7.3 Типы покрытий и конструкций
Типы покрытий дорожных одежд выбирают в зависимости от условий их применения по видам нагрузок, перспективной интенсивности движения, состава транспортных потоков, категорий улиц и дорог, наличия местных материалов и других факторов.
Покрытия должны быть прочными и устойчивыми, удобными для движения по ним, отвечающими санитарно-гигиеническим требованиям и экономически эффективными. Вопрос экономичности покрытий имеет существенное значение. Стоимость покрытий обычно составляет основную часть затрат на благоустройство городских территорий.
В зависимости от условий применения выбирают различные типы и
материалы покрытий, а затем рассчитывают толщину конструктивных слоев дорожной одежды. При небольших нагрузках и благоприятных гидрогеологических условиях покрытия иногда устраивают непосредственно на грунтовых основаниях, при этом их предварительно уплотняют добавками или обрабатывают вяжущими материалами. Обычно же применяют многослойные дорожные одежды, состоящие из покрытий, подстилающих слоев оснований, которые устраивают для уменьшения удельных нагрузок, передаваемых через покрытия и основания на грунт, для создания необходимого водно-теплового режима в грунте земляного полотна, а также для обеспечения его устойчивости при изменяющихся температурно-влажностных условиях. Это имеет существенное значение, так как большинство грунтов при переувлажнении теряет прочность (несущую способность). Под воздействием отрицательной температуры возможно вспучивание, т. е. неравномерное изменение объемов грунтов и разрешение покоящихся на них конструкций.
В соответствии с требованиями ГОСТов и СНиПов дорожные одежды подразделяют в основном по типам покрытий в зависимости от категорий улиц и дорог (табл. 2).
Выбор конструкции одежды проезжей части следует обосновывать данными технико-экономических расчетов, проверки на прочность, морозоустойчивость, а для климатических районов IA, 1Б и 1Г — данными теплотехнических расчетов.
Таблица 2 - Типы покрытий и конструкций проезжей части
Категория улиц и дорог |
Тип покрытия и конструкции проезжей части |
Скоростные дороги, магистральные улицы общегородского значения, дороги грузового дв иже ни я |
Усовершенствованные капитальные (цементно-бетонные и железобетонные, асфальтобетонные на прочных основаниях, мозаиковые мостовые на бетонных и каменных основаниях, брусчатые мостовые на основаниях, укрепленных вяжущими материалами) |
Магистральные улицы районного значения |
Усовершенствованные капитальные, усовершенствованные облегченные (из битумно-минералъных смесей или холодного асфальта на основаниях из щебня и шлака, на грунтовых основаниях, укрепленных вяжущими материалами, щебеночные и гравийные, брусчатые мостовые на песчаном основании) |
Улицы и дороги местного назначения: промышленных и складских районов жилые улицы и проезды поселковые улицы и дороги |
Усовершенствованные капитальные или облегченные; пешеходные (грунтоасфальтовые, щебеночные, гравийные и шлаковые с поверхностной обработкой вяжущими материалами, грунтощебеночные и грунтогравийные, обработанные вяжущими материалами, мостовые из булыжного и колотого камня). Усовершенствованные облегченные и пешеходные. Усовершенствованные облегченные или пешеходные; низшие (гравийные, щебеночные, шлаковые, грунтовые, улучшенные местными минеральными материалами) |
Примечание: Нормативную подвижную нагрузку для расчета прочности дорожных одежд и устойчивости земляного полотна следует принимать в соответствии с ГОСТами.
Для обеспечения безопасности движения следует предусматривать на скоростных дорогах, магистральных улицах общегородского значения, мостах и путепроводах устройство покрытий с повышенной шероховатостью (коэффициентом сцепления) независимо от плана и профиля. На улицах и дорогах других категорий при следующих условиях:
• на уклонах свыше 30%о;
• на горизонтальных кривых с минимальным радиусом и на подходах к ним на расстоянии видимости поверхности проезжей части;
• в пределах пересечений в одном уровне на расстоянии, определяемом треугольником видимости;
• на остановочных пунктах общественного транспорта и на подходах к ним;
на левоповоротных съездах пересечений в разных уровнях;
на участках с ограниченной видимостью.
Наиболее экономичной считают конструкцию, для которой значение приведенных затрат будет наименьшим.
Бетонные покрытия можно делать монолитными (армированные или неармированные) или из железобетонных плит (табл. 3). Сборные конструкции легко восстанавливать при повреждении или после разработки в случае ремонта или прокладки под ними подземных коммуникаций. В монолитных бетонных покрытиях устраивают температурные швы: продольные — по оси проезжей части и параллельно ей на расстоянии 3,75 м один от другого, поперечные — через каждые 6—8 (10 м). Через каждые 2—3 поперечных шва сжатия устраивают поперечные швы расширения, компенсирующие удлинение плит в летний период. Температурные швы заполняют упругими, легкодеформируемыми материалами.
В настоящее время на проездах с движением многогрузных автомобилей применяют предварительно напряженные конструкции (толщиной 14—18 см). Обычно толщина бетонного покрытия составляет 20—24 см, железобетонного 18—20 см. Сборные железобетонные плиты (прямоугольной или шестиугольной формы) укладывают обычно на песчаное основание.
Асфальтобетонные покрытия получили в городах наибольшее распространение, что объясняется рядом их достоинств: ровная поверхность, обеспечивающая благоприятные условия для движения транспортных средств и быстрый сток поверхностных вод, легкость очистки от пыли, грязи и снега, относительной водонепроницаемостью и гигиеничностью, возможностью полной механизации дорожно-строительных работ, простотой производства ремонтно-восстановительных работ.[7]
Асфальтобетонные покрытия строят на прочных бетонных или каменных основаниях. Обычно применяют двухслойные покрытия. Однослойные покрытия применяют лишь на проезжей части с ограниченными
нагрузками и скоростями движения транспорта. Толщина однослойных покрытий составляет 45, двухслойных — 8—8,5 см. Бетонные основания под асфальтобетонные покрытия устраивают толщиной 18—20 см. Каменные основания выполняют из щебня или, гравия, которые обрабатывают вяжущими материалами, что повышает их устойчивость.
Иногда применяют покрытия из битумоминеральных смесей. Они дешевле, но и менее прочны. Их применяют на улицах и дорогах местного значения с ограниченными транспортными нагрузками. Грунтовые материалы, обработанные битумом, носят название грунт-асфальтовых покрытий. Их устраивают на автостоянках, внутриквартальных проездах.
Асфальтобетонные покрытия рекомендуется подвергать
поверхностной обработке для создания на покрытии «коврика износа», который по мере истирания может быть возобновлен. Коврику придают повышенную шероховатость, что увеличивает сцепление автомобильных шин с поверхностью дороги и повышает безопасность движения. Толщина коврика износа составляет 1,5—2,5 см и выполняется из мелкого щебня, обработанного битумом.
Штучные покрытия устраивают из мелких плит или камней (мостовые). Недостатками их являются неровность поверхности и большая трудоемкость по созданию покрытия. Вместе с тем они долговечны, их легко разбирать и восстанавливать при прокладке и ремонте подземных коммуникаций.
Бетонные плиты (толщиной 10—18 см) имеют прямоугольную, квадратную или шестиугольную форму с размером сторон 20—50 см. Укладывают их на основания из песка, мелкого щебня, гравия или шлака. Эти покрытия применяют редко из-за невысокой прочности и сложности механизации работ.
Мостовые устраивают из естественного и искусственного камня. Наибольшее распространение в городах получили брусчатые и мозаиковые мостовые. Их строят из камней (шашек), изготовляемых из скальных пород (гранит, диабаз, базальт и др.).
Брусчатые мостовые устраивают па бетонном и песчаном основаниях (выдерживают большие нагрузки). Брусчатые камни укладывают рядами, перпендикулярными оси дороги, или под углом 45° к ней.
Мозаиковые мостовые имеют прочные бетонные или каменные основания по песчаной прослойке в 3—5 см. Швы между камнями заполняют цементным раствором, цементно-песчаной или битумоминеральными смесями. В плане камни мозаиковых мостовых укладывают поперечными и диагональными рядами.
Клинкерные мостовые устраивают из прочного дорожного кирпича размером 220x110x75 мм. Их строят на песчаном основании с укладкой кирпича на ребро.
Из-за большой трудоемкости штучные материалы применяются в дорожном строительстве крайне редко. Существующие мостовые используют в качестве основания под асфальтобетонное покрытие или для сохранения исторического облика местности.
Для подавляющего большинства строительных объектов доставка грузов осуществляется автомобильным транспортом, поэтому остальные виды транспорта не рассматриваются.
Временные автомобильные дороги и места расположения складов материалов и конструкций проектируют с учетом предварительно намеченного размещения кранов и других механизмов.
При проектировании дорог на СГП обычно стараются максимально использовать для строительства постоянные дороги, для чего рекомендуется
увеличивать толщину бетонного слоя постоянных дорог до 0,2 м, а верхний слой асфальтового покрытия укладывать после завершения строительства объекта. Однако сеть постоянных дорог часто не обеспечивает строительство из-за несовпадения трассировки, габаритов и т. п. Поэтому строители на каждом объекте вынуждены прокладывать временные дороги, несмотря на то, что их сооружение часто стоит до 2 % полной сметной стоимости строительства.
Дешевле построить грунтовую автодорогу, но для ее успешной эксплуатации требуются благоприятные геологические, гидрогеологические и погодные условия. По нормаль интенсивности эксплуатации грунтовой дороги недопустимо прохождение по ней более трех автомобилей в 1 ч в одном направлении. Поэтому грунтовые дороги, кроме периодического профилирования, часто необходимо дополнительно укреплять щебнем, гравием, вяжущими материалами.
В городских условиях внутрипостроечные дороги прокладывают из сборных железобетонных плит размером 1,75... 6м по песчаной прослойке толщиной 0,1 ...0,25 м. Такие дороги не надо профилировать, одни и те же плиты можно использовать в течение длительного времени на нескольких строительных объектах. Однако не следует недооценивать разрушительного воздействия на них гусеничных машин, особенно на поворотах, разворотах и съездах.
Внутрипостроечные дороги трассируются по кольцевой схеме с двумя выездами-въездами или со сквозным проездом при сложных стесненных обстоятельствах. [7]
На незакольцованных и тупиковых участках должны быть предусмотрены разъездные и разворотные площадки. Такие же разъезды следует устраивать в местах разгрузки материалов. Необходимо избегать прокладки дорог над подземными коммуникациями или вблизи от них.
При трассировке дорог должны соблюдаться нормируемые минимальные расстояния: ширина проезжей части при двустороннем движении 6...8 м; при одностороннем 3,5...5 м, с уширением на поворотах в местах разгрузки 6 м; радиус закругления внутрипостроечных дорог 18... 12 м; между дорогой и складской площадкой 0,5... 1,0м; между дорогой и подкрановыми путями 6,5... 12,5 м; между дорогой и забором 1,5 м; между дорогой и пожарным гидрантом 1,5..,5 м; между дорогой и бровкой траншеи 0,5... 1,5 м в зависимости от вида грунта и глубины траншеи. На въезде устанавливают указатели со схемой движения и ограничения скорости.
Объемы работ по устройству временных внутриплощадочных дорог рассчитывают на основе определения их протяженности по [7]
Грузы в строительстве перемещают горизонтальным и вертикальным транспортом. Горизонтальным транспортом грузы перемещают от места их получения до объектов строительства и на самих объектах. Вертикальным транспортом поднимают и опускают конструкции, детали, материалы при погрузочно-разгрузочных работах и в рабочей зоне строящегося объекта.
В промышленном и гражданском строительстве внешние горизонтальные перевозки осуществляют в основном безрельсовым, рельсовым, водным и воздушным видами транспорта.
В качестве безрельсового в строительстве используют автомобильный и тракторный транспорт. Автомобильным транспортом, наиболее распространенным, осуществляется около 80% всех перевозок строительных грузов. Достоинства автомобилей — большая скорость, высокая маневренность, способность передвигаться по кривым участкам с малым радиусом закругления, преодолевать крутые подъемы дорог, возможность доставлять разнообразные грузы непосредственно к объекту строительства. Этот вид транспорта получил наиболее широкое распространение в условиях жилищного строительства. Тракторный транспорт используют для перемещения в основном, тяжелых грузов по плохим дорогам и в условиях бездорожья. Недостатки — ограниченная возможность использования в городских условиях и при значительных расстояниях перевозок вследствие малых скоростей передвижения.
В качестве рельсового транспорта используют железнодорожный, который обслуживает 13... 18% общего количества перевозок строительных грузов. Железнодорожный транспорт требует больших первоначальных затрат, однако при крупных объемах строительно-монтажных работ и при поступлении основных грузов по рельсовым путям эти затраты в процессе эксплуатации быстро окупаются.
Перемещение грузов средствами автомобильного транспорта осуществляется по автомобильным дорогам. Автодороги строительства включают подъездные пути, соединяющие строительные площадки с общей сетью автомобильных дорог, и внутрипостроечные дороги, по которым перевозят грузы внутри строительной площадки. Подъездные пути, как правило, выполняют постоянными, а внутрипостроечные дороги — временными. Подъездные пути и внутрипостроечные дороги прокладывают до начала возведения основных объектов.
Дороги на построечных площадках могут быть тупиковыми и кольцевыми. В конце тупиковых должны быть разворотные площадки, а в средней части —разъезды (при необходимости) (рис. 11).
1—кольцевая дорога; 2—тупиковая дорога; 3—разъезд; 4 —разворот;
5 —уширенный поворот кольцевой дороги
Рисунок 11- План внутристроечных дорог при возведении надземных частей зданий в жилом комплексе
Исходя из нормативного габарита автомобиля (прямоугольник шириной 2,5 м, высотой 3,8 м), ширина дорожного покрытия (проезжей части) автомобильной дороги при однополосном движении должна быть не менее
3,5 м, а при двухполосном с уширением для стоянки машин при разгрузке —6,0 м. При использовании тяжелых машин грузоподъемностью 25... 30 т и более ширина проезжей части увеличивается до 8 м. При доставке крупногабаритных и длинномерных грузов ширина проезжей части должна быть увеличена. Радиус закругления дорог диктуется способностями маневрирования отдельных машин и автопоездов, т. е. их поворотоспособностью при движении вперед без применения заднего хода. Обычно минимальный радиус закругления принимают 12 ми при этом увеличивают ширину проезжей части на закруглении (при ширине 3,5 м до 5,0 м). Расчетная видимость по направлению движения для однополосных дорог должна быть не менее 50 м, а боковая (на пересечении) —35 м.
Автомобильные дороги состоят из земляного полотна и дорожной одежды. Ддя обеспечения поперечного отвода поверхностных вод земляному полотну и поверхности одежды на прямых участках пути придается двускатный уклон (рис. 12), а на криволинейных — односкатный (с уклоном внутрь закругления). Дорожная одежда покрывает земляное полотно и передает на него нагрузку от транспортных средств. В дорожной одежде (рис. 12) различают несколько последовательных слоев: подстилающий песчаный слой, укладываемый по земляному полотну; основание, укладываемое поверх подстилающего слоя; покрытие. Покрытие может быть самым разнообразным — от асфальтобетонного по железобетонному основанию до щебеночного по песчаному основанию. Иногда покрытие устраивают из двух слоев: несущего и слоя износа.
Для сокращения расходов в период строительства на стройплощадке целесообразно использовать постоянные дороги без укладки верхнего покрытия. В этом случае можно уложить по земляному полотну лишь нижние слои и использовать их в период строительных перевозок как дорожное покрытие или, что еще эффективнее, уложить по песчаному основанию временное покрытие из железобетонных дорожных плит. Основное же покрытие постоянной дороги следует выполнять перед сдачей объекта в эксплуатацию.
а- поперечный разрез; б- разрез дорожной одежды; 1- кювет; 2- обочина; 3- дорожная одежда; 4- земляное полотно; 5- покрытие; 6- основание; 7- подстилающий слой
Рисунок 12 – Детали автомобильной дороги (на насыпи)
В качестве железобетонных дорожных плит применяют плиты прямоугольной в плане и клиновидной формы. Покрытия из прямоугольных дорожных плит (дл иной 2,5...3. шириной 1... 1,5, толщиной 0,14... 0,2 2 м, м ас с ой 0,63... 1,8 т) просты в устройстве, могут воспринимать повышенные нагрузки, пригодны для эксплуатации сразу же после укладки в любое время года, при любой погоде. Дороги устраивают колейными — одно- и двухпутными с разъездами (рис. 13). Клиновидные плиты позволяют устраивать покрытия проезжей части сразу на всю ширину дороги и с любым радиусом на поворотах (без укладки монолитного бетона). На прямых участках покрытие монтируют чередованием ширю кой стороны и узкой. £7^
а — колейные из прямоугольных плит однопутные; б —то же, двухпутные; в —уширен ие пути на разъезде (план); г—сплошные из плит клиновидной формы; 1—одноколейный участок; 2—двухколейный участок. Рисунок 13 - Временные дороги из железобетонных плит;
Затраты на устройство, ремонт и содержание таких дорог в условиях типичной для строек интенсивности
движения обычно окупаются за 1,5...2 года. Сборно-разборные плиты являются инвентарем строительной организации и должны многократно использоваться.
Контрольные вопросы.
Каков состав автодорог?
Каковы требования, предъявляемые к дорогам, категории?
Каковы требования, предъявляемые к железным дорогам?
Каковы особенности возведения насыпей?
От каких факторов зависит выбор покрытия?
Какова особенность асфальтобетонного покрытия?
Назвать основные типы покрытий.
Что относят к капитальным типам покрытий?
Что относится к облегченным типам покрытий?