Тех Карти / Титар_конспект / tit_r1

Навчальне видання

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

ТИТАР В’ячеслав Семенович

Будівництво шарів полегшених і перехідних типів дорожнього одягу

Редактор Т.Г. Кардаш

План 2002 поз. 2
Підписано до друку	Формат 60х84х1/16	Папір друк. № 1
Друк офсетний	Умов.-друк.арк.	Облік.-вид.арк.
Замовлення №	Тираж 100 прим.	Ціна договірна

Адреса редакції видавця та поліграфпідприємства ХНАДУ, 61002, Харків - 2, вул. Петровського, 25

Свідоцтво державного комітету інформаційної політики, телебачення та радіомовлення України про внесення суб’єкта видавничої справи до державного реєстру видавців, виготовників і розповсюджувачів видавничої продукції, серія № ДК № 407

Підготовлено і надруковано видавництвом Харківського національного автомобільно-дорожнього університету

							ЗМІСТ
	Передмова		.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	5
1.	Конструкції та загальні положення будівництва дорожнього одягу .												.	6
2.	Підготовка дорожнього полотна						.	.	.	.	.	.	.	12
	2.1 Підготовка земляного полотна						.	.	.	.	.	.	.	12
	2.2 Будівництво розділювальних і крайових смуг. Укріплення узбіччя.												12
	2.3 Влаштування додаткових шарів дорожнього одягу									.	.	.	.	13
3.	Будівництво дорожнього одягу з покриттями найпростішого виду											.	.	21
	3.1 Класифікація та матеріали покриттів найпростішого виду .											.	.	21
	3.2 Влаштування профільованих ґрунтових доріг .									.	.	.	.	22
	3.3 Будівництво найпростіших ґрунтових покриттів з місцевими
		домішками		.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	24
	3.4 Будівництво покриттів із використанням дерев’яних елементів .												.	26
4.	Будівництво покриттів із поштучних елементів													29
	4.1 Особливості влаштування бруківки з грубоколотого каменю та
		шашки	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	29
	4.2	Особливості будівництва бруківок із фігурних збірних елементів .											33
5.	Будівництво грунтощебеневих шарів дорожнього одягу										.	.	.	37
	5.1	Вимоги до конструкцій та розрахунок складу грунтощебеню										.	.	37
	5.2	Технологія будівництва грунтощебеневих шарів								.	.	.	.	41
	5.3	Контроль якості робіт				.	.	.	.	.	.	.	.	44
6.	Будівництво дорожнього одягу із дискретних матеріалів										.	.	.	46
	6.1	Оцінка та вимоги до шарів із дискретних матеріалів									.	.	.	46
	6.2	Будівництво шарів із щебеню					.	.	.	.	.	.	.	48
	6.3	Будівництво гравійних шарів.					.	.	.	.	.	.	50
	6.4	Контроль якості робіт				.	.	.	.	.	.	.	.	52
7.	Будівництво шарів дорожнього одягу з грунтів, укріплених неорганічними
	в’яжучими		.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	54
	7.1	Основні принципи створення і використання укріплених грунтів .											54
	7.2	Вимоги до компонентів сумішей і конструкцій .								.	.	.	55
	7.3	Технологія будівництва шарів з укріплених грунтів									.	.	.	57
	7.4	Особливості влаштування основ дорожнього одягу з гранульованих
		грунтів	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	62
	7.5	Контроль якості робіт				.	.	.	.	.	.	.	.	63
8.	Будівництво шарів дорожнього одягу із грунтів, укріплених органічними
	в’яжучими і смолами.				.	.	.	.	.	.	.	.	64
	8.1	Вимоги до компонентів сумішей і конструкцій .								.	.	.	64
	8.2	Будівництво шарів із грунтів, укріплених органічними в’яжучими											.	66
	8.3	Особливості будівництва шарів із грунтів, укріплених смолами											.	71
	8.4	Контроль якості робіт				.	.	.	.	.	.	.	.	72
9.	Будівництво щебеневих шарів, укріплених неорганічними в’яжучими												.	74
	9.1	Особливості використання щебеневих шарів із неорганічними
		в’яжучими .		.	.	.	.	.	.	.	.	.	74
	9.2	Будівництво щебеневих шарів за способом просочування										.	.	77

9.3 Будівництво щебеневих шарів способом змішування .								.	.	81
9.4 Контроль якості робіт і техніка безпеки						.	.	.	.	.	84
10. Будівництво щебеневих шарів, укріплених органічними в’яжучими .										86
10.1	Вимоги до конструкцій та їх матеріалів					.	.	.	.	.	86
10.2	Будівництво щебеневих шарів, укріплених органічним в’яжучим,
	способом просочування		.	.	.	.	.	.	.	.	88
10.3	Технологія будівництва щебеневих шарів, укріплених органічним
	в’яжучим, способом змішування на дорозі					.	.	.	.	.	91
10.4	Технологія будівництва шарів дорожнього одягу з чорного щебеню									.	92
10.5	Контроль якості робіт.		.	.	.	.	.	.	.	94
11. Будівництво основ дорожнього одягу із пісних цементобетонних сумішей										.	95
11.1	Вимоги до конструкцій та компонентів пісного цементобетону									.	95
11.2	Технологія будівництва шарів дорожнього одягу з пісних
	цементобетонних сумішей			.	.	.	.	.	.	.	97
12. Будівництво покриттів із нетрадиційних сумішей							.	.	.	.	105
12.1	Особливості будівництва покриттів із вологих органо-мінеральних
	сумішей (ВОМС)	.	.	.	.	.	.	.	.	.	105
12.2	Особливості будівництва напівжорстких покриттів							.	.	.	111
Список літератури		.	.	.	.	.	.	.	.	.	116
Предметний покажчик		.	.	.	.	.	.	.	.	.	118

ПЕРЕДМОВА

Мережа автомобільних доріг України загального користування складає понад 172 тис.км, у тому числі державних – понад 13 тис.км і місцевих – понад 158 тис.км. Цей показник значно менший від показників економічно розвинутих країн світу, якщо врахувати щільність розташування доріг на території країни. Потребує істотного поліпшення стан існуючої мережі доріг. Розпочались роботи з будівництва транс’європейських магістралей. Грандіозні обсяги будівництва, реконструкції та капітального ремонту автомобільних доріг будуть здійснені лише за умови підготовки відповідних фахівців. Для цього потрібна сучасна методична база.

Однак в Україні відсутні навчальні посібники і підручники українською мовою для вивчення курсу “Технології будівництва автомобільних доріг” – однієї з головних дисциплін спеціальності “Автомобільні дороги та аеродроми”.

Нова нормативна база дорожнього будівництва значно відрізняється від старої, яку використовували у викладанні навчального матеріалу в старих підручниках.

Підготовка навчального посібника зумовлена також невпинним прогресом у напрямку створення нових дорожньо-будівельних машин, технології влаштування сучасних конструкцій дорожнього одягу та використанням нових приладів для контролю якості робіт.

Матеріал посібника обмежений нижчими, перехідними та полегшеними типами дорожнього одягу. Він закладає підґрунтя знань щодо будівництва більш міцних, досконалих капітальних типів дорожнього одягу, яким нині приділяють досить уваги в періодичних виданнях. Текст підручника достатньо проілюстрований для поліпшення наочного уявлення технологічних процесів будівництва та способів їх механізації. Кількість формул і таблиць скорочена, щоб спонукати читача до праці з додатковою рекомендованою літературою та довідниками. Самостійній підготовці студента повинні допомагати запитання для самоперевірки, які наведені в кінці кожної теми.

Написання посібника здійснювалось автором з урахуванням досвіду викладання дисципліни “Технологія будівництва автомобільних доріг” на кафедрі будівництва і експлуатації автомобільних доріг ХНАДУ, цінних порад рецензентів д-ра техн. наук, проф. Савенка В.Я., канд. техн. наук, доцента Білова Ю.В., досягнень у цьому питанні колег з УТУ, університету “Львівська політехніка”, Донецької Академії будівництва і архітектури, викладачів МГАДІ-ТУ, Саратовського ДПУ та інших наукових закладів і дорожніх підприємств.

1. КОНСТРУКЦІЇ ТА ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ БУДІВНИЦТВА ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ

Дорожній одяг – переважно багатошарова конструкція, яка об’єднує покриття, основу і додатковий підстилаючий шар, розміщений безпосередньо на земляному полотні автомобільної дороги.

Покриття – верхня частина дорожнього одягу, яка має безпосередній контакт із колесами автомобілів і кліматичними факторами. Стан покриття найбільшою мірою забезпечує необхідні транспортно-експлуатаційні показники проїзної частини автомобільної дороги. До покриття входять шари зносу і шорсткості.

Основою називають частину дорожнього одягу, яка разом із покриттям перерозподіляє і зменшує тиск на грунт земляного полотна або додаткові шари. В нежорстких конструкціях дорожнього одягу вона служить несучим його шаром, а в жорстких конструкціях цю функцію переважно виконує покриття.

Між покриттям та основою при необхідності влаштовують вирівнюючий шар із оброблених в’яжучим матеріалів. Він має змінну товщину і при будівництві дорожнього одягу не враховується.

Додаткові шари призначені для компенсації негативної дії природнокліматичних факторів району будівництва автомобільної дороги. За функціональним призначенням вони бувають таких видів: дренуючі, теплоізолюючі, капіляроперериваючі, вирівнюючі, протизамулюючі та несучі. Вибір матеріалів для їх улаштування залежить від різновиду конструкції шару дорожнього одягу. Для будівництва цих шарів використовують переважно місцеві матеріали.

За особливостями деформування та опірністю від дії автомобільного транспорту сукупність конструкцій дорожнього одягу поділяють на дві групи: жорсткі та нежорсткі. До жорстких відносять конструкції дорожнього одягу, несуча частина яких здатна працювати на розтягування без втрати суцільності протягом терміну експлуатації. Міцність і жорсткість практично не залежать від режиму дії навантаження, температури, вологості (точніше - змінюються не більше ніж на 15% при зміні цих величин на всьому можливому діапазоні умов експлуатації). До жорстких конструкцій зараховують дорожній одяг із монолітним цементобетонним покриттям; із збірним покриттям із цементобетонних і армобетон них плит; із асфальтобетонним покриттям на основі із цементобетону. Решту конструкцій відносять до нежорстких. Однак існують пропозиції щодо виділення додаткової групи напівжорстких конструкцій дорожнього одягу. До них пропонується внести суміші з кам’яних матеріалів, які містять одночасно органічне та неорганічне в’яжуче. Вони посідають проміжне положення між жорсткими і нежорсткими конструкціями за механічними властивостями та деформативністю. В Україні цю групу конструкцій використовують на рівні експерименту, в зарубіжних країнах - значно ширше.

За технологічною класифікацією серед різноманітності конструкцій розрізняють капітальні, полегшені, перехідні та нижчі типи дорожнього одягу.

Капітальні та полегшені типи дорожнього одягу мають вдосконалені покриття, а перехідні та нижчі типи – переважно будуть із покриттями перехідних різновидів.

Будівництво кожного шару дорожнього одягу спирається на використання спеціальних технологій.

Технологією (techne – мистецтво, майстерність, уміння і logos – слово, навчання, наука) визначається сукупність методів обробки, виготовлення, зміни властивостей, стану, форми матеріалів, які здійснюють у процесі виготовлення продукції.

Під методом (способом) розуміють дію або систему дій, які використовують при виконанні запланованої роботи.

Способи влаштування дорожнього одягу поділяють за головними робочими операціями, що визначають структуру його шарів і транспортно-експлуатаційні властивості всієї споруди (рис. 1).

Поділ за такою класифікацією зумовлений використанням стаціонарних установок підприємств будівництва дорожнього одягу або виконанням робіт без них. Обробка матеріалів на об’єкті будівництва дорожньо-будівельними машинами приводить до скорочення транспортних витрат, меншої вартості робочих операцій. Однак якість будівництва при цьому гірша, часто на терміни і ритм робіт суттєво впливають погодні умови, матеріали менше захищені від видування вітром, вимивання атмосферними опадами.

Об’єктивно вибрати спосіб улаштування дорожнього одягу можна на підставі порівняння техніко-економічних та екологічних показників кожного варіанта.

Спосіб змішування дозволяє одержати суміші з різних матеріалів із потрібними властивостями, які після ущільнення переважно використовують у верхніх шарах дорожніх одягів.

Спосіб змішування в установці здійснюють для приготування асфальтобетонних, цементобетонних сумішей, чорного щебеню та грунтових сумішей, укріплених в’яжучими. При цьому досягають кращої точності дозування і перемішування компонентів сумішей в порівнянні з альтернативним способом. Можливість герметизації виробничого процесу сприяє зменшенню викидів в атмосферу шкідливих речовин і нагрівання до вищих температур складових сумішей без погіршення екологічної ситуації.

Спосіб змішування на дорозі здійснюють переважно за умови використання компонентів сумішей без нагрівання або з підігрівом лише органічного в’яжучого. Вимоги до компонентів сумішей значно нижчі, ніж до матеріалів, які змішують в установках.

Спосіб брукування (мостіння, стеління) має давню історію. Він полягає у влаштуванні покриття з окремих елементів, які укладають на підготовлений шар дорожнього одягу. Темп будівництва в порівнянні з іншими способами повільний. Цим способом улаштовують шари дорожнього одягу з бетонних блоків, кам’яних плит, фігурних елементів мостіння (ФЕМів), бруку з тесаного каменю, бруку з грубоколотого каменю, бруку з мозаїкової шашки (брукування); з бетонних і асфальтобетонних плит.

Брукування виконують вручну, тому продуктивність праці досить низька. Один бруківник влаштовує не більше 20м2/зміну готової бруківки. Останнім часом розширюється мостіння ФЕМами майданів, бо такі роботи вдається механізувати, а самі покриття відповідають самим вишуканим естетичним вимогам.

Спосіб розливання застосовують для влаштування шарів дорожнього одягу із сумішей пластичної консистенції, які не потребують для формування структури шару

додаткового ущільнення. Цей спосіб розповсюджено також у будівництві захисних шарів дорожнього одягу з литих емульсійно-мінеральних сумішей (ЛЕМС).

Розливання в’яжучого (підгрунтовку) використовують для скріплення та спільної роботи окремих шарів дорожнього одягу.

Спосіб просочування передбачає проникання в’яжучого після розливання в капіляри гранул матеріалу чи в порожнини між гранулами суміші. Цим способом досягають кольматації порожнин у пористих місцевих матеріалах, будівельних виробах.

Однак у будівництві дорожніх одягів переважно цим терміном поєднують кілька поданих у класифікації способів.

Спосіб просочування на дорозі досягається скріплюванням в’яжучим через щілини ущільненого щебеневого шару, який далі розклинюється дрібнозернистими фракціями цього матеріалу.

Щебеневі шари, які улаштовані за способом просочування, змішування (чорний щебінь), наближаються за деформаційними властивостями до асфальтобетонних покриттів при меншій вартості будівництва. Однак вони поступаються за міцністю і термінами служби від названого прототипу.

Спосіб розсипання широко використовують у будівництві дорожнього одягу: для зміцнення грунтових доріг скелетними додатками, заклинювання щебеневих шарів, підвищення шорсткості покриттів, улаштування шарів із дискретних відходів виробництва.

Спосіб укладання застосовують при влаштуванні шарів укладальником щебеню, асфальтобетонних і цементобетонних покриттів.

При влаштуванні захисних шарів дорожнього одягу оперують комбінацією розглянутих способів під назвою “спосіб поверхневої обробки”.

Узагальнюючий принцип технології влаштування дорожнього одягу полягає в створенні його конструкції, яка відповідає транспортно-експлуатаційним вимогам у зазначений термін будівництва і при мінімальних витратах ресурсів.

До основних принципів будівництва дорожнього одягу відносять:

-дотримання технологічної послідовності будівництва конструкції дорожнього

одягу;

-відповідність прийнятої технології робіт місцевим умовам;

-забезпечення повної механізації робіт при максимальному рівні комплексної механізації;

-автоматизацію окремих робочих операцій і технологічних процесів;

-максимальний рівень збірності (індустріалізації) будівництва;

-безумовне досягнення запланованих експлуатаційних якостей дороги;

-обмеження або усунення деструктивних процесів і забезпечення сприятливих умов структуроутворенню матеріалів конструкції;

-максимальну продуктивність праці;

-максимальну економію речових і трудових ресурсів (мінімальну собівартість

робіт);

-виконання робіт із ретельним дотриманням охорони праці та навколишнього середовища;

-високу якість дорожньо-будівельних робіт відповідно до діючих норм.

Одним з найважливіших показників якості дороги і зокрема її будівництва є надійність.

На стадії будівництва дорожнього одягу надійність забезпечується:

-дотриманням технології робіт;

-додержанням норм і допусків;

-використанням автоматизованих систем керування машинами;

-виконанням у запланованому обсязі статистичного контролю якості будівельних робіт.

За надійність дорожнього одягу визначають ймовірність безвідмовної роботи конструкції протягом призначеного терміну експлуатації до капітального ремонту.

Кількісним показником надійності є відношення площі по смугах накату або довжини ділянок без пошкоджень і деформацій до загальної площі (довжини) ділянки дороги.

Протилежним показником надійності є відмова, яка характеризує вихід з ладу дорожнього одягу або його елементів. Розрізняють часткову або повну відмову. На стадії будівництва дороги головне - обмежити ризик зменшення надійності дороги.

Основні вимоги до елементів дорожнього одягу: шорсткість, рівність поверхні, міцність і морозостійкість всієї конструкції.

При будівництві дорожнього одягу дотримуються вимог нормативних документів щодо охорони навколишнього середовища, безпеки дорожнього руху, охорони праці, проектної документації, проекту організації будівництва (ПОВ) та проекту виконання робіт (ПВР).

Чинним законодавством виділено три екологічні класи дорожніх об’єктів за впливом на навколишнє середовище. До першого класу, екологічно небезпечних видів діяльності, відносять крупні об’єкти – автомобільні дороги І і ІІ категорій з кількістю смуг руху не менше чотирьох.

В другий клас зараховують об’єкти, що суттєво впливають на навколишнє середовище, а саме - дороги ІІ і ІІІ категорій.

До третього класу відносять об’єкти, які мають незначний вплив на навколишнє середовище. Це дороги з розрахунковою інтенсивністю до 2000 автомобілів на добу, а також споруди на них.

Серед заходів з охорони навколишнього середовища вирізняють збереження родючого шару грунту, ґрунтових і поверхневих вод, захисту повітряного простору, рослинного та тваринного світу. Будівельники систематично додержуються існуючих санітарних норм, слідкують за дотриманням норм граничних викидів забруднюючих речовин в атмосферу.

Улаштування дорожнього одягу ділянки автомобільної дороги доцільно здійснювати потоковим методом будівництва. Виконання окремих робіт на групі розосереджених об’єктів невеликої довжини покладають на організацію спеціалізованих потоків, які послідовно переміщуються з одного об’єкта на інший, в складі одного комплексного потоку.

Швидкість переміщення потоків, тривалість організаційних і технологічних перерв між виконанням окремих технологічних процесів розраховують на підставі нормативних вимог, техніко-економічних порівнянь варіантів будівництва та директивних термінів будівництва.

Після завершення будівництва всі земельні ділянки, які надані у тимчасове користування будівельному підприємству, нагально рекультивують і повертають землекористувачам.

Розробка технології виконання робіт спонукає вирішення низки проблем, які мають організаційний напрямок. Вважають, що власне технологія відповідає на запитання, як і чим виконують робочі операції. Натомість організація робіт виявляється у відповідях на запитання, коли та кому виконувати технологічні операції. Однак такий поділ дещо умовний, тому доцільно взаємозв’язок технології та організації виражати одночасно вживанням цих назв або об’єднувати їх словом “будівництво” (будівельно-монтажні роботи).

Запитання для самоперевірки

1.В чому відмінність жорсткого та нежорсткого виду дорожнього одягу?

2.Які частини виділяють у конструкції дорожнього одягу?

3.Призначення та різновиди додаткових шарів дорожнього одягу.

4.Технологічна класифікація дорожнього одягу.

5.Що розуміють під методом будівництва?

6.Головні способи влаштування дорожнього одягу.

7.Яких принципів дотримуються при влаштуванні дорожніх одягів?

8.Поясніть термін “надійність будівництва”.

9.Назвіть головні критерії надійності дорожнього одягу.

10.Дайте визначення поняття “технологія”.

11.Яке призначення дорожнього одягу?

12.Сформулюйте узагальнюючий принцип будівництва дорожнього одягу.

13.Яка різниця між способами змішування в установці та змішуванням на дорозі при влаштуванні дорожнього одягу?

14.Розкрийте сутність способу просочування при влаштуванні дорожніх одягів. 15.Який із способів будівництва потребує значних витрат ручної праці?