Основные типы дорожных одежд

Эксплуатационные качества дорожных одежд - допускаемая скорость и удобство движения - определяются в основ­ном покрытиями, которые могут быть разделены на следую­щие конструктивные основные типы.

Асфальтобетонные покрытия - наиболее совершенный тип дорожных покрытий. Их устраивают в один или два слоя на прочном основании. Распространенные еще несколько лет назад многослойные асфальтобетонные покрытия больше не строят.

Асфальтобетон представляет собой искусственный строительный материал, который получается при уплотнении в горячем состоянии смеси, состоящей из подобранного по крупности малопористого каменного остова - щебня или гравия и песка, связанных между собой смесью тонкого минерального порошка с битумом, вводимым в зависимости от состава асфальтобетонной смеси в количестве от 3,5 до 9%. Различают асфальтобетоны крупнозернистые (фракции щебня до 40 мм), мелкозернистые (до 20 мм) и песчаные (из частиц не крупнее 5 мм), Особенностью асфальтобетонов является зависимость их свойств от температуры.

Асфальтобетон образует ровную, удобную для движения поверхность, смягчающую удары колес. Если для его приготовления применяют щебень твердых неполирующихся горных пород, он при износе сохраняет высокое значение коэффициента сцепления. Соответствующим подбором состава каменного остова можно получить материал, образующий дорожное покрытие повышенной шероховатости.

Цементобетонные покрытия обладают большой моно­литностью и высоким сопротивлением нагрузки. Их строят в виде отдельных плит размерами в плане 3...4 на 6...7 м при толщине от 18 до 24 см. Свойства цементобетонных покрытий не меняются при колебаниях температуры в отличие от асфальтобетонных, прочность и жесткость которых снижаются в жаркую погоду. При правильном подборе состава бетонной смеси и соблюдении технологический правил строительства износ цементобетонных покрытий незначителен, и они более долговечны, чем другие виды дорожных покрытий.

Строительство цементобетонных покрытий полностью ме­ханизировано. Современные высокопроизводительные укладчики обеспечивают постройку бетонных покрытий со скоростью 800...1000 м в день. Однако при этом для обеспечения хорошего качества покрытия до ввода его в эксплуатацию требуется длительный и тщательный уход за свежеуложенным бетоном, пока он не приобретает необходимую прочность.

Недостатком бетонных покрытий является наличие швов, через которые трудно предотвратить проникание влаги в основание. После нескольких лет эксплуатации в результате обламывания кромок швов при переезде через швы начинают ощущаться толчки колес. Опыт эксплуатации бетонных покрытий при интенсивном движении тяжелых автомобилей показал, что, несмотря на высокую прочность самих бетонных плит, под них необходимы прочные основания. При непосредственной укладке бетона на грунт или на тонкую песчаную прослойку в грунте под плитами, упруго прогибающимися при проездах автомобилей, образуются полости. Плиты теряют контакт с грунтом, а затем в них появляются трещины. Поэтому надорогах с высокой интенсивностью движения бетонные покрытия укладывают на прочные основания из щебня или грунта, укрепленного цементом или битумом. Поверх оснований, укрепленных цементом, устраивают для снижения трения "выравнивающий слой" - гонкую прослойку из песка (3...5 см), обработанного, органическими вяжущими.

Отмеченные недостатки, а также необходимость применения для цементобетона более качественных каменных материалов, чем для асфальтобетона, привели во всем мире в течение последних 15-20 лет к относительному уменьшению протяженности дорог с цементобетонными покрытиями по сравнения с дорогами, имеющими асфальтобетонные покрытия. Однако в последние годы в связи с временным ростом цен на нефтяные продукты и необходимостью сбережения нефти как ценного невозобновляемого сырья для химической промышленности произошел пересмотр отношения к строительству бетонных покрытий.

Покрытия из щебня и гравия, обработанные органическими вяжущими материалами, хорошо сопротивляются разрушающему действию движения автомобилей благодаря прочному соединению каменных частиц, вводимым вяжущим. Такие одежды водостойки. Разные способы введения вяжущего в процессе строительства определяют различия в структуре получающихся покрытий.

Смешение на дороге осуществляют путем перемешивания автогрейдерами рассыпанного по дороге слоя щебня или гравия после поливки из гудронаторов жидким битумом, дегтем или эмульсией из расчета от 3 до 7% массы каменного материала в зависимости от содержания мелких частиц.

Пропашка - введение эмульсий или разогретых вязких битумов и дегтя в покрытие путем розлива по поверхности не полностью укатанного слоя щебня одинаковой крупности. Расход вяжущего примерно 1 л битума на 1 м² площади на 1 см глубины покрытия. После проникания битума в глубь россыпи поверхность покрытия засыпают мелким щебнем и уплотняют тяжелыми дорожными катками, вдавливающими его в поры между крупными щебенками. Устойчивость покрытий по типу пропитки обеспечивается главным образом заклинком щебня, создаваемой в процессе укатки. Недостатком этого типа покрытий является относительно большой расход вяжущих материалов. Вяжущее, просачивающееся по пустотам россыпи каменных материалов, не проникает в точки контакта между щебенками, где его действие было бы особенно эффективно, а образуют сгустки в этих пустотах.

Поверхностная обработка - тонкий защитный слой, создаваемый на поверхности дорожной одежды путем розлива 2...2,5 м/м² битума с последующей засыпкой очень мелким щебнем и прокаткой. В зависимости от количества розлива битума и засыпок щебнем различают одиночную и двойную поверхностные обработки. Поверхностная обработка повышает сопротивление покрытия износу и делает его водонепроницаемым, в результате чего во влажные периоды года по­крытие остается сухим и имеет повышенный модуль деформации. Обычно в запас прочности слой поверхностной обработки в расчетах толщины дорожных одежд не учитывают, так как при использовании щебня твердых пород увеличивается коэффициент сцепления и значительно повышается безопасность движения. Поверхностные обработки покрытий части выполняют как мероприятие для повышения безопасности движения.

Щебеночные покрытия обладают малым сопротивлением износу при проезде автомобиле, так как касательные усилия, возникающие в зоне контакта пневматических шин с покрытием, нарушают эффект укатки. Поэтому как самостоятельный тип щебеночные покрытия применяют лишь при малой интенсивности движения. Щебеночные покрытия и основания устраивают в несколько слоев из щебенок примерно одинаковых размеров. Прочность щебеночных покрытий обеспечивается заклинком, создаваемой при укатке. При устройстве покрытия в поры поверхности основного слоя щебня крупностью 50...75 мм, при­катанного самоходными дорожными катками с поливкой водой для уменьшения трения между щебенками, заклинивают укаткой более мелкий щебень (клинец) - размером 15...25 мм. На последнем этапе постройки более мелкие поры, оставшиеся после, укатки клинца, заклинивают каменной мелочью размером 5... 15 мм. Щебеночные основания под усовершенствованные покрытия не расклинивают. Решающим фактором в устойчивости щебеночных покрытий и оснований служит внутреннее трение между щебенками, а также связывающее действие каменной пыли, которая проявляется при испарении щебенок по время укатки.

В покрытиях из естественного гравия или из искусственно подобранных по крупности гравийных смесей прочности обеспечивается подбором скелета по принципу оптимальной смеси, в которой поры между крупными частицами заполнены более мелкими частицами, и смесь обладает минимальной пористостью. Связность обеспечивается мелкими частицами пыли и глины, входящими в состав гравийного материала. В сырое время года прочность покрытий снижается.

Основания из гравия просты в строительстве и достаточно прочны и устойчивы. Если в их составе не содержатся избытки мелкозернистых примесей, придающих смеси пластичность, а периоды увлажнения. По типу гравийных строят покрытия из местных малопрочных материалов и побочных продуктов промышленности (слабых известняков, доменных стопочных шлаков, болотной железной руды, отсортированных горелых сланцевых пород из отвалов каменноугольных шахт и др.).

Мостовые- покрытия и основания, устроенные из отдельных, установленных вплотную друг к другу естественных или искусственных камней. Усовершенствованные мостовые, устраиваемые из брусчатки или клинкера, отличаются ровной поверхностью. Мостовые из грубого колотого или валунного камня (булыжники мостовые) иногда используют на дорогах II и III категорий как покрытия временного типа или как основания под более совершенные типы покрытий, а на дорогах более низких категорий - как самостоятельный тип покрытий. Близки к булыжным мостовым основания из пакеляжа - камней, укладываемых большим основанием (постелью) вниз. Заполнение и расклинивание щебнем промежутков между камнями создает относительно монолитное основание.

Крупнейшим недостатком булыжных мостовых и пакеляжных оснований является необходимость их укладки (мощения) вручную, дорогостоящей и не соответствующей современным требованиям механизированного скоростного строительства. Поэтому строительство мостовых на дорогах практически прекращено.

Дорожные покрытия и основания из укрепленных грунтов имеют большие перспективы развития из-за отсутствия во многих районах страны естественных каменных материалов Грунты, обработанные цементом, приобретают прочность и устойчивость против воздействия влажности, что позволяет использовать их как материал для конструктивных слоев дорожных одежд. Основанья из цементогрунта давно уже находят широкое применение. Построенные в опытном порядке покрытия из цементогрунта с поверхностной обработкой достаточно успешно работают на дорогах с малой интенсивностью движения.

Одежды из местных грунтов, улучшенных добавками песка, гравия и других зернистых материалов, применяют на дорогах низовой сети. Введение в глинистые грунты скелетных добавок увеличивает сопротивление внешним нагрузкам при увлажнении. Придание связности пескам достигается введением суглинка или глины.

Естественные грунтовые дороги по существу не имеют дорожной одежды. Материалом проезжей части служат поверхностные слои земляного полотна, уплотненные проездом. При связных грунтах эти дороги могут обеспечить лишь движение небольшой интенсивности в сухое время года. Интенсивное движение по грунтовым дорогам в летнее время затрудняется образ званием пыли. В дождливые периоды грунтовые дороги становятся скользкими. Сцепление шин с поверхностью дороги резко снижается, и колеса автомобилей буксуют. При большом увлажнение дороги образуются глубокие колеи.

8. СТРОИТЕЛЬСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В БОЛОТИСТОЙ МЕСТНОСТИ