Лекции атодороги ГСХ. Курс лекций по дисциплине Проектирование, строительство и эксплуатация городских дорог, мостов и гидротехнических сооружений для студентов специальности 270105 Городское строительство и хозяйство
 Скачать 4.25 Mb.
|
Сооружение земляного полотна на слабых основанияхК слабым относятся основания, в которых в пределах активной зоны имеются слои слабых грунтов мощностью не менее 0,5 м. Мощность активной зоны принимается ориентировочно равной ширине насыпи понизу. В случае если слои слабых грунтов располагаются на глубинах, больших ширины насыпи понизу, а также при насыпях более 12 м высотой, мощность активной зоны устанавливается расчётом. К слабым относятся также связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки которых более 50 мм/м при нагрузке 0,25 МПа (модуль деформации ниже 5,0 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам относят торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции свыше 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков. Частным, но весьма распространённым видом слабых оснований являются болота. Различают 3 типа болот: 1 тип - заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта; 2 тип - содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения земляного полотна насыпей до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности её возведения; 3 тип - содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой до 3 м выдавливается независимо от интенсивности её возведения. Земляное полотно на болотах проектируют в зависимости от глубины болота, свойств торфа (плотность, влажность, степень разложения), а также с учетом категории дороги. Для предохранения дорожных покрытий усовершенствованных типов от деформации при осадке торфа дороги на болотах глубиной до 2 м с плотным торфом устраивают в насыпи, опущенной на твердое минеральное дно болота. Дороги более низких категорий при таких условиях проектируют в насыпи, частично погруженной в торф. В зависимости от плотности торфа откосы земляного полотна ниже поверхности болота могут иметь различную крутизну, от 1:0 (отвесные) до 1:0,5 (обратные). Для отвода воды от земляного полотна вдоль насыпи на расстоянии от нее не менее 2 м устраивают боковые канавы. Уплотнение торфа может быть значительно ускорено, если в слое торфа устроить вертикальные песчаные дрены, по которым по мере осадки насыпи вода поднимается и растекается по дренирующему песчаному слою, расположенному в основании насыпи. При пересечении болот с жидким торфом, который отжимается в сторону при отсыпке грунта, насыпи опускают непосредственно на минеральное дно. Для дорог с малоинтенсивным движением в этих случаях иногда практикуют устройство боковых песчаных призм, поддерживающих земляное полотно. В целях снижения стоимости строительства дороги, пересекающие болота, иногда укладывают непосредственно на поверхности торфяного слоя; для распределения веса дорожной конструкции и транспорта на большую площадь дорожное полотно устраивают на бревенчатых жердевых настилах.Иногда для этой цели используют хворостяную выкладку из фашин. Земляное полотно в районах засоленных грунтов При производстве земляных работ на засоленных грунтах необходимо учитывать степень их засоления в соответствии со СНиП 2.05.02-85 (табл. 9.5) и выполнять эти работы по возможности в сроки, когда влажность наиболее близка к оптимальной. Рационально выполнять земляные работы на солончаках с высоким уровнем грунтовых вод: в песчаных грунтах - весной, в начале лета, в связных грунтах - в летний и осенний период (начало дождей). Слабозасоленные и среднезасоленные грунты используются для устройства земляного полотна без особых ограничений. Участки с сильнозасоленными и весьма засоленными грунтами следует обходить, что во многих случаях возможно, так как такие грунты залегают на отдельных замкнутых площадях. При невозможности обхода устройство земляного полотна на участках с сильнозасоленными грунтами требует специальных мероприятий по обеспечению его устойчивости и предохранению верхней части полотна от дальнейшего проникания грунтовой воды и последующего засоления. Основным мероприятием является необходимое возвышение бровки земляного полотна над уровнем грунтовых вод. Могут устраиваться также капиллярные прерыватели толщиной 15—20 смиз слоя гравия или других крупнозернистых материалов. При избыточнозасоленных грунтах полотно возводится из привозных песчаных и супесчаных грунтов или в крайнем случае из слабозасоленных грунтов. На солончаках при высоком уровне грунтовых вод и затрудненном поверхностном стоке проектируют безрезервный профиль; насыпь возводят из привозного грунта или из верхнего слоя земли толщиной 20—30 см,выбираемой широкими полосами с каждой стороны полотна. На солончаках и солонцах при необеспеченном отводе воды из резерва, между подошвой насыпи и резервом устраивают берму шириной 1,5—2,0 м.Более широкие бермы (3,0—4,0 м)устраивают в случае проложения коллектора осушительной сети вдоль дороги, причем грунт из коллектора используется для устройства насыпи. При загипсованных грунтах, отличающихся хорошей несущей способностью, земляное полотно устраивают непосредственно на этих грунтах, в виде невысоких насыпей или даже в нулевых отметках. При равнинном микрорельефе, наличии бессточных котловин, близком стоянии грунтовых вод и засоленности почв земляное полотно проектируют в насыпи с возвышением низа дорожной одежды над максимальным уровнем грунтовых вод до 2,0 м и прилегающими неглубокими резервами (до 0,5 м),служащими своеобразными испарительными бассейнами. При неблагоприятном гидрологическом режиме местности и хорошо развитой мелиоративной системе проектируется коллекторный поперечный профиль дороги, способствующий понижению уровня грунтовых вод с отводом их в магистральный водосброс. Существенные трудности при сооружении земляного полотна и опор мостов создает наличие просадочных грунтов, что требует специальной организации работ с тщательным увлажнением и уплотнением укладываемой земли. Сооружение земляного полотна в песчаных пустынях В заросших песках условия строительства и эксплуатации дорог гораздо легче, так как здесь нет подвижных форм рельефа и заносы при правильном ведении строительных работ могут быть совсем исключены. В этих условиях земляное полотно следует возводить, по возможности не нарушая растительного покрова. Вместо закладки боковых резервов грунт для насыпей берут из выемок или грунтовых карьеров. Лучшее время года для производства земляных работ - зима и весна, когда песок становится влажным и легко проходимым для машин. Производительность бульдозеров и скреперов в этот период становится выше. Помимо рационального выбора трассы и времени производства работ, в комплекс мероприятий, обеспечивающих независимость дороги или ее эффективную защиту от песка, входит правильный выбор конструкции земляного полотна и соблюдение особых правил при производстве земляных работ. Поперечный профиль дороги должен обеспечивать постоянный перенос песка через дорогу, без накапливания, то есть иметь обтекаемую форму с откосами насыпей и выемок не круче 1:2. Откосы и обочины необходимо укреплять для предохранения земляного полотна от выдувания песка. Придорожные полосы в местах, где образуются песчаные заносы, планируют бульдозером на ширину не менее 15 - 40 м с одной или двух сторон дороги. Большая ширина полосы (25 - 40 м) необходима в местах, где образуются крупные формы рельефа (барханы и цепи барханов); в местах, где образуются мелкие формы рельефа, ширину полосы сокращают до 15 - 20 м. Эти полосы спланированного песка при эксплуатации периодически очищают от наносов песка. За пределами спланированных полос устраивают отсечную полосу, закрепленную щитами, битумной пленкой или растительностью на ширину 25 - 150 м и более в зависимости от характера рельефа песков, степени их подвижности и условий произрастания растительности. В качестве защитного слоя на обочинах, откосах, на берме шириной 1 - 2 м от подошвы откоса, а также в основании дорожного покрытия поверх песчаной насыпи укладывают слой связного грунта (легкого суглинка или обработанного жидким битумом песка) толщиной 10 - 25 см. При уплотнении покрытия (обычно гравийного) материал благодаря прослойке связного грунта не смешивается с нижележащим песком, а на обочинах и откосах песок не выдувается. При создании незаносимого профиля дороги в условиях подвижных песков на придорожной полосе в пределах 40 - 50 м от оси с каждой стороны выравнивают резервы и кавальеры, убирают остатки материалов, так как всякие неровности могут быть местами начального накопления песка. Для планировки и надвижки песка в насыпь из боковых резервов применяют бульдозеры с боковыми щеками, а также экскаваторы-драглайны в комплексе с бульдозерами; также применяют скреперы. Во избежание выдувания песка из насыпи земляные работы в местах пересечения подвижных форм рельефа ведут небольшими участками, чтобы за смену, помимо возведения насыпи, осуществить также и укладку по песку защитного слоя в основании и на откосах насыпи, а также на законченных участках дороги установить механическую защиту из щитов. Для защиты дороги от песчаных заносов наиболее радикальной мерой является насаждение на придорожной полосе растительности, не требующей много влаги, а также обработка откосов и обочин битумными и другими вяжущими материалами (полимерными смолами). В состав дорожно-строительного отряда по возведению земляного полотна на сыпучих песках, помимо бульдозеров, для расчистки и планировки основания и надвижки песка в насыпь с планируемых придорожных полос включают тяжелый прицепной грейдер для разравнивания песка в насыпи и на придорожной полосе, поливо-моечные машины, катки на пневматических шинах для уплотнения насыпи слоями по 30 см, скреперы или прицепные тракторные тележки для подвозки связного грунта для защитного слоя, а также автогрейдеры (двигающиеся по защитному слою) для планировки грунта. Деформации земляного полотна При перенасыщении грунта земляного полотна влагой прочность всех элементов дороги значительно снижается. В результате этого может произойти разрушение дорожной одежды; крутые откосы насыпей и выемок могут сползать вниз, размываться стекающей водой. В сухие периоды года сильные ветры выдувают с поверхности откосов пылеватые и мелкопесчаные частицы. Попеременное замерзание и оттаивание разрушает грунтовые поверхности обочин и откосов, ослабляя их сопротивление размыву и выдуванию. Вода, текущая вдоль насыпи на поймах рек, может вызвать подмыв и разрушение откоса. При возведении земляного полотна иногда нарушаются условия равновесия, сложившиеся в поверхностных слоях земной коры. Так, прорезание наклонных пластов грунтов при устройстве выемок может привести к сползанию их откосов. Насыпи, возведенные на косогоре, иногда смещаются вниз по склону. При устройстве насыпей на торфяных и водонасыщенных илистых грунтах верхние слои основания могут деформироваться, выжимаясь в стороны. Часто наблюдается также осадка основания, вызываемая уплотнением таких грунтов. При проектировании земляного полотна необходимо учитывать все эти условия. В сложных случаях следует производить расчеты устойчивости земляного полотна на слабых основаниях, проверку устойчивости откосов земляного полотна и т. п. Чтобы предотвратить разрушение откосов высоких насыпей и глубоких выемок от действия атмосферных факторов, применяют укрепление откосов засевом трав, одерновкой (сплошной или клетками), вяжущими материалами (битумными эмульсиями, цементами), мощением камнем и бетонными плитками и т.п. Мощение камнем и плитками устраивают в тех местах, где возможно подтопление земляного полотна водой (у мостов, труб, струенаправляющих и защитных дамб) . Наиболее экономичным является укрепление откосов засевом трав, которые своими корнями скрепляют грунтовые частицы. Наземные стебли травы уменьшают скорость ветра и стекающей воды, защищая грунт от выдувания и размыва. Растущий травяной покров потребляет много влаги, снижая влажность грунта земляного полотна. Если грунт насыпи непригоден для произрастания трав, поверхность откоса засыпают слоем растительного грунта толщиной 10 см, предварительно устраивая вдоль откоса борозды для обеспечения устойчивости этого слоя (плакировка). Травяные смеси для посева составляют с учетом местных условий из семян злаковых и бобовых трав, характеризующихся разветвленной корневой системой и образующих плотный травяной покров. Процессы пучинообразования В России наиболее опасные деформации на дорогах могут возникнуть в результате пучинообразования. Пучины являются серьезным и довольно частым дефектом земляного полотна, возникающим в результате чрезмерного накопления влаги в верхних слоях полотна в осенне-зимний период и неравно мерного оттаивания этих слоев весной. Особенно подвержены пучинам насыпи, отсыпанные из некачественных, например, пылеватых грунтов, изобилующих глинистыми прослойками.  Рис. 45. Этапы пучинообразования В период осенних дождей верхние слои полотна насыщаются влагой, которая скапливается в пазухах между слабоводопроницаемыми прослойками, рис.45(I). Зимой эта вода замерзает, причем образовавшиеся в теле насыпи ледяные линзы увеличиваются в объеме (II); это происходит как за счет самого факта льдообразования, так и за счет капиллярного подсоса воды из нижних, более теплых слоев полотна. Весенние оттепели, перемежающиеся с заморозками, особенно ускоряют процесс образования крупных ледяных линз в теле насыпи (III). Увеличиваясь в объеме, ледяная линза приподнимает над собой вышележащий грунт и «вспучивает» на высоту 5-10 см (иногда даже до 30 см) дорожную одежду. С наступлением весны и таянием льда грунтовое основание, оказавшись переувлажненным, теряет прочность, а движение автомобилей, если оно своевременно не прекращено, выводит из строя дорожную одежду, перемешивая ее с разжиженным грунтом. Во избежание этих неприятных последствий пучинистые места должны быть ограждены, снег с поверхности полотна в целях более равномерного оттаивания полностью удален. С той же целью полезно устройство воздушных воронок на обочинах. Если эти меры не помогут предотвратить образования пучин, «заболевшее» место следует подвергнуть более радикальному «лечению», заключающемуся в вычистке и удалении недоброкачественного грунта и замене его новым, доброкачественным. Не подверженное пучинам земляное полотно может служить многие десятки лет, в особенности если приняты меры по укреплению откосов; такое укрепление осуществляется сплошной одерновкой, одерновкой в клетку (рис. 46), отмосткой и т. п.  Рис. 46. Укрепление откосов выемки одерновкой в клетку Мероприятия против образования пучин на дороге Мероприятия, направленные на устранение возможности образования пучин, можно разделить на три группы (см. схему): изменение или регулирование пучинистых свойств грунта путем замены пучинистого грунта непучинистым, введения добавок, термообработки или укрепления грунта вяжущими; регулирование водного режима земляного полотна путем обеспечения поверхностного водоотвода и исключения увлажнения грунтовыми водами; регулирование теплового режима земляного полотна устройством морозозащитных и теплоизолирующих слоев и др.  Для того чтобы избежать образования пучин, рабочий слой земляного полотна в насыпях и выемках на глубине 1,2 м от поверхности цементобетонных и на глубине 1 м от поверхности асфальтобетонных покрытий во II дорожно-климатической зоне и на глубине 1 и 0,8 м соответственно в III дорожно-климатической зоне должен состоять из непучинистых или слабопучинистых грунтов (группа I или II). На тех участках дорог, где эти требования не выдержаны и установлено образование пучин, необходимо принять меры по замене пучинистого грунта непучинистым или по улучшению свойств грунта. Наиболее кардинальными и в то же время дорогостоящими способами ликвидации пучин является замена пучинистого грунта и материала дренирующего слоя, применение мероприятий по усилению земляного полотна на глубину 0,5-0,6 м под проезжей частью дороги. Они связаны с переустройством дорожной конструкции. Эти мероприятия возможно применять в случаях, когда другие способы не дают необходимого эффекта. Для замены используются пески требуемого гранулометрического состава с коэффициентом фильтрации не менее 2 м/сут. Эффективность работы дренирующего слоя на таких участках увеличивают за счет применения прослоек из нетканых материалов толщиной не менее 4 мм и коэффициентом фильтрации 50 м/сут и более. Замену пучинистого грунта земляного полотна в насыпях начинают со снятия растительного слоя с обочин и откосов. Затем разрушают и послойно снимают дорожную одежду и транспортируют материалы в штабели или на место переработки. После этого разрыхляют верхний слой насыпи рыхлителями на базе бульдозеров или экскаваторов, бульдозерами или скреперами снимают грунт и перемещают его в отвал или погрузчиками грузят в транспортные средства и перемещают к месту укладки автотранспортом. Дренирующий грунт доставляется самосвалами из карьера и послойно отсыпается с уплотнением до рабочей отметки. При этом соблюдаются требования продольного сопряжения перестраиваемого пучинистого участка с неперестраиваемым. Сопряжение мест замены грунта на пучинистых участках с соседними неперестраиваемыми осуществляют в виде клина с крутизной откоса вдоль его оси 1:10 (рис. 47). Этим устраняется возможность неравномерного морозного пучения в местах сопряжения перестроенных участков с оставляемыми без перестройки.  Рис. 47.Схема продольного сопряжения пучинистого участка с неперестраиваемыми: L - протяжение пучинистого участка; h - толщина слоя оглеенного грунта; 1 - дорожная одежда на соседних неперестраиваемых участках; 2 - новая дорожная одежда; 3 - замененный грунт Иногда вместо замены пучинистого грунта активной зоны земляного полотна применяют различные способы улучшения его свойств. Одним из таких способов является закрепление пучинистого грунта введением цементного, цементоизвесткового раствора или химического реагента. Для этого с поверхности дороги пробуривают сетку скважин на всю глубину рабочего слоя из пучинистого грунта, в которую под давлением закачивают раствор.  Рис.48.Схема ликвидации пучин и повреждений верхней части земляного полотна химическим способом: 1 - положение дорожного покрытия зимой; 2 - положение дорожного покрытия весной;
Организация работ по возведению земляного полотна Нормативная база, основные документы. Организация работ по возведению земляного полотна и связанных с ним сооружений, а также грунтовых оснований аэродромов осуществляется на основе разработки и реализации комплекса мероприятий, определяющих количество необходимых трудовых и материально-технических ресурсов, а также порядок использования и систему управления ими в процессе строительства. Она должна обеспечивать минимальную стоимость работ, их выполнение в установленные сроки с высоким качеством, гарантирующим с заданной надёжностью прочность, устойчивость и стабильность земляного полотна и грунтовых оснований при эксплуатации сооружений. При проектировании и реализации организации производства земляных работ руководствуются СНиП 12-01-2004 «Организация строительства», СНиП 3.06.03-85 и СНиП 2.05.02-85«Автомобильные дороги», СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» и СНиП 32-03-96 «Аэродромы», инженерным проектом (проектом) и его неотъемлемой частью - проектом организации строительства и рабочей документацией. В инженерном проекте и рабочей документации отражаются данные, необходимые для организации и производства работ по возведению земляного полотна: - продольный профиль автомобильной дороги; - инженерно-геологический профиль; - поперечные конструкции земляного полотна; - водоотводные и водопропускные сооружения; - малые искусственные сооружения и эстакады; - план трассы с нанесёнными карьерами и резервами; - инженерно-геологические паспорта карьеров, резервов, выемок; - объёмы земляных, укрепительных работ, а также объёмы работ по устройству временного и постоянного водоотвода; - попикетная ведомость земляных работ; схема перемещения объёмов грунта из выемок в насыпи; - разбивка на участки линейных и сосредоточенных работ. Организация земляных работ должна осуществляться на основе проектов организации строительства (ПОС), разработанных и утверждённых в составе проектов (инженерных проектов). Рациональная организация земляных работ предусматривает: - разделение участка дороги на линейные и сосредоточенные виды работ; - поточный метод, обеспечивающий последовательность выполнения отдельных видов работ и непрерывную готовность участков земляного полотна или грунтовых оснований для устройства дорожной одежды; - прогрессивную технологию, основанную на целесообразном для конкретных условий распределении земляных масс и эффективных способах выполнения отдельных видов земляных работ; - комплексную механизацию с применением выбранных на основе технико-экономического сравнения рациональных комплектов машин и отдельных средств механизации, обеспечивающую максимальное снижение затрат ручного труда и наилучшее использование машин и механизмов. Линейные и сосредоточенные работы. При разработке организации работ выделяют участки линейных и сосредоточенных работ, выполнение которых целесообразно предусматривать при определённых, отличных от линейных условиях, в том числе в зимний период. К сосредоточенным относятся работы по строительству подходов к большим мостам, возведению высоких насыпей, разработке глубоких выемок, регуляционных сооружений, а также земляного полотна на отдельных участках с объёмами работ на 1 км, превышающими средний объём земляных работ на 1 км дороги в три и более раз, или резко отличающиеся повышенной сложностью производства и трудоёмкостью от работ на смежных участках (переходы через болота, закрепление оползневых участков, слабые грунты и т.д.). При производстве земляных работ необходимо применять способы и средства механизации, обеспечивающие выполнение планируемых объёмов линейных и сосредоточенных работ в установленный период с требуемым качеством и наименьшими затратами и трудоёмкостью. Механизация должна быть комплексной и охватывать все процессы и виды земляных работ, в том числе и в сложных инженерно-геологических и климатических условиях, от подготовки дорожной полосы до укрепительных и отделочных работ. Основной принцип рационального применения современных средств механизации - это выбор, в первую очередь, ведущей землеройно-транспортной техники по показателям производительности и стоимости с последующей комплектацией другими машинами, необходимыми для обеспечения работы комплексных потоков. Выбор способов ведения земляных работ и соответствующих средств на отдельных участках следует осуществлять методом вариантного проектирования на основе расчётов и последующего сопоставления показателей экономической эффективности вариантов механизированного выполнения земляных работ и проектных конструктивов в установленные сроки. При этом необходимо учитывать периоды строительства, особенности разрабатываемых грунтов и горных пород, возможные способы их разработки. При производстве зимних работ в качестве ведущих машин, как правило, принимают уплотняющие средства. Основным показателем экономической эффективности вариантов механизации являются приведённые затраты (удельные приведённые затраты). В расчётах по выбору средств комплексной механизации земляных работ для конкретных условий рекомендуется использовать удельные приведённые затраты, определяемые путём деления общего размера приведённых затрат на годовой объём работ отдельных машин или их комплекта, или на объём работ, выполняемый этими машинами на рассматриваемых участках. Кроме того, необходимо учитывать показатели продолжительности и трудоёмкости механизированных работ.[22] 4.1.2 Дорожная одежда Дорожная одежда-это совокупность конструктивных слоёв дорожного покрытия, выполненных из различных материалов. Дорожная одежда укладывают на подготовленное земляное полотно, обычно на ширину проезжей части. Основное назначение дорожной одежды - воспринимать нагрузку от проходящих автомобилей и передавать ее на земляное полотно в рассредоточенном виде и в размере, не превосходящем той допустимой величины, которую может оказывать грунт земляного полотна, подвергаясь давлению.Нагрузки, приходящиеся на каждое колесо автомобиля, обычно настолько велики, а сопротивление грунта настолько незначительно, что площадь восприятия земляным полотном нагрузки от колеса автомобиля нормально должна была бы выражаться в сотнях квадратных сантиметров. Фактически след колеса автомобиля на поверхности дороги (в месте соприкосновения пневматической шины с поверхностью проезжей части) составляет всего несколько десятков квадратных сантиметров. Отсюда видно, что задача дорожной одежды состоит в том, чтобы увеличить площадь сопротивления нагрузке во много раз (рис. 30).  Рис. 49. Воздействие автомобильного колеса на одежду дороги: 2 - площадь следа при соприкосновении шины с поверхностью проезжей части дороги с твердым покрытием;  - площадь распространения давления на грунт земляного полотнаВ противном случае временное сопротивление грунта будет превышено и сделается неизбежным появление повреждений дорожного полотна, образование на поверхности дороги рытвин и колей. Дорожная одежда (рис.50), как правило, состоит из покрытия, основания и дополнительных слоев основания. Дорожную одежду считают прочной, если под действием многократно повторяющихся нагрузок от движущегося транспорта она сохраняет в течение заданного срока службы сплошную и достаточно ровную поверхность покрытия.  Рис. 50 Конструктивные слои дорожных одежд Покрытие — верхний слой дорожной одежды, который может состоять из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия. Оно должно быть наиболее прочным, износо- и термостойким, водонепроницаемым, ровным и шероховатым. Для снижения расхода дорожно-строительных материалов применяют покрытия, состоящие из двух слоев. Нижний слой непосредственно не подвергаемый воздействию колес автомобилей, строят из менее прочных материалов, чем верхний слой. Основание — несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на грунт земляного полотна. Основание, как правило, состоит из двух или более прочных слоев, из которых верхние часто укреплены вяжущим с целью создания достаточно прочного слоя под покрытием. Для нижних слоев можно применять менее прочные и менее морозостойкие материалы, но при этом водоустойчивые и неразмокаемые. Дополнительный слой основания — нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозозащитные, дренирующие, выравнивающие и защиты от заиливания. Дорожные одежды классифицируются: 1.По типам покрытия а) Капитальные: - цементобетонные; - асфальтобетонные из горячих плотных смесей I и II марок; - асфальтобетонные из холодных смесей I марки; - дегтебетонные из горячих плотных смесей I марки. б) Облегченные: - асфальтобетонные из горячих смесей III марки; - асфальтобетонные из холодных смесей II марки; - дегтебетонные из горячих и холодных смесей II марки; - из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими материалами (смешением в установке, на дороге, пропиткой); - переходные с поверхностной обработкой. в) Переходные: - щебеночные; - гравийные; - булыжные из колотого камня; - грунтовые, укрепленные вяжущими материалами, г) Низшие: - из малопрочных каменных материалов, шлаков; - грунтовые, улучшенные различными местными материалами. 2.По жесткости: а) Жесткие дорожные одежды - железобетонные и бетонные покрытия и основания. Основным отличием жестких дорожных одежд от нежестких является повышенная прочность и износоустойчивость первых, высокие характеристики сопротивляемости при возникновении нагрузок. б) Нежесткие дорожные одежды определяют слои, устройство которых может быть реализовано из различного вида асфальтобетона, грунтов, материалов, укрепленных зернистыми материалами (гравий, щебень и др.), цементом, битумом и другими материалами. Проектирование дорожных одежд. Материалы дорожных одежд Проектирование конструкций дорожных одежд состоит из двух последовательно выполняемых этапов - конструирования и расчета дорожной конструкции (системы «дорожная одежда - рабочий слой земляного полотна») на прочность, морозоустойчивость и осушение на основе технико-экономического обоснования с целью выбрать наиболее экономичный в данных условиях вариант. Процесс конструирования включает: выбор вида покрытия; назначение числа конструктивных слоев и выбор материала для их устройства, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочной толщины; предварительную оценку необходимости дополнительных морозозащитных мероприятий с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы его увлажнения на различных участках; предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, повышению ее трещиностойкости; оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна; предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы. При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами: а) тип дорожной одежды, ее конструкция, вид покрытия должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к автомобильной дороге соответствующей категории, и ожидаемым составу и интенсивности движения с учетом их изменения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания; б) конструкция одежды может быть типовой или разрабатываться индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местными материалами и др.) и расчетными нагрузками. При выборе конструкции для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике типовой конструкции; в) в районах, необеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию наименее материалоемкой конструкции; г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должно быть минимальным; д) необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.). Конструирование дорожной одежды заключается в выборе для нее наиболее подходящих материалов исходя из местных ресурсов и соображений организации работ. Это наиболее творческая часть проектирования, она должна базироваться на учете опыта службы различных типов дорожных одежд в равных климатических условиях с учетом в каждом конкретном случае местных грунтовых и гидрологических условий, влияющих на службу дорожных одежд. Климатические условия влияют на выбор типов дорожной одежды также в связи с ограничением продолжительности строительного сезона для производства работ с дорожно-строительными материалами, приготовленными на различных вяжущих. Максимальное использование дешевых местных материалов – одно из основных требований при выборе конструкции дорожной одежды. Уменьшение дальности возки дорожно-строительных материалов дает возможность существенно снизить стоимость всего строительства. Расчет дорожной одежды – заключается в обосновании необходимой толщины и устойчивости как всей дорожной одежды в целом, так и отдельных ее слоев. Он сводится к обеспечению равнопрочности всех сравниваемых вариантов одежды в соответствии с заданными условиями движения по ним. До расчета толщину конструктивных слоев назначают исходя из имеющегося опыта. При этом при последующих расчетах толщину наиболее прочных и дорогостоящих верхних слоев одежды не меняют, а толщину отдельных слоев основания определяют окончательным расчетом. Как правило, в конкретных условиях движения городского транспорта может быть назначено несколько конкурирующих вариантов конструкций дорожных одежд. При этом возникает необходимость оценить технико-экономические преимущества того или иного варианта по сравнению с другими. |