Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Реконструкция автомобильных дорог. Учебное пособие
.pdf
Глава 3. РЕКОНСТРУКЦИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
3.1. Способы реконструкции дорожных одежд
Перестройка дорожной одежды при реконструкции автомобиль-
ных дорог, как правило, включает следующие работы:
полную разборку существующей дорожной одежды с использованием полученного материала при строительстве новой дорожной одежды, укреплении обочин, строительстве объездных дорог, подъездов и т. д. Полная разборка дороги производится в тех
случаях, когда под воздействием движения и погодно-климатических факторов ее износ и разрушение таковы, что использование существующей одежды в основании реконструируемой дорожной одежды технически нецелесообразно, когда намечается существенно увеличить высоту насыпи или углубить выемку;
разрушение существующей дорожной одежды, особенно
слоев из монолитных материалов, и использование ее в качестве
верхнего слоя основания. Такой способ реконструкции применяют,
когда существующая дорожная одежда включает слои из цементобетона различных типов или материалов, укрепленных значительными дозами цемента и сохранивших в достаточной степени свою монолитность, но существенно снизивших ровность поверхности одежды, изобилующей трещинами и другими подобными деформациями.
Отдельные блоки разрушенного слоя не должны превышать 0,5 м.
Асфальтобетонное покрытие в таких случаях на всю или большую часть толщины снимают способом холодного фрезерования,
в дальнейшем его используют в качестве добавки для производства
новой асфальтобетонной смеси. Возможно применение продукта
фрезерования для укрепления обочин;
разрушение существующей дорожной одежды, ее ушире-
ние и усиление новым материалом с укладкой соответствующих
верхних слоев;
сохранение существующей дорожной одежды, ее ямоч-
ный ремонт либо горячая, холодная или комбинированная регене-
Ю. Г. Лазарев, Г. И. Собко. Реконструкция автомобильных дорог
рация асфальтобетонного покрытия с последующей укладкой слоя
усиления. Для предотвращения появления отраженных трещин возможно применение синтетической сетки. Такой способ реконструкции технико-экономически целесообразен при коэффициенте прочности существующей дорожной одежды более 0,8 и состоянии покрытия, допускающем проведение соответствующего ремонта;
сохранение существующей дорожной одежды, ее уширение, ямочный ремонт, горячая, холодная или комбинированная регенерация, при необходимости укладка синтетической сетки и устройство слоя усиления (данный случай аналогичен указанному в предыдущем пункте, но при недостаточной ширине проезжей части).
При существующем переходном покрытии из щебня или гравийного материала его рыхлят на глубину имеющих место выбоин, профилируют и уплотняют. Затем укладывают слои усиления в виде усовершенствованного покрытия. Для рыхления и профилирования может
быть использован автогрейдер с навесным кирковщиком, для уплотнения – самоходные катки на пневмошинах или комбинированные.
При реконструкции дорог старую дорожную одежду можно
использовать различными способами. Самый простой из них и наиболее удобный для строителей состоит в усилении старой дорожной
одежды без ее уширения.
Однако практически реконструкция дорог всегда включает
в себя уширение земляного полотна и проезжей части. Поэтому использование старой дорожной одежды при необходимости ее уширения – наиболее часто встречающийся вариант, решение которого
тесно связано с принятым способом уширения земляного полотна.
Одностороннее уширение проезжей части с той же стороны, с которой проведено уширение земляного полотна, усложняет работы, так
как вызывает смещение оси проезжей части, делает необходимым
несимметричное усиление дорожной одежды и связано с некоторым
перерасходом материалов при создании нового поперечного профиля. Поэтому во многих случаях даже при одностороннем уширении
земляного полотна сохраняют ось проезжей части неизменной. Уширение проезжей части, особенно если оно небольшое, выполняют
симметрично с двух сторон, пренебрегая в целях облегчения строительных работ некоторым различием обочин по ширине. При уширении учитывают необходимость размещения и строительства с каж-
42 43
Глава 3. Реконструкция дорожных одежд
дой стороны проезжей части краевых полос шириной по 0,75 м на
дорогах I и II категорий и по 0,5 м на дорогах III категории.
Часто при реконструкции не удается ограничиться только уширением и усилением проезжей части. На отдельных участках приходится смягчать продольные уклоны или выравнивать пилообразную
проектную линию, что вызывает необходимость поднятия рабочих
отметок над существующей дорогой на большую величину, чем необходимая толщина усиления одежды.
Часто упрощают производство работ и строят новую дорожную
одежду на «погребенной» старой. При тяжелых грунтовых условиях
и неблагоприятном водно-тепловом режиме земляного полотна старая дорожная одежда может улучшать водно-тепловой режим, играя
роль морозоустойчивого и паронепроницаемого слоя.
В районах с недостатком местных каменных материалов и при
тщательном технико-экономическом обосновании организации строительства должны быть рассмотрены варианты применения материалов старой дорожной одежды в конструкциях новой дороги, их использования на других объектах или даже передачи или продажи
местным организациям. Последнее решение иногда является вынужденным, когда при изменении трассы старой дороги в плане ее оставшиеся в стороне участки подлежат разборке, а занятая ею полоса
земли – рекультивации.
3.2. Усиление дорожной одежды
При реконструкции дорог обычно производят усиление дорожной одежды. Это наиболее частый вид реконструкции.
Усиление существующей дорожной одежды должно обеспечивать общую ее прочность, соответствующую требованиям перспективного движения в конце срока службы усиленной одежды.
Проектирование усиления дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы «существующая дорожная одежда + слои усиления»)
на прочность с технико-экономическим обоснованием вариантов для
выбора наиболее экономичного в данных условиях.
Процедура конструирования дорожной одежды включает:
выбор вида покрытия;
Ю. Г. Лазарев, Г. И. Собко. Реконструкция автомобильных дорог
назначение количества конструктивных слоев с выбором
материалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции
и назначение их ориентировочных толщин;
предварительный отбор конкурентоспособных вариантов
с учетом местных природных и проектных условий работы.
При усилении дорожной одежды руководствуются следующи-
ми принципами:
тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным
требованиям, предъявляемым к дороге соответствующей категории
и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения
с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных
межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;
конструкция усиливаемой одежды может быть принята типовой или разработана индивидуально для каждого участка дороги.
При этом предпочтение следует отдавать проверенной на практике
(в данных условиях) типовой конструкции;
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 (цемент,
битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию конструкции, по возможности наименее материалоемкой;
конструкция должна быть технологичной и обеспечивать
возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели количество
слоев и видов материалов в конструкции должно быть минимальным;
при конструировании необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).
При выборе материалов для устройства слоев усиления до-
рожной одежды необходимо учитывать:
покрытие должно соответствовать проектным воздействующим нагрузкам и быть водо-, морозо- и термоустойчивым;
44 45
Глава 3. Реконструкция дорожных одежд
для верхнего слоя асфальтобетонного покрытия выбирают
материал в соответствии с действующим ГОСТ 9128–2009 «Смеси
асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия» и СНиП 2.03.05–85 «Автомобильные дороги»;
в районах с климатом, близким к морскому, при количестве
осадков 500 мм/год следует применять высокоплотный асфальтобетон либо плотный асфальтобетон, имеющий показатель пористости
(водонасыщения), соответствующий верхнему допустимому пределу;
в районах с сухим климатом (среднегодовое количество осадков менее 400 мм/год) назначают плотный асфальтобетон с показателем
пористости (водонасыщения) по нижнему допускаемому пределу;
при перспективной интенсивности движения в физических
единицах до 3000 авт./сут допускается устройство покрытия из пористого асфальтобетона с устройством поверхностной обработки или
высокопористого асфальтобетона с устройством двойной поверхностной обработки;
конструкция дорожной одежды в местах остановок общественного транспорта, на регулируемых пересечениях и в других
местах изменения скорости или движения на пониженных скоростях должна обеспечить повышенную сдвигоустойчивость при высоких летних температурах. Для обеспечения этого требования в покрытии предусматривают применение асфальтобетонных смесей типа
А и Б, высокоплотных смесей;
в случае применения материалов, укрепленных комплексными вяжущими, а также медленнотвердеющими гидравлическими
вяжущими, толщина слоя может быть снижена на 20 %, а в условиях
жарких и сухих районов IV–V дорожно-климатических зон – на 30 %;
для повышения трещиностойкости покрытия может быть
предусмотрено использование специальных трещинопрерывающих
прослоек (в том числе на основе геосеток и геотекстиля), а также
модифицированных вяжущих в материале покрытия;
общую толщину слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее, для ограничения появления «отраженных» трещин
на покрытии нужно принимать не менее 18 см при капитальном типе
дорожной одежды, 12 см – при облегченном типе.
Толщина слоя усиления не должна быть меньше величин, ука-
занных в табл. 1. Во всех случаях толщина каждого слоя должна не
Ю. Г. Лазарев, Г. И. Собко. Реконструкция автомобильных дорог
менее чем в 1,5 раза превышать размер наиболее крупных частиц
каменного материала, из которого изготовлен данный слой.
Таблица 1
Материал слоев
усиления
Асфальтобетон: 8
крупнозернистый 6–7
мелкозернистый 3–5
песчаный 3–4 6
холодный 3
Щебеночные и
гравийные материалы, обработанные органическим вяжущим
в установке и смешением на дороге
Щебень, обработанный органическим
вяжущим способом
пропитки
Примечание. Бóльшие из значений толщин асфальтобетонных покры-
тий даны для дорог I–II т. к., а меньшие – для дорог III–-IV т. к.
Толщина
слоев усиле-
ния, см
5
8 Минеральные мате-
на щебеночном слое 8
гравийном слое 10
песчаном слое 15
Материал слоев
усиления
Щебеночные и гравийные материалы,
обработанные цементом на твердом основании
Грунты, обработанные органическим вяжущим способом смешения на дороге
риалы, не обработанные вяжущим:
слоев усиле-
Толщина
ния, см
Если по расчету необходимы однослойное усиление и толщина
слоя усиления меньше его минимальной величины, но больше половины этой величины, то следует принять минимальную толщину слоя
усиления или рассмотреть вариант укладки материала, позволяющего делать более тонкие слои. Например, вместо гравия, обработанного органическим вяжущим, следует укладывать холодную асфальтобетонную смесь. Выбор варианта осуществляют по результатам
технико-экономического обоснования. Если по расчету толщина слоя
усиления из материала, обработанного органическим вяжущим, получилась менее половины минимальной величины, то достаточно
46 47
Глава 3. Реконструкция дорожных одежд
провести поверхностную обработку существующего покрытия после соответствующего ямочного ремонта.
Перед устройством слоя усиления необходимо выполнить выравнивание покрытия и ямочный ремонт. Выравнивание желательно
проводить выравнивающим слоем. Для устройства выравнивающего слоя рекомендуется применять плотный мелкозернистый асфальтобетон типа Б. Целесообразна марка I или II.
На старых гравийных и щебеночных покрытиях (не обработанных или обработанных органическим вяжущим) слой усиления рекомендуется строить из полимерцементогрунтов (рис. 11) толщиной
5–10 см, образуемых при укреплении грунтов полимерно-минеральной композицией на основе редиспергируемых полимерных порошков и минеральных наполнителей NICOFLOK (разработана в СанктПетербурге Военной академией тыла и транспорта (ВАТТ) имени
генерала армии А. В. Хрулева совместно с российской компанией
«Никель» и Главным управлением автомобильных дорог Нижегородской области).
Рис. 11. Устройство выравнивающего слоя из полимерцементогрунта
NICOFLOK
Инновационные технологии NICOFLOK базируются на применении укрепленных цементом грунтов со специальной добавкой
Ю. Г. Лазарев, Г. И. Собко. Реконструкция автомобильных дорог
NICOFLOK, которая позволяет обеспечить и высокие темпы набора
прочности, гидрофобность, морозостойкость укрепленного грунта.
NIСOFLOK является полностью отечественным продуктом.
Его производство налажено с 2006 г. в Санкт-Петербурге предприятиями ООО «Никель» в соответствии с условиями
ТУ 5743-003-13881083–2006 «Добавка укрепляющая для вяжущих
растворов и сухих смесей NIСOFLOK». Продукт имеет гигиенический сертификат, технологии NICOFLOK защищены патентами Российской Федерации. Производственные мощности компании «Никель» позволяют поставлять для нужд дорожного строительства порядка трех сотен тонн композиции в месяц.
NIСOFLOK применяется для всех типов грунтов, пригодных
к укреплению цементом. При этом отсутствуют какие-либо ограничения по кислотности грунта, наличию сульфатов, хлоридов, гипса.
Продукт не ядовит, не горюч, может транспортироваться и храниться при отрицательных температурах. Состав гидрофобен, при его
хранении необходимо обеспечить только отсутствие прямого контакта
с водой. Внешний вид – порошок серого цвета различных оттенков,
насыпная плотность 800–900 кг/м
3
, влажность не более 2 %, остаток
на сите с сеткой № 0315 не более 1,0 %.
Количественные параметры расхода NICOFLOK колеблются от
0,5 до 1 % от массы того или иного вида грунта, а портландцемента
марки М 400 – 5–10 %.
NICOFLOK представляет собой композицию, состоящую из
определенным образом подобранных минералов по заданному химическому составу и активации, а также полимеров, состоящих из
молекул, называемых «гребнеобразными». При контакте с водой происходит активация влаги, что влияет на общий энергетический баланс всей системы укрепляемой смеси и, в свою очередь, приводит
к дополнительной активации цемента, а значит, и к увеличению прочности укрепляемого грунта. Поскольку воздействие направлено не
на грунтовые частицы, а на свободную и пленочную воду, NIСOFLOK
применим для всех видов грунтов. При этом, естественно, отсутствуют какие-либо ограничения по кислотности грунта, наличию сульфатов, хлоридов, гипса.
Перспективно также использование в качестве выравнивающих
слоев (и слоев усиления) полимерошлаков, образуемых при активации металлургических шлаков добавкой NICOFLOK. Выполненные
48 49
Глава 3. Реконструкция дорожных одежд
исследования показали, что предел прочности на сжатие полимерошлака уже на 7-е сутки превышает минимально допустимые значения, регламентированные ОДН 218.046–01 на 28-е сутки.
При конструировании слоев усиления капитальных дорожных
одежд учитывают, что в конструкциях дорожных одежд дорог с тяжелым и интенсивным движением в местах сопряжения слоев из
крупнозернистых или гравийных материалов с песчаными слоями
основания или грунтом земляного полотна следует предусматривать
устройство разделяющих прослоек из геотекстиля в целях предотвращения взаимопроникновения материалов смежных слоев.
Слой износа (защитный слой) назначают в зависимости от интенсивности движения, категории дороги и применяемого материала. Толщина данного слоя из асфальтобетона составляет 3–6 см; из
ЩМА – 4,5–5 см. Бóльшее значение соответствует автомобильным
магистралям, меньшее – прочим автомобильным дорогам.
Остальные слои рассчитывают из условия обеспечения прочности и сопротивления растяжению при изгибе.
При конструировании слоев усиления облегченных и переходных дорожных одежд учитывают, что минимальная толщина покрытия из асфальтобетона облегченных дорожных одежд должна быть
4–6 см, из других материалов – 6–8 см. Окончательно толщину покрытия устанавливают расчетом.
При конструировании одежд переходного типа надо стремиться, чтобы одежда состояла из одного-двух слоев. Покрытия, как правило, устраивают по способу заклинки, применяя фракционированный щебень естественных горных пород, щебень из горнорудных
отходов и щебень из малоактивных металлургических шлаков.
При проектировании усиления дорожной одежды капитального, облегченного или переходного типа, находящейся в неудовлетворительном состоянии по ровности, минимальную толщину слоя усиления (h) из материала, содержащего органическое вяжущее, назначают с учетом перспективной интенсивности движения на полосу
(N
), приведенной к расчетным нагрузкам (табл. 2).
t
Nt,
авт./сут
h, см 7 8 10 12 13 15 17
100 200 500 1000 2000 5000 >5000
Таблица 2
Ю. Г. Лазарев, Г. И. Собко. Реконструкция автомобильных дорог
В случаях, если полученная расчетом толщина слоя усиления
больше указанной, нижнюю часть его следует предусматривать из
менее прочного и дорогостоящего материала, чем асфальтобетон.
В процессе конструирования слоев усиления необходимо учитывать, что материал этих слоев не должен быть по качеству ниже,
чем материал существующего покрытия. Например, при асфальтобетонном покрытии слой усиления должен быть также из асфальтобетона.
Расчет слоев усиления дорожной одежды проводят по ОДН
218.1.052–2002 «Оценка прочности нежестких дорожных одежд».
3.3. Способы разборки слоев дорожных одежд
Полная разборка существующей дорожной одежды должна
обеспечить наименьшее перемешивание материалов слоев, чтобы
создать возможность более эффективного дальнейшего использования этих материалов.
В зависимости от конструкции дорожной одежды и с учетом
разнообразия и различной ценности материалов отдельных конструктивных слоев разборку выполняют сразу на всю толщину одежды или послойно. При разборке отдельно измельчают, снимают
и вывозят слои асфальтобетона. Также отдельно снимают щебеночные, гравийные, шлаковые материалы и булыжный камень разбираемых мостовых. Песок старых песчаных оснований используют
в редких случаях.
При разборке облегченных усовершенствованных покрытий,
толщина которых превышает 8–10 см, предварительно разрыхляют
и снимают обработанный вяжущим слой, используя его для устройства основания на новой дороге. Так же поступают с основаниями из
материалов, не обработанных вяжущими, если считают возможным
использование их в дорожной одежде. Основание разламывают на
всю ширину, и материал вывозят на новое место. Если материал покрытия обработан вяжущим на небольшую толщину и нецелесообразно его использовать отдельно, разбирают и взламывают дорожную одежду на всю толщину, захватывая иногда и верхний слой песка дренирующего слоя.
Технология полной разборки слоев существующей одежды
включает ряд последовательных операций. Послойное рыхление сло-
50 51
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]