2.3. Проектирование дорожной одежды жесткого типа
2.3.1. Конструирование дорожной одежды с цементобетонным покрытием
К жестким одеждам относят одежды с покрытием из цементобетона. Проектирование жестких дорожных одежд выполняется по Методическим рекомендациям [8].
Наибольшее распространение в дорожном строительстве получили однослойные монолитные неармированные бетонные покрытия. Достоинствами цементобетонных покрытий являются:
большой срок службы, принимаемый не менее 25 лет;
высокая ровность, нарушаемая только при плохом контакте с основанием и при некачественном выполнении швов;
высокие значения коэффициентов сцепления, даже при мокром покрытии.
В цементобетонном покрытии устраивают продольные и поперечные швы (сжатия и расширения), делящие покрытие на плиты определенной длины и ширины (рис. 24).
Рис. 24. План бетонных плит: 1 – шов расширения; 2 – поперечный шов сжатия; 3 – продольный шов сжатия; 4 – штыри
Швы обеспечивают возможные перемещения плит по основанию при изменении средней по сечению температуры. Швы сжатия продольные и поперечные дают возможность сокращаться размерам плиты в плане при понижении температуры, швы расширения, устраиваемые только в поперечном направлении, – увеличиваться размерам плиты при повышении температуры.
Продольные швы предусматривают при ширине покрытия более 23hб. В швах предусматривают штыревые соединения. Пазы швов заполняют герметизирующим материалом.
Размеры плит назначают исходя из следующих соображений: ширина плиты принимается равной ширине полосы движения, толщина плиты определяется расчетом на действие нагрузки от автотранспорта, длина плиты (расстояние между поперечными швами сжатия) – расчетом на температурные напряжения.
Для бетонных покрытий рекомендуются дорожные бетоны, расчетные показатели которых приведены в табл. 24.
Таблица 24
Конструктивный слой дорожной одежды |
Категория автомоби- льной дороги |
Расчетная интенсивность движения на одну полосу на год службы дорожной одежды Np, авт/сут |
Расчетные характеристики бетона |
|
Минимальные проектные классы (марки) по прочности на растяжение при изгибе Btb, МПа, (кг/см2)
|
Модули упругости Еб, МПа |
|||
Монолитное однослойное покрытие или верхний слой двухслойного покрытия |
I |
более 2000 |
4,4 (55) |
36000 |
II–III |
от 1000 до 2000 |
4,0 (50) |
33000 |
|
IV |
менее 1000 |
3,6 (45) |
32000 |
|
Нижний слой двухслойных монолитных покрытий |
I–II |
более 1000 |
3,2 (40) |
30000 |
III–IV |
менее 1000 |
2,8 (35) |
28000 |
|
Конструирование дорожных одежд с цементобетонным покрытием сводится к следующему:
Между плитой и слоем основания устраивают выравнивающий слой, обеспечивающий ровность основания и, главное, возможность перемещения плит покрытия при изменении температуры. Выравнивающий слой устраивают из рубероида (битумонизированной бумаги), полимерной пленки или битумо-песчаной пленки.
Несмотря на передачу давления от колеса автомобиля на большую площадь, прочность бетонных покрытий во многом зависит от ровности и прочности слоев основания и грунта, обеспечивающих передачу нагрузки по всей нижней поверхности плиты.
Верхний слой основания, как правило, устраивают на дорогах:
I–III категорий из бетона низких марок по прочности, из нерудных материалов и грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими;
IV категории – из щебня, шлака или гравия.
В ряде случаев возможен вариант устройства основания из щебня, укрепленного слоем цементопесчаного раствора толщиной 4–5 см, выполняющим одновременно роль выравнивающего слоя.
Минимальная толщина основания из бетона низкой прочности – 14 см; из нерудных материалов, укрепленных неорганическими вяжущими – 16 см; из щебня, шлака или гравия – 15 см.
При бетонировании покрытия гусеничными бетоноукладчиками со скользящими формами ширина укрепленного основания должна быть шире покрытия на 1,05 м с каждой стороны.
Дополнительные морозозащитные (из укрепленных грунтов) и дренирующие (из песка и песчно-гравийной смеси) слои назначают в зависимости от грунтово-гидрологических условий.
Краевые укрепленные полосы устраивают из цементо- или асфальтобетона на бетонном основании, как правило, по типу основной дорожной одежды без устройства продольных швов. Для дорог низких категорий (IV) допускается краевые полосы устраивать из щебня.
Ширина краевых полос на дорогах I категории – 0,75 м, II– IV категорий –0,50 м. Толщина краевых полос должна быть равна толщине покрытия.