Устройство стандартной дороги. Покрытия дорог. Разрез покрытия асфальтового покрытия
20.2. Поверхностная обработка дорожных покрытий
Поверхностная обработка - это способ создания шероховатой поверхности покрытия и устройства слоев износа и защитных слоев путем розлива на основание тонкого слоя органического вяжущего, распределения высокосортного щебня и его уплотнения (рис. 20.3). Во многих странах поверхностную обработку называют Chip Seals - щебеночные защитные (изолирующие) слои.
Рис. 20.3. Основные технологические операции по устройству поверхностной обработки:
1 - подготовительные работы; 2 - розлив битума; 3 - распределение щебня; 4 - уплотнение щебня; 5 - сметание лишних щебенок
Перед устройством поверхностной обработки дорожное покрытие предварительно должно быть подготовлено. В состав подготовительных работ при устройстве поверхностной обработки на новом покрытии входит:
установка знаков для организации движения, ограждение места производства работ.
В случаях, когда покрытие не удается полностью очистить от пыли и грязи, оставшейся в мелких трещинках и впадинах, его рекомендуется подгрунтовать путем розлива жидкого битума по норме 0,3-0,5 л/м2 или битумной эмульсии с расходом 0,5-0,8 л/м2.
В состав основных работ входит розлив битума, распределение и уплотнение щебня. После этого производится сметание отдельных не укрепившихся щебенок и открывается движение транспорта. Процесс окончательного формирования поверхностной обработки продолжается около 10 дней, в течение которых скорость движения автомобилей ограничивается и производится ежедневное сметание не укрепившихся щебенок.
Назначение и виды поверхностных обработок. Поверхностная обработка выполняет следующие функции:
восстанавливает и повышает сцепные качества дорожного покрытия;
формирует слой износа и защитный слой от проникания воды в дорожную одежду;
останавливает разрушение и продлевает срок службы старых покрытий, на которых появились признаки износа в виде трещин, шелушения, выкрашивания и другие;
при устройстве на щебеночных и гравийных покрытиях обеспечивает обеспыливание и значительно более комфортные условия движения автомобилей.
Различают несколько видов поверхностной обработки, которые применяют в различных условиях:
одиночная или простая обработка с однократным розливом вяжущего и распределением щебня. Применяется для создания слоя износа и шероховатого слоя на покрытиях с достаточной прочностью и невысокой интенсивностью движения. Толщина слоя составляет 1,5-2,5 см;
одиночная или простая обработка с двойным распределением щебня. На слой разлитого вяжущего сначала распределяют более крупную фракцию щебня (например, 8/11 или 15-20 мм), прикатывают катком, а затем распределяют более мелкую фракцию щебня (например, 2/5 или 5-10 мм) и уплотняют. Применяется на дорогах с высокой скоростью движения автомобилей. Толщина слоя может составлять 3-4 см;
простая обработка типа сэндвич. На поверхность покрытия распределяют крупную фракцию щебня, затем разливают вяжущее, распределяют мелкую фракцию щебня и уплотняют. Применяется при неоднородном по ровности основании для выравнивания и некоторого усиления;
двойная поверхностная обработка или поверхностная обработка типа двойной «сэндвич». На первый слой разлитого вяжущего распределяют крупную фракцию щебня и уплотняют. Затем разливают второй слой вяжущего, распределяют более мелкую фракцию щебня и окончательно уплотняют. Толщина слоя составляет 3-4 см. Применяется на покрытиях с недостаточной прочностью, при наличии сетки трещин, ямочности, колей, при высокой интенсивности движения, то есть в тех случаях, когда необходимо не только создать шероховатый слой износа и защитный слой, но и улучшить ровность, несколько повысить прочность и сдвигоустойчивость. Применяется также на цементобетонных покрытиях;
двойная поверхностная обработка с прослойкой из щебня. На очищенное и выровненное гравийное или щебеночное покрытие рассыпают прослойку из щебня крупной фракции и уплотняют. Затем разливают первый слой вяжущего, распределяют более мелкую фракцию щебня и уплотняют. После этого разливают второй слой вяжущего, распределяют щебень мелкой фракции и окончательно уплотняют. Толщина слоя может достигать 5 см. Применяется на «белых» гравийно-щебеночных покрытиях для перевода их в «черное» шоссе.
Требования к каменным материалам для поверхностной обработки. Для поверхностной обработки применяют щебень из высокопрочных изверженных или метаморфических горных пород с прочностью более 100-120 МПа и износом при истирании в барабане Деваля не более 35 %.
Для дорог с малой интенсивностью движения допускается применять щебень из осадочных пород (известняк) прочностью не менее 80 МПа с истиранием не более 40 %. Щебень должен быть мытым: чистым и без пыли. Доля зерен мельче 0,63 мм не должна превышать 0,5 %. Зерна щебня должны быть одномерными узких фракций кубовидной формы.
В целях экономии дорогостоящего высокопрочного щебня на дорогах со средней интенсивностью движения можно устраивать поверхностную обработку из смеси разнопрочных каменных материалов, в которой 50 % и более составляет щебень прочностью 100 МПа и выше и до 50 % щебень прочностью 60-80 МПа. Опыт показывает, что в процессе эксплуатации более слабые щебенки истираются быстрее и уменьшаются по высоте, а более прочные щебенки выступают из покрытия и обеспечивают хорошие сцепные свойства мокрого покрытия.
По европейским стандартам применяют размер фракций щебня, мм - 2/5; 5/8; 8/11; 11/16 [3, 33]. В России допускается более широкий диапазон размера фракций, мм - 5-10; 10-15; 15-20 и 20-25 [87, 96]. Однако в последние годы наметилась тенденция к переходу на более мелкие размеры и более узкие фракции щебня, близкие к европейским стандартам.
Требования к однородности материала по предельным размерам основаны на опыте срока службы поверхностной обработки. Необходимо, чтобы все щебенки прочно прилипли гранями к разлитому вяжущему. При однородном щебне, рассыпаемом в один слой (рис. 20.4, а), этого можно достигнуть. В разнородном материале всегда найдутся мелкие зерна, которые будут лежать сверху и не получат должного сцепления с битумом (рис. 20.4, б). Под воздействием касательных усилий колес автомобилей эти щебенки вырываются и вылетают в стороны, покрытие получается неровным и необходимы дополнительные, проводимые часто вручную работы по заметанию щебенок с обочины на покрытие.
Рис. 20.4. Поверхностная обработка: 1 - вяжущее; 2 - щебень, не удерживаемый вяжущим; 3 - щебень, удерживаемый вяжущим
Вылетающие из-под колес щебенки опасны, травмируют проезжающих и пешеходов, разбивают стекла автомобилей.
Выбор размера фракций зависит от многих факторов, в том числе от того, какие транспортно-эксплуатационные характеристики покрытия необходимо получить, при какой интенсивности, в каком составе движения работает покрытие и в каких климатических условиях, а также от состояния старого покрытия и его твердости. Так, для получения водонепроницаемого защитного слоя небольшой толщины на местных проездах и площадях в населенных пунктах применяют щебень фракций 2/5, который создает мелкую шероховатость типа наждачной бумаги. Фракции 5/8 обеспечивают хорошую шероховатость на прочных и ровных покрытиях при минимальном уровне звуковой эмиссии. Более глубокую шероховатость, больший износ шин и уровень звуковой эмиссии создает поверхностная обработка из щебня фракций 8/11 и 11/16, однако она более долговечна при интенсивном движении и более эффективна на мягких покрытиях. На очень мягких покрытиях в районах с жарким климатом в России применяют щебень фракций 15-20 и даже 20-25 мм.
Для определения жесткости или твердости старого покрытия применяют твердомеры. Чтобы привести результаты измерений, выполненных при разной температуре, к сопоставимому виду, их приводят к расчетной температуре (рис. 20.5).
Для устройства поверхностной обработки применяют щебень, предварительно обработанный небольшим количеством органического вяжущего или чистый щебень. Для обработки щебень разогревают до температуры 170-180°С, загружают в мешалку, куда впрыскивают горячий битум в количестве 1-1,5 % от массы щебня и перемешивают. Получают так называемый черный щебень. Такая обработка часто используется при устройстве шероховатых слоев на дорогах в северных районах.
Считается, что в обработанном щебне битум проникает в микропоры и закрывает их для проникания воды, вследствие чего повышается водостойкость и морозоустойчивость щебня, который применяют на дорогах с высокой интенсивностью движения и в районах с холодным влажным климатом. Необработанный щебень применяют на дорогах с интенсивностью движения до 1000 авт./сут, а также для второй россыпи при устройстве поверхностной обработки с двухкратным распределением щебня.
Рис. 20.5. Оценка твердости покрытия:
studfiles.net
Дорожное полотно в разрезе | roadtm.com
Представляет собой единую многослойную монолитную качественно уплотненную конструкцию, состоящую из земляного полотна, основания и покрытия.
Покрытие – верхний наиболее прочный конструктивный слой, превосходно сопротивляющийся сдвигающим и ударным нагрузкам от колес от автотранспортных средств, а также воздействию природных факторов (осадки и перепады температур), обеспечивающий ровность поверхности и высокий коэффициент сцепления.
Покрытие состоит из 1-го, или 2-ух слоев, нижний из которых всегда выравнивающий.
Основание – несущая часть дорожной одежды, состоящее из верхнего и нижнего слоев.
Верхний слой чаще всего устраивается из щебня, или материалов обработанных вяжущим и служит для равномерной передачи и распределения давления на расположенный ниже дополнительный слой дорожной одежды, или грунт. Как следствие, такой слой должен быть устойчивым против сдвигающих и изгибающих внешних усилий.
Пример органического вяжущего — нефтяной дорожный битум. Основание в данном случае устраивается из черного щебня.
В случае применения неорганического вяжущего — портландцемента, основание может выполняться из цементобетонной, или гидрополимерцементогрунтовой (инновационный подход в строительстве дорог) смесей.
Нижний слой (морозозащитный) состоит из материалов устойчивых к излишнему переувлажнению: песок, ПГС и устраивается на дорогах с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями, отсюда одно из его многочисленных названий — дренирующий.
Основное предназначение:
— отвод избыточной влаги из верхних слоев земполотна;
— предотвращение возможного вспучивания покрытия из-за переувлажнения;
— обеспечение прочности грунта земполотна.
Нижнюю часть конструктива завершает (а если быть точным, то с него начинается возведение всей конструкции) грунт земполотна, в виде предварительно уплотненного и спланированного слоя на который укладываются остальные конструкционные слои дорожной одежды.
PS Добавим, что на картинке опубликованной вначале заметки изображен пример нежесткой дорожной одежды.
- Главная
- Блог
- Заметки
- Дорожное полотно в разрезе
roadtm.com
Устройство стандартной дороги. Покрытия дорог
Стандартная дорога подразделяется на основание, нижнюю конструкцию и верхнюю конструкцию. Верхняя конструкция конструируется так, чтобы она могла без проблем принимать внушительные транспортные нагрузки. Транспортные нагрузки должны отводиться от верхней конструкции к нижней конструкции и основанию дороги.
Устройство дороги
Соответственно этому правилу нижняя конструкция и основание дороги должны обладать нужной несущей способностью. Начало работ по строительству дороги предваряет снятие верхнего растительного слоя грунта. Снятый грунт в виде дерна или насыпью складируется на удалении от дороги и используется в дальнейшем для устройства откосов, банкетов и мульд.
Основание дороги
Основанием стандартной дороги служит, как правило, естественно существующий грунт. Основание одновременно является основанием как нижнего, так и верхнего слоя дороги. Если несущая способность природного основания недостаточна, то его укрепляют в верхней части. Для укрепления основания дороги применяют вяжущие строительные материалы, такие как битум, известь или цемент. Они перемешиваются с верхним слоем грунта и уплотняются. Обработанное таким способом основание называют улучшенным основанием.
Нижняя конструкция
Нижняя конструкция выполняется методом насыпания соответствующих грунтов. При необходимости, как и в случае с основанием дороги, к грунтам могут прибавляться вяжущие вещества. Так же как и в основании дороги, нижняя конструкция, выполненная с применением вяжущих веществ, называется улучшенной нижней конструкцией.
Плоскость
Плоскостью в дорожном строительстве называют поверхность основания или нижней конструкции. Плоскость должна иметь минимальный уклон 2,5-4 градуса для эффективного отвода воды. Определяющим является поперечный уклон покрытия проезжей части. Плоскость, наряду с достаточной несущей способностью, должна иметь ровную поверхность. Отклонение поверхности от ровной плоскости не должно превышать 3 см. В некоторых случаях, особенно под бетонными проезжими частями, отклонение от расчетных отметок не должно превышать 1 см.
Верхняя конструкция стандартной автомобильной дороги
Верхняя конструкция проезжей части стандартной автомобильной дороги состоит из несущих слоев и покрытия проезжей части. Различается гибкий метод строительства, где слои связаны битумными вяжущими, и жесткий метод, где слои связаны цементными составами. Гибкие слои могут воспринимать некоторые деформации, избегая разрушения слоя.
Жесткие слои менее пластичны, но обладают большей способностью передавать нагрузки на основание. Толщина верхней конструкции и количество слоев оговаривается в указаниях соответствующих государственных инстанций, осуществляющих надзор за строительством дорог в регионах.
Согласно этим указаниям, дороги подразделяются на соответствующие строительные классы. Строительный класс, присваиваемый каждой конкретной дороге, зависит от ожидаемой нагрузки на верхнюю конструкцию при будущей эксплуатации. При вычислении нагрузки учитывается, кроме всего, степень загрузки дороги, а именно предполагаемая интенсивность движения тяжелого транспорта, количество полос движения, их ширина, рельефа местности и степеней спусков/подъемов.
После установления класса дороги определяется состав и количество слоев покрытия верхней конструкции. Также учитывается наличие в данной местности определенных строительных материалов, например, щебня и гравия в различных комбинациях. Верхняя конструкция по всей ее площади должна быть морозоустойчива.
В противном случае влага, накапливаемая осенью, создаст проблемы зимой, когда связанный грунт замерзает, и на границах замерзания образуются ледяные линзы, которые могут привести к поднятию грунта. При интенсивном дорожном движении это приводит к морозным повреждениям покрытия.
Морозозащитный слой
Функция морозозащитного слоя в дорожном покрытии – разрушение капиллярности и препятствие подъему воды из грунта основания или из нижней конструкции, а также выполнять функцию слоя просачивания и отводить влагу. Морозоустойчивые слои выполняются из нечувствительных к отрицательным температурам минеральных материалов, которые достаточно водонепроницаемы как в обычном, так и в уплотненном состоянии.
Это могут быть недробленые природные камни, как например песок и гравий, или дробленные природные камни, такие как крупный и средний щебень или молотый песок. С помощью морозозащитного слоя также выравнивают разницу уклонов между покрытием проезжей части дороги и основной ее плоскостью. Однако в случае такого использования морозозащитного слоя необходимо следить за соблюдением его минимальной толщины.
Несущие слои
Напряжения, возникающие в результате транспортных нагрузок на дорожное покрытие, могут быть вызваны несколькими факторами. Это сжимающие, растягивающие и сдвиговые нагрузки, которые вызываются проезжающим и стоящим транспортом. Главная задача несущих слоев состоит в том, чтобы воспринимать эти нагрузки и распределять их без повреждений на нижележащие слои. Среди несущих слоев различают слои без применения вяжущих материалов, это чаще гравийные или щебеночные слои. Такие слои являются морозоустойчивыми, что существенно экономит бюджет дорожного строительства и сокращает его сроки.
Несущие слои без применения вяжущих материалов составляются и смешиваются методом центрального смешивания. Для того, чтобы материалы не отслаивались и для достаточного уплотнения, необходимо добавлять достаточное количество воды. Морозозащитный слой и гравийный или щебеночный слой выполняются снизу как один комбинированный слой, выполняющий, кроме всего прочего, и несущие функции.
Связанные несущие слои связываются гидравлическими или битумными вяжущими материалами. Это могут быть гидравлически связанные гравийные, щебеночные слои или битумные несущие слои с различными наполнителями. Толщина несущих слоев зависит от типа строительного материала с обязательным учетом транспортной нагрузки.
Слои покрытия
Покрытием считается верхний слой верхней конструкции автомобильной дороги. Требования, предъявляемые к слоям покрытия, касаются физических свойств покрытия. Прежде всего, слой покрытия должен быть крепким, плотным, ровным, но не скользким. Также слой покрытия должен быть устойчив к изменению погоды, прочен на износ и достаточно эластичным, чтобы воспринимать изменения температуры. Слои покрытия могут выполняться из асфальтобетона, литого асфальта.
Асфальтобетон по своему гранулическому составу составляется так, чтобы составляющие гранулы его плотно прилегали друг к другу. В случае больших транспортных нагрузок количество щебня в асфальтобетоне увеличивается. При укладке асфальтобетона горячий материал укладывается вручную или асфальтоукладчиками, и уплотняются катками. Для повышения сопротивления скольжению еще горячая смесь посыпается щебнем и укатывается катками.
При существенных транспортных нагрузках, например, на международных трассах, для усиления сопротивления сдвиговым усилиям, усилиям сжатия и растяжения между асфальтовым несущим слоем и слоем покрытия устраивается связующий слой. Устраивается такой слой для того, чтобы передавать усилия на основание. Также связующий слой выравнивает небольшие неровности покрытия и связывает асфальтобетонный слой с верхним слоем дороги.
Бетонные покрытия
Бетонные покрытия являются более прочными и устойчивыми к износу, нежели асфальтобетонные покрытия. Срок службы бетонных покрытий, благодаря высокой износоустойчивости, значительно выше, чем у асфальтобетонных покрытий. Однако строительство и ремонт таких дорожных покрытий весьма трудоемкий и дорогостоящий.
Поэтому бетонные покрытия используются в основном на дорогах с максимальной транспортной нагрузкой. Если асфальтобетонные покрытия можно использовать практически сразу же после укладки, то бетонные покрытия должны быть свободны от нагрузки на них в течении некоторого времени и доступны для движения транспорта только после окончательного набора бетоном прочности.
Мощеные покрытия
Мощеные покрытия – это самые древние дородные покрытия, известные еще до нашей эры. Некоторое время назад, с развитием более современных, быстрых и экономичных видов дорожных покрытий мостовые ушли в прошлое. Однако в настоящее время мощеные покрытия неожиданно стали появляться как элементы дизайна некоторых туристических районов, пешеходных улиц и площадей.
В старину для мощения применялся только природный камень. Сегодня технологии несколько потеснили его, и в большинстве укладка мощеных покрытий производится искусственными камнями. Искусственные камни для мостовых могут иметь прямоугольную классическую, квадратную или любую геометрическую форму. Изготавливаются камни для мостовой в основном из бетона.
Мостовые покрытия укладываются на песчано-гравийную подушку толщиной не менее 3 см. Чтобы усилить мощеное покрытие, например, в местах транспортных развязок, устраивают подушку из щебня, а если транспортная нагрузка велика, то возможна организация подушки из известкового или цементного раствора. После укладки камня мостовая выравнивается, швы засыпаются песком или дробленым щебнем с добавлением воды. В некоторых случаях возможна заливка швов цементным или битумным раствором.
Поперечные профили
Поперечный профиль – это разрез поперек дороги в точке станции геодезического измерения. По отношению к оси передней части поперечный профиль может быть расположен перпендикулярно либо радиально. Если представить поперечный разрез по профилю, то на нем будут видны все элементы дороги – покрытие проезжей части, а также граничащие с ним элементы, такие как откосы, кюветы. Поперечные профили обычно выполняются в масштабах 1:200 и 1:100. Поперечные профили являются определяющими в качестве основы для объемов работ и сметных расчетов строительных затрат.
Водоотведение с проезжей части
Поверхностная вода, выпадающая в виде осадков дождя и снега на дорожное покрытие, представляет опасность для движущегося транспорта. Во-первых, брызги из-под колес создают помехи для обзора движущимся сзади водителям, во-вторых, ухудшается сцепление с дорожным покрытием, а при отрицательных температурах возникает гололед – явление, чреватое серьезными авариями.
Во избежание подобных явлений при проектировании дорожного покрытия планируется водоотведение. Практика водоотведения с поверхности дороги носит название аквапланирование. Практика аквапланирования заключается в обеспечении достаточного для быстрого удаления поверхностной воды уклона – как поперечного, так и продольного.Отведение грунтовых вод осуществляется при помощи водоотводящих дренирующих слоев.
Водоотведение вне населенных пунктов
На дорогах вне городской черты и населенных пунктов вода с поверхности проезжей части удаляется в обочины и дорожные кюветы. Впрочем, кюветами пренебрегают, если местность позволяет избежать их устройства, например, у подножия дамбы. Способ отведения воды без устройства кюветов называют поверхностным водоотведением.
Ширина кюветов в зависимости от сечения дорожного полотна и от количества осадков может варьироваться между 1 и 2,5 метрами. Вода, собираемая в кюветах, отводится в специально устроенный водоприемник или в естественный водоем, например, в водосточную канаву или русло старой реки.
Соответственно обеспечивается необходимый для беспрепятственного стока уклон кювета. Кюветы со средним уклоном от 1 до 4% укрепляются обычной газонной травой, кюветы с малым уклоном менее 1% необходимо укрепить донными оболочками, например грубым булыжником, обломочным камнем или бетонным газонным камнем.
Водоотведение в пределах населенного пункта
В пределах населенных пунктов поверхностная вода не может отводиться поверхностным способом ввиду застройки. Поэтому вода в городах отводится в специально устроенные лотки, откуда отводится прямо в городскую канализацию через дорожные водостоки. Уклоны водостоков должны быть не менее 0,5%. Бордюрный лоток, в который отводится поверхностная вода, образуется бордюрным камнем и твердым покрытием проезжей части и имеет уклон, аналогичный уклону плоскости дорожного покрытия.
Также лоток может быть устроен из больших камней или бетонных камней. В некоторых случаях углы уклона бордюрного лотка и плоскости дорожного покрытия разные, тогда вместо обычного лотка устанавливается щелевой лоток с пандусом и высоким бортиком. Кроме щелевых лотков существуют лотки кюветные, которые устанавливаются из эстетических соображений.
В любом случае, выбранные для установки устройства водоотведения должны имеет соответствующую пропускную способность. Профилактические мероприятия – чистка и ремонт лотков, должны производиться регулярно с тем, чтобы не допустить их засорения опавшей листвой и мусором.
Устройства просачивания воды
Наряду с поверхностной водой, вода из грунтов и из верхней конструкции дороги, куда она неизбежно проникает, представляет опасность и таки немалую угрозу. Поэтому вода должна собираться и отводиться. Отведение происходит через слои просачивания, которые должны быть обустроены соответственно количеству осадков в данной местности, через морозозащитный слой а также через дренажные устройства.
Фильтрующие корпуса таких устройств изготавливают из водонепроницаемых и устойчивых к разрушению строительных материалов, достаточно пористых для постоянного фильтрования. К таким материалам, например, относится фильтрующий гравий.
Дрены
Дрены укладываются вдоль проезжей части дороги. Они воспринимают воду из впитывающих слоев и отводят ее наружу, либо выводят в водосток или канал. Дрены состоят из фильтрующего тела и дренажного трубопровода.
Фильтрующее тело может представлять собой некоторое количество фильтрующего материала, часто фильтрующие тела выполняются двухступенчатыми, тогда для их устройства используются разные по величине зерна материалы. Дренажная труба чаще всего изготовляется из пластика, бетона или керамики. Такие трубы снабжаются прорезями или отверстиями, сквозь которые в них проникает вода из фильтрующих тел.
Внимание! Данная статья написана эксклюзивно для сайта www.real-cottage.ru. Полная или частичная перепечатка материалов возможна только при условии размещения прямой (индексируемой поисковыми системами) ссылки на источник (например: Реал коттедж).
Если Вам понравилась статья, то можете подписаться на обновления, чтобы всегда быть в курсе свежих новостей.
real-cottage.ru
