Дорожные покрытия
Усовершенствованные капитальные: цементобетонные, асфальтобетонные; из прочных щебеночных материалов, обработанных в смесителях вязкими битумами или дегтями; мостовые из брусчатки и мозаики на каменном или бетонном основании.
Усовершенствованные облегченные: из щебеночных и гравийных материалов, обработанных органическими вяжущими, из холодного асфальтобетона, из грунта, обработанного в установке вязкими битумами.
Переходные: Из щебеночных естественных каменных материалов и шлаков и гравийные; из грунтов и местных слабых минеральных материалов, обработанных жидкими органическими вяжущими.
Низшие – грунтовые, укрепленные различными местными материалами.
Для каждой категории дороги принимают определенные типы покрытия:
Дороги V категории с интенсивностью движения менее пятидесяти автомашин в сутки допускается устраивать без одежды. Следует, однако, учитывать, что дороги с покрытиями низшего типа в большинстве случаев ограничивают проезд автомобилей весной, осенью и в период интенсивных дождей.
Для стока поверхностных вод проезжей части и обочинам дороги, проложенным по гребню плотины, придают двухскатный поперечный уклон. Уклоны проезжей части должны быть 1,5-4%, причем меньшее значение для цементобетонных покрытий, а большее – для мостовых. Уклоны обочин на 10-20% больше уклонов проезжей части.
Рис. 31 Поперечные профили дорожной одежды: а – серповидная; б – корытная; в – полукорытная.
Одежда в покрытиях гребня плотины бывает серповидного, корытного и смешанного (полусерповидного) профиля (рис. 31). В серповидном и полусерповидном вариантах одежду укладывают по всей ширине гребня плотины, а в корытном – только в пределах проезжей части. Основание в одеждах наряду с передачей нагрузок на грунт тела плотины выполняет также роль выравнивающего, морозозащитного и дренирующего слоя. Материалом для основания служит крупный песок или гравий, имеющие большой коэффициент фильтрации.
Воду из дренирующего слоя корытного и полукорытного профиля отводят через дренажные воронки на откосы.
Воронки располагают по обеим сторонам корыта в шахматном порядке, на расстоянии 4-6 м друг от друга. Сверху воронки покрывают дерном (травой вниз) для защиты от засорения дренирующего материала. В выходной части воронок на низком откосе укладывают обратный фильтр, предупреждающий суффозионный вынос частиц грунта. В верхнем бьефе концевая часть воронки примыкает к обратному фильтру откосного покрытия.
Вдоль гребня плотины с обеих сторон устанавливают столбы или тумбы или другие ограждающие устройства из дерева, железобетона, камня и в исключительных случаях металла.
Пример оформления гребня плотины дорожным покрытием булыжной мостовой с ограждающими деревянными столбами приведен на рисунке 32.
Рис. 32. Булыжная мостовая по гребню плотины: 1 – одиночная мостовая; 2 – слой крупного песка =25 см; 3 – обратный фильтр из щебня; 4 – дренажные воронки
Для других типов покрытий гребень плотины выполняется так же, только для серповидного профиля не делают корыто.
У плотин высотой до 10 м при отсутствии дороги гребень можно покрывать дерном или другим местным материалом. Если плотина сложена из глинистых грунтов, гребень следует защитить слоем из песчаного или гравийного грунта. Толщину защитного слоя, включая толщину покрытия, назначают в зависимости от глубины промерзания.
Устройство грунтовой дороги
Перед тем как строить новую дорогу, нам нужно проложить для неё оптимальный маршрут. В большинстве случаев потребуется получить разрешение на её строительство у местных властей. Подробно на этой теме мы останавливаться не станем и будем считать, что у нас оно уже есть. Маршрут нужно прокладывать максимально прямым, избегая высоких холмов и влажных низин. Такой подход позволит сэкономить на строительстве дороги немалые средства.
Теперь нам нужно определиться с шириной будущей дороги. В большинстве случаев, грунтовую просёлочную дорогу строят однополосной, для проезда только в одну сторону. Для разъезда транспортных средств устраиваются небольшие площадки на расстоянии 100 — 200 метров между ними. Ширина насыпи такой дороги обычно от 3 до 4 метров
Здесь важно учитывать следующий момент — чем шире дорога, тем стабильнее дорожное полотно. Ширина придорожной канавы обычно не превышает одного метра. Между канавой и насыпью необходимо наличие обочины шириной не менее метра
Между канавой и насыпью необходимо наличие обочины шириной не менее метра.
По проложенному маршруту будущей дороги необходимо сделать выемку плодородного грунта, то есть сформировать основу под насыпь и очистить место под будущие придорожные канавы. Если мы строим дорогу с шириной дорожного полотна 3.5 метра, то плодородный слой почвы нужно снимать полосой минимум 7.5 м. А лучше все 8 метров. Всю собранную плодородную почву следует переместить в свой сад-огород. Для этой работы понадобятся экскаватор с широким ковшом и самосвал.
Необходимо продумать схему отвода воды из придорожных канав и предусмотреть для них необходимые уклоны. Если вода будет длительное время застаиваться в кювете, это будет способствовать водной эрозии дорожного полотна. В случае необходимости, можно отвести воду из таких мест путём прокладки трубы даже под дорожной насыпью в другую кювету. Обычно это необходимо когда значительный участок дороги проходит по косогору. В этом случае устраивается только одна канава, со стороны холма. Длина трубы должна быть от канавы до канавы. В нашем случае, это не менее 6 метров.
Теперь основу для дороги следует выровнять и сформировать. Сформировать нужно таким образом, чтобы у основания дороги были две наклонные плоскости. Это позволит влаге не задерживаться в дорожном «слоёном пироге» и уходить в придорожные кюветы. Для этой работы идеально подходит нож дорожного грейдера. С помощью грейдера также можно сформировать и придорожные кюветы, переместив вынутый из кювет грунт в основу будущей дороги.
На подготовленное основание расстилается рулонный геотекстиль большой плотности (100 — 250 г/м2) Чем выше плотность, тем долговечнее работа материала и тем выше способность дорожного полотна сопротивляться нагрузкам. Делать выбор следует исходя из предполагаемой интенсивности эксплуатации дороги. В моём случае будет достаточно 100 г/м2, так как я намерен дополнительно применить объёмную георешётку.
Возможны два бюджетных варианта:
- На основу укладывается плотный геотекстиль (200 — 250 г/м2). Насыпается песчаная подушка слоем в 150 — 250 мм и хорошо уплотняется, например виброплитой. Затем насыпается гравий или щебень слоем 150 — 200 мм и тоже тщательно утрамбовывается. При этом нужно не забывать о формирования наклона полотна на обе стороны для стекания осадков. Поверх можно уложить защитный финишный слой на основе суглинка.
- На основу укладывается геотекстиль плотностью 100 — 150 г/м2. Песок в этом случае не используем. Поверх геотекстиля размещается объёмная георешётка с высотой ребра в 100 мм. Георешётка засыпается гравием или щебнем и уплотняется. Можно использовать любой твёрдый измельчённый материал. Заполненная георешётка покрывается ещё одним слоем гравия или песчано-гравийной смеси, толщина которого должна быть не менее 100 мм после утрамбовки. Также не забываем о формировании наклонных плоскостей.
Эти два варианта устройства грунтовых дорог можно удешевить использованием недорогих доступных дренирующих материалов. Иногда вполне достаточно песчано-гравийной засыпки. Также в основание дороги или в дренирующий слой можно заложить битый кирпич, шлак, измельчённый в дробилках бетон и другие строительные и промышленные отходы, не загрязняющие окружающую среду.
Общие сведения об автодорогах
Категории:
- Е – автодороги европейского направления.
- М – федеральные трассы.
- Р – дороги между административными центрами.
- А – дороги, ведущие к транспортным узлам: аэропорт, речпорт, морской порт и т.п.
- К – дороги в регионах.
- Н – остальные дороги.
Так же дорогие делят еще на классы:
- Скоростные дороги (магистраль, автострада и т.п.) – ширина подобной дороги должны быть не менее 15 м. Так же обязательно должна присутствовать разделительная полоса. Более двух полос в одну сторону. Такие дороги предусмотрены для большого потока машин. Подобные дороги должны быть покрыты качественным бетоном. По дорогам подобного типа разрешено движение более 120 км/ч. Статистика показывает, что более 7 000 автомобилей проходит в течение 24 часов по таким трасам.
- Дороги с асфальтом – чаще всего это дороги, которые соединяют административные центры. Ширина дороги в этом случае должна быть более 7,5 м. За сутки поток машин достигает отметки в 3-3,5 тыс. автомобилей. Допустимая скорость до 120 км/ч.
- Автодороги с меньшей пропускной способностью – обычно проезжает менее 3 000 авто. Ширина таких дорог по стандартам 3,5 -7 м. В качестве покрытия может быть асфальт, но иногда допускается просто булыжное покрытие. Скоростной режим на таких дорогах достигает отметки 100 км/ч, а транспорт более 6 тон не имеет возможности проехать. Эта категория имеет покрытие более низкого качества. Именно поэтому движение затруднённое, особенно осенью и весной. Скорость не должна превышать 80 км/ч, а за сутки проезжают только 1000 машин. Грузовики не допускаются к проезду по этой дороге, так как могут нанести, серьезны повреждения покрытию.
- Проселочная дорога – в большинстве случаев эта дорога вообще без покрытия.
- Лесная дорога – из названия ясно, что это дороги, которые пролегают в лесу. Эти дороги чаще всего используют, что бы отслеживать состояние леса, по ним движутся егеря, лесовозы и т.п. Так же по этим дорогам движутся пожарные в случае лесного возгорания.
К сожалению не все дороги в России могут похвастаться хорошим качеством. А ведь именно от этого зависят грузо и пассажирские перевозки. Некачественная дорога можем привести к авариям, поломке транспортного средства, увеличению расхода топлива и т.п.
В зависимости от покрытия дороги делят на:
— мостовые,
- — дороги из цемента и бетона,
- — гравийные,
- — грунтовые,
- — дегтебетонные,
- — дороги из асфальта и бетона,
- — покрытие веществами с органическими материалами.
Верхние слои асфальтобетона
Дорожная одежда включает в себя несколько слоев асфальтобетона различной плотности. В первую очередь укладывается более пористая асфальтовая смесь, а затем менее пористая и более прочная, рассчитанная на сопротивляемость износу, а также повышению шероховатости покрытия для обеспечения сцепления автомобильных колес с дорогой.
Также плотный верхний слой асфальта препятствует попаданию влаги во внутренние слои дорожного полотна, что повышает срок службы сооружения. Если вода попадет во внутренние слои покрытия, при ее замерзании будет происходить расширение, которое способно разрушить покрытие изнутри. Это особенно актуально для нашей страны, так как в течение года неоднократно происходят перепады температур от плюсовых к минусовым, и обратно.
Основные разновидности асфальтобетона по составу:
- Песчаный;
- Гравийный;
- Щебеночно-мастичный.
Песчаный асфальт
обладает наиболее низкими из данного списка эксплуатационными характеристиками, поэтому подходит для устройства только тех типов покрытия, на которые не будет оказываться серьезного внешнего воздействия. Это могут быть пешеходные зоны или какие-то частные территории.
Гравийный асфальт
имеет более высокие физико-механические характеристики, и может использоваться для устройства покрытия автомобильных дорог высоких категорий. Однако в настоящее время данная разновидность асфальтобетона практически полностью вытеснена щебеночно-мастичными смесями.
Щебеночно-мастичный асфальт (ЩМА)
является лидером данного списка по своим эксплуатационным характеристикам. Может использоваться, в том числе, для дорог I категории с повышенной транспортной нагрузкой. Твердые горные породы в составе ЩМА формируют прочный каркас покрытия, а добавление специальных целлюлозных волокон предотвращает растекание битумного вяжущего.
Обратите внимание
. Цена укладки асфальта будет отличаться в зависимости от материала, так как более прочный асфальтобетон стоит дороже. Однако за счет высоких физико-механических характеристик и длительного срока службы использование высококачественного асфальта более чем оправданно.
Основные разновидности асфальтобетона по технологии укладки:
- Горячий;
- Холодный;
- Литой.
| Материал | Описание |
| Горячий асфальт | Горячий асфальт обладает высокими эксплуатационными характеристиками, поэтому дорожная одежда с использованием данного асфальтобетона может использоваться для строительства дорог любых категорий. При укладке смесь необходимо разогреть до 110-130°C, а температура воздуха должна быть не менее +5°C. |
| Холодный асфальт | Холодный асфальт имеет более низкие физико-механические характеристики, поэтому не подходит для устройства покрытия на загруженных автомобильных дорогах. Однако преимущество холодного асфальта в другом – набор прочности происходит за счет испарения углеводородных соединений. Благодаря этому данный материал не нужно разогревать перед укладкой, а работы могут проводиться даже в холодные сезоны. Чаще всего холодные смеси используются для ямочного ремонта, что особенно актуально, когда привести покрытие в норму нужно в кратчайшие сроки. |
| Литой асфальт | Литой асфальт можно отнести к горячим смесям, так как перед укладкой его разогревают до 190-250°C. Как и горячий, литой асфальтобетон обладает высокими эксплуатационными характеристиками, и может укладывать при температуре воздуха от +5°C. Основной особенностью литых смесей является отсутствие необходимости в уплотнении после укладки. Данный материал имеет жидкую консистенцию, а набор прочности в процессе остывания обеспечивает остаточную пористость в пределах 2%. Может использоваться для дорог любой категории. |
Типы дорожных покрытий
Существует два типа дорожных покрытий, основанных на конструктивных соображениях: гибкие и жесткие. Различие между гибкими и жесткими покрытиями основано на способе распределения нагрузки на основание.
Прежде чем проводить различие между гибкими и жесткими дорожными покрытиями, лучше сначала узнать о них. Ниже представлены подробные сведения о них:
Гибкие дорожные покрытия
Гибкое дорожное покрытие можно определить как покрытие, состоящее из смеси асфальтобетонного или битумного материала и заполнителей, уложенных слоями на основание из уплотненного гранулированного материала соответствующего качества. Примерами гибких дорожных покрытий являются водосвязанные щебеночные дороги и дороги на стабилизированной почве с асфальтобетонным покрытием или без него.
Сайт проектирование гибких дорожных покрытий основана на принципе, что для нагрузки любой величины интенсивность нагрузки уменьшается по мере того, как нагрузка передается вниз от поверхности в силу распространения на все большей площади, путем ее переноса достаточно глубоко в грунт через последовательные слои гранулированного материала.
Поперечное сечение гибкого дорожного покрытия
Таким образом, для гибких дорожных покрытий может применяться градация по качеству используемых материалов, материалы с высокой степенью прочности используются на поверхности или вблизи нее. Таким образом, прочность грунтового основания в первую очередь влияет на толщину гибкого дорожного покрытия.
Жесткие дорожные покрытия
Жесткое дорожное покрытие строится из цементобетонных или железобетонных плит. Дороги из цементобетона относятся к категории полужестких покрытий.
Проектирование жестких дорожных покрытий основано на обеспечении конструктивной цементобетонной плиты достаточной прочности, чтобы противостоять нагрузкам от движения транспорта. Жесткое дорожное покрытие обладает жесткостью и высоким модулем упругости для распределения нагрузки на относительно большую площадь грунта.
Поперечное сечение жесткой дорожной одежды
Незначительные колебания прочности грунта основания не оказывают существенного влияния на конструктивную способность жесткого дорожного покрытия. При проектировании жесткого покрытия основным фактором является прочность бетона на изгиб, а не прочность грунта основания. Благодаря этому свойству дорожного покрытия, когда грунт прогибается под жестким покрытием, бетонная плита способна преодолеть локальные провалы и зоны недостаточной поддержки со стороны грунта из-за действия плиты.
Износ поверхности
асфальт
Поскольку системы дорожного покрытия в основном выходят из строя из-за усталости (аналогично металлам ), повреждение покрытия увеличивается с четвертой степенью нагрузки на ось транспортных средств, движущихся по нему. Согласно тесту AASHO Road Test, тяжелонагруженные грузовики могут нанести более чем в 10 000 раз больше повреждений, чем обычный легковой автомобиль. По этой причине ставки налога для грузовиков выше, чем для легковых автомобилей, в большинстве стран, хотя они не взимаются пропорционально нанесенному ущербу. Считается, что легковые автомобили практически не влияют на срок службы дорожного покрытия с точки зрения усталости материалов.
Другие режимы отказа включают старение и истирание поверхности. С годами связующее в битумном слое износа становится более жестким и менее гибким. Когда он станет достаточно «старым», поверхность начнет терять агрегаты, и глубина макротекстуры резко возрастет. Если на участке износа быстро не провести техническое обслуживание, образуются выбоины. Цикл замораживание-оттаивание в холодном климате резко ускоряет износ дорожного покрытия, как только вода может проникнуть на поверхность. Наночастицы глины и коллоидального диоксида кремния потенциально могут быть использованы в качестве эффективных УФ-антистареющих покрытий в асфальтовом покрытии.
. Если дорога все еще является прочной структурой, можно использовать битумную обработку поверхности, такую как чипсил или поверхностное покрытие. продлить жизнь дороги при невысокой стоимости. В регионах с холодным климатом разрешается использовать шипованные шины на легковых автомобилях. В Швеции и Финляндии на шипованные шины легковых автомобилей приходится очень большая доля дорожного покрытия колейности.
Физические свойства участка дорожного покрытия можно проверить с помощью дефлектометра падающего груза.
. был разработан для определения толщины и состава дорожного покрытия, необходимых для выдерживания прогнозируемых транспортных нагрузок в течение заданного периода времени. Методы проектирования дорожного покрытия постоянно развиваются. Среди них метод проектирования покрытия и Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO) 1993/98 «Руководство по проектированию конструкций дорожного покрытия». В рамках процесса NCHRP было разработано механистико-эмпирическое руководство по проектированию, в результате чего было разработано Механистическое эмпирическое руководство по проектированию дорожных покрытий (MEPDG), которое было принято AASHTO в 2008 году, хотя реализация MEPDG государственными департаментами транспорта была медленной.
Дальнейшие исследования тротуаров, проведенные Университетским колледжем Лондона, привели к разработке внутреннего искусственного покрытия площадью 80 кв. М в исследовательском центре Лаборатория пешеходной доступности и среды передвижения (PAMELA). Он используется для моделирования повседневных сценариев от разных пользователей дорожного покрытия до различных условий покрытия. Рядом с Обернским университетом, NCAT Pavement Test Track, также существует исследовательский центр, который используется для испытания экспериментальных асфальтовых покрытий на прочность.
Помимо затрат на ремонт, состояние дорожного покрытия имеет экономические последствия для участников дорожного движения. Сопротивление качению увеличивается на неровном асфальте, как и износ компонентов транспортного средства. Было подсчитано, что плохое дорожное покрытие обходится среднему водителю в США в 324 доллара в год на ремонт автомобиля, или в общей сложности 67 миллиардов долларов. Кроме того, было подсчитано, что небольшие улучшения состояния дорожного покрытия могут снизить расход топлива на 1,8-4,7%.
Дорожное покрытие – асфальт или цементобетон?
Подготовленное основание дороги обычно проливают битумной смесью. Завершающий этап – укладка финишного покрытия. Его толщина и характеристики зависят от нагрузки на дорогу. Чем качественнее покрытие, тем дольше будет служить проезжая часть.
Чаще всего для финишного покрытия используют асфальт, для дорог с интенсивной эксплуатацией и высокой нагрузкой выбирают цементобетон.
Асфальт
Технология укладки асфальтобетонного покрытия давно и хорошо отработана. Существует несколько видов асфальта:
- холодный – для ямочного ремонта;
- горячий – для капитального ремонта и строительства дорог;
- литой – обладает повышенной текучестью, сам распределяется по поверхности и не требует укладки;
- цветной – с включением красящего пигмента, применяют для велодорожек и других покрытий специализированного назначения;
- резиновый – с добавками из резины, что повышает его долговечность и стоимость;
- пластиковый – содержит до 20 процентов добавок из пластика, что значительно снижает его цену.
Основные составляющие асфальтобетонной смеси: битум, песок, щебень (или гравий), минеральный порошок. Их соотношение и фракции подбираются в зависимости от типа дороги и интенсивности ее эксплуатации.
Цементобетон
Этот материал давно используют в дорожном строительстве на Западе, и показал он себя настолько хорошо, что начинает все активнее применяться для устройства автомагистралей и в нашей стране.
У цементобетонных дорог есть недостаток – они дороже асфальтовых. Но зато намного долговечнее, меньше подвержены разрушению, хорошо переносят повышенные температуры, устойчивы к истиранию и действию химических веществ. К тому же первого ремонта такая дорога потребует не раньше чем через 10 лет – а это значительное преимущество.
Технология строительства цементобетонной дороги тоже хорошо отработана. Смесь для укладки делают из дорожного цемента и заливают в опалубку, установленную на подготовленном основании. Для большей прочности в толщу цементобетона закладывается армирующая сетка. Одно из обязательных условий – нарезка продольных и поперечных температурных швов, которые позволят материалу дороги реагировать на температурные воздействия, не разрушаясь.
Конечно, цементобетон не вытеснит асфальт с наших дорог. Каждый материал будет использоваться в соответствии с его особенностями и требованиями к дорожному полотну. Главное и в том и в другом случае – соблюдать технологии строительства дороги и использовать качественные материалы.
Как распределяется прочность слоев
| Область дорожной одежды | Краткое описание |
| Верхние конструктивные слои | Имеют более высокую прочность и твердость. Рассчитаны для сопротивления механическому износу, деформации и растяжению. |
| Нижние конструктивные слои | Имеют более низкую прочность и твердость. Рассчитаны для сопротивления на сжатие и сдвиги. |
Другими словами, чем дальше от поверхности, тем ниже прочность и твердость материалов, так как на разную глубину приходится нагрузка разного характера
. Именно благодаря такому формату укладки дорожная одежда имеет высокие и сбалансированные физико-механические характеристики.
Какие конструктивные слои имеет дорожная одежда
Дорожная одежда практически для любого объекта состоит из следующих групп слоев:
- Поверхностный слой износа;
- Верхний слой;
- Основание;
- Земляное полотно.
Если детальнее, то типовая конструкция дорожного полотна выглядит следующим образом:
- Несколько слоев различного асфальтобетона;
- Щебеночный слой из щебня разных фракций;
- Геосетка или георешетка;
- Песчаный слой;
- Геотекстиль;
- Земляное полотно.
Также при строительстве некоторых типов автодорог между слоями асфальтобетона может быть уложена дополнительная геосетка, чтобы повысить эксплуатационные характеристики асфальтобетонного покрытия.
Кроме того, между слоями асфальта и щебня, а также между соседствующими слоями асфальтобетона осуществляется проливка битумными эмульсиями, что повышает адгезию. Битум нельзя назвать отдельным конструктивным слоем, однако ни одна дорожная одежда без него не обходится.
Эксплуатация и уход за покрытием
Что бы покрытие было прочным, необходимо вовремя убирать неровности, снег, грязь и т.п.
Важно сооружать стоки для воды, особенно они нужны в период с весны до конца осени. Благодаря нагрузкам от колес, на поверхности часто появляются волны, и даже сдвиги
Летом необходимо убирать пыль на дорогах, так как она мешает водителям и помогает машине быстрее ломаться.
Для обеспыливания, рекомендуют покрывать полотно дороги специальными растворами. Перед нанесением обязательно выровнять дорогу. Количество раствора можно рассчитать из расчета 1 л на 1 кв.м. Обеспыливания хватит в среднем на 3 месяца.
Зимой важно очищать дорогу от снега и гололеда. С помощью бульдозеров, грейдеров и снегоочистителей убирают основную массу снега
С обледенением борются, применяя песок, золу, шлак и гравий. Так же могут применяться химические вещества, под действием которых лед начинает таять.
Работы по ремонту дорог могут быть такими, как устранение трещин и выбоин, удаление просадки, профилирование, ремонт земляной поверхности, сюда же относится и очистка от загрязнений.
Необходимо проводить ремонт один – два раза в год. Это может быть: обработка поверхности асфальта, щебня или гравия; замена испорченной плиты и т.п.
Мы рассмотрели различные варианты покрытий, а так же их особенности. Необходимо не только правильно уложить полотно, но и вовремя проводить профилактику. При таких условиях, можно рассчитывать, что дорожное покрытие прослужит достаточно большой период времени.
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Олег Сомов/ автор статьи
