Грунтовые дороги. Щебеночные и гравийные покрытия

Грунтовые дороги. Грунтовыми называют дороги, уст­роенные из естественного грунта и грунта, укрепленного добав­ками других материалов. Поверхности дороги придают выпук­лый профиль, для создания которого используют привозной грунт или грунт, полученный при устройстве водоотводных канав.

В зависимости от свойств грунта дорога обладает большей или меньшей устойчивостью, а следовательно, и проезжаемостью. Хорошо содержащаяся грунтовая дорога в сухое время года обеспечивает проезд автомобилей с достаточными скоростями. Большим недостатком грунтовых дорог является их пылимость. В период осенней и весенней распутицы в связи с переувлажне­нием грунта и потерей несущей способности грунтовые дороги становятся непроезжаемыми, так как под воздействием колес автомобилей образуются глубокие колеи, выбоины и ухабы.

Для улучшения проезжаемости грунтовые дороги укрепляют добавками. Наблюдения показывают, что грунты, обладающие крупнозернистым скелетом с содержанием крупно песчаных и гравийных частиц 45—75% и глинистых — 6—12%, не размока­ют и не теряют своей несущей способности даже при значитель­ном увлажнении. Такой состав грунта называется оптимальным.

Если естественный грунт проезжей части дороги по своему составу отличается от оптимальной смеси, к нему добавляют недостающие частицы и доводят до оптимального состава. При введении добавок в естественный грунт должно быть обеспечено хорошее перемешивание, тщательное профилирование и уплот­нение. Грунтовые дороги улучшают на всю ширину земляного полотна. Толщина улучшенного слоя назначается 15—35 см с поперечным уклоном 30—40%о.

Улучшенные грунтовые дороги хорошо сохраняют профиль и обеспечивают проезд при интенсивности движения до 100 автомо­билей в сутки. При более интенсивном движении поверхность дороги деформируется и требует усиленных работ по профили­рованию. Движение автомобилей большой грузоподъемности улучшенные грунтовые дороги не выдерживают. Профилирова­ние (утюжку) грунтовых дорог необходимо выполнять система­тически, в особенности после дождей.

Более надежно повысить водоустойчивость грунтов и их связ­ность можно введением добавок минеральных (цемента, извести) и органических (битумов, дегтей) вяжущих материалов. Наибо­лее пригодны для обработки добавками вяжущих материалов супесчаные грунты и грунты оптимального гранулометрическо­го состава. Обработанные добавками грунты становятся устой­чивыми и их применяют для устройства покрытий при интенсив­ности движения (до 500 авт /сут).

Гравийные покрытия. Гравийные покрытия относятся к переходному типу, их устраивают на дорогах с небольшой интенсивностью движения (до 500 авт/сут). В хорошем сос­тоянии гравийное покрытие обеспечивает скорость движения до 70 км/ч.

Гравийные смеси встречаются в природе в виде естественных залежей с содержанием частиц обломков горных пород различ­ной крупности. Для устройства покрытия гравийный материал должен отвечать требованиям оптимальной смеси и быть подоб­ран но принципу наибольшей плотности. В его составе должно содержаться достаточное количество мелкозема (глинистых и пылеватых частиц), который заполняет пустоты между крупны­ми частицами и при смачивании смеси в период уплотнения по­крытия как бы цементирует крупные частицы между собой. Гра­вийные покрытия устраивают серповидного или полукорытного профиля (см. рис.34, а,б) непосредственно на земляном полот­не или на подстилающем слое из песка. Толщину гравийного покрытия в зависимости от условий движения назначают 8— 16 см однослойного и 25—30 см двухслойного. Для нижнего слоя возможно применение смесей с крупностью зерен до 70 мм, для верхнего — не более 25 мм.

В период эксплуатации гравийные покрытия требуют надле­жащего ухода. Неровности исправляют утюжкой или профилиро­ванием автогрейдерами при влажном состоянии покрытия. 11ы- лимость покрытия в сухую и жаркую погоду может быть устра­нена поливкой хлористым кальцием, удерживающим влагу.

Щебеночные покрытия. Щебеночные покрытия, так же как и гравийные, устраивают на дорогах IV и V категорий при небольшой интенсивности движения (до 200 автомобилей в сутки). Для устройства щебеночных покрытий применяют искусственно дробленый каменный материал, чаще известняко­вый, имеющий прочность при сжатии не ниже 600 кгс/см².

Для нижних и средних слоев щебеночных оснований и по­крытий применяют фракционный щебень крупностью 40—70 и 70—120 мм; для верхних слоев оснований и покрытий — 40— 70 мм; для расклинивания — 5—10, 10—20 и 20—40 мм. Щебень слабых пород применяют размером более 70 мм.

Щебеночное покрытие устраивают на песчаном подстилаю­щем слое. Для основания могут быть использованы другие мест­ные материалы (шлак, ракушка, гравий).

Принцип устройства щебеночного покрытия заключается в следующем. Щебень крупностью 40 мм и выше рассыпают на заранее подготовленное основание, выравнивают по заданному профилю и предварительно уплотняют катками до неподвижно­сти щебенок. Затем для расклинивания последовательно рассы­пают более мелкий каменный материал — щебень крупностью 10—20 мм и 5—10 мм. Укаткой достигают полного заклинивания щебенок. При укатке щебень поливают водой, которая облегчает подвижность щебенок в процессе укатки и способствует цемен­тации и лучшему формированию покрытия.

Щебеночное покрытие устраивают в корытном профиле в один слой толщиной 10—18 см, а при толщине более 18 см — в два слоя. Для нижнего слоя используют менее прочный щебень. По­верхности покрытия придают поперечный уклон 30%о.

Щебеночное покрытие довольно быстро изнашивается и ма­лоустойчиво при автомобильном движении. Касательные усилия от колес движущегося автомобиля расстраивают связность щебе­нок, в результате чего покрытие быстро разрушается. Чтобы по­высить связность щебенок, водонепроницаемость покрытия и устранить пылимость, щебень обрабатывают битумными и дег­тевыми материалами.

§ 19. Покрытия, построенные с применением органических вяжущих материалов

С применением органических вяжущих материалов устраи­вают усовершенствованные покрытия как облегченного, так и капитального типов. Усовершенствованные покрытия облегчен­ного типа устраивают на дорогах, имеющих интенсивность дви­жения от 500 до 3000 авт./сут. Наибольшее распространение получили усовершенствованные покрытия облегченного типа, устроенные по способу поверхностной обработки, пропитки или смешения. Они имеют ровную нескользкую и беспыльную по­верхность, допускающую движение автомобилей с повышенны­ми скоростями. Конструкция их обеспечивает движение авто­мобилей большой грузоподъемности в течение всего года.

Поверхностная обработка. Поверхностную обработ­ку устраивают для создания на покрытии коврика из мелкодробленного каменного материала, обработанного битумом. Такой коврик предохраняет покрытие от износа, повышает шерохова­тость, ровность и водоустойчивость дорожной одежды. Шерохо­ватую поверхностную обработку устраивают как при строитель­стве новых одежд, так и при восстановлении шероховатости на изношенной скользкой поверхности существующих покрытий. Устройство поверхностной обработки в первую очередь необхо­димо предусматривать на следующих участках: на спусках, на горизонтальных кривых малого радиуса, на пересечениях в од­ном уровне, а также на подходах к этим участкам на расстоянии не менее 50—100 м и на других трудных участках дороги.

В зависимости от назначения поверхностная обработка мо­жет быть одиночной или двойной.

При одиночной поверхностной обработке тщательно очища­ют поверхность обрабатываемого покрытия от пыли и грязи, за­тем автогудронаторами разливают органические вяжущие мате­риалы жидких марок или быстрораспадающиеся эмульсии из расчета 0,5—0,8 л/м², после чего рассыпают мелкие фракции дробленого щебня (размером 3—15, 15—20 мм) кубовидной формы. Щебень уплотняют легкими катками. Окончательное формирование покрытия происходит при движении автомобилей.

При двойной поверхностной обработке делают второй розлив вяжущего и вторую россыпь минерального материала с уплот­нением его катками. Второй розлив вяжущего выполняют немед­ленно после укатки первой россыпи минерального материала или через некоторое время (две-три недели), когда первый слой сформируется и уплотнится движением.

Поверхностную обработку можно производить способом ук­ладки мелкозернистой смеси щебня и песка, обработанной биту­мом в установке. При этом способе на подготовленное основание слоем 2—3 см укладывают готовую смесь в теплом, горячем или холодном состоянии и уплотняют. Для повышения шероховато­сти на поверхность уплотненного слоя укладывают черный ще­бень (крупностью 10—15 или 15—20 мм) слоем в одну щебен­ку, после чего укатывают поверхность слоя 3—4 проходами легкого катка до погружения щебенок в основной слой не более ²/з своего размера.

Пропитка. При устройстве покрытия по способу пропит­ки верхний недоуплотненный слой щебня пропитывают битумом или дегтем на глубину 4—8 см, после чего рассыпают более мелкий щебень (клинец) и интенсивно уплотняют его тяжелыми катками. При укатке происходит заклинивание щебенок и ос­тывший вяжущий материал обеспечивает их связность. Для уве­личения водонепроницаемости и создания коврика износа поверх, слоя пропитки делают поверхностную обработку с россыпью мелкого щебня крупностью 5—10 мм. Покрытия, устроенные по способу пропитки, имеют достаточную прочность, хорошую шероховатость и могут выдержать интенсивность движения до 1000 авт./сут. Недостатком этого типа покрытия является зна­чительный расход битума и неравномерное обволакивание ще­бенок битумом. Излишки битума приводят к образованию сдвигов, волн, и, наоборот, недостаток битума вызывает умень­шение связности щебенок, выпадение их при движении автомо­билей и дальнейшее разрушение покрытия. Указанные недостат­ки в большей степени исключаются при устройстве щебеночных покрытий по способу смешения на дороге.

Смешение минеральных материалов с орга­ническими вяжущими. Покрытия из гравийных и щебе­ночных материалов, обработанных битумом или дегтем методом смешения, устраивают преимущественно на дорогах III и IV ка­тегорий при интенсивности движения до 1000—3000 авт/сут. Смешение минеральных материалов с органическими вяжущими возможно непосредственно на дороге или в специальных уста­новках. В первом случае на дорогу вывозят подобранный по гранулометрическому составу гравийный или щебеночный мате­риал, прочность которого должна соответствовать характеру и интенсивности движения. Наибольшая крупность частиц в составе смеси зависит от толщины укладываемого слоя. Для перемешивания с вяжущим могут быть использованы дорожные фрезы, дисковые бороны, автогрейдеры.

После смешения материал автогрейдером равномерно рас­пределяют в пределах ширины проезжей части и профилируют с заданным поперечным уклоном. Уплотняют катками на пнев­матических шинах или самоходными катками массой 8—10 т. Толщина слоя покрытия, устроенного по способу смешения на дороге, может быть в пределах от 4,5 до 8 см.

Более эффективно для перемешивания материалов непосред­ственно на дороге использование специальных самоходных ма­шин. Такая машина, двигаясь вдоль дороги, перемещает при помощи погрузчика минеральный материал из валика в лопаст­ную мешалку для смешения с вяжущим, а затем готовая смесь- распределяется по основанию, профилируется и укатывается. Преимуществом способа смешения на дороге является полная механизация всех процессов производства и использование ма­териалов без подогрева.

Щебеночные и гравийные материалы можно смешивать с вя­жущими в стационарных установках. В этом случае подбирают по гранулометрическому составу плотную минеральную смесь с крупностью зерен 0—25, 0—45 или 0—70 мм. Более крупнозер­нистую смесь укладывают в нижний слой. Обработанные орга­ническим вяжущим щебеночные и гравийные смеси укладывают •в горячем, теплом или холодном состоянии. Для приготовления теплых и холодных смесей применяют жидкие вяжущие мате­риалы. Технология работ такая же, как и при устройстве асфаль­тобетонных покрытий. При смешении минеральных и органиче­ских вяжущих материалов в стационарных установках качество перемешивания при меньшем расходе вяжущего значитель­но лучше и в связи с этим прочность материалов получается выше.

Асфальтобетонные и дегтебетонные покры­тия. Асфальтобетонные и дегтебетонные покрытия относят к усовершенствованным покрытиям капитального типа, их устра­ивают на дорогах I, II, III категорий при интенсивности движе­ния более 3000 автомобилей в сутки. Эти покрытия устраивают из горячих, теплых и холодных асфальтобетонных или дегтебетонных смесей, приготавливаемых в установках. Асфальтобето­ны в зависимости от вида каменного материала подразделяются на щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального по­рошка и битума; гравийные, состоящие из гравия, песка или гравийно-песчаного материала, минерального порошка и биту­ма; песчаные, состоящие из песка, минерального порошка и би­тума.

Асфальтобетоны в зависимости от вязкости применяемого в них битума и температуры укладки асфальтобетонных смесей в конструктивный слой подразделяются на горячие, теплые и хо­лодные. Для приготовления холодных смесей применяют жидкие битумы.

Горячие и теплые асфальтобетоны, в свою очередь, в зависи­мости от наибольшего размера зерен щебня (гравия) могут быть: крупнозернистыми с зернами размером до 40 мм; средне- зернистыми с зернами до 20 мм; мелкозернистые с зернами 15 (10) мм. Песчаные асфальтобетоны могут содержать зерна раз­мером до 5 мм.

Холодные асфальтобетоны бывают только мелкозернистыми или песчаными.

Монолитность, устойчивость и механическая прочность обес­печиваются тем, что каменный скелет смеси подбирается по принципу наибольшей плотности.

Для устройства верхнего слоя применяют плотные горячие и теплые асфальтобетоны, обладающие остаточной пористостью 2,5—5%, обязательно содержащие минеральный порошок, спо­собствующий повышению температуроустойчивости бетона. В нижний слой и в основание применяют асфальтобетон с оста­точной пористостью 5—10%.

Холодный асфальтобетон применяется для устройства верх­него слоя. Наибольшей шероховатостью обладают холодные асфальтобетоны из смеси гранитного щебня (до 60%), песка и минерального порошка.

Асфальтобетонные покрытия устраивают однослойными и двухслойными на каменных и бетонных основаниях. Для лучше­го сцепления с асфальтобетоном каменные основания обрабаты­вают битумными или дегтевыми материалами. Количество и толщину слоев устанавливают обычно по конструктивным и экономическим соображениям и проверяют расчетом на проч­ность.

Асфальтобетонные смеси укладывают в покрытие самоход­ными асфальтоукладчиками. Температура укладки горячей смеси должна быть не ниже 100—120°С, теплой—80°С, холод­ной не ниже 5—10°С (зависит от времени года). Уложенную смесь уплотняют вначале легкими, а затем тяжелыми катками (массой 6—8 и 10—13 т).

Холодную смесь уплотняют самоходными катками массой от 2,5 до 5 т, чем достигают образование в верхней части покры­тия плотной корки небольшой толщины. Рационально уплотнять холодную смесь катками на пневматических шинах. Окончатель­ное формирование покрытия происходит под действием автомо­билей, движущихся со скоростью не более 40 км/ч, через две-три недели при интенсивном движении и благоприятной погоде.

Шероховатость асфальтобетонных покрытий может быть достигнута в результате применения смесей с повышенным со­держанием щебня и поверхностной обработки.

К недостаткам асфальтобетонных покрытий следует отнести их темный цвет, создающий высокое света поглощение, что мо­жет явиться причиной аварий в вечерние часы. При строитель­стве асфальтобетонных покрытий возможно применение осветли­теля, в результате чего достигается увеличение яркости покры­тия в ночное время и повышение его рефлектирующей способности. С этой целью для приготовления асфальтобетонной смеси используют светлый естественный или искусственный щебень.

В качестве искусственного щебня используют синтетические каменные материалы типа дорсил (дорожный ситал) и термолит, полученные в результате обжига и кристаллизации мине­ральных материалов и шлаков. Эти материалы имеют белый цвет.

Осветление асфальтобетонного покрытия возможно путем поверхностной обработки с устройством слоя износа из светлых материалов.

Устройство слоя с использованием светлых материалов мо­жет производиться путем втапливания светлого материала в недоуплотненный асфальтобетон с последующим доуплотнением или приклеиванием светлого материала к поверхности асфаль­тобетонного покрытия с помощью мастик, состоящих, например, из 50% битума БНД-40/60, 50% цемента марки 400.

Кроме синтетических материалов для осветления могут быть использованы дробленое стекло, алюминиевая крошка, которая втапливается в поверхностный слой покрытия. Алюминиевая крошка позволяет в 2—3 раза увеличить яркость покрытия и сохранить ее в течение длительного времени.

С целью повышения безопасности движения на загородных дорогах и особенно при строительстве городских дорог и благо­устройстве территорий целесообразно применение цветных по­крытий.

Изменение цвета дорожного покрытия с чередованием рас­краски уменьшает утомляемость водителя на участках с однооб­разным ландшафтом, повышает внимание водителя и помогает лучше ориентироваться. Для устройства таких покрытий исполь­зуют цветные пластбетоны, которые представляют собой уп­лотненную смесь щебня, песка, минерального порошка, кра­сителя пигмента и вяжущего, взятых в определенных соотно­шениях.

Минеральные составляющие пластбетонов — щебень, песок и минеральный порошок — должны быть светлых тонов. В каче­стве щебня (размер зерен 3—8 мм) используют дробленный мрамор или светло-серый гранит. В качестве вяжущего приме­няют инден-кумароновые смолы коксохимического и нефтегазо­вого производства, канифоль, древесную смолу и другие мате­риалы.

Для придания пластбетону яркой и чистой окраски в ка­честве пигментов наиболее эффективны красная окись железа, окись хрома (зеленая), двуокись титана (белая).

Пластбетон приготовляется горячим способом в асфальтосмесителях с мешалками принудительного перемешивания. Уклад­ка ведется асфальтоукладчиками слоем 2—3 см.

 

Лекция 16

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: