38. Основные конструктивные элементы автомобильных дорог (земполотно, дорожная одежда, искусственные сооружения).

Конструкции дорог. Дорога сооружается на земляном полотне, представляю­щем отсыпанную и спланированную полосу грунта. Для создания земляно­го полотна в зависимости от рельефа местности устраиваются насыпи или выемки. К земляному полотну также относят боковые канавы и резервы, из которых берут грунт при строительстве. Земляное полотно сооружается из прочных грунтов, предусматривается отвод от него поверхностных и грунто­вых вод. Конструкция земляного по­лотна зависит от гидрогеологических условий местности.

Основными элементами дороги яв­ляются: проезжая часть, обочины и бо­ковые канавы (кюветы). Проезжая часть предназначена для движения автомобилей. К проезжей части при­мыкают обочины. Их используют для остановок автомобилей, для скла­дывания дорожно-строительных мате­риалов во время строительства и ре­монта дорог, а также для расширения проезжей части при реконструкции дороги. Расположенные за обочинами канавы, или кюветы, служат для отвода воды от дороги и прилегающих участков.

Прочность проезжей части зависит от материалов дорожной одежды, которая воспринимает усилия от транспортных средств и передает их на земляное полотно. Дорожная одежда является важнейшим и дорогостоящим элементом автомобильной дороги, за­траты на ее устройство достигают 50...60 % сметной стоимости дороги.

Дорожная одежда состоит из не­скольких конструктивных слоев, уложенных на земляное полотно. Основ­ными требованиями, которым должна удовлетворять конструкция до­рожной одежды, являются: высокая прочность и долговечность, ровность поверхности покрытия, хорошая сцепляемость шины с дорогой при любых погодных условиях, малое сопротивле­ние движению автомобиля. Движение автомобиля не должно сопровождать­ся сильным шумом и запылением воз­духа. Верхний слой дорожной одежды должен легко и минимальными затратами восстанавливаться при ремонте, по возможности без прекращения дви­жения. Дорожную одежду проектиру­ют в комплексе с земляным полотном.

По способности воспринимать рас­тягивающие напряжения и накапли­вать пластические деформации дорож­ные одежды подразделяют на жесткие и нежесткие. К жестким относятся дорожные одежды, устраиваемые из бетона или железобетона. Они хорошо сопротивляются изгибу, и в них не на­капливаются пластические деформа­ции. К нежестким дорожным одеждам относят все остальные конструкции из щебня, гравия и других материалов. В таких конструкциях при многократ­ном воздействии нагрузок накаплива­ются пластические деформации, что приводит к появлению волнистости на дорожной поверхности. В  конструкции дорожной одежды различают два основных слоя: покры­тие и дорожное основание.

Покрытие — верхняя часть до­рожной одежды, непосредственно вос­принимающая механические усилия от транспортных средств и атмосферные воздействия. Покрытие должно быть прочным, износостойким, устойчивым к пластическим деформациям, водоне­проницаемым, ровным, шероховатым и беспыльным. Оно может состоять из одного или нескольких конструктивных слоев. Верхний слой покрытия, перио­дически восстанавливаемый в процес­се эксплуатации дороги, называют слоем изнашивания.

Дорожные покрытия подразделя­ют на усовершенствованные капиталь­ные, усовершенствованные облегчен­ные, переходные и низшие. Качество покрытия и определяет в основном транспортно-эксплуатационные свой­ства дороги.

К покрытиям усовершенствованного капитального типа относятся цементо и асфальтобетонные покрытия. Наи­более прочными и долговечными яв­ляются цементобетонные покрытия, ме­ханические свойства которых мало зависят от температуры и влажности воздуха. Асфальтобетонные покрытия склонны к размягчению при высоких температурах и к хрупкости — при низких.

Цементобетонные покрытия могут быть монолитными из бетонной смеси, которую привозят или готовят непо­средственно на месте работ, или сбор­ными из плит, изготовленных на заво­дах.

Жесткие бетонные покрытия чувст­вительны к деформациям основания, поэтому их устраивают только на до­статочно прочных и жестких основа­ниях. Толщина бетонных покрытий в зависимости от категории дороги и же­сткости основания должна быть 18...24 см.

Для предотвращения образования в покрытии трещин, возникающих при колебаниях температуры воздуха, усадке бетона при твердении и нерав­номерной осадке основания, в процес­се строительства делают продольные и поперечные деформационные швы, де­лящие монолитное покрытие на отдель­ные плиты. Для того чтобы в дефор­мационные швы не попадали вода, пе­сок, грязь, их заполняют герметизиру­ющими материалами: битумной или резинобитумной мастикой, полимерными герметиками и др.

Покрытия усовершенствованного облегченного типа устраивают с при­менением прочного щебня, гравия илиминеральных смесей различной зерни­стости, обработанных органическими вяжущими материалами. В качестве,' вяжущих материалов применяют раз­личные типы битумов.

Покрытия     усовершенствованного облегченного типа обладают достаточ-i, ной прочностью в условиях перемен­ных влажности и температуры.

Покрытия переходного типа изго­товляют из щебня, гравия, шлака без обработки вяжущими материалами. Эти покрытия обладают малым сопро­тивлением изнашиванию, так как каса­тельные силы, действующие на покры­тие при движении автомобиля, оказы­вают разрушительное действие на верх­ний слой вследствие слабого сцепле­ния между каменными частицами, из которых состоит этот слой. К этой же группе покрытий относятся мостовые, устраиваемые из отдельных, уложен­ных впритык друг к другу, естествен­ных или искусственных камней соот­ветствующей формы.

Покрытие низшего типа устраива­ют из грунтов, укрепленных различны­ми материалами (песок, гравий и др.). При добавке этих материалов в глини­стые, суглинистые, пылеватые грунты увеличивается сопротивление изнаши­ванию таких покрытий, особенно во влажном состоянии. Для повышения связности песчаных грунтов применяют глинистые или суглинистые добавки.

Покрытие укладывается на дорожное основание — нижнюю часть дорожной одежды. Оно служит для передачи усилий от покрытия на земляное полотно. Основание, как правило, устраивают из нескольких слоев. Для устройства верхних слоев используют более прочные и морозо­стойкие материалы с обработкой или без обработки их вяжущими материа­лами (битумом, цементом). Для ниж­них слоев используют более слабые и менее морозоустойчивые материалы. Уменьшения толщины и обеспечения хороших дренирующих и морозозащитных свойств дорожного основания до­стигают устройством дополнительных нижних слоев основания из песка, гравийно-песчаных смесей и других мате­риалов.

Ширину проезжей части дороги принимают с учетом количества полос и расчетной скорости движения. Строи­тельными нормами и правилами уста­новлены требуемое количество полос движения, и ширина проезжей части в зависимости от категории дорог. На дорогах с большой интенсивностью движения для обеспечения его безопа­сности устраивают разделительные полосы, ширина которых принимается не менее 5 м.

Поперечный профиль проезжей ча­сти проектируют так, чтобы обеспечить сток воды с поверхности дорожного покрытия, безопасное движение и сни­зить интенсивность изнашивания шин автомобилей. Поперечный профиль бы­вает односкатным, двускатным и параболическим. В большинстве случаев на дорогах с твердым покрытием приме­няют двускатный профиль. Односкатный профиль имеют до­роги на закруглениях (виражах) и при раздельных проезжих частях. Парабо­лический профиль устраивается на ши­роких проезжих частях городских улиц. Такой же профиль обычно имеют грун­товые и щебеночно-гравийные дороги.

Поперечный уклон на прямых участках дороги зависит от типа покрытия. На дорогах с асфальтобетонным и цементобетонным покрытиями уклон де­лают 15...20 %о, у щебеночно-гравийных дорог — 20...30 %о, а на грунтовых — 30...40%о- Поперечные уклоны обочин делают на 10...30 %о большими, чем уклоны проезжей части.

 Наиболее часто встречающиеся на дорогах искусственные соо­ружения — это мосты и водопропускные трубы, реже — подпор­ные стены, тоннели, селеспуски, галереи, лотки и т. П

По общим размерам, сложности проектирования и способам ор­ганизации строительства искусственные сооружения принято клас­сифицировать на четыре группы: малые, к которым относятся мосты общей длиной до 25 м, а также водопропускные трубы под насыпями и лотки, средние, полная длина которых до 100 м, а отдельные пролеты не превышают 42 м, большие — длиной свыше 100 м с пролетами более 60 м, очень большие, часто на­зываемые внеклассными или уникальными мостами, возводимыми через большие водные пространства. По количеству возводимых настроящейся дороге сооружений, а также по суммарному объему ра­бот, потребному для строительства, наибольшее распространение имеют малые и средние искусственные сооружения.

По сроку службы мосты  бывают  постоянные     и     вре­менные. Постоянные мосты проектиру­ют с расчетом непрерывной и круглогодичной их эксплуатации в течение многих десятилетий. Соответственно с этим строят их из долговечных материалов — бетона, железобетона, металла, антисептированного дерева, кам­ня. Конструкции их рассчитыва­ют на наибольшие временные на­грузки, которые возможны не только в настоящий, но и в перспективный период эксплуатации._ Временные мосты устраивают облегченными, на небольшой срок эксплуатации, из менее долговечных и менее прочных мате­риалов, например из не пропитанного антисептиками лесоматериа­ла, местного камня и т. п.