paikkonna tüübi süvendid ja normidega ettenähtust madalamad muldkehad kuuluvad 3.paikkonda. Märkus: paikkonna tüübi kirjelduses ainult ühe tunnuse (v.a pinnase) esinemine määrab tüübi. L1.T2. Pinnaste suhtelised niiskused voolupiirist Pinnase suhteline niiskus W Tolmne saviliiv, Paikkonna Kerge saviliiv Tolmliiv Kerge liivsavi, raske tolmne tüübi nr raske liivsavi, saviliiv, tolmne savid kerge liivsavi Pinnasegrupp A1 B1 C1 D1 1 0,63 0,65 0,68 0,73 2 0,66 0,68 0,71 0,76 3 0,68 0,70 0,73 0,78 L1.3. Arvutusliku suhtelise niiskuse W1 arvutamine Arvutusliku suhtelise niiskuse W1 arvutamine toimub järgmiselt: 1) L1.T1 järgi määratakse tee(lõigu) paikkonna tüübi number; 2) teades pinnast, saadakse L1.T2 pinnase suhteline niiskus W; 3) suhtelisi niiskusi tuleb parandada sõltuvalt tee konstruktiivsetest iseärasustest; saadakse W2: L1.T3. Jrk nr Konstruktiivne iseärasus (summeritakse) Parandus 1 Teepeenrad on kaetud ≥ 2/3 laiuses asfaltbetooniga -0,05 2 Teepeenrad on kaetud kruusa või killustikuga -0,02 3 Muldkehas on vastavatest geosünteetidest -0,05 hüdroisolatsioonikiht (vt p.11.4) 4 Dreenkihis on pikifiltertoru -0,05 5 Muldkeha on süvendis +0,03 4) arvutuslik suhteline niiskus W1 = (W või W2) * (1 + t * v) (L1.1) Märkus: Kui arvutuslik suhteline niiskus peale konstruktiivsest iseärasusest tingitud paranduste arvessevõtmist W1 > 0,75 ja katendi paksus on >75cm, siis tuleb kasutata tegeliku arvutusliku suhtelise niiskuse saamiseks parandustegurit delta(Δ) kasutades L5.6 graafikut. Arvutuslik suhteline niiskus, mis on aluseks E, F ja C leidmiseks tabelist L1.T5 leitakse siis alljärgneva valemi põhjal: Warv = (W+ Δ1)*(1+t*v)- Δ Kus: W - pinnase suhteline niiskus voolupiirist Δ1 - parandustegur tee konstruktiivsetest iseärasustest t - normhälbetegur (sõltub töökindlustegurist, mis omakorda on seotud tugevusteguriga ja tee klassiga) v - variatsioonitegur = 0,1 42   Δ- parandustegur delta, kui H>75cm Parandusteguri delta kasutamine väldib katendi üledimensioneerimist eriti 3 niiskuspaikkonnas D grupi aluspinnastes. L1.T4. Normhälbe tegurid Töökindluse tegur (vt 0,6 0,85 0,9 0,95 P6) Normhälbetegur t 0,26 1,06 1,32 1,71 Variatsioonitegur v 0,1 Kui W on määratud laboriteimiga ning määramiste arv on > (10 – 15), siis on variatsioonitegurit võimalik ka arvutada t = 9,7526 * (Ktk) 2 – 11,009 * Ktk + 3,3551 L1.4. Pinnase tugevuskarakteristikute määramine W1 järgi määratakse L1.T5, vajadusel interpoleerides, pinnase tugevuskarakteristikud:  E-moodul, Mpa;  sisehõõrdenurk F° ja  nidusus, MPA Pinnase grupid: A1 – kerge saviliiv; B1 – tolmliiv; C1 – kerge liivsavi, raske liivsavi, savid; D1 – tolmne saviliiv, raske tolmne saviliiv, tolmne kerge liivsavi. L1.T5. Pinnaste arvutuslikud (empiirilised) tugevuskarakteristikud Pinnase Pinnaste tugevuskarakteristikud vastavalt arvutuslikule niiskusele W1 või grupp korrigeeritud arvutuslikule Pinnase niiskusele W3 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 E 70 60 56 53 49 45 43 42 41 40 A F 37 36 36 36 35 35 34 34 33 33 C 0,015 0,014 0,014 0,013 0,012 0,011 0,010 0,009 0,008 0,007 E 96 90 84 78 72 66 60 54 48 43 B F 38 38 37 37 36 35 34 33 32 31 C 0,026 0,024 0,022 0,018 0,014 0,012 0,011 0,01 0,009 0,008 E 108 90 72 50 41 34 29 25 24 23 C F 32 27 24 21 18 15 13 11 10 9 C 0,045 0,036 0,030 0,024 0,019 0,015 0,011 0,009 0,006 0,004 E 108 90 72 54 46 38 32 27 26 25 D F 32 27 24 21 18 15 13 11 10 9 C 0,045 0,036 0,030 0,024 0,016 0,013 0,010 0,008 0,005 0,004 Märkus: 1) interpoleerimistulemus ümardatakse tabeli täpsuseni; 2) katendiarvutuse jaoks ei sõltu E, F ja C temperatuurist, küll aga peab arvestama temperatuuriga laboriteimi puhul; 43 3) katendi alla jäävat pinnast võib vaadelda lõpmatu paksusega kihina, kui kihi paksus on > 75 cm. Vastasel korral mitmekihilisena, mille tugevuskarakteristikud katte all on E = Eüld , C ja F. Sügavamale (>75 cm) jäävate kihtide C ja F ei oma tähtsust. 44 Lisa 2. Materjalide tugevuskarakteristikud L2.T1. Sideainega töödeldud materjalid Katendi arvutamisel Jrk Materjali nimetus Elastsele Nihkele Tõmbele nr vajumile E1 E2 E R 1 Killustikmastiksasfalt (SMA) 3200 1800 4500 2,8 2 Tihe kuum asfaltbetoon (ACsurf; bin) 2400 1200 3600 2,4 3 Valuasfalt (MA) 2400 1200 3600 2,4 4 Kuum poorne asfaltbetoon (ACbase) 1400 800 2200 1,6 5 Kuum dreenasfaltbetoon (PA) 1400 800 2200 1,6 6 Kuum kergasfaltbetoon (ACsurf 160/220 1400 800 2000 1,2 või vedelama bituumeniga, end. KAB) 7 Tihe soe asfaltbetoon (WMA) 1200 600 2000 1,8 8 Soe kergasfaltbetoon 1200 600 2000 1,0 9 Seguris / teel segatud mustkate (MSE) 950 600 / 500 - 10 Vana asfaltbetoon ja mustkate 1400 800 - 11 Mustkillustikust kiht (MUK) 800 - - - 12 Kerg- ja sügavimmutus 450 - - - 13 Bituumenstabiliseeritud kihid asfaldi- purust (BS): - - seguris segatud 600 - - teel segatud 500 14 Kompleksstabiliseeritud kihid (KS): - uutest mineraalmaterjalidest seguris 900 - segatud - - asfaldipurust seguris segatud 800 - - asfaldipurust teel segatud 700 - uutest materjalidest teel segatud 800 15 Tsementstabiliseeritud kihid (TS): - uutest mineraalmaterjalidest seguris 900 0,6 segatud - uutest mineraalmaterjalidest teel 700 0,4 segatud - asfaldipurust teel segatud 600 - 16 Põlevkivituhaga tugevdatud kihid: - kruusliivast, jämeliivast 600 0,5 - teistest liivadest, sh saviliivast 400 0,4 Märkused: E1 - elastsusmoodul 10ºC juures, MPa; E2 - elastsusmoodul 20ºC juures, Mpa; E- elastsusmoodul 0ºC juures, Mpa; R- tõmbetugevus, MPa L2.T2. Sideainega töötlemata kihid ja materjalid Jrk Kihi nimetus E-moodul, Sisehõõrde Nidusus C, .nr. MPa nurk Fº MPa 1 Paetuhk 120 30 0,01 2 Tuhkbetooni freespuru 150 40 0,01 3 Munakivi-, parkettkivi sillutis 500 - - 4 Pinnatud freespurukate 400 - - 45  L2.T3. KAP arvutuslehe kohustuslik lisa - materjalide klassifikatsioon, esitatud nõuded ja arvutusparameetrid Plastsus Sõelkõver Cu Senine nimetus Plastsus Täite-materjalid E (MPa) Sisehõõrdenurk Nidusus C (MPa) (Tm) F Rootsi WLR d60/d10 Vassiljev _280 280 Tardkivikillustik _280 280 Pae- või kruuskillustik (LA<35) _240 240 Pae- või kruuskillustik (LA≥35) _200 200 Ridakillustik, mittestd. killustik _180 180 45 0,03 Opt.terastikuga kruusliivast kiht _150 150 43 0,01 2…63 mm >50% Kruuspinnas _E (160) 160 110 <0,63 10…40% _F (110) <25 ja liiva-kruusa-killustiku segu <7 60 _G (60) >5 mm >20% _130 130 42 0,007 >0,5 mm >50% >3 kruusliiv, jämeliiv <10 <1 _115 115 2…3 mõõdukalt ühtlaseterine jämeliiv _120 120 40 0,006 >0,25 mm >50% >3 keskliiv _105 105 2…3 mõõd.ühtlaseterine keskliiv _100 100 38 0,005 <10 >0,1 mm >50% >3 peenliiv <1 _90 90 2…3 mõõd.ühtlaseterine peenliiv _75 75 33 0,005 piiranguteta ≤2 ühtlaseterine liiv _65 65 40 0,005 jäme kerge saviliiv _A 10…25 2…0,25 mm >50% kerge saviliiv 1…7 _B <10 >0,1 mm <75% tolmliiv <1 _C 25…40 2…0,05 mm ≥40% kerge liivsavi 7…12 40..50 raske liivsavi 12…17 >50 Savi 17…27 _D 2…0,05 mm <20% raske tolmne saviliiv 1...7 10…25 2…0,05 mm 20…50% tolmne saviliiv 1…7 25…40 kerge tolmne liivsavi 7…12 40…50 2…0,05 mm <40% raske tolmne liivsavi 12…17 >50 tolmne savi 17…27 46 Märkused: 1) Orgaanilise aine sisaldus mitte üle 2%. 2) Ühtlaseteralise materjali (Cu<3) kasutamise korral on kohustuslik eristava geosünteedi kasutamine liivakihi peal, kui liivakiht täidab dreenkihi rolli siis ka selle kihi all. Muudel juhtudel on see soovituslik. 2) Materjalide ja pinnaste liigitamisel tuleb lugeda võrdseks lähedased sõeladiameetri väärtused 0,5 ja 0,63 mm, 0,1 ja 0,125 mm, 0,05 ja 0,063 mm. Projekteerijal võib tellija nõusolekul liiva-kruusa-killustikusegude puhul kasutada arvutusparameetreid, mis tuginevad konkreetse kruusa omadustel. Vastavalt teadustöö3 (TTÜ 2014) P1.4.3 tulemustele on võimalik segu elastsusmoodul 160, 110 või 60 MPa, kui alltoodud graafiku või tabeli alusel saadud näitaja on sellest suurem. Sellisel juhul on segu arvutusparameetrite määramise aluseks VSN 46-84 joonis 9 (lk 88) ning see rakendub kui:  Üle 5 mm osiseid on vähemalt 20%  peenosis (alla 0,63 mm) ei ole plastne (IPv <7; WLR<25)  alla 0,63 mm osiste sisaldus on vahemikus 10…40% Graafikust on loetud väärtused ning konkreetse materjali kohta interpoleeritakse laboratoorse uuringu tulemustest plastsusnäitaja ja peenosise sisalduse järgi vastav elastsusmoodul. IPV 0 1 2 4 7 WLR 0 8 11 17 25 <0,63 mm 10% 200 200 200 200 200 <0,63 mm 15% 200 190 179 160 140 <0,63 mm 20% 200 181 161 131 103 <0,63 mm 25% 200 174 149 110 70 <0,63 mm 30% 200 166 134 90 50 <0,63 mm 35% 200 159 121 74 33 <0,63 mm 40% 200 150 113 64 25 Sõelkõvera alusel tuleb välja arvutada kaks indeksit: Cu (d60/d10) ning Cc (d30/d102), mis määravad materjali ühtlaseteralisuse EVS-EN standardi alusel. 3 https://www.mnt.ee/sites/default/files/survey/2001-52_pinnaste_nimetused_09102014.pdf Lisa 3. KAP ja pinnase liigitus sõelkõvera järgi Lähteandmetena sisestatakse jäägid sõeltel ja plastsusarv (kui seda pole, eeldame nulli ehk alla ühe). Pinnase liigituse algoritm on mitmeastmeline. Lisaks standardsetele sõeltele interpoleeritakse läbi logaritmskaala ka vahepealsete sõelte väärtused selles osas, milliseid sõelu vajatakse GOST-põhise jaotuse kasutamiseks või milliseid on konkreetse katse korral tegelikult kasutatud. Enamlevinud sõelad on: GOST 25100 (MNT parandus 2006) järgi: - 60 – 40 – 20 – 10 – 5 – 2 – 1 – 0,5 – 0,25 – 0,1 – 0,063 - 0,05 – 0,01 – 0,002 EVS-EN 14688 järgi: - 63 – 31,5 – 16 – 8 – 4 – 2 – 1 – 0,5 – 0,25 – 0,125 – 0,063 – 0,02 – 0,006 – 0,002 Materjali või pinnase liigituseks vajalikud sõelad (minimaalne komplekt) on: - 63 – 5 – 4 - 2 – 0,63 – 0,5 – 0,25 – 0,1 - 0,05 Nendest puuduvad tuleb igal juhul interpoleerida, kuid pigem on otstarbekas interpoleerida ka vahepealsed puuduvad, sest mingil hetkel on hea tulemus visualiseerida ja Exceli graafikute parema väljanägemise huvides peaksid jooned olema pidevad. Plastsus – valitakse näitaja kas WLR lahtrist või IPV lahtrist. Mõlemas väärtust ei tohi olla, ainult ühes neist. 1) Jäme segu: >5 mm >20% (sisaldab piisavalt jämedat osa) a. WLR<25 (ei ole väga plastne) i. >0,63 mm 10…40% 1. Sõltuvalt peenosise protsendist ja WLR väärtusest interpoleeritavad tulemused – grupid E_160 – F_110 – G_60 (arvutusparameetrid ei sõltu niiskusest). b. Kui eeltoodud parameetrid ei ole täidetud või graafikult tulenev väärtus on alla 60, on tegemist pinnasega 2) Liiv või kruus: WLR<10 - Kruusad, liivad ja tolmliivad a. 2…63 mm >50% - kruuspinnas (E-150) b. Cu väärtus i. Cu>3 – kruusliiv/jämeliiv, keskliiv, peenliiv – E130, E120, E100 ii. Cu 2…3 – mõõdukalt ühtlaseteraline (eeltoodud) liiv – E115, E105, E90 c. >0,1 mm kuni 75% (ehk, alla 0,1 mm vähemalt 25%) – tolmliiv – B-grupp (arvutusparameetrid sõltuvad niiskusest) 3) Pinnas: WLR>10 – pinnased A, C, D grupist (arvutusparameetrid sõltuvad niiskusest) a. WLR 10…25 i. 2…0,25 mm >50% - Kerge saviliiv – A-grupp ii. 2…0,25 mm <50% - tolmne – D-grupp b. WLR >25 i. 2…0,05 mm <40% - tolmne – D-grupp ii. 2…0,05 mm >40% - mittetolmne – C-grupp 48 Lisa 4. Materjalide ja pinnaste soojustehnilised ekvivalendid εi L3.T1. Materjal, pinnas εi Asfaltbetoon – tihe 1,15 - poorne 1,22 - ülipoorne 1,30-1,36 Bituumenemulsiooniga stabiliseeritud saviliiv 1,13 Tsementstabiliseeritud (6 – 10%) segaterine liiv 1,0 Tsementstabiliseeritud (10%) ühemõõduline peenliiv 1,07 Lubitugevdatud nõrk lubjakivikillustik 1,27 Tsementstabiliseeritud (6 – 12%) liivsavi 1,13 Kompleksstabiliseeritud (tsement 2 - 6%, lubi 2 – 6 %) liivsavi 1,18 Tsementstabiliseeritud (8 – 10 %) saviliiv 1,11 Graniitkillustik 1,0 Lubjakivikillustik 1,15 Kruus 1,0 Jämeliiv – sulanud 1,03 -külmunud 0,88 Keskliiv - sulanud 0,98 - külmunud 0,87 Peenliiv - sulanud 0,98 - külmunud 0,89 Tolmliiv - sulanud 1,02 - külmunud 0,92 Saviliiv - sulanud 1,02 - külmunud 0,96 Liivsavi ja savi – sulanud 1,07 - külmunud 0,97 49 Lisa 5 . Tabelid ja graafikud L5.T1. Parandustegur delta määramiseks. Parandus Delta X Warv=0,95 Warv=0,90 Warv=0,85 Warv=0,80 Warv=0,75 0,76 0,00995 0,00498 0,00000 0,00000 0,00000 0,77 0,01189 0,00595 0,00000 0,00000 0,00000 0,78 0,01383 0,00728 0,00074 0,00000 0,00000 0,79 0,01575 0,00878 0,00181 0,00000 0,00000 0,80 0,01765 0,01026 0,00288 0,00054 0,00000 0,81 0,01955 0,01174 0,00393 0,00108 0,00000 0,82 0,02143 0,01321 0,00498 0,00163 0,00000 0,83 0,02330 0,01466 0,00602 0,00217 0,00000 0,84 0,02516 0,01611 0,00706 0,00270 0,00000 0,85 0,02700 0,01754 0,00808 0,00324 0,00000 0,86 0,02883 0,01897 0,00910 0,00376 0,00000 0,87 0,03066 0,02038 0,01011 0,00429 0,00000 0,88 0,03246 0,02179 0,01111 0,00480 0,00000 0,89 0,03426 0,02318 0,01210 0,00532 0,00000 0,90 0,03604 0,02457 0,01309 0,00583 0,00000 0,91 0,03781 0,02594 0,01407 0,00634 0,00000 0,92 0,03957 0,02730 0,01504 0,00684 0,00000 0,93 0,04132 0,02866 0,01600 0,00733 0,00000 0,94 0,04305 0,03000 0,01695 0,00783 0,00000 0,95 0,04478 0,03134 0,01789 0,00832 0,00000 0,96 0,04649 0,03266 0,01883 0,00880 0,00000 0,97 0,04818 0,03397 0,01976 0,00928 0,00000 0,98 0,04987 0,03527 0,02068 0,00976 0,00000 0,99 0,05154 0,03657 0,02159 0,01023 0,00000 1,00 0,05320 0,03785 0,02250 0,01070 0,00000 1,01 0,05479 0,03908 0,02336 0,01114 0,00000 1,02 0,05638 0,04030 0,02422 0,01159 0,00000 1,03 0,05798 0,04153 0,02508 0,01203 0,00000 1,04 0,05957 0,04276 0,02594 0,01248 0,00000 1,05 0,06116 0,04398 0,02680 0,01292 0,00000 1,06 0,06275 0,04521 0,02767 0,01337 0,00000 1,07 0,06435 0,04644 0,02853 0,01381 0,00000 1,08 0,06594 0,04766 0,02939 0,01426 0,00000 1,09 0,06753 0,04889 0,03025 0,01470 0,00000 1,10 0,06912 0,05012 0,03111 0,01515 0,00000 1,11 0,07059 0,05124 0,03189 0,01555 0,00000 1,12 0,07206 0,05237 0,03267 0,01595 0,00000 1,13 0,07353 0,05349 0,03345 0,01636 0,00000 1,14 0,07500 0,05462 0,03423 0,01676 0,00000 1,15 0,07647 0,05574 0,03501 0,01716 0,00000 1,16 0,07794 0,05686 0,03579 0,01757 0,00000 50 1,17 0,07941 0,05799 0,03657 0,01797 0,00000 1,18 0,08087 0,05911 0,03735 0,01837 0,00000 1,19 0,08234 0,06024 0,03814 0,01877 0,00000 1,20 0,08381 0,06136 0,03892 0,01918 0,00000 1,21 0,08516 0,06239 0,03962 0,01954 0,00000 1,22 0,08650 0,06341 0,04032 0,01990 0,00000 1,23 0,08785 0,06443 0,04102 0,02026 0,00000 1,24 0,08919 0,06546 0,04172 0,02062 0,00000 1,25 0,09054 0,06648 0,04242 0,02098 0,00000 1,26 0,09189 0,06750 0,04312 0,02134 0,00000 1,27 0,09323 0,06853 0,04382 0,02170 0,00000 1,28 0,09458 0,06955 0,04452 0,02206 0,00000 1,29 0,09592 0,07057 0,04522 0,02242 0,00000 1,30 0,09727 0,07159 0,04592 0,02278 0,00000 1,31 0,09849 0,07252 0,04654 0,02310 0,00000 1,32 0,09971 0,07344 0,04716 0,02342 0,00000 1,33 0,10093 0,07436 0,04778 0,02374 0,00000 1,34 0,10216 0,07528 0,04840 0,02405 0,00000 1,35 0,10338 0,07620 0,04902 0,02437 0,00000 1,36 0,10460 0,07712 0,04964 0,02469 0,00000 1,37 0,10582 0,07804 0,05026 0,02501 0,00000 1,38 0,10704 0,07896 0,05088 0,02533 0,00000 1,39 0,10827 0,07988 0,05150 0,02565 0,00000 1,40 0,10949 0,08081 0,05212 0,02596 0,00000 1,41 0,11059 0,08163 0,05266 0,02624 0,00000 1,42 0,11169 0,08244 0,05320 0,02652 0,00000 1,43 0,11278 0,08326 0,05374 0,02679 0,00000 1,44 0,11388 0,08408 0,05428 0,02707 0,00000 1,45 0,11498 0,08490 0,05482 0,02734 0,00000 1,46 0,11608 0,08572 0,05536 0,02762 0,00000 1,47 0,11718 0,08654 0,05590 0,02790 0,00000 1,48 0,11828 0,08736 0,05644 0,02817 0,00000 1,49 0,11938 0,08818 0,05698 0,02845 0,00000 1,50 0,12048 0,08900 0,05753 0,02873 0,00000 1,51 0,12145 0,08972 0,05798 0,02896 0,00000 1,52 0,12243 0,09044 0,05844 0,02919 0,00000 1,53 0,12340 0,09115 0,05890 0,02943 0,00000 1,54 0,12438 0,09187 0,05936 0,02966 0,00000 1,55 0,12535 0,09259 0,05982 0,02989 0,00000 1,56 0,12633 0,09331 0,06028 0,03013 0,00000 1,57 0,12730 0,09402 0,06074 0,03036 0,00000 1,58 0,12828 0,09474 0,06120 0,03060 0,00000 1,59 0,12925 0,09546 0,06166 0,03083 0,00000 1,60 0,13023 0,09618 0,06212 0,03106 0,00000 1,61 0,13108 0,09679 0,06250 0,03126 0,00000 1,62 0,13193 0,09741 0,06288 0,03145 0,00000 51 1,63 0,13278 0,09802 0,06326 0,03164 0,00000 1,64 0,13364 0,09864 0,06364 0,03183 0,00000 1,65 0,13449 0,09926 0,06402 0,03202 0,00000 1,66 0,13534 0,09987 0,06440 0,03221 0,00000 1,67 0,13619 0,10049 0,06478 0,03241 0,00000 1,68 0,13704 0,10110 0,06516 0,03260 0,00000 1,69 0,13790 0,10172 0,06554 0,03279 0,00000 1,70 0,13875 0,10233 0,06592 0,03298 0,00000 1,71 0,13948 0,10285 0,06622 0,03313 0,00000 1,72 0,14020 0,10336 0,06652 0,03328 0,00000 1,73 0,14093 0,10388 0,06682 0,03343 0,00000 1,74 0,14166 0,10439 0,06712 0,03358 0,00000 1,75 0,14239 0,10490 0,06742 0,03373 0,00000 1,76 0,14312 0,10542 0,06772 0,03388 0,00000 1,77 0,14385 0,10593 0,06802 0,03403 0,00000 1,78 0,14458 0,10645 0,06832 0,03418 0,00000 1,79 0,14530 0,10696 0,06862 0,03433 0,00000 1,80 0,14603 0,10747 0,06892 0,03448 0,00000 1,81 0,14664 0,10789 0,06914 0,03458 0,00000 1,82 0,14724 0,10830 0,06935 0,03469 0,00000 1,83 0,14785 0,10871 0,06957 0,03480 0,00000 1,84 0,14845 0,10912 0,06979 0,03491 0,00000 1,85 0,14906 0,10954 0,07001 0,03501 0,00000 1,86 0,14966 0,10995 0,07023 0,03512 0,00000 1,87 0,15027 0,11036 0,07045 0,03523 0,00000 1,88 0,15087 0,11077 0,07067 0,03533 0,00000 1,89 0,15148 0,11118 0,07089 0,03544 0,00000 1,90 0,15208 0,11160 0,07111 0,03555 0,00000 1,91 0,15256 0,11191 0,07125 0,03561 0,00000 1,92 0,15305 0,11222 0,07139 0,03568 0,00000 1,93 0,15353 0,11253 0,07153 0,03574 0,00000 1,94 0,15401 0,11284 0,07167 0,03581 0,00000 1,95 0,15449 0,11315 0,07180 0,03587 0,00000 1,96 0,15497 0,11346 0,07194 0,03594 0,00000 1,97 0,15545 0,11377 0,07208 0,03600 0,00000 1,98 0,15594 0,11408 0,07222 0,03607 0,00000 1,99 0,15642 0,11439 0,07236 0,03613 0,00000 2,00 0,15690 0,11470 0,07250 0,03620 0,00000 52  L5.T2. Tabel Eüld määramiseks. Jrk. h/ d nr. E2/ 0,01 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 E1 Eüld/ E1 1 0,95 0,9501 0,9483 0,9422 0,9389 0,9408 0,9441 0,9481 0,9533 0,9591 0,9636 0,9678 0,9723 0,9768 0,9820 0,9871 0,9917 2 0,90 0,9000 0,9001 0,9001 0,9023 0,9082 0,9147 0,9214 0,9283 0,9354 0,9410 0,9462 0,9514 0,9564 0,9619 0,9671 0,9719 0,9767 0,9816 0,9864 0,9909 3 0,85 0,8499 0,8507 0,8559 0,8656 0,8774 0,8868 0,8952 0,9033 0,9117 0,9185 0,9246 0,9305 0,9360 0,9417 0,9472 0,9522 0,9572 0,9622 0,9671 0,9717 0,9759 4 0,80 0,7999 0,8040 0,8158 0,8281 0,8432 0,8576 0,8710 0,8810 0,8888 0,8962 0,9029 0,9096 0,9156 0,9216 0,9273 0,9325 0,9376 0,9428 0,9478 0,9524 0,9566 5 0,75 0,7507 0,7578 0,7740 0,7926 0,8110 0,8286 0,8446 0,8570 0,8673 0,8755 0,8827 0,8895 0,8956 0,9014 0,9073 0,9127 0,9181 0,9234 0,9284 0,9332 0,9374 6 0,70 0,7011 0,7128 0,7310 0,7535 0,7766 0,7971 0,8154 0,8313 0,8443 0,8542 0,8621 0,8697 0,8766 0,8833 0,8891 0,8941 0,8988 0,9040 0,9091 0,9139 0,9181 7 0,65 0,6511 0,6648 0,6876 0,7139 0,7393 0,7644 0,7860 0,8033 0,8172 0,8301 0,8409 0,8504 0,8572 0,8639 0,8707 0,8765 0,8823 0,8874 0,8919 0,8957 0,8990 8 0,60 0,6019 0,6183 0,6438 0,6728 0,7031 0,7305 0,7540 0,7726 0,7915 0,8055 0,8160 0,8265 0,8364 0,8457 0,8527 0,8581 0,8642 0,8703 0,8752 0,8795 0,8832 9 0,55 0,5517 0,5709 0,6008 0,6312 0,6637 0,6948 0,7192 0,7428 0,7607 0,7771 0,7924 0,8049 0,8137 0,8229 0,8319 0,8393 0,8464 0,8525 0,8579 0,8631 0,8671 10 0,50 0,5021 0,5215 0,5512 0,5881 0,6241 0,6558 0,6844 0,7083 0,7292 0,7472 0,7631 0,7764 0,7886 0,8008 0,8083 0,8167 0,8252 0,8326 0,8390 0,8448 0,8500 11 0,45 0,4521 0,4721 0,5039 0,5415 0,5792 0,6143 0,6449 0,6720 0,6949 0,7151 0,7311 0,7471 0,7606 0,7719 0,7820 0,7910 0,8008 0,8078 0,8155 0,8221 0,8265 12 0,40 0,4018 0,4223 0,4545 0,4947 0,5350 0,5703 0,6022 0,6305 0,6563 0,6761 0,6966 0,7134 0,7283 0,7414 0,7535 0,7628 0,7723 0,7820 0,7896 0,7977 0,8032 13 0,35 0,3520 0,3723 0,4030 0,4443 0,4839 0,5227 0,5561 0,5854 0,6141 0,6381 0,6564 0,6740 0,6909 0,7053 0,7178 0,7302 0,7405 0,7512 0,7602 0,7689 0,7764 14 0,30 0,3018 0,3212 0,3536 0,3922 0,4316 0,4687 0,5049 0,5357 0,5653 0,5908 0,6138 0,6322 0,6487 0,6651 0,6789 0,6910 0,7022 0,7129 0,7235 0,7345 0,7447 15 0,25 0,2517 0,2689 0,3020 0,3386 0,3789 0,4159 0,4499 0,4819 0,5090 0,5369 0,5624 0,5829 0,6015 0,6167 0,6318 0,6445 0,6599 0,6711 0,6822 0,6940 0,7040 16 0,20 0,2012 0,2166 0,2495 0,2845 0,3190 0,3573 0,3929 0,4243 0,4533 0,4785 0,5018 0,5235 0,5438 0,5623 0,5780 0,5906 0,6033 0,6166 0,6299 0,6434 0,6564 17 0,15 0,1511 0,1647 0,1940 0,2260 0,2594 0,2924 0,3256 0,3560 0,3833 0,4093 0,4319 0,4543 0,4731 0,4921 0,5093 0,5239 0,5397 0,5524 0,5649 0,5767 0,5908 18 0,10 0,1008 0,1117 0,1358 0,1646 0,1950 0,2221 0,2508 0,2757 0,3006 0,3229 0,3452 0,3632 0,3834 0,4020 0,4179 0,4332 0,4491 0,4630 0,4743 0,4877 0,5014 19 0,05 0,0501 0,0555 0,0727 0,0933 0,1137 0,1378 0,1585 0,1781 0,1944 0,2089 0,2267 0,2455 0,2620 0,2762 0,2907 0,3039 0,3148 0,3269 0,3375 0,3474 0,3573 Nomogramm L4.2 Eüld määramiseks 54 55 57 L5.6 Teguri Delta graafik 58