ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Επίπεδο ταξινόμησης μαθησιακών αποτελεσμάτων 6
Περιγραφικός δείκτης επιπέδου 6.
Το μάθημα Οδοποιία ΙΙ: Χωματισμοί – Κόμβοι, εντάσσεται στα μαθήματα Επιστημονικής Περιοχής και ανάπτυξης δεξιοτήτων (Μάθημα Ειδικότητας)

Η απόκτηση γνώσεων, προκειμένου από τα αποτελέσματα του μαθήματος γεωμετρικός σχεδιασμός οδών, του 3ου εξαμήνου, να μπορούν με προσεγγιστικές και ακριβείς μεθόδους να υπολογίζουν τους χωματισμούς, την οργάνωση κίνησης και διανομή των γαιών και με εφαρμογή θεωρίας γραμμικής βελτιστοποίησης, τα διαγράμματα μεταφορικών μέσων, Bruckner. Να γνωρίζουν τα βασικά στοιχεία της κατασκευαστικής δομής της οδού (υπόβαση, βάση, ασφαλτικές στρώσεις) και με εμπειρικές μεθόδους να υπολογίζουν το πάχος οδοστρωμάτων. Να έχουν βασικές γνώσεις για εργοταξιακά μηχανήματα (πχ χωματουργικές μηχανές, μεταφορικές μηχανές, μηχανές συμπύκνωσης κλπ). Να έχουν κατανοήσει τα βασικά μεγέθη της κυκλοφορίας (κυκλοφοριακός φόρτος, πυκνότητα, σύνθεση κυκλοφορίας, συντελεστής ώρας αιχμής, μέση ημερήσια κυκλοφορία κτλ.) και να γνωρίζουν τους παράγοντες που επηρεάζουν την κυκλοφοριακή ικανότητα, για το σύνολο της διατομής. Να έχουν αποκτήσει την ικανότητα επιλογής του καταλληλότερου τύπου κόμβου, τη σχεδίαση και διαστασιολόγηση αυτού και να γνωρίζουν τους παραμέτρους οδικής ασφάλειας στους κόμβους, σύμφωνα με τις ΟΜΟΕ, τεύχος 10 «κόμβοι κυκλικής κίνησης»
Σκοπός της ύλης του μαθήματος είναι η απόκτηση ικανοτήτων που πρέπει να διαθέτει ο πτυχιούχος, για αυτοδύναμη, αλλά και ομαδική εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον, προκειμένου να υπολογίσει του χωματισμούς από ένα έργο οδοποιίας, να κατανοήσει τις βασικές αρχές κυκλοφοριακής ροής και να αναζητά, αναλύει και λαμβάνει τις κατάλληλες αποφάσεις για τη μορφή κόμβου, σύμφωνα με τα κυκλοφοριακά δεδομένα, να διαστασιολογεί τους κόμβους.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• αναγνωρίζει τη χρήση των διατομών για τον υπολογισμό των όγκων των χωματισμών και το ποσοστό συμμετοχής των χωματουργικών στη συνολική δαπάνη του έργου και την πυκνότητα των διατομών, ανάλογα με τη μορφολογία του εδάφους, για καλή αναπαράσταση του αναγλύφου και κατ επέκταση την οικονομική προσέγγιση.
• υπολογίζει τα εμβαδά των επιφανειών των διατομών με γραφικές και κυρίως αναλυτικές μεθόδους και να καθορίζει τον όγκο των χωματισμών με τη μέθοδο των μέσων επιφανειών και των εφαρμοστέων μηκών.
• τυποποιεί με χρήση ειδικών «πινάκων χωματισμών» ώστε από τις διατομές να υπολογίζονται τα παρακάτω βασικά στοιχεία : επιχώματα, ορύγματα, φυτικές γαίες επιχωμάτων και ορυγμάτων, επενδύσεις πρανών, να έχει την ικανότητα διάκρισης των εδαφών σε γαιώδη, ημιβραχώδη, βραχώδη και τη συμμετοχή του συντελεστή επιπλήσματος στους υπολογισμούς και να συντάσσει τους πίνακες χωματισμών.
• μπορεί να δημιουργήσει το διάγραμμα κίνησης γαιών (ή διάγραμμα BRUCKNER) και να έχει κατανοήσει την αντιστοιχία της γραμμής BRUCKNER με τη μηκοτομή της οδού και το διάγραμμα επιφανειών.
• προσδιορίσει τη βέλτιστη γραμμή διανομής και να γνωρίζει τους παράγοντες που επηρεάζουν το κόστος εκσκαφής και μεταφοράς, σε σχέση με το διαθέσιμο εξοπλισμό και να συντάσσει τον πίνακα κίνησης γαιών.
• αναλύσει τα κυκλοφοριακά δεδομένα ώστε να σταθμίσει τη κυκλοφοριακή ικανότητα, εξυπηρέτηση της διακονούμενης κυκλοφορίας και τις χρονικές καθυστερήσεις που σημειώνονται, ώστε να επιλέξει τον κατάλληλο κόμβο με πρωταρχικό στόχο το επίπεδο ασφαλείας για τους χρήστες.
• Καθορίζει τις παραμέτρους του γεωμετρικού σχεδιασμού σε εφαρμογή της ΟΜΟΕ

• αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραί­τη­των τεχνολογιών
• Λήψη αποφάσεων για την επάρκεια και την ποιότητα των δεδομένων, προκειμένου βάσει των χωματισμών το έργο να είναι και οικονομικό ή αν απαιτούνται οριζοντιογραφικές ή/και υψομετρικές βελτιώσεις, όπως και για την επιλογή κόμβων και τη γεωμετρία αυτών.
• Ομαδική εργασία, είναι το αντικείμενο από τη φύση του (πχ τεχνικά έργα, υδραυλικά, περιβάλ­λον κλπ) για ανταλλαγή δεδομένων.
• Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
• Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σκοπός: η απόκτηση ικανοτήτων που πρέπει να διαθέτει ο πτυχιούχος, για αυτοδύναμη, αλλά και ομαδική εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον, προκειμένου : να υπολογίζει όγκους χωματισμών, τη κίνηση και διανομή γαιών, να κρίνει αν λόγω κόστους πρέπει να επέλθουν βελτιώσεις, να σταθμίζει κυκλοφοριακά δεδομένα, θέσεις και ζώνες εμπλοκής, να επιλέγει τον τύπο του κατάλληλου κόμβου και να διαστασιολογεί τον κόμβο, με πρωταρχικό στόχο την ασφάλεια των χρηστών.

Στόχος : του μαθήματος είναι η απόκτηση βασικών γνώσεων για : τον τρόπο υπολογισμού των χωματουργικών και τη σύνταξη των πινάκων χωματισμών, τη κίνηση και διανομή γαιών με μέθοδο Lalanne και Bruckner, τον τρόπο μεταφοράς από Lalanne σε Bruckner, τα μέσα μεταφοράς γαιών, τη δαπάνη μεταφοράς, τη ροή κυκλοφορίας και τις θέσεις – ζώνες εμπλοκής, την επιλογή του κατάλληλου τύπου κόμβου, ανάλογα με τα κυκλοφοριακά δεδομένα και τη διαστασιολόγησή του, προασπίζοντας τη ασφάλεια των χρηστών.

Περιγραφή μαθήματος:
Χωματουργικά έργα (μέθοδοι εμβαδομέτρησης διατομών, μέθοδοι υπολογισμού του όγκου των χωματισμών, πίνακες χωματισμών, συντελεστής επιπλήσματος).
Κίνηση και διανομή γαιών (μέθοδος Lalanne, Bruckner, μεταφορά από Lalanne σε Bruckner, γραμμές διανομής, μέσα μεταφοράς γαιών, δαπάνη μεταφοράς, αναγωγή σε ισοδύναμα μήκη για ένα μεταφορικό μέσον)
Γενικές αρχές για τη μελέτη σε κόμβους (ροή κυκλοφορίας, θέσεις και ζώνες εμπλοκής)
Τυποποίηση κόμβων. Είδη κυκλικών κόμβων. Κυκλοφοριακή ικανότητα και καθυστερήσεις, ασφάλεια, κόστη, περιβάλλον. Τύποι ελιγμών στους κόμβους.
Ισόπεδοι κυκλικοί κόμβοι. Προδιαγραφές σχεδιασμού ισόπεδων κυκλικών κόμβων ΟΜΟΕ.
Πλαίσιο κανονισμών σε άλλες χώρες.
Ανισόπεδοι κόμβοι. Παράγοντες για την επιλογή. Τυπικές διατάξεις. Επιλογή τύπου ανισόπεδου κόμβου

Περιεχόμενο διαλέξεων θεωρίας:

• βασικά στοιχεία της κατασκευαστικής δομής της οδού (υπόβαση, βάση, ασφαλτικές στρώσεις). Υπολογισμός πάχους οδοστρωμάτων με εμπειρικές μεθόδους.
• Μέθοδοι εμβαδομέτρησης διατομών, μέθοδοι υπολογισμού όγκου χωματισμών (μέθοδος των μέσων επιφανειών, μέθοδος των εφαρμοστέων μηκών). Πίνακες χωματισμών, συντελεστής επιπλήσματος
• Κίνηση και διανομή γαιών. Μέθοδος Lalanne και μέθοδος Bruckner. Μεταφορά από Lalanne σε Bruckner.
• Βασικές γνώσεις για χωματουργικές μηχανές, μεταφορικές μηχανές, μηχανές συμπύκνωσης. επιλογή-απόδοση μηχανημάτων.
• Γραμμές διανομής ή συμψηφισμού, δαπάνη μεταφοράς, αναγωγές
• βασικά μεγέθη της κυκλοφορίας (κυκλοφοριακός φόρτος, πυκνότητα, σύνθεση κυκλοφορίας, συντελεστής ώρας αιχμής, μέση ημερήσια κυκλοφορία κτλ.). Παράγοντες που επηρεάζουν την κυκλοφοριακή ικανότητα. Θέσεις και ζώνες εμπλοκής. Βασικές αρχές σχεδιασμού και διαμόρφωσης κόμβων. Τυποποίηση κόμβων.
• Ισόπεδοι κόμβοι: πλαίσιο οδηγιών γεωμετρικού σχεδιασμού κυκλικών κόμβων σε ΗΠΑ, Μεγ. Βρετανία και Γερμανία. Σύγκριση. Βασικές μορφές ισόπεδων κόμβων Επιφάνειες κατάληψης οχημάτων. Διαμορφώσεις οριογραμμών. Διευρύνσεις οδοστρώματος. Επιλογή και διαμόρφωση λωρίδων υποχρεωτικών στροφών. Κριτήρια μελέτης. Αποστάσεις μεταξύ κόμβων. OMOE. Μορφές και τρόποι διαμόρφωσης νησίδων και σταγόνων. Ορατότητα. Ανάπτυξη διαφόρων τύπων. Επιλογή του καταλληλότερου τύπου. Λειτουργική ανάλυση σε ισόπεδους κυκλικούς κόμβους (ροή κορεσμού, επίπεδο εξυπηρέτησης, καθυστερήσεις, ουρές)
• Κυκλικοί κόμβοι. Νησίδες διευθέτησης κυκλοφορίας. Χάραξη και διαστασιολόγηση. Χωρητικότητα μη-σηματοδοτούμενων κόμβων. Οδηγίες θέματος σχεδίασης ισόπεδου κόμβου. Εξοπλισμός. Προσβάσεις. Σήμανση.
• Ανισόπεδοι κόμβοι: ανάπτυξη διαφόρων τύπων, κατηγορίες και μορφές. Κριτήρια επιλογή του καταλληλότερου τύπου. Τύποι συνδετήριων κλάδων. Ελιγμοί. Μερισμός. Συμβολή.
• Χάραξη και διαστασιολόγηση ανισόπεδων κόμβων. Λωρίδες επιτάχυνσης – επιβράδυνσης. Διαμορφώσεις κλάδων εισόδων και εξόδων Επιλογή τεταρτημορίου σύνδεσης διασταυρούμενων οδών. Παράμετροι οδικής ασφάλειας. Σήμανση.
• Οδοποιία και ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Προδιαγραφές ψηφιακής υποβολής μελετών οδοποιίας. Επίδειξη προγράμματος οδοποιίας (ΔΙΟΛΚΟΣ). Στάδια μελέτης οδού με Η/Υ, οριζοντιογραφία, μηκοτομή διατομές.
• μελέτη χάραξης οδού με Η/Υ (ΔΙΟΛΚΟΣ), χωματισμοί, κόμβοι, προμέτρηση εργασιών

Περιεχόμενα εργαστηριακών ασκήσεων.

• Εφαρμογή μεθόδων εμβαδομέτρησης διατομών, συγκριτικά αποτελέσματα.
• Εφαρμογή μεθόδων υπολογισμού όγκου χωματισμών, συγκριτικά αποτελέσματα.
• Χρήση ΗΥ στον υπολογισμό χωματισμών. Πίνακες χωματισμών
• Κίνηση και διανομή γαιών με μέθοδο Lalanne
• Κίνηση και διανομή γαιών με μέθοδο Bruckner, συγκριτικά αποτελέσματα
• Μεταφορά από Lalanne σε Bruckner.
• Κόστος εκσκαφής και μεταφοράς.
• Σύγκριση γραμμών διανομής. Βέλτιστη γραμμή διανομής. Πίνακας κίνησης γαιών
• Κυκλικός κόμβος μικρής διαμέτρου
• Κυκλικός κόμβος μιας λωρίδας
• Κυκλικός κόμβος δύο λωρίδων
• Στάδια μελέτης οδού με Η/Υ (ΔΙΟΛΚΟΣ), οριζοντιογραφία, μηκοτομή διατομές, χωματισμοί.
• Αποστράγγιση – αποχέτευση οδού με Η/Υ (ΔΙΟΛΚΟΣ).

Συγγράμματα

1. Αναστάσιος Αποστολέρης, ΟΔΟΠΟΙΙΑ Ι – ΧΑΡΑΞΕΙΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΧΩΜΑΤΙΣΜΩΝ, Εκδότης ΑΠΟΣΤΟΛΕΡΗΣ ΚΑΙ ΣΙΑ Ο.Ε., 2015
2. Henning Natzschka, ΟΔΟΠΟΙΙΑ : ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ, Εκδόσεις ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ, 2014
3. Μουρατίδης Αν., Οδοποιία. Η κατασκευή των οδικών έργων, εκδότης University Studio Press, 2007
4. Κανελλαΐδης Γ., Μαλέρδος Γ., Καλτσούνης Α., Γλαρός Γ., Δραγομάνοβιτς Α., Σημειώσεις Ειδικών κεφαλαίων οδοποιίας – στοιχεία ισόπεδων και ανισόπεδων κόμβων, εκδόσεις Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου, 2008.