Глава 13. Конструкции и основные положения расчета жестких дорожных одежд

13.1. Область применения. Основные виды покрытий

Жесткими считают дорожные одежды с усовершенствованными покрытиями - цементобетонными или асфальтобетонными на основаниях из цементобетона. Их относят к категории капитальных одежд, проектируемых в соответствии со СНиП 2.05.02-85 на автомобильных дорогах I-IV категорий общей сети Российской Федерации. В соответствии с действующими рекомендациями по проектированию жестких дорожных одежд [1] бетонные покрытия применяют и для дорожных одежд при облегченных условиях движения. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается устройство таких одежд на подъездных дорогах промышленных предприятий, крупных строительных объектах, внутрихозяйственных сельских дорогах. В этом случае их применяют в соответствии со СНиП 2.05.11-83.

В настоящее время дорожные одежды с цементобетонными покрытиями занимают всего 1,64 % [2] от общего количества автомобильных дорог общего пользования в Российской Федерации. Однако, несмотря на относительно небольшую их протяженность, жесткие дорожные одежды эффективно работают и рекомендуются для применения в условиях интенсивного движения тяжеловесных грузовых автомобилей и автопоездов (с нагрузкой на ось 100 кН и более), а также в районах, не обеспеченных местными каменными материалами, пригодными для нежестких покрытий и верхних слоев оснований.

Имеются также зарубежные данные, позволяющие отдать предпочтение цементобетонным покрытиям по экономическим соображениям и условиям безопасности дорожного движения при расположении автомобильных дорог в тоннелях, а также в случаях значительного роста цен на нефтепродукты.

Действующие рекомендации распространяются на проектирование жестких дорожных одежд на автомобильных дорогах общего пользования, внутрихозяйственных сельских дорогах и подъездных дорогах к промышленным предприятиям. Однако полученное решение не является окончательным. Во всех случаях выбор в пользу жестких дорожных одежд должен подтверждаться технико-экономическими расчетами вариантов по критерию минимума суммарных приведенных строительных и эксплуатационных затрат.

По технологии строительства, оказывающей определенное влияние на конструкцию покрытия, цементобетонные покрытия подразделяют на монолитные и сборные. В настоящее время монолитные покрытия различают по способу устройства [3]:

комплектом высокопроизводительных машин со скользящими формами (опалубкой) с автоматической системой обеспечения ровности (комплект ДС-100);

комплектом машин, передвигающихся по рельс-формам, одновременно выполняющим функцию неподвижной опалубки при бетонировании покрытия (комплект с бетоноотделочной машиной Д-376 или ДВО-7,5).

Сборные покрытия [3,4] состоят из бетонных плит, которые изготавливают в заводских условиях и укладывают на дороге кранами или другими видами монтажного оборудования. В отличие от монолитных сборные покрытия применяют на участках дорог специального назначения или временных дорог, к которым не предъявляются повышенные требования по транспортно-эксплуатационным качествам (ровности). В частности, эти покрытия особенно целесообразно применять на дорогах нефтяных и газовых промыслов, в районах промышленного, гидротехнического и других видов строительства, а также в крупных карьерах, на лесоразработках и на участках дорог в местах срочного пропуска транспортных средств при ремонте дорожного покрытия.

По конструкции цементобетонные покрытия подразделяются на неармированные, армированные и предварительно-напряженные.

Среди армированных покрытий различают следующие виды по степени насыщения сечения продольной арматурой: до 0,25 % - армированные покрытия; 0,4 % - железобетонные; 0,4-0,7 % - непрерывно армированные.

Особенностью непрерывно армированных покрытий является отсутствие в покрытии поперечных деформационных швов, функцию которых частично выполняют значительное число поперечных волосяных трещин, образующихся в покрытии в процессе эксплуатации на расстоянии 0,3-3 м друг от друга. Несмотря на эффективность таких покрытий, в отечественной практике строительства автомобильных дорог они не нашли широкого применения.

Предварительно-напряженные покрытия представляют собой конструкцию, обладающую повышенной трещиностойкостью и работоспособностью в процессе эксплуатации, благодаря предварительному обжатию бетона (до 1 МПа) в ходе строительства автомобильной дороги. По способу создания предварительного напряжения монолитные покрытия делят на покрытия с внешним безарматурным обжатием бетона и с предварительно напрягаемой арматурой (струны, пучки, стержни периодического профиля).

В струнобетонных покрытиях предварительное напряжение создается высокопрочной стальной проволокой диаметром 4-5 мм с пределом прочности 1600 МПа, напрягаемой до бетонирования и отпускаемой на бетон после достижения им 70-80 % проектной прочности. За счет предварительного напряжения удается значительно снизить толщину этих покрытий (до 10-15 см), что позволяет рассматривать струнобетонные покрытия как весьма экономичные.

Строительство монолитных предварительно-напряженных покрытий осуществлялось в РСФСР в период середины 50-х - начала 70-х годов. В настоящее время применение их сдерживается из-за значительной трудоемкости, не позволяющей обеспечить современные темпы строительства автомобильных дорог. Кроме того, при строительстве предварительно-напряженных покрытий требуется повышенное внимание к технике безопасности.

Большое разнообразие жестких дорожных одежд позволяет проектировщику выбрать наиболее эффективную конструкцию, обосновав ее технико-экономическими расчетами.