1552

распространены дорожные одежды нежесткого типа.

К нежестким дорожным одеждам относят одежды со слоями, устроенными из разного вида асфальтобетонов (дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, шлака, гравия и др.).

Различают следующие элементы дорожной одежды.

Покрытие – верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилия от колес транспортных средств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов. Покрытие может состоять из нескольких слоев.

На поверхности покрытия могут быть устроены слои поверхностных обработок различного назначения (слои для повышения шероховатости, защитные слои и т.п.).

Основание – часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также морозоустойчивость и осушение конструкции.

Следует различать несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои основания.

Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.

Дополнительные слои основания – слои между несущим основа-

нием и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и основанием должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией, которую выполняет дополнительный слой, его называют морозозащитным, дренирующим, капилляропрерывающим.

Тип дорожной одежды и вид покрытия определяются капитальностью одежд. В зависимости от этого назначают вид покрытия и применяемые для устройства покрытий материалы. Вид покрытия назначают в зависимости от перспективной интенсивности движения и технической категории автомобильной дороги и требуемых транс- портно-эксплуатационных показателей. Главными транспортно-

111

эксплуатационными показателями являются: ровность покрытия, коэффициент сцепления колеса и прочность дорожной одежды. Скорость движения автомобилей зависит от вида покрытия и его состояния. Вид покрытия определяет скорость движения и себестоимость перевозок. Задача выбора покрытия – не только техническая, но и экономическая: чем капитальнее тип покрытия и дорожной одежды, тем выше стоимость строительства и больше срок службы дорожной одежды.

Капитальную и облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием проектируют с таким расчетом, чтобы за межремонтный срок не возникло разрушений и остаточных деформаций и воздействие природных факторов не приводило к недопустимым изменениям в ее элементах.

Облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием рассчитывают на менее продолжительный межремонтный срок службы, чем для капитальных одежд. Это позволяет применять менее долговечные и дорогостоящие материалы и облегчить конструкцию.

Запроектированная дорожная одежда должна быть:

-прочной и надежной в эксплуатации;

-экономичной;

-менее материалоемкой, особенно по расходу дефицитных материалов и энергии;

-должна соответствовать экологическим требованиям;

-обеспечивать максимальную механизацию и индустриализацию строительных процессов;

-низкую трудоемкость и затрат ручного труда.

Рекомендуемые сроки службы нежестких дорожных одежд приведены в табл. 8.1. Экономичность конструкции определяют по результатам сопоставления вариантов с оценкой сравнительной экономической эффективности капитальных вложений по действующим нормативным документам. Выбор конструкции дорожной одежды и тип покрытия обосновывают технико-экономическим анализом вариантов.

При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами:

а) тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге соответствующей категории и

112

ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

Таблица 8.1

Рекомендуемый расчетный срок службы конструкции

б) конструкция одежды может быть принята типовой или разработана индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местными дорожно-строительными материалами и др.) с одинаковыми расчетными нагрузками. При выборе конструкции одежды для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике в данных условиях типовой конструкции;

в) в районах, недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемента, битума, извести, активных зол уноса и др.);

г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожностроительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должно быть минимальным;

д) при конструировании необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).

На магистральных дорогах с тяжелым и скоростным движением

113

основания следует устраивать преимущественно из укрепленных материалов.

Толщину слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее и укладываемых на верхний слой основания из материалов, укрепленных цементом, для ограничения появления «отраженных» трещин на покрытии нужно принимать, как правило, не менее толщины слоев, укрепленных цементом. При этом наименьшая толщина слоев с органическими вяжущими должна соответствовать для капитальных дорожных одежд 18 см, для облегченных – 12 см.

Процедура конструирования дорожной одежды включает:

1)выбор вида покрытия;

2)назначение числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев;

3)размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочной толщины каждого слоя;

4)предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;

5)предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, а также по повышению трещиностойкости конструкции;

6)оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;

7)предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы.

В задачу расчета входит определение толщин слоев одежды в вариантах, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев.

Отказ дорожной одежды, связанный с недостаточной ее прочностью, может возникнуть в результате:

- накопления до истечения заданного срока службы конструкции недопустимых остаточных деформаций с потерей ровности поверхности покрытия и соответствующим снижением скорости движения (под воздействием касательных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки);

114

- усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под воздействием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки с последующей интенсивной потерей дорожной одеждой транспортно-эксплуатационных свойств до истечения заданного срока службы.

Всоответствии с этим расчет на прочность в слоях выполняют по допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженной сопротивляемостью сдвигу и на растяжение при изгибе в монолитных слоях. Расчет прочности конструкции в целом без рассмотрения механизма нарушения прочности ведут по допустимому упругому прогибу (или требуемому общему модулю упругости). Дорожную одежду на перегонах дорог рассчитывают на кратковременное многократное действие подвижных нагрузок.

Вкачестве расчетной нагрузки от колеса автомобиля принимается гибкий круговой штамп диаметром D, передающий равномерно распределенную нагрузку величиной р. Величины расчетного давления колеса на покрытие р и расчетного диаметра D назначают с учетом параметров расчетного типа автомобиля. Нагрузку на одиночную, наиболее нагруженную ось двухосного автомобиля, для расчета прочности дорожной одежды принимают для дорог по табл. 8.2.

Таблица 8.2

Расчетные нагрузки при проектировании дорожных одежд

Если по дорогам IV категории не предполагается движение автотранспортных средств с осевой нагрузкой свыше 60 кН (6 тс), нагрузку следует принимать 60 кН. Независимо от результата расчета требуемый модуль упругости должен быть не менее указанного в табл. 8.3.

Кроме нежестких широко применяются и жесткие дорожные одежды на автомобильных дорогах общего пользования, подъездных дорог к промышленным предприятиям, внутрихозяйственных сельских дорог различных категорий. Жесткие одежды могут иметь покрытия:

115

цементобетонное монолитное на различных видах основания;

асфальтобетонное на основаниях из цементобетона;

сборные из предварительно-напряженного железобетона, железобетона, армобетона на различных видах основания.

Толщину бетонных покрытий h определяют расчетом. При использовании для покрытия бетонов классов, указанных в обязательном прил. [10], для нормативной нагрузки 50 кН на колесо минимальную толщину покрытия принимают по табл. 8.4.

Вцементобетонных покрытиях и основаниях устраивают продольные и поперечные швы (сжатия и расширения), делящие покрытие на плиты определенной длины и ширины. В конце рабочей смены или при длительных перерывах в бетонировании (более 2 – 4 ч) устраивают рабочие швы по типу швов сжатия и при необходимости швы расширения. Для предохранения покрытия от трещинообразования в раннем возрасте часть швов сжатия устраивают как контрольные и в первую очередь в свежеуложенном бетоне.

Вшвах предусматривают штыревые соединения. Пазы швов заполняют герметизирующим материалом.

Расчет дорожной одежды сводится к выбору материалов для конструктивных слоев, предварительному назначению их толщины, исходя из требований технологии и условий производства работ (до- рожно-климатической зоны) и проверки прочности [9, 10].

Вкачестве критериев прочности дорожных одежд используют показатели, приведенные в табл. 8.5.

Конструкция считается прочной и долговечной, если она соответствует критериям прочности.

116

Таблица 8.4

Минимальная толщина конструктивных слоев, см

1.В скобках приведена толщина покрытия для облегченных условий дви-

жения.

2.Если в поперечных швах штыри не применяются, толщину покрытия увеличивают на 2 см.

* – сооружаются при технико-экономическом обосновании.

Примечания:

1.Жесткие дорожные одежды не рассчитывают по упругому прогибу.

2.Нежесткие дорожные одежды переходного типа рассчитывают по упругому прогибу и сдвигоустойчивости.

3.Проверка на морозоустойчивость проводится в районах сезонного промерзания грунтов земляного полотна при неблагоприятных грунтовогидрологических условиях (пучинистые грунты).

117

Для определения стоимости при вариантном проектировании руководствуются сроками службы, вытекающими из долговечности материала верхнего слоя покрытия, которые для дорожных одежд капитального типа с цементобетонным покрытием составляют не менее 25 лет, а для дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием на бетонном основании - не менее 20 лет.

В курсовой работе следует назначить конструкцию дорожной одежды (жесткую или нежесткую) и вычертить поперечный профиль конструкции в соответствии с требованиями ГОСТ Р 21.1701-97.

Конструкцию дорожной одежды жесткого и нежесткого типов можно принять по прил. З. Следует помнить, что основание устраивается шире покрытия на 0,25 – 0,3 м с каждой стороны. При пучинистых грунтах подстилающий слой устраивают на всю ширину земляного полотна, чтобы скапливающаяся вода могла выходить на откосы земляного полотна. Укрепительные полосы обочин устраивают по конструкции дорожной одежды проезжей части ( прил. Ж).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе рассмотрены вопросы проектирования земляного полотна и дорожной одежды. На автомобильных дорогах устраивают примыкания и пересечения с другими дорогами как в одном уровне, так и в разных с использованием путепроводов. На косогорных участках и в горной местности проектируют подпорные стенки. При проложении дорог у населенных пунктов предусматривают строительство автобусных остановок, тротуаров. Обязательно разрабатывают схемы установки дорожных знаков, сигнальных столбиков, ограждений, вертикальную и горизонтальную разметки. В городских условиях дополнительно устраивают систему закрытого водоотвода (ливневую канализацию), дренажную сеть, освещение дорог.

Строительство дороги сопряжено с разработкой карьеров грунтов, песка, каменных материалов, переработкой этих материалов, приготовлением полуфабрикатов, асфальтобетонных и цементобетонных смесей, большим объемом перевозок различных строительных материалов. Необходимо выбирать места размещения предприятий и их мощность, обеспечивать строительство дороги трудовыми и энергетическими ресурсами и многое другое. Все эти вопросы решают в проектах на строительство дорог и представляют в проектно-сметной документации, которая проходит экспертизу и утверждение. Только

118

после этого начинают строительство. Строительство дороги должно выполняться с высоким качеством, чтобы обеспечить ее высокую надежность и долговечность, безопасность и комфортабельность движения автомобилей.

Библиографический список

1.СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56 с. (с изменениями и дополнениями).

2.СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

3.СНиП 2.05.03-85. Мосты и трубы.

4.ГОСТ Р.21.1207-97 СПДС. Условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог /Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1997. – 26 с.

5.ГОСТ Р 21.1701-97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог /Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1997.

6.ГОСТ Р 21.302-96. СПДС. Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям.

7.ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

8.Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования: Типовые материалы для проектирования. Серия 503-0-48,87.

9.ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд / Государственная служба дорожного хозяйства. – М.: Министерство транспорта Российской Федерации, 2001. – 143 с.

10.Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одеж / Государственная дорожная служба Министерства транспорта Российской Федерации. –М.: 2004. –135 с.

11.ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог.

12.ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог

119

ПРИЛОЖЕНИЕ А

План трассы А - Б

М 1 : 10 000

120