Эксплуатация подъёмно – транспортных , строительных,

ПМ.01

Эксплуатация подъёмно – транспортных, строительных,

Дорожных машин и оборудования при строительстве,

 содержании и ремонте дорог

МДК.01.01 Техническая эксплуатация дорог

 и дорожных сооружений

Автомобильная дорога, элементы конструкции

Автомобильной дороги

Автомобильная дорога, дорога, сооруженная или приспособленная для движения автомобильноготранспорта. Основные элементы автомобильной дороги: земляное полотно, проезжая часть с обочинами идорожной одеждой, искусственные сооружения. Автомобильные дороги оборудуют дорожными знаками иэксплуатационными сооружениями (автовокзалы, заправочные станции и пр.). Различают автомобильныедороги 5 категорий (по расчетной интенсивности движения).

Основные элементы автомобильной дороги (рис. 1.1) представляют собой совокупность прямых, кривых участков и уклонов, характеризующих дорогу в продольном и поперечном профиле.

Рис. 1.1 Элементы конструкции автомобильной дороги:
а — схема участка дороги, б — кювет треугольного сечения, в — поперечное сечение откоса, г — сооружение из боковых резервов, д — поперечное сечение дороги в выемке, е — отсыпка грунта в кавальер, ж — поперечное сечение дороги на косогоре; 1 — откос насыпи, 2, 12, 17 — насыпи, 3 —дорожное покрытие, 4 — поверхность материкового грунта, 5 — обочина, 6 — дно кювета, 7 — внешний откос кювета, 8 — бровка кювета, 9 — бровка насыпи, 10 — резерв, 11 — берма, 13 — поверхность косогора до разработки, 14 — напорная канава, 15 — кавальер, 16,18 — подпорные стенки; Н: L — заложение откоса

Трассой дороги называют ее ось на земной поверхности. Трасса имеет повороты, подъемы и спуски, включает в себя прямые и кривые участки. Выбирают трассу, учитывая требования удобного и безопасного движения автомобилей с заданными скоростями.

Естественные преграды (овраги, горы, реки) заставляют увеличивать длину дороги, прокладывая ее в доступном для строительства месте.

 Трасса дороги рассматривается в двух проекциях. Проекция на вертикальную плоскость представляет продольный профиль, а проекция на горизонтальную плоскость — план трассы.

Продольный профиль характеризует крутизну дороги на каждом участке. Естественные уклоны местности могут превышать допускаемые для дорог. В этом случае часть грунта срезается. Выбор продольного профиля дороги оказывает большое влияние на безопасность движения, скорость и производительность автомобиля. Поэтому при строительстве дорог необходимо соблюдать технические нормы, которые устанавливают величины наибольших уклонов и определяют условия сопряжения профиля на переломах. Кроме того, учитывают.все условия для создания плавного и безопасного движения при минимальной стоимости строительства.

Трассу дороги для лучшей ориентации делят на километры и стометровые участки, называемые пикетами.

План дороги представляет собой проекцию дороги со всеми сооружениями, расположенными на дорожной полосе, на горизонтальную плоскость. План дороги определяет ширину ее конструктивных элементов, длину прямых и скругленных участков, радиусы кривых, углы между прямыми участками.
     Поперечный профиль дороги (рис. 1.2) —разрез дороги в направлении, перпендикулярном ее оси, представляет собой линии, ограничивающие земляное полотно и дорожную одежду. Элементы конструкции автомобильной дороги показывают на ее поперечном профиле.

В выемках земляное полотно располагается ниже поверхности земли. Грунт из выемки укладывают в соседнюю насыпь или перемещают в боковые отвалы, называемые кавальерами. При малых поперечных уклонах местности кавальеры расположены с обеих сторон полотна дороги.

Проезжая часть дороги предназначена для движения транспортных средств. Ширина проезжей части зависит от количества полос движения и ширины каждой полосы, а количество полос в свою очередь определяется расчетной интенсивностью и составом транспорта.               

Потребность в нескольких полосах движения в одну сторону может возникнуть также независимо от интенсивности движения, например, когда в общем потоке перемещаются машины, значительно отличающиеся по скорости от основного транспорта.

На первой стадии строительства или при малой интенсивности движения ограничиваются одной полосой движения для двух направлений. В этом случае разъезд и обгон транспорта осуществляются путем выезда на обочину. Скорости движения в этом случае уменьшаются. При узком полотне в горных условиях разъезд и обгон происходят на специально устраиваемых разъездах.

Разъезды представляют собой уширения дорожного полотна и проезжей части. При интенсивном движении и потоке, в котором транспортные средства движутся с различными скоростями, строят дороги с двумя и тремя полосами движения в каждом направлении. Для безопасности соседние полосы со встречным движением отделяются для устранения выезда машин на другую полосу.

Проезжую часть уширяют при радиусах кривых в плане 1000 м и менее за счет внутренней обочины. Однако ширина обочины не должна быть менее 1,5 м для дорог I, II и III категорий и 1 м — для дорог остальных категорий. При меньшей ширине обочин уширяют земляное полотно.

На кривых участках видимость в плане дороги ограничена. Препятствиями в данном случае могут быть лес, кустарник, сады, непосредственно прилегающие к полотну дороги с внутренней стороны кривой; здания и сооружения; откосы выемки; крутой косогор с внутренней стороны кривой.

 

Рис. 1.2. Типовые поперечные профили автомобильных дорог: а — I категории на раздельном земляном полотне, 6 — 1 категории на одном земляном полотне, в —II категории, г—III категории, д — IV категории, е — V категории; А — ширина земляного полотна, Б — ширина дорожной одежды проезжей части, В — ширина полосы отвода; 1 — обочина, 2 — кювет, 3 — дорога для гужевого и гусеничного транспорта, 4 — велосипедная дорожка, 5 — тротуар, 6 — снегозащитные лесонасаждения, 7 — линия связи и место для прокладки кабелей и линий электропередач

Видимость улучшают сносом строений, рубкой деревьев или разработкой откосов, близко подступающих к дорожному полотну.

Обочины примыкают к проезжей части. Их используют для временной стоянки транспорта. В случае отсутствия покрытия на дороге проезжая часть и обочины составляют одно целое.

Дорожное полото — это проезжая часть плюс обочины. Оно ограничено с обеих сторон откосами земляного полотна. Бровкой дорожного полотна называют линии пересечения поверхности обочины с поверхностью откоса. При наличии обочин из грунта бровка дорожного полотна является бровкой земляного полотна. Расстояние между бровками называют шириной земляного полотна.

Водоотводные канавы расположены за пределами дорожного полотна. В боковых канавах, а также в выемках различают внешний и внутренний откосы. Внутренний откос прилегает к обочине.

На дорогах с интенсивным движением устраивают несколько проезжих частей с разделительной полосой между ними.

Пешеходные дорожки (тротуары) расположены за пределами земляного полотна или на обочине.

Вблизи городов и промышленных центров развито велосипедное движение. Для повышения его безопасности выделяются велосипедные дорожки. При интенсивном велосипедном движении велодорожки располагают независимо от автомобильной дороги.

За пределами земляного полотна расположены дороги для гусеничного и гужевого транспорта, велосипедная дорожка, тротуар, древонасаждения и др.
      Перелом образуется пересечением двух соседних прямых участков продольного профиля, имеющих разные уклоны. Переломы делятся на выпуклые и вогнутые. Они препятствуют движению автомобиля и поэтому их смягчают. Резкое изменение траектории движения автомобиля на переломе нарушает плавность движения.

Продольный уклон дороги может совпадать с кривой в плане, имеющей малый радиус. В этом случае условия движения автомобиля усложняются. Уклон проезжей части на кривых зависит от продольного и поперечного уклонов. Уклон на виражах способствует скольжению остановившегося, медленно движущегося или тормозимого транспорта на скользком покрытии. Исходя из этого, норму наибольшего допускаемого продольного уклона на кривых, уменьшают.

Вертикальные кривые на переломах продольного профиля устраивают в том случае, если разность продольного уклона сопрягаемых прямых 0,5% и более на дорогах I и II категорий, 1% и более — III категории, 2% и более — IV и V категорий.

Искусственные сооружения устраивают в местах пересечения автомобильной дорогой рек, оврагов, балок, других дорог, чтобы предотвратить переувлажнение земляного полотна и обеспечить прокладку трассы дороги в труднодоступном для строительства месте. При увеличении влажности свойства грунта резко изменяются, уменьшается его способность сопротивляться нагрузкам.

Поверхностную воду отводят, устраивая канавы. В них собирается вода с покрытия дороги и прилегающей местности и отводится в пониженные места.
      Земляное полотно увлажняется также подземными грунтовыми водами. Для понижения и отвода грунтовых вод применяют дренаж, который представляет собой сеть уложенных под землей труб или каменных набросок с крупными пустотами.

При значительных уклонах земной поверхности быстро текущий поток легко размывает поверхностные слои грунтов. В этих условиях делают короткие канавы с перепадами между ними. На каждом уступе предусматривают водобойный колодец, который при интенсивном поверхностном стоке быстро заполняется водой.

Система закрытых водоотводов для пропуска поверхностных вод на городских улицах называется ливнесточной канализацией. В канализацию вода поступает через решетчатую крышку на покрытии дороги.

Большую часть водопропускных сооружений на дорогах (до 96%) составляют трубы, которые укладывают поперек дороги в нижней части насыпи. При укладке труб насыпь делают непрерывной.

При пересечении дорогой рек и других дорог устраивают пропускные сооружения — мосты значительной длины и высоты.

 

 

Земляное полотно

 

Земляное полотно (рис. 2.1) —один из основных конструктивных элементов автомобильной дороги, от устойчивости и прочности которого зависит срок службы дорожных одежд.

Рис. 2.1. Конструктивные элементы земляного полотна автомобильной дороги:
а — в насыпи, б —в выемке; 1 — боковой резерв, 2—берма, 3— откос, 4— бровка, 5 — проезжая часть, 6 — обочина, 7 — насыпь, 8 — кювет, 9— кавальер, 10— забанкетная канава, 11 — банкет

При сооружении земляного полотна глубину выемок и высоту насыпей устанавливают по продольному профилю дороги. Проезжую часть 5 и обочины 6 отделяют от прилегающей местности наклонными плоскостями — откосами, обеспечивающими устойчивость полотна.

Крутизна откосов зависит от вида грунта и характеризуется коэффициентом заложения, который определяют как отношение высоты откоса, принимаемой за единицу, к его горизонтальной проекции — заложению. Приняты следующие коэффициенты заложения откосов: насыпи высотой до 1,5 м на дорогах I—III категорий устраивают с откосами не круче 1: 3; более высокие насыпи делают с крутыми откосами— 1: 1,5. Откосам малых насыпей для возможности съезда автомобилей с дороги в аварийных случаях придают заложение 1:3 и положе —до 1: 5 и 1:6. Это уменьшает опасность заноса дороги снегом и повышает безопасность движения.

Учитывая, что грунт на откосах выемок больше подвержен переувлажнению, чем на откосах насыпей, крутизну заложения откосов 1зыемок в рыхлых грунтах принимают не менее 1: 1,5, в щебенистых и гравелистых грунтах—от 1: 1,4 до 1: 1,5, в скальных породах — от 1: 0,2 до 1: 1,5. Мелкие выемки зимой заносит снегом. Для предотвращения этого выемки глубиной менее 1 м разделывают под насыпь или устраивают с пологими откосами крутизной от 1: 4 — 1:6 до 1: 10. В последнем случае выемки называют раскрытыми.

В средней части дорожного полотна вынутый грунт образует корыто, заполняемое основанием и покрытием дороги. С обеих сторон корыта оставляют обочины, а для осушения дороги и отвода от нее воды устраивают кюветы. Кюветы имеют трапецеидальное или треугольное сечение. Если для сооружения насыпи недостаточно грунта, взятого из смежной выемки и из кюветов, то кюветы расширяют, превращая их в резервы, а грунт из резервов используют на возведение насыпи. Размеры резервов определяют, исходя из количества грунта, необходимого для отсыпки земляного полотна. Глубина резервов не должна превышать 1,5 м и быть менее 0,3 м. В зависимости от местных условий их располагают как с одной, так и с другой стороны дороги.

При высоте насыпи более 2 м между началом резерва и подошвой откоса насыпи оставляют полосу земли, называемую бермой. Ширину берм принимают не менее 2 м, устраивая их тем шире, чем выше насыпь. Бермы повышают устойчивость высоких насыпей и используются в период строительства насыпей для проезда дорожных машин и автомобилей. Берме придают поперечный уклон 20%0 в сторону резерва для стока воды.

При устройстве земляного полотна в выемке лишний грунт укладывают на обрезе дороги параллельно бровке выемки в валы — кавальеры, которым придают правильные геометрические очертания. Высота кавальера не должна превышать 3 м, а располагают его не ближе 5 м от внешней бровки откоса выемки.

Чтобы вода, выпадающая во время дождей или образующаяся при таянии снега, не стекала в выемку, между кавальером и откосом выемки отсыпают вал грунта высотой 0,6 м треугольного сечения, называемый банкетом. Поверхности банкета придают уклон 20— 40%о в сторону от выемки. Между банкетом и кавальером отрывают забанкетную канаву глубиной и шириной по дну не более 0,3 м.

 

 

Классификация грунтов

 

Физико-механические и физические свойства грунтов оказывают существенное влияние на конструкцию земляного полотна, способы производства работ и, в конечном итоге, на стоимость всей автомобильной дороги.

Грунты, используемые для возведения насыпей, разделяют на четыре основные группы:

 - скальные, добываемые путем разрушения естественных сплошных или трещиноватых скальных массивов;

- крупнообломочные, залегающие в естественных условиях в виде аллювиальных и делювиальных отложений;

- песчаные;

- глинистые.

По своим физико-механическим свойствам грунты, залегающие в верхней толще земной коры, подразделяют:

1. Щебенистый грунт - неокатанные остроугольные разрушенные горные породы размером частиц до 200 мм и насыпной плотностью 1750...1900 кг/м3, естественной влажностью 2...6 % и коэффициентом разрыхления 1,3...1,4.

2. Гравелистый грунт - обломочная горная порода, состоящая из несцементированных окатанных зерен размером до 70 мм. Окатанные частицы от 70 до 200 мм принято называть галькой. Насыпная плотность гравелистого грунта достигает 1700...1900 кг/м3, естественная влажность - 2...8 % и коэффициент разрыхления - 1,14...1,28.

3. Песок - рыхлая горная порода, состоящая из обломков различных минералов и пород в виде зерен диаметром от 0,12 до 5 мм. Песок подразделяют на крупный с преобладанием фракции

0.5...5 мм, средний с преобладанием фракции 0,25...0,5 мм; мелкий с содержанием частиц 0,1...0,25 мм более 50%. Песок, в котором преобладает фракция менее 0,1 мм, называют пылеватым. Насыпная плотность песка - 1500... 1600 кг/м3, естественная влажность - 8...12% и коэффициент разрыхления - 1,0...1,1.

4. Супесь - грунт, содержащий от 30 до 50 % песчаных частиц. Насыпная плотность 1500...1600 кг/м3, естественная влажность - 10...15 %, коэффициент разрыхления - 1,2...1,3, число пластичности - 1...7.

5. Глина представляет собой силикат, содержащий глинозем, кремнезем, примеси песка, извести и др., а также химически связанную воду. Глина содержит частиц мельче 0,005 мм более 30 %. При содержании в глине частиц мельче 0,005 мм более 60 %, ее называют тяжелой. Плотность глины при естественной влажности - 20...30 % составляет 1500...1600 кг/м3. Коэффициент разрыхления - 1,15...1,30. Число пластичности, в зависимости от содержания

глинистых частиц, - 17...27.

6. Суглинок - грунт, содержащий от 10 до 30 % глинистых частиц. Плотность суглинка при естественной влажности 14...19 % составляет от 1500 до 1600 кг/м3. Коэффициент разрыхления

изменяется в пределах от 1,2 до 1,3. Суглинок с числом пластичности 7...12 называют легким, а с числом пластичности свыше 12 - тяжелым.

7. Растительный грунт имеет в своем составе гумуса от 4 до 22 %. По механическим свойствам приближается к тяжелым суглинкам. Плотность растительного грунта при влажности 20...25 % составляет 1200...1300 кг/м3, а коэффициент разрыхления - 1,3...1,4.

Пригодность грунта для сооружения земляного полотна определяется его дорожно-строительными свойствами. Для насыпей применяют грунты, состояние которых под действием природных факторов не изменяется или изменяется незначительно, что не влияет на их порочность и устойчивость в земляном полотне. К таким грунтам относят: скальные неразмягчаемые породы, крупнообломочные, песчаные (кроме

мелких и пылеватых), супеси крупные и легкие.

 

 

Земляного полотна

 

Уплотнение грунта - одно из важнейших условий, обеспечивающих требуемую прочность и допустимое морозное пучение. С увеличением плотности грунта возрастают его прочность, устойчивость, модуль деформации и сопротивление сдвигу, а пористость, деформируемость, водонепроницаемость, набухание и морозное пучение снижаются.

Грунт представляет собой сложное тело, в состав которого входят твердые частицы, вода и воздух. Жидкая и газообразная фазы подвижны в порах грунта, и в зависимости от действия физико-механических взаимодействий на грунт их количество может резко изменяться. Прочность грунта зависит от относительного содержания скелета и воды, т.е. от плотности и влажности грунта. Однако прочность грунта зависит не только от плотности скелета грунта, но и от его структуры, поэтому для решения основной теоретической задачи уплотнения необходимо определить, как сохраняется достигнутая плотность грунта при переменном увлажнении, промерзании и оттаивании.

На практике доказано, что для получения наиболее плотной структуры необходимо, чтобы влажность грунта была такой, при которой объем защемленного воздуха находился в пределах 4...6 %, что соответствует полному заполнению грунтовых пор водных гидратных оболочек. Как показывают многочисленные эксперименты, именно при таком объёме воздуха грунт характеризуется минимальными водопроницаемостью, морозным пучением, набуханием, а также максимальным модулем упругости и сопротивлением сдвигу. Если влажность ниже, т.е. объём пор, занятых воздухом, выше, не создается устойчивой структуры, и

при увлажнении грунт легко разбухает и тем больше, чем выше влажность, а при недостаточной плотности, наоборот, доуплотняется и дает осадку, а модуль упругости в обоих случаях падает. Если влажность вытесняет указанный процент воздуха, то структура также становится неустойчивой.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что для любого вида грунта существует определенная влажность, называемая оптимальной влажностью, при которой достигается наибольшая (оптимальная) плотность грунта с минимальной затратой энергии на его уплотнение.

Для соблюдения оптимального режима уплотнения до начала возведения земляного полотна проводят лабораторные испытания: определяют оптимальную плотность и влажность грунта, а также потребную для уплотнения механическую работу.

 

 

Дорожный водоотвод

 

Для предохранения земляного полотна от увлажнения поверхностными и грунтовыми водами (рис. 7.1) и обес­печения его устойчивости и прочности предусматривают: придание поперечного уклона проезжей части, обочинам и откосам земляного полотна для отвода воды с поверх­ности проезжей части дороги; устройство боковых, водо­отводных и нагорных канав для отвода поверхностных вод; возведение земляного полотна на соответствующую высоту, обеспечивающую поднятие его поверхности над уровнем поверхностных или грунтовых вод; устройство изолирующих (капилляропрерывающих и водонепрони­цаемых) прослоек в верхней части земляного полотна для предохранения дорожной одежды от увлажнения ее грунтовыми водами; устройство дренажей для отвода или понижения уровня грунтовых вод.

Рис.7.1 Источники увлажнения земляного полотна:

1 - длительно застаивающаяся поверхностная вода; 2 - атмосферные осадки; 3 - парообразная и пленочная вода; 4 - капиллярная вода

Совокупность сооружений, обеспечивающих сбор, за­держание и отвод воды от земляного полотна, а также пропуск ее через земляное полотно составляет систему дорожного водоотвода.

Для обеспечения быстрого отвода поверхностных вод за пределы земляного полотна необходимо проезжей час­ти придать поперечный уклон 15—4О%о в зависимости от вида покрытий, а грунтовым обочинам 30—6О%о в за­висимости от типа укрепления. Для отвода воды, стекаю­щей с поверхности дороги и прилегающей к ней местно­сти, во всех случаях в выемках и насыпях высотой до 0,6 м устраивают боковые канавы (кюветы). При неудов­летворительных условиях поверхностного стока боковым канавам придают трапецеидальное сечение шириной по дну 0,4 м и глубиной до 1 м. При обес­печенном стоке поверхностных вод боковые канавы устраивают в виде треугольных лотков глубиной не менее 0,3 м.

В качестве водосборного и водоотводного сооружений могут быть использованы и придорожные резервы с поперечным уклоном в сторону от доро­ги 20—30%о и продольным для стока воды.

Для выпуска воды из боковых канав (кюветов) или резервов в пониженные места (испарительные бассейны, водопоглощающие колодцы и др.) через 150—500 м устраивают водоотводные канавы. Водоотводным кана­вам придают трапецеидальное сечение, размеры которо­го устанавливают по сечению канав.

Для перехвата воды, стекающей по косогору к доро­ге, и для отвода ее к ближайшим искусственным соору­жениям и в пониженные места рельефа устраивают на­горные канавы, размеры которых устанав­ливают гидравлическим расчетом.

Наименьший продольный уклон канав принимают равным 3%о в песчаных и 5%о в глинистых грунтах. Если по местным условиям нельзя избежать значительных уклонов и больших скоростей течения воды, откосы и дно канав необходимо укреплять щебнем совместно с посе­вом многолетних трав, торкретбетоном, сборными бетон­ными плитами, монолитным бетоном, асфальтобетоном, грунтом, обработанным вяжущими материалами. Тип укрепления канав (кюветов) принимают в зависимости от скорости течения воды в них.

Для защиты земляного полотна от воздействия грун­товых вод служат специальные устройства. К ним относятся водонепроницаемые и капилляропрерывающие прослойки, которые применяют в случаях не­достаточного возвышения низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод (рис. 7.2).

Рис. 7.2 Схема устройства капилляропрерывающей прослойки:

а - из минеральных материалов; б - из нетканых синтетических материалов (НСМ);

1 - дорожная одежда; 2 - грунт земляного полотна; 3 - капилляропрерывающая прослойка

Водонепроницаемые прослойки (рис 7.2) устраивают на всю ширину земляного полотна с попе­речным уклоном 30% о в сторону бровок, а при большой ширине земляного полотна и водонепроницаемых одеж­дах допускается применение замкнутых прослоек (толь­ко на ширину проезжей части). Прослойки закладывают на 20 см выше возможного наивысшего уровня грунто­вых вод. При насыпях высотой более 1 м в южных райо­нах и в III дорожно-климатической зоне прослойки рас­полагают на глубине 0,6—0,8 м, в северных районах и во II зоне — на глубине 0,8—1,0 м, считая ее от бровки.

Прослойки устраивают из местных супесчаных или пес­чаных грунтов, обработанных органическими вяжущими материалами, толщиной слоя до 4 см, из синтетической
пленки, гидроизола, рубероида, асфальтобетонной смеси. Капилляропрерывающие прослойки создают преграду для подъема капиллярной воды.

Их устраивают из гравия, щебня, гравелистого песка на всю ширину земляного полотна с поперечным уклоном 30% о в сторону бровок, толщиной в среднем 15—20 см и глубиной заложения в зависимости от дорожно-климатической зоны. В настоящее время находят широкое применение капилляропрерывающие слои из нетканых синтетических материалов. Снизу и сверху капилляропрерывающей прослойки располагают противозаиливающие слои толщиной 3—5 см из топочных шла­ков, чистых каменных высевок, отходов асбестовой промышленности (серпентениты), торфа с малой зольно­стью и других местных мате­риалов, обладающих требуе­мыми свойствами.

Для понижения уровня или перехвата и отвода грунтовых вод при их высо­ком залегании устраивают дренажи.

Перехватывающий (откосный) дренаж для перехвата и отвода грунтовых вод устраивают для предохранения откосов выемки от сползания при пересечении ею водоносного слоя. Конструкция дренажа (рис) включает основ­ной элемент — дренажную трубу, укладываемую на по­душку из слоя уплотненного щебня или гравия толщиной 5 см (при возможности углубления дренажа в водоупорный слой на 0,2—0,5 м) или на подушку из гравийно-щебеночной смеси, уложен­ной па слой песка толщиной 10 см или бетонную подуш­ку (при невозможности заглубления дренажа в водо­упорный слон).

Для предотвращения просачивания воды в сторону выемки вдоль внутренней стенки траншеи устраивают водонепроницаемый экран из уплотненной глины или рулонных изолирующих материалов (гидроизол, синтетическая пленка и др.) В качестве дренажных труб применяют керамические, асбоцементные, пластмассовые трубы. Вместо трубофильтров применяют и перфорированные синтетические трубы. Внутренний диаметр труб 50—300 мм, а длина зависит от их типа и массы.

Дренажные трубы засыпают одноразмерным щебнем или гравием фракций 40—70 и 5—10 мм, толщиной до 40 см. Обсыпка из этих материалов может быть заменена обертыванием труб или их стыков стеклотканью, стекловолокном или нетканым синтетическим материалом типа «дорнит». Остальную часть траншеи до уровня грун­товых вод заполняют средним или крупным песком. Для предохранения дренажа от засорения на песок уклады­вают два слоя дерна (корнями вверх) или обрабатывают грунт битумом из расчета 4—5 л/м2.

Верхнюю часть траншеи засыпать слоем уплотнен­ной глины толщиной 15 см, местным грунтом и почвен­ным слоем.

Работа перехватывающего дренажа состоит в том, что он, перехватывая воду водоносного слоя, не дает ей даль­ше продвигаться, а фильтрует ее в песке и отводит по дренажной трубе в ближайший водоем.

Для понижения уровня грунтовых вод под земляным полотном устраивают одно- или двусторонний глубо­кий (подкюветный) дренаж, кон­струкция которого аналогична конструкции откосного дренажа.Особенностью является отсутствие вертикального водонепроницаемого экрана.

 

 

Дорожные одежды

 

Дорожной одеждой называется многослойная конструкция проезжей части дороги, предназначенная для движения автомобильного транспорта и передающая нагрузку от него на земляное полотно. Дорожная одежда (рис. 8.1) состоит из дополнительного слоя основания, основания и покрытия.

Дополнительный слой основания — это нижний конструктивный слой дорожной одежды, который воспринимает нагрузки от верхнего слоя основания и передает их на грунты земляного полотна. Устраивают дополнительный слой из гравия, шлака, грунта, обработанного вяжущим материалом, и песка. Наряду с передачей нагрузок на земляное полотно дополнительный слой выполняет функции морозозащитного или дренирующего слоя, предназначенного для отвода избыточной влаги из верхних слоев земляного полотна и осушения дорожной одежды.

Основание — это несущая прочная часть дорожной одежды, устраиваемая из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущими материалами. Основание распределяет давление от проезжающего транспорта на грунт земляного полотна или нижележащие слои. Основание может состоять из одного или нескольких слоев. Так как оно не подвергается непосредственному воздействию колес автомобилей, для его устройства используют материалы несколько меньшей прочности, чем в покрытии.

Рис. 8.1 Конструктивные слои дорожной одежды:
1 — покрытие, 2 — основание, 3 — дополнительный слой основания, 4 — грунт земляного полотна

Рис. 8.2. Поперечные профили дорожных одежд:
а — корытный, б — полукорытный, в — серповидный

Покрытие — это верхний, наиболее прочный, слой дорожной одежды. Он воспринимает нагрузки непосредственно от проходящего транспорта и обеспечивает необходимые эксплуатационные качества автомобильной дороги — прочность и ровность покрытия, высокий коэффициент сцепления с шинами и сопротивление изнашиванию. Покрытие часто разделяется на слой износа и основной слой. Слой износа по мере истирания периодически возобновляют.

Поперечные профили дорожной одежды (рис.8.2) могут быть корытными, полукорытными и серповидными. Наиболее распространен корытный.

Дорожные покрытия делятся на следующие четыре основных типа: – усовершенствованные капитальные — цементобетонные, асфальтобетонные, мостовые из брусчатки и мозаики на каменном или бетонном основании; – усовершенствованные облегченные — из щебеночных и гравийных материалов, обработанных битумами или дегтями; – из холодного асфальтобетона; – из грунта, обработанного в установке вязкими битумами; – переходные —щебеночные; – гравийные; шлаковые; – грунтовые, обработанные битумами или дегтями; – булыжные мостовые; -низшие — грунтовые, укрепленные различными местными материалами.

Типовые конструкции дорожных одежд приведены на рис. 8.3.

Дорожные одежды с цементобетонным покрытием наиболее часто устраивают на дорогах I, II и III категорий. Они включают в себя следующие конструктивные слои (рис. 8.3, а): монолитное цементобетонное покрытие; выравнивающий слой из необработанного песка или песка, улучшенного битумом (при профилировании оснований из укрепленных грунтов выравнивающий слой не делают); основание из щебня, гравия или грунта, обработанного цементом или битумом; морозозащитный и дренирующий дополнительный слой основания.

 

Рис. 8.3 Конструкции дорожных одежд с различными типами покрытий:
а — цементобетонное покрытие, б — асфальтобетонное покрытие на щебеночном основании, в — асфальтобетонное покрытие на бетонном основании, г — асфальтобетонное покрытие на грунте, укрепленном цементом, д — щебеночное покрытие с верхним слоем, обработанным методом пропитки, е — гравийное покрытие, обработанное битумом методом смешения на дороге, ж — гравийное покрытие на дороге низшей категории; 1 — цементный бетон, 2 — выравнивающий слой из песка, обработанного битумом, 3 — слой щебня, гравия или грунта, обработанного вяжущим материалом, 4 — морозозащитный слой из песка, 5 — мелкозернистый асфальтобетон, б — слой щебня, 7 — крупнозернистый асфальтобетон, 8 — грунт, укрепленный цементом, 9 — щебень, обработанный пропиткой, 10 — гравий, обработанный битумом, 11 — гравий

Цементобетонное покрытие дорог может быть армированным или неармированным, однослойным (при укладке бетонной смеси в один слой) или двухслойным (при укладке бетонной смеси в два слоя). Двухслойные бетонные покрытия позволяют использовать в бетоне для нижнего слоя менее прочные каменные материалы. Толщина верхнего слоя бетона в двухслойных покрытиях принимается не менее 6 см.

Толщина бетонных покрытий, устраиваемых на щебеночном, гравийном или укрепленном грунтовом основании для автомобильных дорог I категории, должна быть 22 см, II категории 20 см, III категории 18 см. Основания из песка допускается применять только на дорогах III категории и на отдельных участках с пониженной интенсивностью движения дорог II категории. Толщина бетонных покрытий в этом случае должна быть соответственно 22 и 20 см.

Для уменьшения напряжений в бетоне и предохранения цементобетонного покрытия от образования трещин, возникающих при изменении температуры окружающего воздуха, устраивают продольные швы и поперечные швы расширения и сжатия (рис. 8.4).

Продольный шов нарезают при ширине покрытия более 4,5 м, что исключает образование в покрытии продольных трещин.

Поперечные швы расширения обеспечивают продольную устойчивость покрытия при нагреве летом. Их устраивают в зависимости от температуры окружающей среды при укладке смеси примерно через 24—60 м на всю толщину плиты. При использовании безрельсовой технологии строительства покрытия швы расширения устраивают в конце каждой рабочей смены и при перебоях в подаче смеси более чем 20—30 мин.

Рис. 8.4. Схема расположения швов в цементобетонном покрытии:
1 — шов расширения, 2— шов сжатия, 3 — продольный шов, 4 — штыри

Поперечные швы сжатия 2 обеспечивают возможность сокращения плит при понижении температуры. Ширина шва 0,6—1 см. Их нарезают на глубину не менее 0,25 толщины покрытия и располагают на расстоянии 5—8 м один от другого. Для совместной работы плит и сохранения их взаимного положения в швы вводят стальные стержни — штыри 4, которые препятствуют смещению плит. Штыри вводят перпендикулярно поперечному шву на глубину, равную половине толщины покрытия. Для свободного перемещения одних плит относительно других в горизонтальном направлении при температурном перепаде половину штыря обмазывают битумом, чтобы исключить схватывание этой части штыря с бетоном соседней плиты. При устройстве цементобетонных покрытий на укрепленных основаниях допускается не укладывать штыри в поперечные швы. Швы заполняют водонепроницаемым материалом.

Цементобетонные покрытия устраивают с помощью комплекта машин для строительства цементобетонных дорожных покрытий.

Асфальтобетонные покрытия устраивают на дорогах категорий I—III из асфальтобетонных смесей, уложенных на прочное жесткое основание и тщательно уплотненных. Асфальтобетонные покрытия могут быть одно- и двухслойными на щебеночных, бетонных и укрепленных грунтовых (см. рис. 8.3, г) основаниях. Работы по устройству асфальтобетонных покрытий полностью механизированы.

Усовершенствованные черные щебеночные и гравийные покрытия (см. рис. 8.3, д, е, ж) устраивают с помощью пропитки или смешивания в специальных установках. Пропитка — это введение разогретых вязких битумов или эмульсий в покрытие путем розлива автогудронаторами по 0,8—1 л на 1 м2 недоукатанного слоя щебня. После этого поверхность покрытия засыпают мелким щебнем и уплотняют катками. При использовании передвижной смесительной установки гравий или щебень собирают в продольный валик автогрейдером и подают ковшовым элеваторным погрузчиком в установку. Смешанный в установке с битумом минеральный материал распределяют по основанию, планируют автогрейдером и уплотняют катками.

Основания дорожных одежд выполняют из щебня, гравия, шлака или из грунтов, укрепленных вяжущими материалами. В отдельных случаях щебеночные и гравийные основания пропитывают битумом или дегтем.

 

 

Искусственные сооружения

 

Искусственные сооружения – это собирательное название сооружений, возводимых в местах пересечения железной дорогой рек, ручьев, потоков дождевой и талой воды, других железнодорожных линий, трамвайных путей и автомобильных дорог, горных хребтов, глубоких ущелий и городских территорий. Также искусственные сооружения обеспечивают:

1. безопасный переход людей над или под железнодорожными путями;
2. устойчивость крутых и деформирующихся откосов;
3. регулирование водных потоков с целью предохранения железнодорожных путей от переувла<