21832

СТРОИТЕЛЬСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Профили автомобильной дороги: А Поперечный профиль; Б продольный профиль; 1 – разделительная полоса 2 – дорожная одежда 3 – укрепительная полоса 4 – обочина 5 – основание под дорожную одежду 6 – тело насыпи 7 – уклоны поперечный и продольный 8 – кювет 9 – зона сосредоточенного ведения работ 10 – естественный профиль местности. Ознакомимся с терминологией характеризующей основные конструктивные элементы автомобильных дорог: поперечный профиль – поперечное сечение автодороги характеризующее составляющие конструктивные...

Русский

2013-08-03

282 KB

54 чел.

Глава 17

СТРОИТЕЛЬСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

17.1. Основные понятия, терминология, классификация

Автомобильная дорога – комплекс сооружений, предназначенный для удобного, безопасного и круглогодичного движения автотранспорта с рас-чётными скоростями и нагрузками.

Конструктивно автомобильная дорога (автодорога) характеризуется поперечным и продольным профилями (рис.17.1.).

Рис.17.1. Профили автомобильной дороги: А) Поперечный профиль;

Б)  продольный профиль;  1 – разделительная полоса, 2 – дорожная одежда,  3 – укрепительная полоса, 4 – обочина,    5 – основание под дорожную одежду,

6 – тело насыпи,  7 – уклоны (поперечный и продольный),  8 – кювет,  9 – зона сосредоточенного ведения работ,  10 – естественный профиль местности.

Ознакомимся с терминологией, характеризующей основные конструктивные элементы автомобильных дорог:

  •  поперечный профиль – поперечное сечение автодороги, характери-зующее составляющие конструктивные элементы;
  •  продольный профиль – продольное сечение автодороги, характери-зующее составляющие конструктивные элементы;
  •  проезжая часть – основная, эксплуатационная часть дороги, по которой осуществляется движение автотранспорта;
  •  земляное полотно – объём земляных работ  по устройству насып-ной части автодороги;
  •  полоса отвода (отчуждения) – зона проведения строительных Ра-бот в поперечном сечении автодороги. Эта зона отводится при проектировании на весь комплекс строительства (включая орга-низацию строительства и перспективу расширения автодороги);
  •  разделительная полоса – конструктивная зона автодороги, разде-ляющая противоположные направления движения. Не предназна-чена для эксплуатации и носит, как правило декоративный вид ;
  •  дорожная одежда – основная, искусственно укреплённая часть проезжей части, предназначенная для эксплуатации;
  •  укрепительная полоса – часть дорожной одежды, расположенная между покрытием и обочиной. Служит для предохранения кромок покрытия в зоне повышенных нагрузок;
  •  дорожное покрытие – часть дорожной одежды, наиболее прочной в конструктивном отношении, предназначенная для движения транспорта;
  •  обочина – часть дорожной одежды, расположенная по границам поперечного профиля. Обочина имеет важное эксплуатационное значение (остановка и стоянка автотранспорта, движение пешехо-дов, расположение строительной техники при ремонтах и др.;
  •  кювет – водоотводная траншея с расчётным продольным уклоном,  укреплённым дном и откосами;
  •  тело насыпи – суммарный объём земляных работ (насыпь), выпол-няемый при строительстве автодороги;
  •  зона сосредоточенного ведения работ – фронт работ большой трудоёмкости, сконцентрированный на ограниченном участке рельефа.

Дороги классифицируются по назначению и по конструкции покрытия.

По назначению автомобильные дороги делятся на:

  •  дороги общего назначения. Классификатор содержит шесть кате-горий дорог, характеризуемых следующими параметрами: интен-сивностью движения; шириной проезжей части; количеством полос движения; наличием обочин, разделительной и укрепительной полос;
  •  городские дороги, классифицируются по минимальному количеству и ширине полос движения, расчётной скорости движения, наличию тротуара. Выделяются скоростные, магистральные, местные (районные и городские) и внутриквартальные типы дорог;
  •  сельские дороги. Разбиты на три категории в зависимости от ширины проезжей части (3,5…6,0 м ) и наличии обочин.

По конструкции покрытия дороги разделяются на:

  •  автомобильные дороги с усовершенствованным покрытием (капи-тальные и облегчённые). Это асфальтобетонное, цементно-бетонное и брусчато-мостовое покрытия;
    •  переходные покрытия: сборные железобетонные плиты, щебёночные, грунтощебёночные и шлаковые покрытия;
      •  низшие: грунтовые дороги, укреплённые гравием, щебнем, дресвой.

17.2. Организация дорожно-строительных работ.

Последовательность строительства устанавливается исходя из деления всех дорожно-строительных работ на три периода: подготовительный, основной и заключительный.

В подготовительный период осуществляется организационно-техни-ческая подготовка строительства для обеспечения его развёртывания на начальных участках, определённых проектом организации строительства.

В основной период выполняют все строительные работы.

В заключительный период ликвидируют базы и другие временные сооружения, проводят рекультивацию земель.

Все виды работ по строительству автодорог разделяются на:

  •  заготовительные – включают подготовку и хранение материалов, полуфабрикатов и деталей, изготавливаемых предприятиями стройиндустрии (заготовка камня, приготовление асфальтобетона, изготовление конструкций мостов, труб, дорожной обстановки);
  •  транспортные – производится перевозка дорожных материалов ав-томобильным, железнодорожным или водным транспортом. В эту группу работ входит доставка материалов и полуфабрикатов на склады, заводы, промежуточные базы и на места непосредственной  укладки;
  •  строительно-монтажные работы – выполняются работы по возве-дению всех элементов поперечного профиля дорог, устройство до-рожной обстановки, строительство зданий и сооружений дорожной инфраструктуры.

По равномерности и повторяемости дорожно-строительные работы разделяются на линейные и сосредоточенные.

Линейные – работы, объёмы которых равномерно распределены по всему объекту. К ним относятся: земляные работы, устройство оснований и покрытий, устройство водопропускных труб, небольших подпорных стенок и др.

Сосредоточенные – работы большой трудоёмкости, сосредоточенные на незначительном протяжении ( мосты, большие выемки и насыпи, дорож-ные развязки на нескольких уровнях, водопропуски  большого расхода ).

Для организации линейных работ применяются два метода: поточный и раздельной организации. Поточным методом выполняются дорожно-строительные работы на всех линейных объектах, имеющих достаточную протяжённость. Комплексный поточный метод предусматривает непрерыв-ное и равномерное производство в течение всего периода строительства. Если протяжённость участка дороги недостаточна и периоды развёртывания и свёртывания потока превышают время его эффективной работы, то работы ведутся методом раздельной организации, при котором каждый строительный процесс выполняется самостоятельно.

Аналогично выполняются сосредоточенные площадочные работы.

При организации строительства в целом, широко распространён и некомплексный поточный метод, когда земляное полотно, малые и средние мосты и трубы возводят за год до устройства дорожной одежды поточным методом, а дорожную одежду сооружают отдельно (поточным методом, не связанным единым графиком всех работ).

При новом дорожном строительстве, а также при реконструкции на достаточном протяжении поточный метод предусматривает: выполнение всех строительных работ комплексно-механизированными подразделении-ями (колоннами, отрядами, бригадами); обеспечение их необходимыми ресурсами, в том числе, производимыми передвижными притрассовыми установками; передвижение специализированных подразделений непре-рывно друг за другом по трассе строящейся дороги с установленной средней скоростью потока, оставляющих за собой полностью готовую автомобиль-ную дорогу.

Основными пространственными параметрами потока являются: зах-ватки, делянки, карты, монтажные участки (в зависимости от вида работ).

За основной временной параметр принята скорость потока, исчисляе-мая протяжением готовой дороги, заканчиваемой за смену (основной пока-затель потока). Скорость потока задаётся при технологическом проектиро-вании.

В процессе технологического проектирования принимаются наиболее современные технологии производства дорожно-строительные работ на основе комплексной механизации. В каждом специализированном потоке предусматривается ведущая машина, с которой увязываются производи-тельности вспомогательных машин и механизмов. Эффективность выбора комплекта машин оценивается себестоимостью выполнения единицы измерения работ (1км, 1м3 , 1т и др.).

Особенности автодорожного строительства необходимо учитывать при составлении календарных графиков и стройгенпланов. Они обязательно должны «привязываться» к топографии местности, учитывать передвижной характер производства работ, поставку большого количества строительных материалов, конструкций и изделий. Стройгенпланы должны составляться на различные периоды строительства и на все участки со специфическими условиями труда.

17.3. Подготовительные работы

Подготовительные работы в автодорожном строительстве ведутся практически постоянно. По мере завершения одного участка дороги необ-ходимо подготовить фронт работ для следующего.

Состав подготовительных работ устанавливается в «Проекте произ-водства работ».  Примерный перечень технологических комплексов:

  •  создание геодезической основы и разбивка трассы;
  •  расчистка полосы отвода;
  •  водоотведение и временное водопонижение;
  •  вынос инженерных сетей и снос зданий и сооружений, попадающих в полосу отвода;
  •  устройство временных автодорог и объездов;
  •  устройство карьеров и резервов.

Подготовительные работы можно начинать только после утверждения полосы отвода и заключения договоров на земельные участки временно используемые для нужд строительства (реституты). После завершения строительства реституты возвращаются землепользователю с обязательной рекультивацией.

Геодезическая разбивочная основа создаётся в виде системы полиго-нометрических (теодолитных) ходов вдоль трассы автодороги. Базовые координаты и отметки разбивочных точек должны быть получены не менее чем от двух реперов существующей геодезической сети. Необходимо при-нимать меры к обеспечению сохранности и устойчивости геодезических знаков.

Трассой называется совокупность линий определяющих положение автодороги в плане (продольная ось, бровки и подошвы откосов).Разбивка трассы (восстановление и закрепление) производится следующим образом:

  •  отметки по оси дороги восстанавливаются не менее, чем через 100 м по прямой и 20 м  на кривых участках. Закрепление производится прочно забитыми кольями и высокими вехами или колышками (сторожками) с выносом их за пределы зоны работ землеройной техники и указанием расстояния выноски. Пикетаж – прочно вбитыми кольями  с выносом их за пределы полосы работ.
  •  границу подошвы насыпи закрепляют колышками через 20…50 м или бороздой;
  •  углы поворота трассы – прочно вкопанными угловыми столбами (диаметром не менее 10 см и высотой 0,5…0,75 м ). Столбы распо-лагаются  на продолжении биссектрисы угла в 0,5 м от его вершины. На столбах закрепляются таблички с параметрами углов;
  •   Полоса отвода закрепляется столбами в каждую сторону от оси дороги.

Технологии выполнения подготовительных работ принципиально не отличаются от принятых в гражданском строительстве.

17.3. Сооружение земляного полотна

Земляное полотно является основным конструктивным элементом автомобильной дороги и его сооружение (организация и технологии произ-водства работ) является определяющим в автодорожном строительстве.

При сооружении земляного полотна выполняются следующие техно-логические комплексы строительных работ:

  •  детальная разбивка элементов дороги и подготовка основания;
  •  разработка выемок и возведение насыпей;
  •  уплотнение грунта;
  •  окончательная планировка, укрепление откосов.

Детальную разбивку земляного полотна и элементов сооружений выполняют в зависимости от способа производства механизированных работ и устанавливают в соответствующих технологических картах. Основные разбивочные знаки выносят на обрезы, а правильность очертания земляного полотна при производстве работ контролируют нивелиром, визирками и дополнительными промерами. Все отметки выносят на разбивочные колы-шки. Во время работы дорожных машин необходимо следить , чтобы отметки сохранялись до конца работы на участке.

Подготовка основания под земляное полотно включает в себя: снятие плодородного слоя; устройство мероприятий по поверхностному водоотводу (создание рабочих уклонов, дренажей, водоотводных канав); закрепление и замена слабых грунтов. Эти работы в основном выполняются в подготовитель-ный период.

Разработка выемок и возведение насыпей – основные объёмы работ при возведении земляного полотна. В зависимости от рельефа местности попе-речные профили могут иметь различный вид (рис.17.4.).

Возведение насыпи

Возведение насыпи заключается в последовательной укладке разрабо-танного ранее грунта с уплотнением. Пригодность грунтов для сооружения земляного полотна определяется их дорожно-строительными свойствами. Наиболее пригодны крупнообломочные, песчаные и супесчаные грунты. Глинистые грунты малопригодны, или непригодны из-за склонности к морозному  пучению и технологических сложностей при отсыпке и уплотнению.

Грунты отсыпаются слоями толщиной 0,5…1,0 м  в зависимости от вида грунта и принятой (в технологической карте) технологии производства работ. сразу после отсыпки грунт разравнивается  и уплотняется грунтоуплотняю-щими машинами. Достоинствами этого метода можно считать возможность получить отсыпи с различными характеристиками плотности и возведение насыпи из различных грунтов.

Для сооружения земляного полотна используют бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, экскаваторы. Выбор ведущей машины зависит от высоты насыпи, вида грунта и дальности его перемещения.

При организации объектного потока фронт работ разбивается на парные захватки. На первой захватке ведётся отсыпка грунта, а на второй – уплотнение. Размеры захваток увязываются с производительностью грунто-уплотняющих машин и влажностью грунта.  

При возведении насыпи необходимо учитывать изменение объёма отсыпки в результате искусственного уплотнения  (против объёма грунта в резерве).

V н = V р / K у

Где,  К у - коэффициент относительного уплотнения грунта в насыпи  сравнительно с его естественной плотностью в резерве;

V н  - объём грунта в насыпи;

V р - объём грунта в резерве

При отсыпке верхнего слоя ширина бровки увеличивается на 0,5 м с целью размещения резерва грунта для последующих планировок при вы-держивании насыпи (для самоуплотнения).

При составлении технологических карт необходимо устанавливать схемы разработки, перемещения и укладки грунта с указанием высотных отметок насыпи по каждому слою, рабочие и холостые ходы основных машин, проектные и рабочие геометрические параметры земляного полотна.

При производстве работ на сосредоточенных участках (например отсыпка грунта в заболоченный участок) работы могут организовываться: «пионерным» методом – засыпка песка в обводнённые грунты для отжима воды, а потом послойно вести последующие отсыпи.

Разработка выемки

Разработка выемок в автодорожном строительстве ведётся по двум основным схемам: полунасыпь-полувыемка и полным профилем.

Неглубокие выемки разрабатываются экскаватором способом  «лобо-вой проходки» сразу до проектных отметок.

Глубокие выемки разрабатываются ярусным способом. Разработка ведётся в поперечном и продольном направлении. В поперечном сечении выемка разделяется на ярусы с высотой забоя соответствующей расчётным параметрам землеройных машин (определяется в технологической карте). Каждый ярус должен иметь берму для проезда рабочего транспорта и обеспечения устойчивости откоса.

Выемки полного профиля, в зависимости от вида грунта, разрабатыва-ются одноковшовыми или многоковшовыми экскаваторами с отвозкой грунта автосамосвалами в резерв или в насыпь дороги на других участках. Для разработки песчаных грунтов могут применяться различные ковши-грейферы.

Земляное полотно в полунасыпи-полувыемке выполняется, как правило, бульдозерами. При больших объёмах работ могут применяться скреперы. Выравнивание  дна выемки производится автогрейдерами, а откосов – плани-ровщиками-откосниками.

При производстве работ полувыемка-полунасыпь, во избежании дефор-мации земляного полотна, из за неравномерных осадок, не допускается рез-кая (по крутизне) граница между насыпью и выемкой.

При разработке грунта всегда необходимо предусматривать водоот-водящие сооружения на косогорах и уклоны на каждом ярусе выемки. Перед началом основных работ вдоль продольной оси выемки прокладывается пешеходная тропа и рабочий проезд для обеспечения прохода персонала и проезда машин и механизмов, участвующих в работах.

При наличии прочных грунтов разрабатываются специальные техноло-гические документы (ППР, ТК) по производству взрывных работ. Зимой  производится послойное рыхление мёрзлых грунтов.

Уплотнение отсыпанных грунтов.

Уплотнение грунтов в искусственно отсыпанных насыпях преследует следующие цели:

  •  способствует улучшению структуры грунта и его однородности;
  •  повышает устойчивость земляного полотна;
  •  уменьшает неравномерные осадки при увлажнении, промерзании и оттаивании грунтов отсыпки;
  •  обеспечивает максимально возможный модуль упругости верхних слоёв грунта, позволяющий уменьшить потребную толщину доро-жной одежды.

Создание устойчивого земляного обязательно во всех случаях, когда дорожная одежда устраивается непосредственно после возведения насыпи и в выемках в пределах 1,2,5м. Значение необходимой плотности устанавливается в проекте (в пределах 0,85…0,98 от плотности в естественном залегании).

Многочисленные эксперименты показывают, что для получения наиболее плотной структуры необходимо, чтобы влажность грунта была такой, при которой процент защемлённого воздуха находился в пределах 4-6%. При этом образуются наиболее прочные гидратные оболочки, обеспечивающие минимальную фильтрацию и наименьшее разбухание грунта, а следовательно, и наивысший возможный модуль упругости. Если влажность ниже, т.е. объём пор, занятый воздухом, выше, то устойчивой структуры не создаётся и при увлажнении грунт легко разбухает, и тем больше, чем ниже влажность, а при недостаточной плотности, наоборот, доуплотняется и даёт осадку, а модуль упругости в обоих случаях падает. Если влажность вытесняет указанный процент воздуха, то структура также делается неустойчивой, особенно при ударном уплотнении, и модуль упругости уменьшается.

Уплотнение грунтов производится послойно (толщина слоя 0,3-0,5м), вслед за их отсыпкой. Работы ведутся звеном грунтоуплотняющих машин по захваткам. Размер захватки (L) устанавливается в ППР в пределах 100… 300м.

L = П to / 2T h B

Где: П – производительность звена грунтоуплотняющих машин м3/час.;

     to – время сохранения оптимальной влажности, сек.;

     Т – продолжительность смены, час.;

     h ,В – размер слоя укатки.

Оптимальная влажность грунтов при укатке зависит от вида грунта и находится в пределах: глина-23…28%, суглинки-15…25%, пески- 8…14%.  Если грунт высыхает, то производится поливка поливомоечными машинами. Вода разливается в несколько приёмов, чередуя увлажнение с перемешива-нием посредством вспахивания или рыхления. Переувлажнённые  грунты сушат (устраивают технологические перерывы в работе).

Уплотнение грунта ведётся по всей ширине насыпи с обеспечением перекрытия следа предыдущей проходки на 20-30см. Количество проходок рассчитывается в технологических картах -  (от 3 до 12).

Выбор способа уплотнения зависит от вида грунта и его влажности.

  •  Укатка –  применяется почти для всех видов грунтов. Используют-ся различные виды катков: пневмоколёсные и гладкие самоходные - для всех грунтов; кулачковые  - для связных ; решётчатые – несвяз-ных обломочных, комковатых, мёрзлых. Катки могут быть самоход-ные и прицепные массой от 3-х до 25т.
  •  Вибрирование – применяется при несвязных и малосвязных грун-тах (песках). Используются вибрационные катки прицепные и самоходные массой 3-12т, виброуплотняющие плиты массой 125-750кг, вибротрамбовки.
  •  Трамбование – применяется для всех видов грунтов, укладываемых в стеснённых условиях, в зимнее время,  отсыпками большой толщины (до 1,5м), отсыпи на откосах и др. Используются трамбу-ющие плиты, подвешенные к стреле экскаватора массой 2-12т;  дизельтрамбовки на базе трактора Т-130; лёгкие (0,1-1,5т) пневма-тические и электричекие трамбовки.  При расчёте эффективности трамбования задаются высотой падения плиты и рассчитывают количество ударов.

    После уплотнения производится лабораторный контроль качества работ.

Отделка земляного полотна и укрепление откосов.

В процессе производства основных земляных работ насыпи и выемки получают грубое очертание – откосы их неровны, бровки извилисты, а в вы-емках остаётся недоработанный грунт. Для придания поперечному профилю проектной формы выполняются специальные отделочные и укрепительные работы.

К отделочным относятся планировка поверхностей насыпей, выемок и резервов. К укрепительным – укрепление откосов насыпей,  выемок и резервов; дна резервов и канав от размыва водой и выдувания ветром. Пла-нировка земляного полотна и зачистка выемок до проектных отметок выпол-няется сразу после окончания основных работ специализированным звеном.

Очерёдность планировки: насыпь – земляное полотно, откосы;

                                            выемки – откосы, дно выемок.

Планировочные работы выполняются автогрейдерами, экскаваторами и бульдозерами с навесным оборудованием ( откосники, уширители отвала, скребки, струги ). Для доработки выемок и резервов применяются землерой-ные машины – бульдозеры, скреперы и экскаваторы-драглайны.

Отделочные работы желательно выполнять при оптимальной влажности грунтов, что позволяет использовать срезаемый грунт для засыпки пони-жений, хорошего его уплотнения и облегчает работу машин.

Планировка производится, начиная с наиболее низких участков (в про-дольном профиле), для обеспечения водоотвода в процессе производства ра-бот. Автогрейдерами можно планировать откосы положе 1:3 при непосред-ственном движении по ним. Более крутые откосы планируются с помощью удлинителя ножа и путём выноса ножа грейдера в сторону. Автогрейдерами планируются откосы насыпей до 3,5м.

Рис.17.6. Схемы планировки откосов: А)разбивка выемки; Б) – движение грейдера

по откосу; В) – применение удлинителя отвала.

Планировка ведётся в несколько проходок по захваткам. Расчётная длина захватки – 300…1000м, зависит от грунтов и вида планировщика. При больших объёмах работ целесообразно применять системы автоматического управления отвалом («Профиль»-П, «Профиль»-30 и др.). Работа этих систем основана на функционировании электрических приводов от датчиков прикре-плённых к отвалу и перемещающихся по натянутой копирной струне или получающих сигналы от лазерных датчиков.

Планировка бывает грубой и окончательной. Грубая – перед выдерж-кой насыпи; окончательная – перед устройством покрытия.

После планировки или окончания строительства искусственных соору-жений выполняется крепление земляных откосов (укрепительные работы). Оно обеспечивает устойчивость и надёжность всего земляного полотна. Укреплению подлежат: откосы и обочины земляного полотна, конусы и подходы к малым искусственным сооружениям, верхняя часть земляного полотна.

Конструкции креплений:

  •  растительный травяной покров – выполняется засевом долголетних трав или укладкой ранее снятого почвенно-растительного слоя;
  •  посадка деревьев и кустарников;
  •  одерновка откосов укладкой и временно закреплённых спицами плас-тов заранее заготовленного дёрна;
  •  установка сборных железобетонных элементов в виде сплошных или решётчатых блоков-плит;
  •  крепление откосов каменной наброской из сортированного камня, устройство каменных банкетов у подножия откосов ;
  •  монолитные крепления откосов из бетона с армированием;
  •  крепление фашинами, габионами, армированным грунтом.

Вид крепления зависит от крутизны откоса, материала откоса, метео-условий, наличия местных материалов, возможностей механизации и др.

Устройство специальных слоёв в земляном полотне.

Дополнительные слои и прослойки снижают влажность в различных точках земляного полотна, что предохраняет насыпь от замерзания и после-дующих неравномерных осадок после оттаивания. Мероприятия по снижению влажности грунтов обязательно применяются при использованию пучинистых грунтов. Дополнительные слои и прослойки помогают уменьшать толщину дорогостоящих слоёв дорожной одежды.

Дополнительные слои разделяются по назначению:

  •  морозозащитные (теплоизолирующие) – применяются для повыше-ния температуры насыпи в зоне льдообразования. Выполняются из бетонных смесей с лёгким заполнителем; пористых каменных мате-риалов, обработанных вяжущими; золошлаковых смесей. Высокий эффект даёт укладка различных синтетических материалов.Укладка их производится по индивидуальным технологическим схемам.
  •  Дренирующие – повышают коэффициент фильтрации насыпи в опасных зонах (по условиям замерзания). Устраиваются отсыпкой и уплотнением крупнозернистых песков, щебня различных фракций, сортированного камня.
  •  Водонепроницаемые – устраиваются по откосам и под дорожной одеждой, служат для отсечения атмосферных вод. Выполняются из гидроизола, синтетической плёнки. Часто используется пропитка местного грунта органическим вяжущим (гудроном, жидким биту-мом, нефтяными эмульсиями). После пропитки производится рых-ление с последующей укаткой.
  •  Капилляропрерывающие (противозаиливающие) – создают пре-граду для подъёма капиллярной воды. Применяются при высоком уровне грунтовых вод. Основа конструкции – слой из дренирую-щего материала по которому невозможно капиллярное поднятие воды. Выполняются в виде «обратного фильтра» из песка и щебня различных фракций.

При близком залегании водоносного слоя устраивают подкюветный и откосный дренаж с заложением водоотводной дрены ниже расчётной глуби-ны промерзания.

Устройство дополнительных слоёв и прослоек ведётся в процессе отсыпки насыпи. После выполнения прослоек дальнейшие отсыпи ведутся по способу «от себя» с использованием бульдозеров, так как заезд на прослойку автомобилей и землеройного транспорта запрещается, пока не будет создан уплотнённый слой грунта толщиной не менее 0,5…0,6м.

 

17.4. Устройство дорожной одежды

Современные дорожные одежды состоят из нескольких конструктив-ных слоёв: покрытия – верхнего слоя дорожной одежды, который может состоять из слоя износа и одного или нескольких несущих слоёв; основания, которое может состоять из верхнего и нижнего несущих слоёв; дополнитель-ных слоёв различного назначения.

Естественное грунтовое основание оказывает существенное влияние на работу дорожной одежды в целом и на работу её отдельных слоёв в процессе строительства автодороги. Поэтому целесообразно улучшать грунтовое осно-вание различными способами с целью повышения его несущей способности и обеспечения возможности движения рабочего транспорта в период строи-тельства.

Устройство основания под «верхний» слой покрытия

В номенклатуру работ по устройству основания под «верхний» слой покрытия входят следующие технологические комплексы:

  •  дополнительная профилировка и подсыпка верхнего слоя тела насыпи;
  •  устройство временных подъездных дорог, площадок хранения материалов, съездов-выездов;
  •  улучшение и доуплотнение  грунтового основания;
  •  устройство дополнительных слоёв и прослоек;
  •  строительство разделительных полос;
  •  подготовка «чёрного» основания.

При сооружении автодорог высоких категорий предусматривается технологический перерыв на самоуплотнение насыпи. После отсыпки верх-него слоя грунтового основания работы по сооружению автодороги приоста-навливаются и допускается движение транспорта с ограничениями по и ско-ростям и интенсивности движения сроком на один год. За этот период насыпь даёт расчётную осадку и самоуплотняется. При этом отметки верха насыпи изменяются в сторону уменьшения. После возобновления строительства проводится геодезическая съёмка профиля и недостающий грунт отсыпается с уплотнением до проектных отметок.

Параллельно проводятся работы по обеспечению технологических требований по устройству основного покрытия, предусмотренным стройгенпланом.

К ним относятся временные технологические площадки, подъездные дороги и съезды-выезды к месту выполнения отдельных процессов специализированными потоками. Устройство временных подъездов связано с перемещением большого количества грунта и наличием парка постоянно действующих машин для производства земляных работ.

При дополнительной профилировке проводятся исследования качества грунта и при необходимости верхний слой грунтового основания может быть снят и заменён, или разрыхлен и доуплотнён, с введением добавок улучшающих качество основания. В этот же период устраиваются некото-рые дополнительные слои (противозаиливающие, теплозащитные).

Если проектом предусмотрена разделительная полоса с посадками деревьев и кустарников, то её строительство должно опережать устройство оснований под покрытие и само покрытие. При отсутствии посадок монтаж бордюра разделительной полосы можно производить после первой россыпи щебёночного основания.

Щебёночное основание является основным (несущим) слоем дорож-ной одежды, на которое укладывается покрытие. Назначение его – восприя-тие нагрузки от автомобильного транспорта через покрытие и распределение её на грунт земляного полотна. Щебень отсыпается послойно, в соответствии с проектом, и уплотняется.  В качестве материала применяется сортирован-ный щебень различных фракций, имеющий марку по износу не ниже И – ΙΙΙ. Для переходных покрытий может использоваться различный щебень и гравий.

Работы по устройству щебёночного основания одни из самых трудоём-ких и проводятся в два этапа.

Ι этап – распределение основной фракции слоя и его предварительное уплотнение (с обжатием и взаимозаклиниванием);

ΙΙ этап – распределение расклинивающего щебня с уплотнением каждой фракции (расклинцовка).

Технологический цикл включает в себя следующие процессы:

  •  первая россыпь крупного щебня расчетной фракции слоем 15-25см;
  •  разравнивание автогрейдером или бульдозером;
  •  уплотнение катками за несколько проходов;
  •  россыпь слоя толщиной 10-15см более мелкой фракции;
  •  разравнивание автогрейдером;
  •  уплотнение катками с поливкой (расход воды 15…25л/м3);
  •  россыпь расклинцовывающей фракции, поливка и уплотнение с расходом воды 10…12 л/м3 ;

Размеры фракций относятся между собой как 1 : 0,5 : 0,3. Ориентиро-вочно можно принять:

1 слой – 80…120мм, 2 слой – 40..60мм, 3слой  - 10…20 мм.

При уплотнении применяются катки с гладкими вальцами или вибро-катки с массой 6…18т (в зависимости от технологических требований). В ППР устанавливается размер захватки (карты), очерёдность россыпей щеб-ня, количество проходок при уплотнении, масса катков для каждого слоя укатки, технология поливки водой.

При строительстве высокоскоростных магистралей устраиваются допол-нительные один или два слоя «чёрного основания», предназначенного для выравнивания эксплуатационных нагрузок. Конструктивно эти слои выполня-ются из минерального материала высокой прочности обработанного вяжущим.

Чёрное основание устраивается одним из следующих способов:

  •  смесь заготавливается на АБЗ (асфальтобетонном заводе) в смеситель-ных установках и доставляется к месту укладки специализированным автотранспортом. Горячая смесь температурой 100…110оС укладыва-ется асфальтоукладчиками и уплотняется звеном катков с гладкими вальцами;
  •  доставленный к месту укладки щебень перемешивается на приобъект-ной технологической площадке с вяжущим и складывается в штабели. По мере надобности материал расходуется в насыпь. Перед укладкой смеси подогреваются и  укладываются тёплыми (80..90оС) или холод-ными (60..70оС);
  •  щёбёночное основание укладывается в насыпь, пропитывается вяжу-щим (жидким битумом, каменноугольным дёгтем, эмульсиями различ-ных составов) и уплотняется за несколько проходок.

Выбор того или иного способа зависит от принятой технологии строитель-ства автодороги, дальности доставки смесей от АБЗ, температуры наружного воздуха и др. причин. Следует знать, что чем выше температура смеси при укладке, тем быстрее она твердеет. Вместе с тем горячие смеси после тверде-ния более хрупкие и менее долговечные.

Горячие смеси применяются при новом строительстве, когда необходи-ма высокая скорость укладки покрытия. Холодные смеси предпочтительнее для ремонтных работ.

После укладки «чёрного основания» по нему устраивается водонепрони-цаемая плёнка  из битумной эмульсии или лака «этиноль».

Технология асфальтирования

Асфальтобетонные покрытия наиболее приспособлены для восприятия нагрузок от автомобильного транспорта, относительно дёшевы и просты при производстве дорожно-строительных работ – поэтому повсеместно исполь-зуются для основного покрытия.

Асфальтобетонная смесь (АБС) состоит из следующих компонентов:

  •  щебень – используется сортированный, из изверженных, осадочных или метаморфических пород с маркой по износу И-Ι...И-ΙV  и маркой по прочности 1400…500кг/см2;
  •  песок – природный или дроблённый. Применяют обычно крупные и средние пески, чистые, содержащие не более 3…5% пылевидных, глинистых и илистых частиц;
  •  минеральные добавки – заполнители, предназначенные для повыше-ния прочности и коррозионной стойкости АБС, улучшения сцепления щебня с вяжущим и расхода вяжущего. Они обволакиваются биту-мом в зоне контакта  образуя водонерастворимые соединения, кото-рые влияют на прочность, водо- и теплостойкость асфальтобетонных смесей. Добавки представляют собой порошок, продукт тонкого измельчения известняков, доломитов, металлургических шлаков и др. отходов промышленности;
  •  вяжущее – органические высокомолекулярные соединения. Они хорошо прилипают к поверхности минеральных материалов, обладают пластичностью, эластичностью, стойкостью против атмосферных воздействий, нерастворимы в воде.  К основным вяжущим относятся нефтяные битумы и изготовленные на их основе эмульсии и дёгти.

Нефтяные дорожные битумы подразделяют на вязкие и жидкие.

Вязкие битумы  классифицируются по маркам на основании основных показателей: вязкости, растяжимости и температуры размягчения. Марка назначается по показателю пенетрации (глубине проникновения стандартной иглы в битум при температуре 25 и 0оС за

5 сек. под действием груза 100г).  Диапазон марок – БНД200/300.. .БНД-60/90.

В случае использования битума большой вязкости  увеличивается проч-ность и жёсткость покрытий, менее вязкие битумы повышают стойкость ас-фальта при отрицательных температурах, но увеличивают сроки твердения.

Жидкие битумы получают преимущественно путём смешения вязкого битума (марок БНД40/60 или БНД60/90) с разжижителем. Жидкие битумы хорошо обволакивают минеральные материалы, создавая на их поверхности тонкую, прочную и водоустойчивую плёнку. Основной показатель жидких битумов – вязкость, определяемая стандартным вискозиметром. Марки устанавливаются по скорости истечения 50мл битума при температуре 60о С через отверстие 5мм в дне вискозиметра. Диапазон марок: СГ40/70… …МГО130/200.

В состав асфальтобетонной смеси входят по массе: 40…65% щебня; 30…50% песка; 10…15%минеральных добавок и 2…10% вяжущих. При технологическом проектировании состав смеси рассчитывается.

Асфальтобетонные смеси бывают горячие, тёплые и холодные.

Горячие – изготавливаются с применением вязкого битума, рабочая температура 170…90о С. Технологическое (рабочее) состояние, в зависи-мости от температуры наружного воздуха), около 1 часа.  Дальность транс-портирования от 20км (зимой) до 50км (летом). Движение транспорта мож-но открывать после 3..5 часов после укладки и уплотнения.

Тёплые - изготавливаются с применением маловязких и жидких биту-мов, рабочая температура 140…80о С. Укладка производится только при положительных температурах воздуха. Эти смеси обладают повышенной трещинностойкостью при низких температурах. Твердение после укладки длится не менее одних суток.

Холодные -  изготавливаются с применением жидкого битума или эмульсий. Рабочая температура 30…50о С. Эти смеси могут храниться до 8 месяцев на расходных складах и применяться по необходимости. Холодные смеси – морозоустойчивые, могут укладываться при отрицательных темпе-ратурах (до – 50о С ). Для их твердения требуется несколько суток.

Машины используемые при устройстве покрытий.

При устройстве асфальтобитумных покрытий используются следу-ющие  типы машин: бульдозеры, автогрейдеры, распределители каменных материалов (гравия и щебня), поливомоечные, подметально-уборочные, автогудронаторы, асфальтоукладчики, катки дорожные, битумный котёл-гудронатор, машины для разогрева  асфальтобетоных  покрытий, автомо-били-самосвалы,  термосмесители и термопрофилировщики. Номенклатура механизмов очень широкая . В современных условиях рациональный подбор механизации будет влиять на себестоимость дороги.

Технология работ по укладке асфальтобетонных смесей

В состав работ по устройству основного асфальтобетонного покрытия включаются следующие технологические процессы:

  •  очистка основания от пыли и грязи подметально-уборочными машинами, при необходимости сушка и мелкая подсыпка;
  •  проверка геометрических параметров основания (ширина, отметки, уклоны). Измерения проводятся теодолитами, нивелирами и рулетками. Особое  внимание уделяется наличию неровностей при использовании машин с автоматической следящей системой при-вода рабочих органов (неровности не должны превышать 2мм). Если неровности превышают допустимые значения, то заблаговре-менно устраивают выравнивающий слой на неровных местах из того же материала, что и основание, или из асфальтобетонной смеси;
  •  детальные разбивочные работы кромок покрытия, слоёв, рабочих отметок по оси дороги,
  •  установка базы следящей системы асфальтоукладчика (копирной струны или лазерной системы). При использовании асфальтоук-ладчиков без следящей системы, для соблюдения требуемого про-филя и отметок непосредственно перед укладкой выставляют контрольные маяки из асфальтобетонной смеси, толщина которых должна быть равна толщине укладываемого слоя в рыхлом состоянии;
  •  устройство битумной эмульсионной подгрунтовки. Для прочного сцепления слоя асфальта с основанием за сутки до укладки произ-водится поливка автогудронатором битумной эмульсией (расход эмульсии  0,6..0,9л/м2 );
  •   укладка асфальтобетонной смеси. АБС укладывают на прочное, чистое и сухое основание при температуре наружного воздуха не ниже 5оС (для горячих и тёплых смесей). При низких температурах разрабатываются специальные технологии укладки;
  •  уплотнение АБЗ.

Подача материала (асфальтобетонной смеси) производится автоса-мосвалами непрерывно до окончания работ на захватке. При небольших объёмах работ АБС отсыпается на основание вручную, разглаживается и укатывается. Эта технология непроизводительна и требует большого коли-чества рабочих. Современное строительство предусматривает применение высокопроизводительных асфальтоукладчиков.

Фронт работ разбивается на захватки и полосы движения. Длина зах-ватки 100…300м. Ширина полосы укладки назначается кратной ширине покрытия, учитывая размер уширителей  асфальтоукладчика (3-3,75м). Смесь укладывается отдельными короткими полосами 25…100м поочерёд-но на каждой половине ширины покрытия.  Укладку АБС ведут по схеме (рис. 17.8.).  

Уложив одну полосу, переходят на соседнюю, пока не остыла кромка ранее уложенного слоя. При такой технологии особое внимание обращают на то, чтобы укладываемые полосы покрытия были сопряжёнными, а обра-зующиеся продольные швы заделаны. В местах сопряжения необходимо в процессе уплотнения добиться полной однородности фактуры покрытия. Положения края уплотняющих средств обеспечивается правильной уста-новкой асфальтоукладчика перед асфальтированием каждой полосы.

Асфальтоукладчики могут укладывать смесь слоем толщиной 3…20см. толщину покрытия изменяют, регулируя высоту трамбующего бруса и выглаживающей плиты относительно рамы асфальтоукладчика. При этом учитывают коэффициент уплотнения смеси.

Конструктивные слои из АБС укладывают комплексные бригады в составе 8чел. (включая механизаторов).

Уплотнение АБС – основная технологическая операция, которая предопределяет физико-механические свойства покрытия. В процессе уплотнения при последовательных проходах катка смесь деформируется за счёт уменьшения пористости, т.е. уменьшения объёма уплотняемого слоя. При этом происходит формирование структуры покрытия.

На уплотняемость АБС оказывают влияние температура смеси, её грану-лометрический состав и принятыми методами и технологиями уплотнения. Уплотнение производится укаткой гладкими катками, трамбованием или вибрацией.  Уплотнение смесей производится, как правило, звеном уплот-няющих машин различного назначения. Их подбор, количество проходок, температурный режим смеси, геометрические параметры захваток устанав-ливаются технологическими картами в составе ППР.

Для обеспечения качества дорожного покрытия необходимо организовать все виды контроля (входной, операционный и приёмочный)

На стадии входного контроля проверяют соответствие компонентов асфальтобетонных смесей техническим условиям.

На месте укладки (операционный контроль) постоянно проверяют температуру и количество укладываемой смеси, ровность, толщину слоя, плотность, прочность, однородность асфальтовых покрытий.

Приёмочный контроль осуществляется по очередям строительства. Замеряются все геометрические параметры продольного и поперечно профиля, составляются исполнительные схемы, акты приёмки скрытых работ и представляются рабочей комиссии по приёмке.

170


7

2,5

10

6

9

9

i =

i =

Б)

А)

8

I=……..

7

6

5

4

3

2

проезжая часть

земляное полотно

полоса отвода

Рис.17.2. Поперечное сечение конструкции

автодороги

6          5 4    3    2     1

1 – основной слой покрытия;

2 – нижний слой покрытия («чёрное»   покрытие);

3 – щебёночная подготовка;

4 – дополнительные прослойки;

5 – дополнительные слои4

6 – тело насыпи

В/ 2

В/ 2

В

3

2

1

Рис. 17.3. Разбивка трассы: 1 – ось дороги;  2 – подошва откоса;

3 – полоса отвода;  4 – выносной столбы; 5 – выносные колья;

6 - пикеты

¤

°°

¤

¤

¤

4

°

°

°

5

¤

¤

Δ

Δ

6

полная выемка

перемещение

грунта

профиль разработки

д)

замена грунта

слои отсыпки

с

г)

в)

б)

а)

Рис. 17.4. Виды насыпей и выемок: а) насыпь на горизонтальном участке;

с – толщина слоя ;  б) насыпь на слабом основании; в) выемка на косогоре (полувыемка);  г) полувыемка-полунасыпь (с «нулевым» балансом земляных работ);  д) полная выемка

1

2

3

4

5

6

1

2

Полный профиль

Полувыемка-полунасыпь

Рис.17.5.  Примерная очерёдность разработки грунта в выемках по захваткам.

1…. 6  - номера захваток.

В)

Б)

А)

Более 3,5м

До 3,5м

отвал

1:3

Разбивка

Планировочная поверхность

Проектный профиль

Удлинитель отвала

1:1,5

Рис. 17.7. Конструкция дорожной одежды

1 - тело насыпи;

2 - улучшенное грунтовое основание;

3,4 – дополнительные слои и прослойки;

5 –  щебёночная (гравийная) подготовка;

6 – нижний слой покрытия («чёрное основание»;

7 -  основной («верхний») слой покрытия.

7

5

2

6

4

3

1

L

L

L/2

1

2

3

4

5

6

Ι

ΙΙ

ΙΙΙ

ΙV

В

Рис. 17.8. Схема проходок асфальтоукладчика:  1…6 – последовательность участков укладки смеси;  Ι- ΙV номера полос;   В – ширина дороги;  L – длина полосы;  

штриховкой показаны холостые ходы асфальтоукладчика.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43653. Геологические данные месторождения, его структуру и физико-химические свойства 314.92 KB
  Одной из важных задач этой проблемы является повышение фондоотдачи основных промышленнопроизводственных фондов основную долю которых в нефтяной промышленности составляют скважины: добывающие и нагнетательные. Скважина обеспечивает связь недр с земной поверхностью служит каналом доступа человека к пласту. Нормальная работа добывающих или нагнетательных скважин нарушается по различным причинам что приводит либо к полному прекращению работы скважин либо к существенному сокращению ее дебита особенно по нефти. Причины прекращения или снижения...
43654. Предложения по повышению экономической эффективности технологий управления персоналом Арт-кафе «Галерея» и оценка их эффективности 1.5 MB
  Теоретические аспекты технологий управления персоналом в ресторанно гостиничном бизнесе.Сущность технологий управления предприятиями 7 1. Особенности современных технологий управления персоналом на предприятиях ресторанно гостиничного бизнеса 22 ГЛАВА 2. Анализ технологий управления персоналом Арткафе Галерея.
43655. Сквер в ст.Старокорсунской 3.3 MB
  Назначение скверов может быть различным. Сквер, создаваемый на площадках общегородского или районного значения, а также перед отдельными крупными общественными зданиями, предназначен главным образом для кратковременного отдыха граждан.
43656. Повышение качества наплавляемой поверхности за счет повышения износостойкости применением электродуговых процессов 2.35 MB
  После этого был произведен патентный поиск для того, чтобы найти устройство реализации процесса, по которому будет разрабатываться конструкция нового оборудования для наплавки, позволяющее наиболее точно выполнить поставленную цель. Из всех найденных аналогов устройств, был выбран прототип
43657. Расчет перекрытия и стальной балки 1.03 MB
  Нагрузка на балки передаётся через стальной плоский настил. Пролёт главной балки 12 м шаг главных балок 7 м.1 Расчёт нагрузки на балки настила Нормативная нагрузка: ; 0305 кН м предварительный вес балки настила; кН м. 2 Проверяем прочность балки по касательным напряжениям: ; Rs расчётное сопротивление на срез; ; кН см2; d = 6 мм = 06 см толщина стенки двутавра; h = 270 мм = 27 см высота двутавра; ; 344 кН см2 1463 кН см2.
43659. Влияние сезонных условий на надёжность электрооборудования автомобилей 1.92 MB
  Тема дипломного проекта Влияние сезонных условий на надёжность электрооборудования автомобилей. Целью дипломного проекта является установление закономерностей формирования потока отказов электрооборудования автомобилей с учетом влияния сезонных условий эксплуатации и совершенствование на этой основе методик планирования потребности в ресурсах автотранспортных предприятий. В ней рассмотрены особенности эксплуатации электрооборудования определена его роль в поддержании работоспособности современных автомобилей...
43660. Согласование работы всех элементов станции между собой и с прилегающими перегонами 290.21 KB
  Общие вопросы работы станций Техникоэксплуатационная характеристика Специализация парков путей Специализация маневровых локомотивов Маршруты движения поездов локомотивов и маневровых составов Оперативное руководство и планирование работы станций Структура оперативного управления Информация о подходе поездов Оперативное планирование работы станций Технология обработки поездов Технология обработки пассажирских поездов Технология обработки транзитных поездов без переработки Технология обработки...
43661. Обработка динамических списков 306.65 KB
  Метод нисходящего проектирования (сверху-вниз) предполагает последовательное разложение общей функции обработки данных на простые функциональные элементы. В результате строится иерархическая схема, отражающая состав и взаимоподчиненность отдельных функций.