Указания по строительству дорожных оснований

СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ

Дорожные основания - основные несущие слои дорожной  одежды, на которых расположены дорожные покрытия.  Назначение оснований - восприятие нагрузки от автомобилей  через покрытие и распределение ее на грунт земляного полотна.

В общем случае дорожные основания состоят из трех слоев - верхний слой из наиболее прочных материалов, непосредственно воспринимающий нагрузку. Второй (нижний) слой, имеющий то же назначение, но для экономии прочных и более дорогих материалов устраиваемый преимущественно из местных материалов (как из месторождений скальных и рыхлых горных пород, так и из отходов и побочных продуктов промышленности) меньшего класса  прочности. Только при их отсутствии или невозможности применения используют материалы, привозимые железнодорожным транспортом. Третий, самый нижний слой, располагаемый непосредственно на земляном полотне, называется дополнительным.

Этот слой имеет главным назначением улучшить водно-тепловой  режим земляного полотна и дорожной одежды, оградить их от переувлажнения и повысить этим прочность и сроки службы  дорожной одежды.

Этот слой в зависимости от назначения может быть подстилающим, теплоизолирующим или дренирующим.

В этих же целях в земляном полотне, а иногда в качестве дополнительного слоя основания устраивают водонепроницаемые и капилляропрерывающие слои. Главное назначение всех этих  слоев - улучшить водно-тепловой режим.

При наличии достаточно качественных местных материалов и возможности укладки и уплотнения их в одном слое основание  может состоять из двух слоев: из верхнего несущего и нижнего  дополнительного слоя основания. Когда по местным климатическим и гидрологическим условиям нет необходимости в устройстве  дополнительного слоя, основание может быть однослойным.

Современное перспективное направление строительства  дорожных одежд с целью его облегчения и ускорения привело к строительству дорожных одежд, состоящих из одного покрытия однослойного или двухслойного, в котором нижний слой покрытия осуществляет функции основания и расположен непосредственно на земляном полотне.

Основания разделяют на виды в зависимости от применяемых материалов. При этом многослойность основания направлена на  снижение стоимости за счет применения прочных материалов в  верхних, а более дешевых и менее прочных в нижних слоях основания. Очень важно, чтобы основания были равномерно и достаточно  уплотнены при строительстве и при эксплуатации дороги не допускали неровностей и просадок, могущих привести к образованию трещин  и разрушению покрытий. Материал для оснований назначают на основе технико-экономических расчетов и обеспечения  наивозможно большего срока их службы.

Для цементобетонных покрытий основание должно быть  достаточно жестким, что повышает срок службы покрытия, обладать достаточной прочностью, чтобы противостоять неравномерным  поднятиям при пучинообразованиях (допускаемая величина - 2 см).

Для других усовершенствованных покрытий, в особенности для; асфальтобетонных, верхний слой основания должен быть равномерно  и достаточно уплотненным, минимально деформируемым под воздействием нагрузок и природных факторов во избежание  образования трещин и разрушения покрытий. При основаниях из  цементобетона и цементогрунта, склонных к трещинообразованиям,  на которых неизбежны усадочные трещины, покрытие должно  быть толщиной не менее 12-15 см или должен быть применен верхний  слой основания из материалов, обработанных органическими вяжущими.

При строительстве оснований из гравийных и щебеночных смесей,  не обработанных вяжущими, с некоторым избытком мелкозема  (частиц мельче 0,071 мм более 3%), из грунтов, укрепленных органическими вяжущими без включения щебеночного материала из отходов и побочных продуктов промышленности неоднородных по качеству, из грунтов, укрепленных известью или цементами низких  марок, и из других материалов, не обладающих прочностью и связностью поверхностного слоя, следует на такие слои укладывать достаточно жесткий верхний слой толщиной 6-10 см  из щебеночных смесей, обработанных вяжущими.

Особенностями строительства основания при дорожных одеждах с бескорытным профилем являются уширения основания, начиная с нижнего слоя по отношению к вышележащему слою на 15-25 см с каждой стороны. Таким образом, покрытие оказывается  расположенным на основании, имеющем большую ширину, чем само  покрытие.

Необходимо принять во внимание порядок работ по возведению  основания. Законченное строительством земляное полотно имеет по ширине проезжей части двускатный поперечный профиль с уклонами, равными уклонам покрытия.

По законченному земляному полотну происходит движение строительного транспорта. На следующий год (реже в тот же год), чтобы дать земляному полотну устояться, приступают к  строительству дренирующего слоя основания. В большинстве случаев его строят дренирующим и одновременно морозостойким, устанавливая толщину с учетом глубины промерзания. После уплотнения  дренирующего слоя рассыпают материал для нижнею слоя основания, а затем материал для обочин в расчете на толщину этого слоя основания.  Иногда начинают с доставки и россыпи материала на обочинах, а потом в промежутке между ними отсыпают материал для основания.

Уплотнение ведут одновременно по всей ширине от бровки до бровки, укатывая нижний слой основания и обочины. Для обочин применяют грунт с учетом материала нижележащего слоя. При песчаном дренирующем слое целесообразно во избежание его  заиливания присыпать и обочины песчаным грунтом. Также возводят верхний слой основания. По этому основанию возможно  немедленное строительство покрытия.

По основаниям из минеральных материалов, не обработанных вяжущими, на 2-3 недели открывают движение строительного транспорта, чтобы дополнительно их укатать и одновременно  выявить возможные слабые или недоуплотненные места.

Строительство бетонных оснований

В городах и на автомобильных магистралях усовершенствованные покрытия - асфальтобетонные, мозаиковые, брусчатые и клинкерные мостовые - устраивают на бетонном, а иногда на железобетонном основании.

Цементобетонные основания до последнего времени строили с применением бетонных смесей высоких марок (не ниже марки 200). Однако опыт показал, что такие основания в процессе твердения  дают большую усадку, из-за чего на них образуются усадочные трещины,  которые в последующем распространяются на асфальтобетонное  покрытие. С течением времени под воздействием отрицательной температуры и колес  автомобилей длина и ширина трещин увеличиваются. При устройстве на бетонном основании тонкослойных асфальтобетонных покрытий (до 10-12 см) на них образуются трещины вначале над температурными швами, затем над усадочными и температурными  трещинами. Асфальтобетон на кромках трещин под ударами колес транспортных средств разрушается, трещины еще больше расширяются, что приводит к полному разрушению покрытия. Это явление не устраняется и при строительстве оснований без  температурных швов или с перекрытием швов полимерными пленками, чтобы предотвратить в местах швов сцепление асфальтобетона с цементобетонном.

Появление трещин на асфальтобетонных покрытиях объясняется различной скоростью и размерами линейного расширения  асфальтобетона и цементобетона.

Бетонные основания ввиду большей прочности, чем щебеночные  из щебня той же прочности, как в бетонной смеси, могут быть меньшей толщины. Также экономично применение бетонных  оснований с использованием щебня местных известняковых пород и гравийных материалов. Преимущество бетонных оснований в большей морозо- и водостойкости и, следовательно, в больших  сроках службы, чем оснований из такого же щебеночного или  гравийного материала.

Бетонное основание строят в виде плиты одинаковой толщины по всей ширине проезжей части или с несколько меньшей у краев покрытия. Толщину принимают для усовершенствованных мостовых  в 15-20 см, для асфальтобетонных покрытий при очень тяжелом  движении или слабых грунтах земляного полотна - до 30 см. Укладку цементобетонной смеси, разравнивание и уплотнение, а также уход за бетоном ведут так же, как при строительстве  бетонных покрытий. Основания под асфальтобетонные покрытия  стараются для лучшей связи между ними делать шероховатыми.  В этих целях после уплотнения смеси поверхность основания бороздят щеточными машинами. Возможно большое разнообразие в составах цементобетонной смеси и видах цементов. При отсутствии щебня применяют  песчаные цементобетоны, при недостатке портландцемента строят  основания из шлакощелочного бетона.

К числу бетонных могут быть отнесены основания из активных доменных шлаков. Активные и высокоактивные доменные шлаки,  получаемые из отвалов металлургических заводов, распределяют  слоями 12-15 см по земляному полотну или, дополнительному слою  основания для того, чтобы создать основание требуемой толщины. В каждом слое шлак с кусками до 100 мм  должен содержать и шлаковую муку. Целесообразно рассыпанный шлак измельчить кирковщиками или тяжелыми катками. Коэффициент  уплотнения шлака равен 1,4-1,5. Перед уплотнением шлак увлажняют с расходом воды в количестве 25-35 л/м. Уплотнение производят 15-20 проходами тяжелых катков с периодической  поливкой водой (3-5 л/м). После уплотнения осуществляют уход, как за бетонным основанием, проводя в течение 10-12 суток ежедневную (в сухую погоду) поливку водой в количестве 2-2,5 л/м.

К числу бетоноподобных могут быть отнесены основания из  песчаных и супесчаных грунтов с добавкой около 20% зол уноса -  отходов тепловых электростанций, работающих на порошкообразном топливе. Для смешения грунта с золой в карьере устанавливают смесительную установку. Карьерный грунт бульдозерами или погрузчиками загружают в приемный бункер. Силосы служат хранилищем золы уноса, которую подвозят с ТЭЦ автомобилями-самосвалами.

В мешалку пропускают через дозаторы грунт и золу и  добавляют воду, количество которой устанавливает лаборатория.  Приготовленную смесь распределяют по дополнительному слою  автогрейдерами, бульдозерами или распределителями любого типа, затем уплотняют.