Основы строительства автомобильных дорог

 

Изучаемые вопросы:

Работы, связанные со строительством автомобильных дорог;

Основы строительства земляного полотна;

Основы строительства дорожных одежд.

 

Все работы, связанные со строительством автомобильных дорог, можно разделить на три группы:

Строительно-монтажные - направлены на создание конечной продукции. При возведении земляного полотна к ним относят:

1. Подготовительные работы:

- восстановление и закрепление трассы;

- расчистка дорожной полосы от леса, кустарника, пней, камней и др.;

- разбивка земляного полотна;

- удаление растительного слоя;

- обеспечение водоотвода.

2. Основные работы:

- разрыхление грунта;

- разработка, перемещение и укладка грунта;

- послойное разравнивание;

- уплотнение.

3. Отделочные работы:

- планировка земляного полотна;

- укрепление откосов земляного полотна;

- рекультивация земель.

Заготовительными называют работы по заготовке дорож­но-строительных материалов, приготовлению смесей, по про­изводству плит, блоков и др. изделий.

Транспортными называют работы по перемещению грун­тов, дорожно-строительных материалов.

Складские работы неразрывно связаны со всеми видами работ. Они включают прием, разгрузку, сортировку, хранение в пределах складской территории.

Соотношение между отдельными видами работ в процен­тах примерно следующее:

- подготовительные работы 1...3;

- земляное полотно 15...40;

- мосты и другие искусственные сооружения 8...12;

- дорожная одежда 40...60;

- обстановка пути 3...5;

- здания дорожно-эксплуатационной службы 1...2.

Строительство автомобильных дорог может вестись последовательным, параллельным или поточным методами.

Последовательный метод состоит в том, что все строительные процессы выполняют на одном участке дороги, а затем на другом до полного завершения строительства. Параллельный метод заключается в одновременном выполнении комплекса работ на всем протяжении строящейся дороги, разделенной на самостоятельные участки. Поточный метод заключается в том, что все работы выполняют передвижные специализированные дорожно-строительные подразделения (звенья), движущиеся по дороге одно за другим в непрерывной технологической последовательности с заданной средней скоростью, обеспечивающей согласованность всего потока.

При возведении земляного полотна расположение грунтов в насыпи должно быть таким, чтобы плотность и влажность грунтов была примерно одинаковой, чтобы было низким морозное пучение и не возникали неравномерные просадки дорожного покрытия. Насыпи отсыпают послойно из однородных грунтов, укладываемых на полную ширину, с постоянно обеспеченным стоком поверхностных вод. Важнейшим условием, обеспечивающим требуемую прочность и допустимое морозное пучение является уплотнение грунта.).

Стоимость возведения земляного полотна в скальных грун­тах составляет 50...60% (вместо 12...20% в равнинной мест­ности) от общей стоимости автомобильной дороги.

Возведение земляного полотна автомобильных дорог в скальных грунтах включает устройство пешеходной тропы, обеспечение рабочего проезда, сооружение земляного полотна полного профиля.

Возведение земляного полотна на поверхности болота I типа (болота, до дна заполненные торфом устойчивой консистенции) глубиной до 4,0 м возможно для автомобильных дорог IV,V технических категорий при соблюдении следующих усло­вий, направленных на повышение устойчивости насыпи. К та­ким мерам можно отнести: осушение болота; укладка грунта в тело насыпи на конструктивную прослойку из нетканого син­тетического материала (НСМ); метод предварительной (опе­режающей) консолидации; метод временной пригрузки. В се­верных районах страны можно использовать метод промораживания бо­лотной массы с сохранением мерзлоты в летний период. Слабые болотные грунты можно использовать в качестве основания, что резко снижает объёмы земляных работ. Чаще болотные грунты (торф) удаляются. Выторфовывание (удаление торфа) на болотах I и II типов производится: механическим способом, взрывным, гидромеханическим

При сооружении земляного полотна автомо­бильных дорог в зимний период рекомендовано выпол­нять следующие работы: возведение насыпей из крупнообло­мочных и песчаных грунтов; разработку выемок и резервов в необводненных песках, гравийно-галечных и скальных грун­тах; возведение насыпей из глинистых грунтов при влажности близкой к оптимальной, на устойчивых основаниях; разработ­ку в непереувлажненных глинистых грунтах выемок глубиной более 3 м; устройство насыпей на болотах; выторфовывание.

Разработка грунтов в зимнее время осложняется их про­мерзанием и резким повышением сопротивляемости резанию, что влечет за собой удорожание работ, а зачастую и невоз­можность их разработки имеющимся парком машин. В связи с этим грунты, подлежащие разработке в зимний период, дол­жны быть соответствующим образом подготовлены. Подго­товка грунтов может быть произведена одним из трех спосо­бов: предохранением грунтов от промерзания, рыхлением или их оттаиванием.

Строительство дорожных одежд низших типов допускается на дорогах V категории при интенсивности движения до 100 автомобилей в сутки.

При строительство дорожных одежд с покрытиями переходных типов используются гравийные или щебеночные основания и покрытия, мостовые.

Гравий - обломочная порода с окатанными частицами раз­мером от 5(3) до 70 мм. Гравий является одним из самых распространенных местных дорожно-строительных материалов.

Технологическая последовательность устройства однослой­ного покрытия или основания включает:

1. Профилирование земляного полотна автогрейдером с приданием полотну поперечного уклона 10...20%_о.

2. Улучшение грунтового основания.

Уплотнение основания катками на пневматических ши­нах.

Вывозка гравийного материала автомобилями-самосва­лами.

Разравнивание и планирование автогрейдером (буль­дозером).

Уплотнение с поливкой водой.

Окончательное профилирование.

Прикатка с поливкой водой.

Щебеночное основание и покрытие часто устраивают на песчаном подстилающем слое, которое должно быть тщатель­но спланировано и уплотнено.

Технологическая последовательность работ при устройстве покрытия из фракционированного щебня заключается в сле­дующем:

1. Вывозка щебня фракции 40...70 мм из расчета около 70 % от общей

потребности.

2. Разравнивание щебня бульдозером или автогрейдером.

Прикатка щебня легким или средним катком в зависи­мости от

прочности щебня.

Вывозка щебня фракции 15...25 мм из расчета около 20 % от общей

потребности.

Распределение щебня щебнераспределителем.

Уплотнение щебня средним или тяжелым катком с по­ливом водой.

Вывозка и распределение щебня фракции 5... 10 мм из расчета около 10 %.

8. Уплотнение щебня тяжелым катком с поливкой водой.
Мостовой называется дорожное покрытие, состоящее из небольших элементов различных форм и размеров, уклады­ваемых вплотную друг к другу. По материалу они подразделя­ются на мостовые из естественного камня и из искусственных материалов. Мостовые требуют больших затрат ручного тру­да, поэтому применять их следует лишь в редких случаях пос­ле тщательного технико-экономического сравнения с други­ми возможными вариантами. Основными типами мостовых являются: мостовые из булыжного камня, из колотого камня, из литой шлаковой брусчатки, из мозаиковой шашки, из колотой брусчатки.

Устройство дорожных одежд из укрепленных грунтов и местных малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими применяют для дорожных оснований под усовершенствованные капитальные и облегченные по­крытия, а также для устройства покрытий облегченных и пе­реходных типов со слоем износа в виде поверхностной обра­ботки с использованием прочных каменных материалов.

Для устройства дорожных оснований и покрытий можно применять все виды и разновидности крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов.

В качестве минерального вяжущего рекомендуется применять портландцементы М-400 для покрытий и М-300 для оснований дорог во II и III зонах, портландцемент, шлакопорландцемент, пуццолановый портландцемент М-200 для нижнего слоя основания во II…V зонах, для основания и покрытия в IV…V зонах. Известь можно применять I и II сортов как гашеную, так и негашеную. Предпочтение отдают негашеной извести. К основному вяжущему назначаются активные добавки.

Усовершенствованные покрытия облегченного типа устра­ивают в качестве верхних слоев дорожных одежд, предназна­ченных для пропуска автомобильного транспорта от 100 до 3000 авт/сут.

При устройстве усовершенствованных покрытий применя­ются вяжущие материалы, которые увеличивают сцепление в смесях и делают их более водоустойчивыми. Обработка ка­менных материалов вяжущими приводит к повышению эксп­луатационных качеств, увеличению срока службы, удешевле­нию содержания дороги, уменьшению транспортных расходов и сокращению расходов каменных материалов.

Перед началом работ по укладке асфальтобетонной смеси проводятся подготовительные работы. Конструктивный слой, на который предстоит укладывать асфальтобетонную смесь, должен иметь нормативную плотность и ровность по­верхности, быть чистым, сухим без повреждений.

Подготовительные работы включают:

- обработку поверхности основания жидким битумом или битумной эмульсией равномерным слоем не менее, чем за 6 час до укладки смеси. Расход вяжущего составляет: при обра­ботке жидким битумом необрабатываемых минеральных ма­териалов - 0,5...0,8 л/м², при обработке 50 % битумной эмуль­сией - 0,4...0,7 л/м², а слоя из асфальтобетона - 0,2...0,3 л/м². Обработку нижнего слоя вяжущим можно не производить в случае, если интервал времени между устройством верхнего и нижнего слоев составляет не более 2 суток и отсутствует движение построечного транспорта;

- геодезическую разбивку и установку контрольных «маяков».

Укладка асфальтобетонной смеси и её распределение производится асфальтоукладчиками. Количество смеси, подаваемое в шнековую камеру, должно быть постоян­ным, насколько это возможно.

Уплотнение асфальтобетонной смеси - основная техноло­гическая операция, которая предопределяет физико-механи­ческие свойства покрытия. Недостаточное уплотнение асфаль­тобетонного покрытия - одна из основных причин его разру­шения. Высококачественного уплотнения покрытия можно добиться только в том случае, когда в процессе укладки и уп­лотнения будут соблюдаться температурный режим, очеред­ность смены катков и требуемое количество их проходов.

Монолитные цементобетонные покрытия устраивают на дорогах категорий с интенсивным и тяжелым движени­ем, а также на дорогах промышленных предприятий при на­личии в составе движения тяжелых машин. Основными компонентами для получения дорожного бе­тона являются цемент, мелкий заполнитель (песок), крупный заполнитель (щебень или гравий), вода.

При строительстве покрытия из дорожного бетона на пес­чаном основании, а также при прохождении автомобильной дороги через болота и на участках, где высота земляного по­лотна превышает пять метров, предусматривается армирова­ние покрытия плоскими сварными сетками из стали периоди­ческого профиля с расходом арматуры 1,8...4 кг/м² покрытия. Кроме того, металл используют в качестве штырей в покры­тии.

Дорожная одежда с покрытием из цементобетона должна удовлетворять требованиям нормальной эксплуатации авто­мобильного транспорта, иметь необходимую прочность и дол­говечность. Бетонные покрытия могут быть одно- и двухслойными. Двухслойные покрытия применяют с целью использования в нижнем слое менее прочных и морозостойких каменных материалов.

Устройство сборных покрытий из бетонных и железобетонных плит находит применение на автомобильных дорогах с неблагоприятными гидрологи­ческими условиями земляного полотна, на городских улицах, подъездных дорогах к промышленным предприятиям и мес­торождениям природных ресурсов, а также на временных до­рогах и на дорогах, куда невозможно доставить цементобетонную смесь. Конструкции сборных бетонных и железобетонных плит дол­жны быть просты в изготовлении и соответствовать имеющему­ся технологическому оборудованию завода-изготовителя, а так­же соответствовать средствам механизации укладки плит, долж­ны иметь минимальный расход материалов при заданных проч­ности, работоспособности, надежности, минимальную стоимость.

При строительстве сборных покрытий следует выполнять следующие работы:

- грунтовку (обмазку) жидким битумом или битумной эмульсией граней плит;

- планировку верхнего слоя основания или устройство выравнивающего слоя основания;

- укладку плит;

- сварку стыковых соединений и заполнение швов.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Перечислите основные элементы автомобильных дорог.

2. С какой целью на дорогах устраивают виражи?

3. Как обеспечивается видимость на дороге?.

4. Что такое план дороги?

5. Из каких конструктивных слоев состоит дорожная одежда?

6. Какие существуют типы грунтов, используемых для строительства земляного полотна?

7. Каким образом обеспечивается дорожный водоотвод?

8. Какие дорожно-строительные материалы используются при строительстве дорожных одежд?

9. Каков состав работ при строительстве автомобильных дорог?

10. Каковы особенности взведения земляного полотна?

11. Каковы особенности строительства дорожных одежд?