Технология дорожного строительства

1.10. Дорожная одежда

Дорожная одежда - многослойная конструкция (в отдельных случаях - однослойная), воспринимающая нагрузку от транспортных средств и передающая ее на грунтовое основание или подстилающий грунт. Дорожная одежда состоит из верхнего слоя - дорожного покрытия, нижнего - дорожного основания и дополнительных слоев. Основные требования к дорожной одежде:
1) необходимая прочность, ровность, шероховатость поверхности, беспыльность;

2) обеспечение безопасного движения;

3) экономичность, определяемая затратами на строительство,ремонт и содержание;

4) надежность, определяемая вероятностью безотказной работы.

Покрытие - верхний слой дорожной одежды, непосредственно воспринимающий многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов и обеспечивающий безопасный проезд автомобилей с расчетными скоростями. Поверхность покрытия должна быть ровной и обеспечивать хорошее сцепление с ним колес автомобиля.

Основание - нижний слой дорожной одежды, воспринимающий совместно с покрытием нагрузку от автомобилей и предназначенный для ее распределения на дополнительные слои или непосредственно на грунт земляного полотна. Обычно его строят из нескольких слоев: верхний, непосредственно подстилающий покрытие, из более прочных материалов и нижние слои основания, выполняющие морозозащитные, дренирующие, противозаиливающие и т.п. функции.

Дорожные одежды по механическим свойствам разделяются на жесткие (с цементобетонными или асфальтобетонными покрытиями и основаниями из монолитного бетона) и нежесткие (все остальные).

Жесткая дорожная одежда - дорожная одежда, работающая как плита конечных размеров на упругом основании при свободном, шарнирном или ином способе соединения плит. Она устраивается на автомобильных дорогах I-IV категорий с движением автомобилей и автопоездов большой грузоподъемности (с нагрузкой на ось 100 кН и более).

По технологии строительства цементобетонные покрытия подразделяют на монолитные и сборные.

Для обеспечения высоких транспортно-эксплуатационных качеств к конструкции дорожной одежды предъявляют следующие требования:
1) по трещиноватости покрытия и конструктивных слоев, способных сопротивляться изгибу, - допускаемое напряжение растяжения при изгибе монолитных слоев;
2) по прочности дорожной одежды в целом - допускаемое напряжение сдвига в грунтах земляного полотна;
3) по продольной устойчивости покрытия - критическое напряжение сжатия, возникающее в покрытии при превышении его нагрузки;

4) по морозоустойчивости - допускаемое зимнее вспучивание;

5) по шероховатости поверхности покрытия - допускаемый коэффициент сцепления колеса с покрытием или допускаемая средняявысота выступов шероховатости.

Бетонное покрытие устраивают одинаковой толщины по всей ширине проезжей части с односкатным поперечным профилем при устройстве проезжей части с разделительной полосой. При проезжей части с двускатным поперечным профилем разделительная полоса не устраивается. Поперечный уклон покрытия принимают в пределах 15...20‰ (рис. 1.12). Толщина бетонных покрытий устанавливается расчетным путем.

Рис. 1.12. Дорожная одежда с цементобетонным покрытием

Выравнивающий слой предназначен для обеспечения наилучших условий взаимодействия покрытия с основанием при действии температуры и внешней нагрузки. Он способствует равномерному опиранию плит на основания, устраняя отдельные неровности. Для устройства выравнивающих слоев на дорогах I и II категорий используют битумопесчаную смесь, распределяемую слоем толщиной 3...5 см.

Основание под цементобетонное покрытие устраивают для уменьшения давления на подстилающий грунт от движущихся автомобилей. На автомобильных дорогах I - III категорий для основания применяют каменные материалы или грунты, укрепленные цементом и другими неорганическими вяжущими. Основания из щебня, шлаков и грунтов, укрепленных органическими вяжущими, устраивают на дорогах II и III категорий. Толщину основания назначают по расчету, но не менее 14 см - из песчаных и супесчаных грунтов, укрепленных цементом, и 15 см - из щебня, шлака и гравия.

Дополнительный слой основания наряду с передачей нагрузок на земляное полотно выполняет функции морозозащитного или дренирующего слоя. Его толщину рассчитывают в соответствии с Инструкцией по проектированию жестких дорожных одежд (ВСН 197-91).

Нежесткая дорожная одежда - слой, работающий как слоистая система бесконечных в плане размеров на грунтовом основании. К нежестким относят одежды со слоями из асфальтобетона, материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из зернистых материалов (щебня, шлака, гравия).

Расчет дорожной одежды осуществляется по трем критериям:
1) допустимому упругому прогибу;
2) сдвигу в подстилающем грунте и в слоях асфальтобетона;

3) прочности слоев из монолитных материалов на растяжениепри изгибе.

Размещение слоев дорожной одежды из различных материалов должно способствовать ее наилучшей распределяющей и деформативной способности. Для верхнего слоя применяют материалы, обладающие достаточной прочностью при влажности и температуре, характерных для района строительства; для нижнего слоя используют местные материалы, укрепленные малыми дозами вяжущего (рис. 1.13).

При укладке крупнообломочных материалов на пылеватые и суглинистые грунты предусматривают изолирующие прослойки, предотвращающие взаимопроникание.

Толщину слоев сначала назначают, а затем уточняют в результате расчета.

Основание следует устраивать на 0,6...1,0 м шире покрытия с целью обеспечения благоприятных условий работы прикромочной части дорожной одежды.

Рис. 1.13. Дорожная одежда с асфальтобетонным покрытием