Задачи и принципы конструирования дорожной одежды нежесткого типа
Задачами конструирования дорожной одежды являются [5]:
назначение типа дорожной одежды и вида покрытия;
назначение числа конструктивных слоев;
выбор материалов для их устройства;
размещение их в конструкции в такой последовательности, чтобы с учетом уменьшения по глубине напряжений от колесной нагрузки, климатических и грунтово-гидрологических условий наилучшим образом проявлялись их прочностные, деформативные и теплоизолирующие свойства;
назначение ориентировочных толщин слоев (при расчете дорожной одежды на ЭВМ – минимальных, максимальных толщин и шага перебора);
назначение мероприятий по осушению дорожной одежды и снижению притока воды в дорожную одежду.
Конструирование дорожной одежды производят с учетом следующих факторов:
категории дороги;
интенсивности и состава движения;
дорожно-климатической зоны и подзоны;
вида грунта рабочего слоя;
схемы увлажнения рабочего слоя земляного полотна (табл. 13, прил. 2 СНиП [1]);
наличия и качества дорожно-строительных материалов;
возможности стадийного усиления дорожной одежды путем устройства сверху слоев из более прочных материалов по мере увеличения интенсивности движения.
Рекомендации по конструированию сводятся к следующему:
1. Материалы в конструкции дорожной одежды следует располагать в порядке убывания прочности и модулей упругости. Соотношение модулей упругости материалов вышележащего и нижележащего слоев не должно превышать 3–5.
2. Покрытие и верхние слои основания должны быть монолитными, водо, морозо и -теплостойкими. Развитие прочности дорожной одежды должно идти за счет увеличения толщины слоев из местных материалов. Из привозных материалов следует назначать верхние слои дорожной одежды минимальной толщины. Минимальная толщина однослойного асфальтобетонного покрытия должна быть не менее 5 см, двухслойного – не менее 10–12 см.
3. Для устройства несущих слоев основания хорошо себя зарекомендовали пористые асфальтобетонные смеси и каменные материалы и грунты, обработанные органическими вяжущими. Минимальная толщина щебеночного основания, укрепленного органическими вяжущими должна быть не менее 8 см, общая толщина слоев (покрытие и основание) из асфальтобетона – не менее 12 см.
4. При использовании в несущих слоях основания щебня или грунта, укрепленного цементом, толщина вышележащих слоев, укрепленных органическим вяжущим (битумом), для ограничения появления «отраженных» трещин должна быть не менее толщины слоя основания, укрепленного цементом, но не меньше 18 см – для капитального типа дорожной одежды и 12 см – для облегченного типа. Для повышения трещиностойкости покрытия можно предусмотреть специальные трещинопрерывающие прослойки из георешеток, использование модифицированных битумов и др. решения.
5. Основание из зернистых материалов должно быть, как правило, двухслойным: Несущий слой основания устраивается из фракционированного щебня, уложенного по способу заклинки, щебеночной или гравийно-песчаной смеси. Дополнительный слой – из песков различной крупности.
6. В конструкциях дорожных одежд капитального типа с тяжелым и интенсивным движением (на дорогах 1–3 категорий) на контакте слоев из крупнообломочных материалов с песком или с грунтом земляного полотна следует предусматривать устройство армирующих или разделяющих прослоек из геосинтетических материалов (гетекстилей или георешеток) с целью предотвратить взаимопроникновение материалов смежных слоев [6].
Примеры конструкций дорожных одежд приведены на рис. 7.
Рис. 7. Типы конструкций дорожных одежд
1- низкомарочный цементобетон М 40 – 100; 2 прослойка из песка, обработанного органическими вяжущими; 3 – щебеночный слой; 4 – дополнительный (морозоустойчивый, дренирующий) слой основания из песка, гравия, шлака или морозоустойчивых местных каменных материалов; 5 – мелкозернистый плотный асфальтобетон; 6 – крупнозернистый плотный асфальтобетон; 7 – крупнозернистый пористый асфальтобетон; 8 – щебень гранитный фр. 40-70 мм с расклинкой мелким щебнем; 9 – щебень, обработанный органическими вяжущими в установке; 10 – гравийная смесь, обработанная вяжущим в установке; 11 – цементогрунт; 12 – черное щебеночное покрытие с поверхностной обработкой; 13 – щебень, укрепленный цементом; 14 – грунт, укрепленный органическими и неорганическими вяжущими; 15 – гравийное покрытие, укрепленное цементом, с двойной поверхностной обработкой; 16 – булыжная мостовая; 17 – грунт, укрепленный гранулометрическими добавками; 18 – грунт, укрепленный шлаком, щебнем, гравием или дресвой