Технология и организация работ по строительству дорожной одежды

28. Дорожная одежда. Классификация. Конструктивные слои дорожной одежды

Дорожная одежда – многослойная конструкция (в отдельных случаях, на низких категориях дорог - однослойная), воспринимающая нагрузку от транспортных средств и передающая ее на грунт земляного полотна или на подстилающий грунт.

Дорожная одежда должна быть достаточно прочной, чтобы в течение длительного срока выдерживать воздействие нагрузки от автомобилей, износостойкой и обладать способностью сохранять прочностные свойства и целостность при воздействии как повышенной положительной (термостойкость), так и отрицательной (морозостойкость) температуры.

Возникающие в дорожной одежде вертикальные и горизонтальные напряжения от автомобилей затухают с глубиной, что позволяет проектировать дорожную одежду из нескольких слоев. Прочность материалов этих слоев уменьшается по толщине.

Дорожные одежды по типу покрытия подразделяются на капитальные, облегченные, переходные и низшие (СНиП 2.05.02-85).

Покрытия дорожной одежды капитального типа – группа покрытий, сооружаемых из различных видов минеральных смесей с применением вяжущих или из штучных каменных материалов, обладающих значительным запасом прочности и рассчитанные на самую высокую интенсивность движения. Применяются на дорогах I – IV категорий.

Покрытия дорожной одежды облегченного типа (черные) – группа покрытий, сооружаемых из различных материалов, обработанных органическими вяжущими, в расчете на средние размеры интенсивности движения. Применяются на дорогах III – IV и на первой стадии двухстадийного строительства дорог II категории.

Покрытия дорожной одежды переходного типа – группа покрытий, сооружаемых с применением минеральных материалов без вяжущих на автомобильных дорогах IV – V категорий и на первой стадии двухстадийного строительства дорог III категории с целью использования в дальнейшем в качестве оснований под покрытия капитального и облегченного типов дорожных одежд.

Покрытия дорожной одежды низшего типа – группа покрытий, не обеспечивающих круглогодичного движения автомобилей; сооружаются с применением грунтов и местных материалов на дорогах V категории и на первой стадии двухстадийного строительства дорог IV категории в расчете на движение незначительной интенсивности и на дальнейшее постепенное (стадийное) усиление одежды.

Дорожные одежды, по сопротивлению нагрузкам от автотранспортных средств и по реакции на климатические воздействия, подразделяются на жесткие и нежесткие.

Дорожная одежда жесткая – дорожная одежда, покрытие которой или хотя бы верхний слой основания обладают заметным сопротивлением изгибу (из материалов, укрепленных минеральными вяжущими).

К жестким дорожным одеждам относят одежды, имеющие:

- цементобетонное монолитное покрытие,

- асфальтобетонные покрытия на основаниях из цементобетона,

- сборные покрытия из железобетонных и армобетонных плит.

Дорожная одежда нежесткая – дорожная одежда, отдельные слои которой обладают сравнительно малым сопротивлением изгибу.

Покрытие по виду покрытия может быть сборное и монолитное:

- сборное (из плит),

- монолитное (асфальтобетонное, цементобетонное).

Толщина дорожной одежды и толщины отдельных слоев должны обеспечивать надежность всей конструкции. Под надежностью дорожной одежды понимают вероятность того, что в течение заданного (нормативного) периода времени (срока службы) при заданных условиях эксплуатации она будет обладать требуемыми транспортно-эксплуатационными свойствами (прочность, ровность, сцепление). Эти свойства являются критериями надежности.

Дорожные одежды представляют собой многослойную систему, состоящую из покрытия, основания и дополнительного слоя.

Покрытие – верхняя часть дорожной одежды, обеспечивающая транспортно-эксплуатационные качества проезжей части и непосредственно воспринимающая воздействия транспортных средств и природных факторов, состоящая из поверхностного слоя износа, периодически возобновляемого в процессе эксплуатации, и собственно покрытия, которое может быть из одного и большего числа слоев.

Покрытие, непосредственно воспринимающее воздействие колес автомобилей и природных факторов, должно быть наиболее прочным, износо- и термостойким, ровным и шероховатым для обеспечения безопасного движения автомобилей с расчетной скоростью и наименьшим сопротивлением движению. Оно обеспечивает транспортно-эксплуатационные качества автомобильной дороги, увеличивает прочность всей дорожной одежды и защищает ее от проникания поверхностной воды. Покрытия устраивают одно- и двухслойное, в этом случае в нижний слой укладывают менее прочные и износостойкие материалы, а верхний слой строят из наиболее прочных и дорогих материалов. Покрытие, как правило, выполняют из прочных водостойких материалов (асфальтобетон, цементобетон, плиты и др).

Задачи покрытия:

1. Передача нагрузки на нижележащие слои.

2. Защита конструкции от атмосферных осадков.

3. Обеспечение транспортно-эксплуатационных качества автомобильной дороги.

Основание – несущая прочная часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои основания или грунт земляного полотна.

Основание, воспринимает нагрузку, передаваемую через покрытие и распределяет ее на земляное полотно. Оно придает дорожной одежде прочность, не допуская образования опасных упругих и накапливания остаточных деформаций, которые могут вызвать местные разрушения и неровности покрытия, что приведет к сокращению сроков его службы. Основание может состоять из одного или нескольких слоев.

Так как основание не воспринимает воздействия колес автомобилей и атмосферных осадков, его слои выполняются из менее прочных материалов (цементогрунт, щебень, а также из материалов, обработанных вяжущими) .

В случае, если кроме распределяющей способности основание выполняет иные функции, то необходимо проектировать дополнительный слой основания.

Дополнительный слой основания – нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозоустойчивого (морозозащитный), дренирующего, теплоизоляционного, водонепроницаемого и т.д.

Дополнительные слои основания являются связующими между основными несущими слоями дорожной одежды и верхней частью земляного полотна. Позволяют в ряде случаев исправлять недостатки в конструкции земляного полотна. Поэтому дополнительные слои основания в любое время года должны противостоять переувлажнению грунта земляного полотна и хорошо сопротивляться сдвигу.

При недостаточной толщине основания дополнительный слой предназначен для дальнейшего распределения нагрузки. В этом случае он называется подстилающим.

Морозоустойчивый (морозозащитный) слой – дополнительный слой основания, устраиваемый из местных материалов (песков, гравия, шлака, укрепленных грунтов, битумоминеральных смесей и т.п.), рассчитываемый из условия, чтобы морозное пучение покрытия не превосходило допускаемого значения.

Дренирующий слой – дополнительный слой основания, устраиваемый из хорошо фильтрующих материалов, предназначенный для осушения вышележащих слоев дорожной одежды и грунтов верхней части земляного полотна, чтобы предохранить их от переувлажнения. Дренирующий слой устраивается на всю ширину земляного полотна.

Наиболее распространенным материалом для дренирующих сло­ев является песок. Чем крупнее песок и меньше в нем пылевато - глинистых частиц, тем выше его фильтрующие и водоотводящие свойства.

Для дренирующих слоев применяются пески с коэффициен­том фильтрации не менее 3 м/сут.

Рекомендуется использовать в дренирующих сло­ях крупнозернистые материалы: гравий, шлак, ракушка, ще­бень и т. д., обладающих большей прочностью, модулем упругости и коэффициен­том фильтрации, чем у песка, позволяющие устраивать дренирующие слои пониженной толщины с уменьшенным расходом дорогостоящих материалов.

Теплоизоляционный слой – дополнительный слой основания, устраиваемый из материалов плохо проводящих тепло, которые укладываются непосредственно на земляное полотно в целях предохранения его от промерзания и дорожного покрытия от морозного пучения, превосходящего допускаемые значения.

Водонепроницаемый слой – дополнительный слой основания из грунтов, обработанных вяжущими, устраиваемый на некоторой глубине от дорожной одежды для преграждения доступа капиллярной воде и уменьшения увлажнения верхней части земляного полотна. А также слой грунта в естественных условиях, на которой задерживается инфильтрующаяся вода, что может вызвать переувлажнение и нередко сползание вниз по склону вышележащей грунтовой толщи.