Дорожная одежда

Дорожная одежда является основным элементом дорожной конструкции, предназначенным для укрепления проезжей части дороги и состоящая из нескольких слоев различных материалов, обладающих разной прочностью. Дорожная одежда должна обладать надлежащей прочностью и ровностью, не должна деформироваться под влиянием климатических факторов, и не должна неравномерно изнашиваться. Вследствие того, что разные типы дорог предназначены для различных транспортных средств дорожные одежды имеют разные конструкции.

Верхний слой дорожной одежды, на который непосредственно опираются колеса транспортных средств называется покрытием. Это сравнительно тонкий слой прочного материала, лежащий на более толстых и менее прочных слоях основания покрытия. Отдельные слои дорожной одежды работают в различных условиях нагружения, наибольшую нагрузку воспринимает покрытие, по мере перехода к более глубоким слоям дорожной конструкции, давление создаваемое транспортным средством, падает и на глубине 60-100см составляет не более 5-10% от собственного веса конструкции. Поэтому верхние слои дорожной одежды сооружаются из достаточно прочных материалов. По мере углубления прочность дорожной одежды может уменьшаться.

Дорожная одежда своим нижним слоем опирается на поверхность, образованную земляным полотном дороги, называемую грунтовым основанием дорожной одежды.

Под воздействием веса проходящего транспорта дорожная одежда будет прогибаться. Важно, чтобы этот прогиб был упругим (обратимым), так как в противном случае необратимые деформации будут вести к разрушению дороги.

Дорожные одежды бывают жесткими и нежесткими.

Жесткие —(цементобетонные покрытия). Нежесткие — все остальные, создаваемые из несвязных или малосвязных материалов, пропитанных органическим вяжущим составом. Тип покрытия и конструкцию основания выбирают в зависимости от интенсивности движения, типа и тяжести транспортных средств и назначения дороги.

При малой интенсивности движения до недавнего времени применяли простейшие дороги так называемые грунтовые, у которых дорожным покрытие служит верхний уплотненный слой земляного полотна. Эти дороги строятся путем выравнивания дневной поверхности, придания поперечного уклона, создания кюветов по бокам от проезжей части и укатки самой дороги. Качество таких дорого зависит от грунтов, в которых они проложены и существенно меняется в зависимости от сезона года.

Основание дорожной одежды может создаваться в виде насыпи из местных грунтов. Для этого могут использоваться любые грунты, но для верхней части земляного полотна непосредственно подстилающей дорожную одежду они должны обладать мало изменяющимися свойствами при увлажнении и попеременном промерзании.

Сезонные изменения состояния грунта составляют водно-тепловой режим земляного полотна дороги и происходят по следующей схеме.

Осень — в виду сильных дождей и связанных с ними подъемом уровня грунтовых вод, в порах грунта происходит накопление влаги.

В первую половину зимы происходит медленное промерзание земляного полотна с поверхности, сопровождающиеся передвижением воды в порах грунта по направлению к границе мерзлого грунта. Вода замерзает прежде всего в крупных порах, превращаясь в лед, увеличиваясь в объеме, создает давление на соседние массы грунта и отжимает из них еще не замерзшую в мелких порах воду. Эта вода передвигается к центрам замерзания, присоединяется к ранее замерзшей воде и еще больше увеличивает объем образующегося льда. В результате чего образуются ледяные прослойки или линзы, которые вызывают поднятия покрытия, называемое пучением. Если поднятие идет неравномерно, то на дороге образуются бугры (пучины), нарушающие нормальную эксплуатацию дороги и приводящие к ее разрушению.

Во второю половину зимы промерзание идет быстрей и нового льдообразования не происходит. Поэтому в это время деформация дорожного полотна как правило не происходит. Глубина промерзания максимальна в этот период под проезжей частью где нет снега. Весной наиболее интенсивно сказывается вредное влияние осенне-зимнего периода в верхней части земляного полотна. Таяние идет более интенсивно под проезжей частью дороги чем под обочинами. Поскольку ей некуда уходить она размягчает грунтовое основание дорожной одежды. Особенно интенсивно этот процесс идет в пределах пучин и может сопровождаться выдавливанием разжиженного грунта из-под покрытия. Летом восстанавливается обычный водный режим, производится ремонт дорог.

Образование пучин в результате накопления льда в виде прослоек идет в разных грунтах по разному. Этот процесс почти не развивается в песках, поры которых велики и при охлаждении незамерзшая вода успевает отжаться без образования льда. Жирные глины, также мало пучиноопасны, поскольку поры у них очень малы и движение воды затруднено. Наиболее опасны пылеватые грунты, в которых поры весьма неоднородны по размерам.

Для борьбы с интенсивным пучинообразованием применяют поднятие дорожного полотна на достаточную величину над уровнем грунтовых вод, отсыпку морозоустойчивого (песчаного) грунта в верхнюю часть земляного полотна, изоляцию грунтового основания от источника увлажнения.

Отвод вод от дорожных сооружений осуществляется с помощью специальных водоотводящих систем, а пропуск — с помощью водопропускных, так называемых искусственных сооружений. К числу водопропускных относятся мосты, трубы, лотки и фильтрующие насыпи.

Мосты различают по их длине: большие свыше 60м), средние (от 60 до 20м) и малые (менее 20м). Большие мосты мы рассмотри при рассмотрении темы «Мосты», а малые мосты представляют обычно простую конструкцию балочного моста, изготовленного в виде железобетонного пролетного строения, опирающегося на бетонные или каменные устои. В случае когда расход воды, который необходимо пропустить под земляным полотном, невелик и может ограничиться отверстием менее 20 м, сооружают трубы и лотки.

Лотки представляют собой открытые русла обычно прямоугольного сечения.

Фильтрующие насыпи выкладываются из камня на участке пересечения водотока дорогой. Пропуск воды осуществляется через отверстия между камнями

Акведуки — это мосты-водоводы, сооружаемые для перехода канала через дороги, овраги, реки.

Дюкеры представляют собой напорные водоводы, укладываемые под дорогой, руслом канала или реки и по дну глубокой долины.

Путепроводом называется сооружение, предназначенное для пропуска одного потока движения под другим. Их строят при пересечении на разных уровнях железной и автомобильной дорог.

Эстакады служат для проведения дорог на некоторой высоте над поверхностью земли. Виадуки — это мосты, сооружаемые взамен железнодорожных насыпей при пересечении глубоких долин, ущелий, оврагов.