Конструирование и расчет дорожных одежд является наиболее сложным и то же время самым ответственным разделом в процессе проектирования автомобильных дорог в целом. От правильности расчета на прочность дорожной одежды будет во многом зависеть сметная стоимость строительства дороги и её надёжная работа в процессе эксплуатации.
Дорожная одежда — это слоистая конструкция, укладываемая на земляное полотно в пределах проезжей части дороги. Она предназначена для восприятия нагрузок от автомобилей и обеспечения максимально благоприятных условий скоростному и безопасному движению автотранспорта вне зависимости от погодно-климатических и временных факторов.
По характеру работы под нагрузкой дорожные одежды классифицируются на:
- жесткие
- нежесткие
По степени капитальности нежесткие дорожные одежды разделяются на типы:
- капитальные
- облегченные
- переходные
- низшие
В общем случае дорожные одежды содержат несколько конструктивных слоев, главными из которых являются покрытие и основание. Основание делится на несущий слой и дополнительные слои.
Рис.1 — Конструктивные слои дорожных одежд
Проектирование конструкций дорожных одежд состоит из трех взаимноувязанных этапов:
- конструирования вариантов;
- расчета их на прочность, морозоустойчивость и, при
необходимости, дренирующую способность основания;
- технико-экономического анализа.
Конструкция дорожной одежды рассматривается как упругое многослойное полупространство нагруженное на внешней поверхности гибким круговым штамп диаметром D, передающим равномерно распределенную нагрузку (удельное давление) величиной р. Каждый слой характеризуется толщиной и деформационными характеристиками (модулем упругости и коэффициентом Пуассона).
Давление на покрытие p усреднено и вследствие определенной жесткости шин установлено несколько большим, чем давление воздуха в шинах, и составляет 0,6 МПа.
Рисунок 2 Расчетная схема
Дополнительный слой основания — это нижний конструктивный слой дорожной одежды, который воспринимает нагрузки от верхнего слоя основания и передает их на грунты земляного полотна. Устраивают дополнительный слой из гравия, шлака, грунта, обработанного вяжущим материалом, и песка. Наряду с передачей нагрузок на земляное полотно дополнительный слой выполняет функции морозозащитного или дренирующего слоя, предназначенного для отвода избыточной влаги из верхних слоев земляного полотна и осушения дорожной одежды.
Конструктивные слои дорожной одежды
... Основание – несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на подстилающий слой или непосредственно на грунт земляного полотна. Дополнительный слой основания – нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей ...
Различают дополнительные слои по назначению — подстилающие, теплоизолирующие и дренирующие.
Основание — это несущая прочная часть дорожной одежды, устраиваемая из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущими материалами. Основание распределяет давление от проезжающего транспорта на грунт земляного полотна или нижележащие слои. Основание может состоять из одного или нескольких слоев. Так как оно не подвергается непосредственному воздействию колес автомобилей, для его устройства используют материалы несколько меньшей прочности, чем в покрытии.
Покрытие — это верхний, наиболее прочный, слой дорожной одежды. Он воспринимает нагрузки непосредственно от проходящего транспорта и обеспечивает необходимые эксплуатационные качества автомобильной дороги — прочность и ровность покрытия, высокий коэффициент сцепления с шинами и сопротивление изнашиванию. Покрытие часто разделяется на слой износа и основной слой. Слой износа по мере истирания периодически возобновляют.
Классификация дорожных одежд
Дорожная одежда является важнейшим и дорогостоящим эле¬ментом автомобильной дороги
Дорожной одеждой называют совокупность конструктивных слоев разной прочности, обычно уменьшающейся книзу, уст¬раиваемых из различных материалов. Многослойная конструк¬ция дорожной одежды показана на рис. 1.21.
Рис.1.21. Конструкция дорожной одежды
Поверхностная обработка на усовершенствованных покрытиях капитального типа защищает покрытие от износа. Слой износа систематически возобновляется по мере истирания, устраивается из наиболее прочных и морозостойких материалов с таким количеством вяжущего материала, чтобы обеспечить шероховатость, но не в ущерб водонепроницаемости покрытия.
Поверхностная обработка на покрытиях усовершенствованных облегченных выполняет роль временного защитного слоя. В этом случае временный защитный слой обеспечивает повышение устойчивости ещё не полностью сформировавшейся поверхности покрытия и основания в период формирования. Защитный слой можно устраивать из менее прочных материалов в сравнении с материалами, используемыми для устройства слоя износа. Если защитный слой периодически возобновляется, то он переходит в слой износа.
Дорожную одежду, как правило, устраивают в так называемом корыте, размеры которого определяются толщиной дорожной одежды и шириной проезжей части. Для удаления воды, попадающей в корыто, дну корыта придают поперечный уклон в сторону обочин. В местах с избыточным увлажнением для отвода воды из корыта устраивают сплошной дренирующий слой на обочине, трубчатые дрены или дренажные воронки.
Корыто можно устроить одним
- путем присыпки грунта, взятого из резервов, на всю ширину обочин на
толщину всех слоев дорожной одежды;
- частичной выемкой грунта из средней части земляного полотна и
укладки его на обочины таким образом, чтобы суммарная толщина присыпанного слоя и углубления в земляном полотне равнялись толщине дорожной одежды.
- путем выемки грунта в плотном грунте на полную глубину корыта.
Перед устройством нижнего слоя дорожной одежды дно корыта нужно тщательно спланировать и хорошо уплотнить.
Дорожные материалы
... слой. Дорожная одежда включает: Верхний слой покрытия из высокопористого дренирующего асфальтобетона на резинобитумном вяжущем толщиной 2,5 см. Этот слой должен обеспечить высокие сцепные свойства покрытия и низкий уровень транспортного шума. Слой ... Факторы, влияющие на долговечность строительных материалов Долговечность строительных материалов не всегда соответствует нашим требованиям и ...
Дорожные одежды по способности воспринимать растягивающие напряжения и накапливать пластические деформации, возникающие от действия нагрузок, подразделяют на жесткие и нежесткие.
К жестким относят дорожные одежды, устраиваемые из бетона или железобетона. Эти одежды хорошо сопротивляются изгибу, и в них не накапливаются пластические деформации. Расчет таких конструкций ведут методами теории упругости.
К нежестким дорожным одеждам относят все остальные конструкции, устраиваемые из щебня, гравия, грунта и других материалов, в том числе с обработкой вяжущими. В таких одеждах при повторном действии нагрузок накапливаются пластические деформации, а их сопротивление изгибу значительно меньше, чем у жестких.
Дорожные одежды по типам покрытия классифицируются на:
1.Капитальные:
- цементобетонные;
- асфальтобетонные из горячих плотных смесей I и II марок;
- асфальтобетонные из холодных смесей I марки;
- дегтебетонные из горячих плотных смесей I марки.
2.Облегченные:
- асфальтобетонные из горячих смесей III марки;
- асфальтобетонные из холодных смесей II марки;
- дегтебетонные из горячих плотных смесей I и II марки;
- из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими материалами (смешением в установке, на дороге, пропиткой);
- переходные с поверхностной обработкой.
3.Переходные:
- щебеночные;
- гравийные;
- булыжные из колотого камня;
- грунтовые, укрепленные вяжущими материалами.
4.Низшие:
- из малопрочных каменных материалов, шлаков;
- грунтовые, улучшенные различными местными материалами.
Из покрытий капитального типа наиболее распространены асфальтобетонные покрытия, имеющие ровную, упругую, удобную для движения автомобилей поверхность.
Покрытия облегченного типа, устраиваемые с применением прочного щебня, гравия или минеральных смесей различной зернистости и плотности, обработанных органическими вяжущими, обладают достаточной прочностью в переменных условиях увлажнения и при различных температурах. Структура, прочностные свойства и долговечность таких покрытий зависят от свойств применяемых материалов и способов постройки.
Покрытия переходного типа из щебня, гравия, шлака без обработки вяжущими обладают малым сопротивлением износу, так как тангенциальные (касательные) силы, возникающие при движении автомобилей, оказывают разрушительное воздействие на верхний слой вследствие слабого сцепления между каменными частицами, из которых состоит этот слой.
К этой же группе относят покрытия из грунта и местных мало-прочных каменных материалов, обработанных различными вяжущими. Благодаря обработке органическими или минеральными вяжущими эти покрытия обладают более высокой сопротивляемостью тангенциальным и вертикальным усилиям, воздействующим на дорогу при движении автомобилей.
Мостовые — конструктивные слои дорожной одежды, устраиваемые из отдельных, уложенных вплотную друг к другу, естественных или искусственных камней соответствующей формы. Основным недостатком мостовых является применение ручного труда при их устройстве, а мостовых из булыжного камня и грубоколотой шашки, кроме того, неровная поверхность. Вследствие этого устройство мостовых в практике дорожного строительства ежегодно сокращается.
Архитектура : Современные технологии производства строительных ...
... типов зданий и сооружений требует, чтобы сырье для производства строительных материалов было массовым, дешевым и пригодным для изготовления широкого диапазона изделий. ... при его применении в качестве напольного покрытия производственных помещений. Ø Устойчивость к перепадам температур. ... гранит – это современный отделочный материал, производимый из смеси глин высокого качества с добавлением ...
Покрытия низшего типа — из грунтов, укрепленных или улучшенных различными местными материалами, применяют в качестве временного типа покрытий на дорогах низших категорий. Добавка песка, гравия и других зернистых минеральных материалов в глинистые, тяжело-суглинистые и пылеватые грунты увеличивает сопротивляемость таких покрытий нагрузкам во влажном состоянии. Для повышения связности сыпучих грунтов (песчаных) применяют глинистые или суглинистые добавки.
Конструктивные слои дорожных одежд без применения вяжущих материалов можно устраивать из щебня, гравия, щебеночно-гравийных, гравийно-песчаных, щебеночно-грунтовых и других видов минеральных смесей, а также из штучного камня (булыжник, грубоколотая шашка, клинкер, брусчатка и др.).
В зависимости от наличия соответствующих материалов и требований, предъявляемых к конструктивному слою, применяют один из следующих трех способов постройки:
- способ с использованием плотных минеральных смесей оптимального состава, применяемый для улучшения грунтовых дорог, устройства оснований и покрытий переходного типа. При данном способе постройки применяют также местные малопрочные некондиционные каменные материалы (слабые известняки, слабые песчаники, опоки);
- способ, основанный на использовании принципа заклинки (принцип водоовязного щебеночного шоссе).
Этот способ применяют при наличии фракционированного щебня достаточной прочности с хорошей цементирующей способностью. Слои, построенные по способу заклинки, используют в качестве оснований и покрытий переходного типа, а также верхних слоев оснований под покрытия усовершенствованного типа;
- способ с использованием штучных материалов, применяемый при устройстве мостовых всех типов.
В дорожной практике применяют, в основном, первый и второй способы, позволяющие полностью механизировать производственный процесс.
При первом способе устройства покрытий и оснований решающее значение в обеспечении необходимой их прочности и долговечности имеют плотность минеральной части смеси, силы молекулярно-коллоидного сцепления и механического зацепления между частицами.
По гранулометрическому составу минеральный материал должен представлять плотную смесь, состоящую из частиц разных размеров, смешанных в определенных соотношениях. Частицы крупнее 0,5 мм образуют каркас (скелет) слоя, а фракции от 0,5 до 0,05 мм заполняют пустоты между скелетными частицами.
Пылевидные частицы (мельче 0,05 мм) :в смеси с водой образуют слабое цементирующее вещество, обеспечивающее стабильное молекулярно-коллоидное сцепление.
Смеси оптимального гранулометрического состава должны удовлетворять следующим трем основным требованиям:
- состав смеси должен быть оптимальным, т. е. таким, при котором достигались бы наибольшая плотность, необходимая прочность и долговечность устраиваемого слоя;
- щебень и гравий, образующие скелетную часть оптимальной смеси, должны быть достаточно прочными, водоустойчивыми и морозостойкими;
— мелкозернистая часть смеси (фракции мельче 0,05 мм) должна быть в таком количестве и с такими свойствами, характеризуемыми числом пластичности, чтобы при самых неблагоприятных условиях увлажнения обеспечивалось стабильное молекулярно-коллоидное сцепление.
Нанесение и получение металлических покрытий химическим способом
... изделия тончайших листочков золота или серебра. Своеобразным способом нанесения металлических покрытий являются металлизация - распыление расплавленной металлической ... декоративной отделки изделий, придания поверхности изделий специальных свойств наиболее распространены покрытия, получаемые ... применяют шлифовальную шкурку, пемзу, абразивную пасту, стальные щетки и т.п. [7]. В случае металлической ...
При втором способе устройства покрытий основное влияние на прочность и долговечность конструктивных слоев оказывает прочность, морозостойкость и цементирующая способность скелетного материала. Существенную роль в обеспечении прочности играют также силы трения между скелетными частицами, возникающие при укатке в результате расклинки промежутков между крупными фракциями более мелкими, клинцовыми фракциями.
Производство работ при устройстве слоев дорожных одежд по принципу плотных смесей. Способ улучшения грунтовых дорог гранулометрическими добавками является простейшим способом повышения эксплуатационных показателей с минимальными затратами. В качестве гранулометрических добавок используют песок, гравийный материал, щебень, топочные шлаки и другие местные материалы.
Улучшать грунтовые дороги гранулометрическими добавками целесообразно на всю ширину земляного полотна, применяя серповидный или полукорытный профиль (рис. 1.23).
В зависимости от вида применяемых добавок и имеющихся средств механизации распределять гранулометрические добавки можно двумя способами:
1) рассыпанием полной нормы добавок на предварительно разрыхленный и спрофилированный слой земляного полотна с последующим перемешиванием разрыхленного грунта с добавками, разравниванием его и уплотнением;
2) россыпью добавок в несколько приемов по поверхности спланированного земляного полотна и последующим вдавливанием добавок в грунт полотна колесами движущегося по дороге транспорта.
Второй способ с организационно-технологической точки зрения хотя и является более простым, но при нем значительно больше расходуется добавок в виду разбрасывания их колесами движущегося по дороге транспорта.
Рис. 1.23. Поперечные профили улучшенных грунтовых дорог:
- а — серповидный профиль;
- б — полукорытный профиль;
- в — корытный профиль
Устройство слоев дорожных одежд из гравийного материала гравийно-щебеночных или гравийно-грунтовых смесей оптимального состава производят в следующей последовательности;
1) подготовка и устройство основания;
2) вывозка минерального материала оптимального состава и предварительное его разравнивание ровным слоем. Если вывозимый на дорогу минеральный материал не является оптимальным, то для его улучшения на поверхность уложенного слоя распределяют необходимое количество добавок, устанавливаемое расчетом. После этого грунт перемешивают;
3) окончательно разравнивают материал с помощью автогрейдера. Правильность планировки слоя проверяют шаблоном и по высотным колышкам, устанавливаемым по оси дороги и кромкам, проезжей части.
4) уплотняют грунт моторными катками с гладкими металлическими вальцами, виброкатками или катками на пневматических шинах. Уплотнять материал следует при влажности, близкой к оптимальной. Сухой материал за 20-30 мин до начала укатки поливают водой, а излишне влажной подсушивают. Неровные места, возникающие при укатке, разрыхляют и в случае необходимости добавляют такой же материал, после чего тщательно уплотняют. Окончательное уплотнение и формирование слоя происходит под действием движения автотранспорта в течение первых 2-3 месяцев эксплуатации.
Технологические особенности сухих строительных смесей на гипсовой основе
... и его состава. Шпатлевочные гипсовые смеси. Шпатлевочные смеси представляют собой дисперсные смеси из неводостойких гипсовых вяжущих В-или а-модификаций, ангидрита или водостойких гипсовых вяжущих (гипсоцементно-пуццолановые или композиционные гипсовые вяжущие), мелко- и тонкодисперсных ...
Рис. 1.24. Поперечный профиль щебеночного покрытия на песчаном основании:
1 — сплошной дренирующий слой под обочинами
С применением органических вяжущих материалов (битумов и дегтя) устраивают покрытия усовершенствованного типа и верхние слои оснований дорожных одежд. Органические вяжущие применяют также для обработки грунтов с целью их укрепления, и последующего использования в основаниях дорожных одежд, а в отдельных случаях и в покрытиях переходного типа.
Органические вяжущие материалы, выполняя роль связующего (клеющего) вещества, модифицируют также и свойства минерального материала, что дает возможность повысить монолитность, прочность и долговечность слоев.
Для эффективного использования клеющих и модифицирующих свойств вяжущего необходимо его равномерное распределение в массе обрабатываемого минерального материала. Для этого применяют соответствующую технологию работ, учитывающую свойства вяжущего и качество минерального материала.
При объединении органического вяжущего с минеральным материалом протекают сложные процессы физико-химического взаимодействия, интенсивность которых возрастает с увеличением дисперсности твердой минеральной фазы и физико-химической активности органического вяжущего.
Прочность слоев из битумо-минеральных материалов зависит от сил трения между минеральными частицами, от сил сцепления и от прочности каменных частиц, образующих скелет.
Опыт эксплуатации покрытий с органическими вяжущими показывает, что материал может разрушаться по вяжущему, вследствие слабых когезионных свойств (слабого сцепления) применяемого органического вяжущего материала; по поверхностям минеральных частиц, покрытых пленкой вяжущего, вследствие слабой адгезии (прилипания) вяжущего к поверхности минеральных частиц и непосредственно по минеральному материалу в виду его недостаточной прочности.
Решающее влияние на прочность и долговечность слоев дорожных одежд с применением органических вяжущих оказывают свойства вяжущих и минеральных материалов, а также применяемая технология работ. Минеральные материалы, образующие скелет, должны обладать достаточной прочностью и морозостойкостью,, хорошо обволакиваться органическим вяжущим с образованием прочной и водоустойчивой пленки.
Гранулометрический состав минеральных материалов, как правило, нужно подбирать по принципу получения плотных смесей. Неплотные смеси в виде рядового черного щебня или отдельных его фракций применяют при использовании вязких битумов с укладкой на дорогу в горячем или теплом состоянии.
Для повышения удобоукладываемости плотных и неплотных минеральных смесей их обрабатывают жидкими битумами или дорожными эмульсиями, что позволяет укладывать их па дорогу в холодном состоянии.
Различают четыре основных способа постройки слоев дорожных одежд с применением органических вяжущих материалов: способ поверхностной обработки, способ пропитки, способ смешивания на дороге и способ с использованием при укладке готовых битумо-минеральных смесей (включая асфальтобетонные), которые готовят в смесительных установках.
Способ поверхностной обработки. Таким способом устраивают тонкие конструктивные слои на всех типах дорожных покрытий усовершенствованного и переходного типов как на новых, так и уже находящихся в эксплуатации.
Технология изготовления сухих строительных смесей
... работ. Они обеспечивают высокий и стабильный уровень качества отделки, снижение затрат на транспортировку, легкую переработку материалов. Сухие строительные смеси классифицируют по ГОСТ 31189-2003: основному назначению, применяемому вяжущему, ... 3. Материалы для сухих строительных смесей Сухие смеси представляют собой смесь вяжущих, заполнителей и различных добавок. Вяжущие -портландцемент, белый ...
Слои, устраиваемые методом поверхностной обработки, должны хорошо сопротивляться истиранию, быть шероховатыми, сдвигоустойчивыми и водонепроницаемыми.
Поверхностную обработку проводят в следующих целях:
- для повышения шероховатости поверхности покрытий усовер-шенствованного типа, в том числе на асфальтобетонных и цементобетонных покрытиях;
- при устройстве защитных слоев — для предохранения покрытия от интенсивного износа;
- для постепенного увеличения прочности существующих покрытий переходного и усовершенствованного облегченного типов путем многократного повторения поверхностной обработки до истечения срока службы ранее устроенного слоя. В результате этого может образоваться слой по типу плотной битумоминеральной смеси толщиной 4-6 см и более;
- для временного улучшения санитарно-гигиенических свойств и повышения ровности покрытий, устроенных без применения вяжущих материалов (щебеночные, гравийные, мостовые).
Поверхностную обработку покрытий можно вести двумя способами: способом поливок и способом укладки готовых мелкозернистых битумоминеральных смесей. Наиболее распространен способ поливок. В зависимости от числа основных разливов вяжущего поверхностная обработка, устраиваемая способом поливок, может быть одиночной, двойной или тройной.
Технологический процесс устройства одиночной поверхностной обработки состоит в следующем. На тщательно подготовленное (отремонтированное и очищенное от пыли и грязи) основание автогудронатором разливают вяжущее, затем рассыпают мелкий минеральный материал и уплотняют катками. После укатки открывают движение автотранспорта, под воздействием которого происходит окончательное формирование слоя.
При устройстве двойной и тройной обработки после первого розлива вяжущего рассыпают более крупный минеральный материал, а после второго и третьего — более мелкий.
Поверхностную обработку способом укладки готовых мелкозернистых битумоминеральных смесей ведут в следующей последовательности: подготовка основания, розлив вяжущего, укладка готовой битумоминеральной смеси, уплотнение.
При этом способе используют горячие, теплые или холодные битумоминеральные смеси, которые укладывают асфальтоукладчиком слоем в 2-3 см.
Для повышения шероховатости на поверхность уплотненного слоя из битумоминеральной смеси укладывают черный щебень одномерной фракции слоем в одну щебенку также при помощи асфальтоукладчика, после чего укатывают поверхность слоя 3-4 проходами легкого катка. При укатке щебенка должна погружаться в основной слой не более чем на 2/3 своего размера.
Способ пропитки применяют для устройства дорожных покрытий и верхних слоев оснований. Различают две разновидности пропитки: глубокую при толщине устраиваемого слоя 6,5- 8(10) см и полупропитку, когда толщина слоя составляет 4-6 см.
Основание, на котором устраивают слои методом пропитки, должны быть прочными, ровными и плотными, не впитывающими органическое вяжущее, разливаемое при пропитке.
Устройство слоев способом пропитки ведут в следующей последовательности. На подготовленном основании распределяют щебень, необходимый для образования конструктивного слоя, после чего укатывают катками легкого веса. Далее разливают вяжущее и немедленно рассыпают более мелкий щебень, пропитанный вяжущим, необходимый для расклинивания слоя более крупного щебня.
Технология строительства асфальтобетонного дорожного покрытия
... тов, учитывающих все стороны сложного строительного процесса. асфальтобетонное покрытие машина материал Глава 1. Климат района строительства 1.1 Экономическая характеристика района Чувашская Республика ... заданные сроки и в соответствии с проектом. В условиях современного строительства, характеризующегося большой насыщенностью высокопроизводительными машинами и сложной технологией производства ...
После россыпи мелкого щебня дорогу укатывают катками среднего и тяжелого веса.
Способ смешения на дороге применяют для устройства новых покрытий и оснований, а также при капитальном ремонте старых покрытий из щебня или гравия.
Смешением на дороге обрабатывают щебеночные, гравийно-щебеночные, гравийно-песчаные и грунтовые смеси. Толщина слоев, устраиваемых этим способом за один технологический цикл, колеблется в пределах 4-8 см при обработке смесей из щебня или гравия и достигает 15-16 см при обработке грунтов и грунтовых смесей. Более высокие показатели физико-механических свойств имеют битумоминеральные смеси оптимального гранулометрического состава.
Для получения более однородной, плотной и равномерно из-нашивающейся поверхности покрытий рекомендуется применять мелко- или среднезернистые смеси, а для устройства оснований — крупно- или среднезернистые смеси.
Способ с использованием готовых битумоминеральных и асфальтобетонных смесей. Битумоминеральные смеси различного вида и состава, включая асфальтобетонные смеси, применяют для устройства покрытий усовершенствованного типа.
Дорожные покрытия с использованием готовых битумоминеральных смесей устраивают одно-, двух- и многослойными. Количество и толщину слоев устанавливают обычно по конструктивным и экономическим соображениям и проверяют расчетом на прочность.
Основание, на которое укладывается битумоминеральная или асфальтобетонная смесь, должно быть прочным, ровным, чистым и сухим. В качестве оснований можно использовать все типы конструктивных слоев, удовлетворяющие перечисленным требованиям.
Технологический процесс устройства покрытия из битумоминеральной или асфальтобетонной смеси состоит из следующих основных операций: очистки основания от пыли и грязи, подвозки и выгрузки в бункер асфальтоукладчика готовой смеси, распределения смеси слоем требуемой толщины по основанию, уплотнения слоя катками разного веса.
Для обеспечения хорошего сцепления битумоминерального слоя с недостаточно чистым основанием необходимо не позднее 2- 3 ч до укладки битумоминеральной или асфальтобетонной смеси разлить жидкий битум или дорожную эмульсию с помощью автогудронатора.
Укладка смеси с помощью асфальтоукладчика позволяет получить дорожное покрытие с ровной поверхностью, обеспечивающей движение по дороге с высокими расчетными скоростями.
Уплотнение покрытий начинают легкими катками весом 6 — 8 т, а заканчивают тяжелыми, весом 10-13 т. Длина укатывае¬мой захватки зависит от скорости остывания смеси. Движение катка при укатке должно быть плавным, без крутых поворотов и остановок.
Устройство оснований. Минеральные вяжущие материалы при устройстве слоев оснований используют для обработки грунтов и местных зернистых минеральных материалов: гравия, гравийно-песчаных и щебеночных смесей. Более универсальным видом минерального вяжущего является портландцемент.
Цемент и известь, применяемые для обработки грунтов, изменяют их структуру и придают им повышенную и необратимую прочность и связность в переменных условиях увлажнения. Грунт, обработанный цементом, называют цементогрунтом.
Модифицированные ‘тощие’ бетоны для устройства оснований ...
... К первым относятся цементно-бетонные покрытия на различных основаниях, ко вторым - все остальные покрытия с использованием разнообразных минеральных материалов ... На дорогах с интенсивностью движения менее 50 автомобилей в сутки пригодны покрытия низших типов, устраиваемые из грунта, ... и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), ...
Укрепление чистых песков, особенно одномерных по зерновому составу, вследствие повышенного расхода вяжущего является экономически нецелесообразным. При укреплении тяжелых суглинков и глин расход вяжущих также увеличивается и, кроме того, значительно усложняется технологический процесс по размельчению грунта и перемешиванию его с вяжущим материалом. Более высокая прочность и долговечность смесей с минимальным содержанием вяжущих получается при обработке грунтов оптимального гранулометрического состава. Поэтому в грунты неоптимального состава перед обработкой вяжущими следует вносить гранулометрические добавки в количествах, обеспечивающих получение оптимальной грунтовой смеси.
При обработке цементом кислых и засоленных грунтов в них следует предварительно вводить поверхностно-активные и другие химические вещества (известь, хлористый кальций, хлорное железо), нейтрализующие отрицательные свойства этих грунтов и повышающие эффективность обработки цементом.
Качество грунтовых смесей, обработанных минеральными вяжущими, зависит от типа грунта, вида и качества вяжущего и определяется при подборе состава смесей в лаборатории перед началом строительства. Контроль за качеством смесей ведут в период самого Технологический процесс устройства слоев оснований из грунтов и других минеральных материалов, обрабатываемых минеральными вяжущими, складывается из следующих видов работ: приготовления смеси, разравнивания и уплотнения готовой смеси, ухода за покрытием в процессе твердения.
Процесс приготовления смеси по способу смешения на дороге независимо от вида применяемых машин состоит из следующих основных операций: размельчения грунта; перемешивания грунта с добавками (в случае, когда предусмотрено улучшение грунта); введения цемента или извести в обрабатываемый минеральный материал; перемешивания минерального материала с вяжущим; увлажнения смеси до оптимальной влажности; окончательного перемешивания.
Цементобетонные покрытия устраивают монолитными из бетонной смеси, которую привозят к месту работ в готовом виде или готовят непосредственно на месте работ, и сборными с укладкой готовых плит, изготовленных на заводах или на полигонах.
Бетонные покрытия вследствие своей жесткости весьма чувствительны к деформациям основания, поэтому устраивают бетонные покрытия только на достаточно прочных и устойчивых основаниях.
В качестве оснований под бетонные покрытия применяют слои грунта, укрепленные вяжущими, а также слои из крупных или среднезернистых песков, щебня, гравия, шлака и гравийно-песчаных смесей, верхняя часть которых может также обрабатываться, вяжущими.
Цементобетонные покрытия устраивают обычно однослойные; двухслойные покрытия применяют при использовании местных менее прочных и морозостойких каменных материалов с укладкой их в нижний слой.
На участках дорог, на которых возможны просадочные явления, монолитные бетонные покрытия армируют по всей ширине сварной сеткой из арматурной стали диаметром 4-6 мм с ячейками 10X25 см. Сетку укладывают на расстоянии 6 см от поверхности плиты, а в двухслойных покрытиях ее помещают на поверхность нижнего слоя перед укладкой верхнего слоя.
Конструкция дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием показана на рис. 1.25.
Рис. 1.25. Конструкция проезжей части дороги с цементобетонным покрытием:
- а — укрепительная полоса;
- В/2 — проезжая часть;
- С – обочина
Для предотвращения образования в покрытии трещин, возникающих от колебания температуры воздуха, усадки бетона при твердении и неравномерной осадки основания, в процессе строительства предусматривают продольные деформационные швы, делящие монолитное бетонное покрытие на отдельные плиты.
Для обеспечения совместной работы под нагрузкой смежные плиты соединяют в швах друг с другом с помощью стержней из арматурной стали, располагаемых посредине толщины плиты.
Поперечные швы устраивают двух видов: швы сжатия и швы расширения. По отношению к оси дороги поперечные швы, как правило, размещают под прямым углом. Швы сжатия предупреждают возникновение трещин в плитах от действия растягивающих напряжений, возникающих от усадки бетона, неравномерной осадки основания и понижения температуры покрытия.
Швы расширения обеспечивают продольную устойчивость бетонного покрытия при действии сжимающих напряжений, возникающих при нагреве плиты в летний период.
Расстояния между поперечными швами назначают в зависимости от климатических условий района строительства дороги, толщины бетонной плиты, наличия арматуры в плите, температуры воздуха при бетонировании и типа основания.
