DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu




ŠUMARSKI LIST 7-8/1970 str. 23     <-- 23 -->        PDF

čfa Simpozija cSumatSkag fakulteta u Qagcebu 1969. godine


UDK 634.0.383.1


DIMENZIONIRANJE KOLNIČKIH KONSTRUKCIJA ŠUMSKIH PUTEVA


Ing. NINOSLAV LOVRIC


1. UVOD
Promet šumskim putevima mora udovoljavati svim uvjetima i potrebama
racionalnoga i suvremenog gospodarenja šumama. Da bi se to postiglo, trebaju
se primjenjivati podesna i odgovarajuća sredstva prometa šumskog transporta.
Kao osnovno i nužno sredstvo možemo smatrati kvalitetan put kojega elementi,
tj. donji i gornji stroj uz odgovarajuću liniju puta trebaju omogućiti normalno
odvijanje prometa sa što manjim trošenjem guma, potroškom goriva i maziva
te uz minimum troškova održavanja vozila i puta.


U našem izlaganju pozabavit ćemo se gornjim strojem puta, odnosno potrebom
dimenzioniranja kolničke konstrukcije gornjeg stroja kod šumskih puteva.
Pitanju dimenzioniranja kolničke konstrukcije šumskih puteva mora se
obratiti posebna pažnja budući da se većim dijelom odnosi na kamionske puteve
kao glavne prometnice kojima su povezani znatni troškovi izgradnje i održavanja
te trajne eksploatacije prometa. Jasno je prema tome da dimenzioniranje
kolnika ne predstavlja samo tehnički nego i ekonomski problem.


»Nacrt pravila za dimenzioniranje kolovoznih konstrukcija« propisuje di"
menzioniranje kolničkih konstrukcija javnih puteva, a time i sastavni dio projektiranja
odnosno normativa kod njihova izvođenja. Međutim, obaveza za dimenzioniranje
kolnika šumskih puteva ne postoji s obzirom na to da pripadaju
kategoriji javnih puteva lokalnog karaktera i specijalne namjene. S toga razloga
namjera mi je u ovom izlaganju upozoriti također i na neke koristi eventualne
primjene metode dimenzioniranja kolničke konstrukcije javnih puteva
na kamionske šumske puteve. Ti putevi imaju neke specifične osebine u usporedbi
s ostalim putevima javnog prometa koje se moraju uzeti u obzir prilikom
njihova dimenzioniranja. Pri određivanju elemenata dimenzioniranja bit će
prikazan utjecaj tih e^menata na kolničku konstrukciju.


Redovno se u praksi kod projektiranja šumskih puteva ne određuju elementi
kolničke konstrukcije prema nekoj prezumtivnoj metodi dimenzioniranja,
nego se većinom u danim prilikama primjenjuje više ustaljenih tipova, što
smatram da omogućuje ocjenu vrijednosti kvalitete kolnika na osnovu nekolicine
kriterija.


Za dimenzioniranje kolničkih konstrukcija javnih puteva stoji nam na ras"
polaganju veliki broj metoda. Nastale su uslijed raznovrsnosti i složenosti utjecajnih
faktora, a uzimaju se u obzir one koje nam obećaju optimalna rješavanja.


Mogućnost praktične upotrebe nekih metoda odnosno njihova izbora za
dimenzioniranje kolničke konstrukcije kamionskih šumskih puteva prikazat će
se u ovom izlaganju prema uobičajenim načinima gradnje i obavljanja prometa
na šumskim putevima. Pri tom će se obratiti pažnja na opravdanost određenog
dimenzioniranja te dobivanje osnovnih podataka za računsko određivanje debljine
slojeva kolničke konstrukcije.




ŠUMARSKI LIST 7-8/1970 str. 24     <-- 24 -->        PDF

2. POTREBA ODNOSNO OPRAVDANOST PRIMJENE
DIMENZIONIRANJA KOLNIČKE KONSTRUKCIJE
Da bi se opravdala upotreba primjene dimenzioniranja kolnika, smatram
da je u tom slučaju dovoljno uzeti u obzir dva elementa ekonomike šumskog
transporta i to: utrošak izgradnje kolničke konstrukcije te njezino stanje za
vrijeme eksploatacije puta.


Za izgradnju kolničke konstrukcije potrebno je utrošiti znatna novčana
sredstva u odnosu na ukupne izvedbene troškove. Da bi se bar donekle dobila
gruba orijentacija o visini utroška za spomenutu konstrukciju, donosim primjere
o utrošku (i ostalim podacima) za izvedbu šumskih puteva u 1969. g. na različitim
područjima (Tab. 1).


Iz podataka gornje tablice vidljivo je da su troškovi izvedbe kolničke konstrukcije
znatni, jer su pretežni kod izgradnje gornjeg stroja. Razumljivo je da
u tablici navedeni procentualni iznosi odnosno izvedbeni troškovi variraju, što
mnogo ovisi o izboru sastavnih dijelova kolničke konstrukcije, terenskim kao
i ostalim utjecajnim faktorima. Namjerno su odabrani kao primjer kolnici od
tucanika koji se kod nas najčešće upotrebljavaju za izgradnju šumskih puteva,
da bi se orijentacijski pokazao udio troškova kolničke konstrukcije u ukupnim
troškovima izgradnje kod uobičajene izvedbe. Kod skupocjenih kolnika (npr.
asfaltnih) spomenuti udio je još veći. S obzirom na vrlo čest slučaj da u izgradnji
šumskih puteva kolnička konstrukcija iziskuje razmjerno veće izdatke, potrebno
joj je posvetiti veću pažnju prilikom projektiranja. Stoga treba upotrijebiti
odgovarajuće metode za određivanje dimenzija pojedinih elemenata kol"
ničke konstrukcije. To nam također koristi u slučaju kad se kod projektiranja
primjenjuju tipovi kolnika iz nekog uputstva, jer nakon provjere uvjeta upotrebe
izabranog kolnika postoji mogućnost ocjene njegove kvalitete za dane
prilike.


Kako je naprijed spomenuto, drugi utjecajni elemenat koji uvjetuje dimenzioniranje
je stanje kolničke konstrukcije za vrijeme eksploatacije šumskog
puta. O tom stanju kolnika ovise pretežnim dijelom troškovi uzdržavanja puta.
Dimenzioniranjem kolnika dobivaju se smjernice eksploatacije puta, što omogućuje
smanjivanje troškova uzdržavanja, odnosno zaštite kolnika od negativnih
utjecaja. Kao primjer navodim da poznavanjem dozvoljene granične težine opterećenja
od prometnih motornih vozila postoji mogućnost predviđanja zaštite
kolničke konstrukcije od destruktivnog djelovanja vozila s velikim osovinskim
opterećenjem, odnosno smanjenja troškova uzdržavanja puta.


Glavna prednost upotrebe pojedinih metoda dimenzioniranja kolnika što se
prema postojećim uvjetima dobivaju duž cijele trase puta na pojedinim mjestima
odgovarajuće debljine kolničke konstrukcije. Na taj način izbjegava se
izvedba predimenzioniranih elemenata kolničke konstrukc ´je i time smanjuju
troškovi izgradnje šumskih puteva.


Prije nego što pristupimo dimenzzioniranju kolnika nužno je odrediti potrebne
podatke koji služe kao osnova za proračun debljine kolničke konstrukcije.


3. PODACI POTREBNI ZA DIMENZIONIRANJE KOLNIKA
Zadatak kod dimenzioniranja kolnika je utvrditi njegove optimalne debljine,
odnosno debljine pojedinih slojeva kako ne bi nastale štetne deformacije
uslijed prometnog opterećenja i ostalih utjecaja te tim postići trajnost kolničke
konstrukcije i sigurnost odvijanja šumskog transporta. U tu svrhu potrebno je




ŠUMARSKI LIST 7-8/1970 str. 25     <-- 25 -->        PDF

223




ŠUMARSKI LIST 7-8/1970 str. 26     <-- 26 -->        PDF

prikupiti i ocijeniti sve podatke o postojećim utjecajima kao i ostalima koji
mogu nastupiti u toku eksploatacije šumskog puta. Tako dobiveni podaci o svim
utjecajima omogućit će nam odgovarajući izbor kolničke konstrukcije i njezinih
elemenata (slojeva) kao i određenu izvedbu fundiranja kolnika na donjem
stroju puta. Gornji se podaci odnose na sadašnje i predvidivo opterećenje od
prometnih vozila (tj. opterećenje po kotaču, intenzitet prometa, gustoća prometa),
karakteristike ugrađenog materijala u zemljani trup i kolničku konstrukciju,
na klimatske i hidrološke faktore te ostale utjecaje u danim prilikama.
Pojedine podatke prikupljamo i odabiremo prema potrebi na temelju koje
vršimo dimenzioniranje kolnika.


Kako je već naprijed spomenuto, jedan od važnih podataka za dimenzioni


ranje jest opterećenje od prometnih odnosno motornih vozila. Ta opterećenja


kao izvanjske sile uzrokuju naprezanja i deformacije u kolničkoj konstrukciji


i na njezinoj podlozi. U svrhu dimenzioniranja nužno je ustanoviti te deforma


cije a s tim u vezi najveća opterećenja jednog kotača ili dvostrukog kotača mo


tornih vozila, zatim veličina dodirne površine kotača i kolnika, tlak u pneuma


tiku i njegov koeficijent te ostalo. To opterećenje često iznosi 4,5 pa i 5 tona po


kotaču za motorna vozila na šumskim putevima. Napominje se da maksimalno


dozvoljeno opterećenje na javnim putevima iznosi 5 t po kotaču (tj. 10 t po oso


vini).


Dinamično djelovanje opterećenja je utjecajnije od statičkog opterećenja,


a utvrđuje se uzimanjem u obzir prometnog opterećenja (intenzitet prometa)


i gustoće prometa. Pri tome je potrebno obratiti pažnju i na strukturu prometa.


Kod šumskih puteva redovno je u prometu malen broj tipova vozila za razliku


od javnog prometa gdje se pojavljuje mnogo različitih tipova. Zbog toga je u


usporedbi s javnim cestama pojednostavnjeno dimenzioniranje šumskih puteva.


Pošto vozila većeg osovinskog opterećenja zahtjevaju znatno deblje od


nosno skupocjenije kolničke konstrukcije, stoga je potrebno kod dimenzionira


nja obaviti izbor mjerodavnih proračunskih vozila na osnovu računa rentabili


teta izgradnje i eksploatacije puta.


Kod šumskog transporta dugih sortimenata drva dolazi do upotrebe speci


jalnih motornih vozila s povišenim dinamičkim djelovanjem. To djelovanje


uzima se u obzir prigodom proračuna na taj način da se poveća prometno op


terećenje, odnosno gustoća prometa.


Spomenuti elementi dimenzioniranja, tj. prometno opterećenje i gustoća
prometa odredit će se prema podacima gospodarenja iz uređajnog elaborata za
gospodarsku jedinicu kroz koju prolazi put.


Prilikom dimenzioniranja mora se obratiti naročita pažnja na nosivost tla,
odnosno čvrstoću ugrađenog materijala donjega i gornjeg stroja puta. S tim u
vezi potrebno je prikupiti i analizirati podatke o utjecajima o kojima ovisi navedena
nosivost kao npr. geomehaničke osebine ugrađenog materijala, način
izvedbe, klimatski i hidrološki uvjeti i drugo. Već prilikom projektiranja potrebno
je odrediti kakav će biti utjecaj spomenutih i drugih faktora na izvedenu
gradnju kako ne bi došlo do nepovoljnih deformacija gornjega i donjeg
stroja. Način na koji se ti utjecaji uzimaju u obzir prilikom dimenzioniranja
ovisi o primijenjenoj metodi. Postoji više metoda za određivanje spomenute nosivosti
koje baziraju na određenim terenskim i laboratorijskim pokusima (npr.
pokusi nosivosti kružnom pločom i CBB-pokus*).


* Kalifornijski indeks nosivosti (California Bearing Ratio).


ŠUMARSKI LIST 7-8/1970 str. 27     <-- 27 -->        PDF

Napominje se da je nosivost tla jedan od osnovnih uvjeta za stabilnost donjeg
stroja, a ujedno i za ispravno dimenzioniranje kolnika.


Kod dimenzioniranja je važan izbor kolničke konstrukcije. Tako se npr.
preporučuje primjena makadam-kolnika od tucanika i šljunka kao podloge jer
se njegovom ispravnom izgradnjom i odgovarajućim materijalom može postići
kvalitetna kolnička konstrukcija. Međutim, zbog razornog djelovanja motornog
prometa, pod izvjesnim okolnostima, danas se rjeđe primijenjuje kolnička konstrukcija
kamenom podlogom (telford) i to uglavnom na sporednim putevima.


Na osnovi izloženoga pristupit ćemo razmatranju nekih metoda prikladnih
za dimenzioniranje šumskih puteva.


4. PRIMJENA METODE ZA DIMENZIONIRANJE
KOLNIČKIH KONSTRUKCIJA ŠUMSKIH PUTEVA
Šumski putevi su krajnji ogranci cesta javnog prometa specijalne namjene
i zbog toga pokazuju neke specifične prometne osebine kao npr.:



maleno prosječno prometno opterećenje, odnosno gustoću prometa, pri
čemu se promet odvija koncentrirano u kraćim vremenskim razmacima
tokom godine;

jednolična struktura prometa, tj. u prometu se nalazi maleni broj tipova
motornih vozila (većinom najtežih i najvećih);

malene transportne brzine koje obično iznose od 15 (natovarena) do 50
km/sat (prazna motorna vozila).
— jednosmjeran promet natovarenih motornih vozila.
Zbog navedenih specifičnih osebina dobivamo kod dimenzioniranja kolnika
šumskih puteva uslijed male gustoće opterećenja tanje kolnike, a zbog jednolične
strukture prometa jednostavniji postupak kod dimenzioniranja.


Postoji veliki broj metoda za dimenzioniranje kolničkih konstrukcija jav~
nih puteva koje možemo primijeniti i kod određivanja debljine kolnika šumskih
puteva.


Po starijim metodama određivale su se debljine kolnika prema nosivosti
donjeg stroja (posteljice) i osovinskog pritiska, dok se po novijim metodama
debljina kolnika računa uzimanjem u obzir većeg broja utjecajnih faktora kao
npr. gustoća prometa i dr. Uspjeh praktične primjene pojedinih metoda bit će
to veći što se uzima u obzir veći broj parametara o kojima ovisi debljina kolnika
šumskih puteva. Pri tome moramo nastojati da se odaberu što jednostavnije
metode koje ne zahtijevaju skupu opremu odnosno velike izdatke kod primjene.
Zbog toga smatram da bi bile prikladne slijedeće metode: modificirana CBR
(Kentucky), švicarska metoda i metoda grupnog indeksa (s modifikacijom od
Aichhorna). Spomenute empirijske metode predviđene su kod puteva javnog
prometa s fleksibilnim kolnikom i to za izradu investicijskih programa i idejnih
projekata.


Po modificiranoj metodi CBR (Kentucky) utjecajni faktori za određivanje
debljine kolnika jesu: opterećenje po kotaču, nosivost donjeg stroja (iskazana
pomoću CBR) te gustoća prometa s njegovom strukturom za izvjesni vremenski
period. Kao podloga za taj vremenski period može služiti vremenski razmak
za koji je sastavljen plan sječa gospodarskih jedinica. Prikladnost navedene
metode, primijenjene na šumske puteve je u tome da uzima u račun strukturu
odnosno g