Глава 17 устройство усовершенствованных мостовых

17.1. КЛАССИФИКАЦИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ МОСТОВЫХ

Усовершенствованными мостовыми называют покрытия; устроенные из отдельных небольших элементов правильной геометрической формы. Они отличаются от мостовых из булыжного камня или колотой каменной шашки постоянной формой отдельных элементов и более высокими эксплуатацион­ными качествами, обеспечивающими возможность движения автомобилей с высокими скоростями.

По видам применяемых материалов усовершенствованные мостовые разделяют на две группы:

1. мостовые из естественного камня;

2. мостовые из искусственных материалов.

К первой группе относятся наиболее распространенные покрытия из каменной брусчатки и мозаики, ко второй— покрытия из шлаковой литой брусчатки, клинкера, бетонных блоков малого размера и асфальтобетонных плит.

Усовершенствованные мостовые устраивают главным образом в городах и на подъездах к ним.

На внегородских дорогах мостовые рационально устраивать на участках неустойчивого земляного полотна (на болотах, при пересечении различных подземных сооружений и т. д.), где в процессе, эксплуатации возможны длительные и неравномерные осадки. Повреждений самих элементов мостовой при таких осадках, как правило, не происходит, а сборность конструкции, со­стоящей из мелких блоков, позволяет исправлять неровности и просадки покрытия простым перемещением с полным использованием старого материала.

Отличаясь высокой прочностью и долговечностью, усовершенствованные мостовые все же уступают усовершенствованным покрытиям других типов — асфальтобетонным и цементобетонным— в удобстве движения: поверхность мостовых менее ровная и вызывает тряску и вибрацию автомобиля.

Составные элементы мостовых наиболее интенсивно изнашиваются под движением у швов. Особенно заметно это явление на брусчатых мостовых. Брусчатка постепенно «обулыживается», поверхность ее из плоской и шероховатой превращается в слегка выпуклую и отполированную. При этом снижаются коэффициент сцепления шин автомобиля с покрытием, безопасность и удобство движения. Единственная надежная мера для устра­нения скользкости обулыженных брусчатых и мозаичных мостовых— насечка поверхности отбойными молотками, но это дорогая и трудоемкая операция.

Крупным недостатком технологии устройства мостовых всех типов в настоящее время является отсутствие средств механизации работ по их укладке. Мостовые всех видов и разновидностей укладывают вручную, что требует высокой квалификации рабочих. Необходимость ручной укладки мостовых является главной причиной их постепенного вытеснения покрытиями других типов.

Устройство мостовых из брусчатки

Брусчаткой называют колотые бруски камня, имеющие форму, близкую к параллелепипеду, и параллельные верхние и нижние плоскости. По размерам брусчатку делят на три сорта (табл.26).

Таблица 26 Размеры брусчатки

Наименование брусчатки	высота, см	Ширина, см	Длина, см
Высокая	14-16
Средняя	11-13	12-15	15-30
Низкая	9-10

Боковые грани брусчатки суживаются книзу. При этом величина скоса у подошвы высокой и средней брусчатки должна быть не более 10 мм, а низкой— не более 5 мм.Лицевая поверхность брусчатки по форме должна приближаться к прямоугольнику и быть ровной, без заметных выступов и впадин. Допустимый зазор под линейкой, приложенной к поверхности одного бруска, не должен превышать 5 мм на основных дорогах и 10 мм на автомобильных стоянках, дворах и проездах. Зазор между боковыми гранями двух соседних брусков не должен превышать соответственно 8 и 15 мм.

Брусчатку изготовляют из камня изверженных горных пород — гранитов, диабазов, базальтов — с прочностью не ниже 1000 кг/см².

Для устройства усовершенствованных мостовых применяют также шлаковую брусчатку, изготовляемую из расплавленых металлургических шлаков путем отливки в стальных формах. Шлаковая брусчатка отличается правильностью геометрический формы, высокой прочностью (до 2000—3000кг/см²), малой пористостью (менее 3%), вязкостью и износоустойчивостью.

Усовершенствованные мостовые из брусчатки на устойчивом основании могут обеспечить пропуск наиболее тяжелого и интенсивного движения. Распространенными основаниями брусчатой мостовой являются бетонные, щебеночные и песчаные.

Чем прочнее основание, тем тоньше может быть слой мостовой, непосредственно воспринимающий нагрузку и распределяющий ее по основанию. Поэтому на наиболее прочное цементобетонное основание реко­мендуется укладывать низкую брусчатку, на щебеночное — низкую или среднюю, на песчаное — высокую (рис. 92). На цементобетонное и щебеночное основания перед укладкой брусчатки укладывают прослойку песка толщиной 3—4 см, позволяющую выровнять поверхность отдельных камней и делающую покрытие более эластичным. Для обеспечения более высокой устойчивости брусчатки под движением рекомендуется песок прослойки обрабатывать биту­мом или дегтем в количестве 1,5—2,0% по весу или добавлять к песку около 10% цемента. Схватывание цемента происходит в процессе эксплуатации покрытия под воздействием внешней влаги

Рис. 92. Конструкции брусчатых мостовых: а—на щебеночном основании (на городских улицах); б — на песчаном основании (на внегородских дорогах);

1 — брусчатка; 2 — песчаный выравнивающий слой 3—4 см; 3 — слой щебня 20 см; 4 — слой песка 10—15 см; 5 — слой песка 15—20 см

Расположение брусчатки в плане может быть различным (рис. 93). Наиболее распространено мощение рядами, перпендикулярными к оси дороги. Реже применяют расположение рядов брусчатки под углом 45° к оси дороги. В обоих случаях вдоль бровки проезжей части укладывают 2—3 продольных ряда.

Укладка брусчатки косыми рядами в некоторой степени уменьшает тряску автомобиля, но усложняет подгонку брусков, примыкающих к продольным рядам или к бордюрам.

П

Рис. 93. Расположение брусчатки в плане: а — рядами, перпендикулярными к оси дороги; б и е — под углом 45°

ри любом плане укладки необходимо .обеспечивать перевязку швов смежных поперечных рядов. При укладке брусков без перевязки ухудшается связь между ними и снижается общая жесткость покрытия, что уменьшает площадь передачи давления колеса на основание. Кроме того, наличие продольных швов, особенно при недостаточно жестком основании, способствует образованию продольных колей на поверхности мостовой. Расстояние между ближайшими швами в соседних рядах должно быть не менее длины одного бруска (рис. 94).

Технологический процесс устройства мостовой из брусчатки можно расчленить на следующие операции: подготовка основания, разбивка покрытия; доставка брусчатки к месту укладки и сортировка ее по размерам; укладка брусков; уплотнение: заполнение швов. Подготовка основания заключается в проверке его ровности, степени уплотнения, поперечных уклонов и в исправлении всех обнаруженных дефектов. При укладке мостовой на цементобетонное или щебеночное основание в состав подготовительных работ входит устройство песчаной прослойки. Прослойку из песка, обработанного органическими вяжущими, рекомендуется укладывать асфальтоукладчиками. Необработанный песок или смеси песка с цементом распределяют по основанию автогрейдерами и затем окончательно планируют под шаблон вручную.

Высотная разбивка будущей мостовой заключается в установке через каждые 10 м поперечного ряда кольев, верх которых дает очертание поперечного профиля поверхности мостовой с запасом 1—3 см на осадку.

Рис. 94. Перевязка швов брусчатой мостовой

Большее значение на осадку принимают при песчаных, меньшее — при жестких цементобетонных или каменных основаниях.

В плане, кольями с натянутым между ними шнуром размечают бровки проезжей части. Дополнительно к кольям вертикальной разбивки натягивают через каждые 5 м поперечные шнуры, строго перпендикулярные оси дороги, для контроля правильности укладки рядов мощения. При укладке брусчатки ко­сыми рядами шнуры натягивают под заданным углом к оси дороги.

Брусчатку доставляют к месту работ в автомобилях и складывают ее на обочинах. С обочин к месту укладки брусчатки подают передвижными ленточными транспортерами или подносят па носилках. Перед укладкой брусчатку «начерно» раскладывают по основанию, одновременно сортируя ее по ширине и высоте брусков. Бруски одного ряда не должны отличаться один от другого по ширине более чем на 0,5 см, так как в противном случае швы между поперечными рядами будут слишком широкими и неровными. Высота смежных брусков не должна колебаться более чем на 1 см.

Брусчатку укладывают вручную, вплотную к ранее уложенной. Для более плотного примыкания каждый брусок дополнительно осаживают ударами молотка весом 2—3 кг. Один конец молотка сделан в виде кельмы, чтобы можно было удалять им лишний песок из-под отдельных брусков при подгонке их по высоте. Швы между брусками должны быть возможно меньшими (порядка 5—10 мм). На участках с уклонами брусчатку укладывают снизу вверх.

Все бруски до уплотнения должны занимать вполне устойчивое положение.

Брусчатую мостовую уплотняют трамбованием. Мостовую на песчаном основании необходимо трамбовать механическими трамбовками весом до 100 кг. Мостовую на цементобетонном или щебеночном основании можно уплотнять пневматическими трамбовками весом 30—40 кг. Удары трамбовкой наносят с одинаковой силой по каждому бруску в отдельности. Не следует добиваться выравнивания поверхности усиленным трамбованием отдельных выступающих брусков. Такие бруски нужно вынуть, убрать часть песка и затем посадить бруски снова на место. Отдельные бруски, расколовшиеся при трамбовании, заменяют целыми.

Трамбование тяжелыми механическими трамбовками ведут продольными ходами, постепенно перемещая трамбовку от обочины к оси проезжей части.

Трамбование малыми пневматическими трамбовками ведут сразу по всей ширине проезжей части. По каждому бруску должно быть сделано 3—4 удара. Нормальная осадка мостовой на песчаном основании после трамбования составляет примерно 3—4 см. Осадка мостовой на цементобетонных и щебеночных основаниях обычно не превышает 1 см.

Для повышения прочности и долговечности брусчатой мостовой швы ее заполняют материалами, которые должны огвечать следующим требованиям:

обеспечивать водонепроницаемость швов; хорошо сцепляться с камнем и повышать взаимное сцепление смежных брусков; уменьшать «сбулыживание» брусков; быть устойчивыми при изменении температуры; быть достаточно долговечными, а также устойчивыми против высасывания из шва шинами автомобилей; удовлетворять санитарным требованиям.

Обычно для заполнения швов применяют цементный paствор, битумную мастику (смесь битума с минеральным порошком), сухую смесь песка с цементом и чистый песок.

Цементный раствор в основном отвечает перечисленным выше требованиям, но имеет и недостатки. Чтобы избежать разрушений затвердевшего раствора в швах от изменений температуры, рекомендуется через каждые 15—20 м устраивать на брусчатой мостовой поперечные швы, заполненные битумной мастикой. Разрушение затвердевшего раствора в швах может происходить также при тяжелом движении, вызывающем сотрясение мостовой. Заполнение швов цементным раствором затрудняет разборку мостовой, поэтому раствор не следует применять в местах, где разборка может потребоваться в процессе эксплуатации дороги или улицы, для ремонта подземных сооружений (водопровода, кабелей и т. д.). Швы заполняют жидким цементным раствором состава 1:2. Перед заполнением швов утрамбованную мостовую поливают водой из расчета 1—2 л/м². Затем на мокрой поверхности распределяют раствор. Количество его, зависящее от размеров швов, определяют опытным путем – в среднем расход раствора составляют от 5 до 10 л на 1 м² покрытия. Раствор разметают по поверхности покрытия метлами и скребками, оббитыми резиновой лентой. Для лучшего проникания раствора в швы полезно применять легкое трамбование мостовой ручной трамбовкой.

В жаркую погоду после заполнения швов цементным раствором рекомендуется укрывать мостовую мокрой мешковиной или слоем влажного песка в течение 5—7 дней. В случае дождя, в первые 1—2 дня, покрытие укрывают брезентами, чтобы защитить швы от вымывания раствора. Движение открывают после набора раствором достаточной прочности: при использовании обычных цементов — на 10—12-й день, при использовании быстротвердеющих — на 3—5-й день.

Битумная мастика хорошо обеспечивает водонепроницаемость покрытия, но в жаркую погоду выступает из швов, растирается колесами автомобилей по покрытию и увеличивает его скользкость. При этом часть мастики теряется и не возвращается в шов при понижении температуры. Поэтому в швы, заполненные битуминозными материалами, необходимо систематически (1 раз в 2—3 года) добавлять новую мастику. Заполнение швов битумной мастикой можно рекомендовать для участков дорог с тяжелым движением, а также для покры­тий на неустоявшемся земляном полотне, где возможна неравномерная осадка дорожной одежды в процессе эксплуатации. Швы заливают мастикой в сухую теплую погоду. Перед заполнением их очищают на глубину 6—8 см и просушивают сжатым воздухом из передвижного компрессора. Очищая шов от пыли и песка, сжатый воздух одновременно высушивает стенки брусков. Битумную мастику подогревают в передвижных котлах малой емкости до температуры 170—180° и с помощью леек или шлангов заливают в швы. При остывании мастика в швах оседает, и в отдельных местах бывает необходима дополнительная заливка. После остывания мастики швы сверху засыпают тонким слоем песка (0,5—1,0 см) и открывают движение.

Смесь песка с цементом в швах в процессе эксплуатации покрытия под действием внешней влаги превращается в слабый цементный раствор. Заполнение швов смесью песка с цементом можно рекомендовать для покрытий дорог с относительно невысокой интенсивностью движения. Песок смешивают с цементом в сухом виде, обычно в соотношениях 8:1 или 10:1, в бетономешалках, растворомешалках или вручную. Сухую смесь рассыпают по поверхности покрытия после его легкого трамбования (1-—2 удара по каждому бруску). Затем метлами разметают смесь, заполняя швы. После заполнения швов доверху проводят окончательное трамбование, которое способствует оседанию песка в швах. Обычно после трамбования необходимо добавлять в швы небольшое количество смеси. Движение по покрытию с швами, заполненными сухой смесью песка с цементом, открывают немедленно после окончания работ.

Заполнение швов песком допускается только на малоответственных участках дорог, второстепенных проездах, дворах и т. п. или на участках временного мощения. Швы заполняют сухим песком так же, как сухой смесью песка с цементом. Ускорить процесс заполнения швов можно путем поливки песка в процессе разметания распыленной струей воды.