конструкция проезжей части автомагистрли представляет
собой сложное сооружение позволяющее воспринимть нагрузки
от колеса современных автомобилей, обладающее требуемым безопасным сцеплением с ними и беспрепятственно удаляющего за пределы
дороги дождевые и талые волы.
Дорожные конструкции – это специфическая разновидность
строительных конструкций, из которых состоит дорога. В этой
разновидности можно выделить основные (ОДК) и вспомогатель
ные дорожные конструкции (ВДК) Первые выполняют основную
функцию дороги – пропуск транспорта с требуемыми скоростями
движения. Вторые способствуют этому: пропускают воду под дорогой (трубы) или отводят ее (лотки, водотоки), ограждают проезжую
часть, обеспечивая этим безопасность движения, укрепляют откосы
насыпей от размыва, обеспечивают переход под дорогой или над
ней людей и животных, регулируют и управляют движением транс
порта и т. д.
Основная дорожная конструкия состоит из грунта естественного
основания (ГЕО), грунта земляного полотна (ГЗП) и дорожной лежды
(ДО). Последняя состоит из элементов дорожной конструкции (ДК),
состоящих из покрытия, основания, подстилающих слоев и грунтово
го основания (ГО), Сложные природные условия формируют в грунте
земляного полотна сложные водно-тепловые процессы, от которых
зависит его прочность и устойчивость к деформациям. В связи с этим
вместо сложившегося в середине XX в. понятия дорожная одежда,
достаточного для обычных условий дорожного строительства, введено
понятие основная дорожная конструкция
В этом случае OДК и ее элементам свойственны классификаци
онные признаки строительных конструкций (несущие и отраждаю
щие), а вспомогательным ВДК – в основном ограждающие. Им же
свойственны признаки деления по материалам, степени сборности
и стадийности строительства. Под влиянием сложных
и в основном неуправляемых природных условий дорожные кон
струкции деформируются с полной или частичной потерей работоспособности.
Совершенно очевидно, что многофункциональная дорожная кон-
струкция может быть построена с применением приоритетных тех-
нологий (и только в определенной последовательности). Например,
цементобетонное покрытие проезжей части не может быть устроено
раньше, чем система водоотведения. Основная дорожная конструкция – проезжая часть, состоящая из нескольких полос
движения (называемая дорожной одеждой) – своими геометрическими размерами (шириной, толщиной) определяет продолжитель-
ность и трудоёмкость технологического процесса по ее устройству.
На рис. 1.3 показана многополосная проезжая часть дороги І технической категории (четыре — восемь полос в одном направлении)
и двухполосные дороги II, III и IV категорий.
При устройстве однослойного покрытия из асфальтового бетона
укладчиком шириной 3,75 м необходимо сделать от четырех до восьми
продольных проходов укладчика на автомагистрали и по два про-
хода на дорогах II, III и IV категорий. Широкозахватные укладчики
асфальтобетонных смесей существенно снижают трудоемкость тех-
нологического процесса и ускоряют строительство.
Таким образом, особенности дорожной конструкции – ширина,
число и толщина слоев – определяют последовательность и про-
должительность технологических операций.
На рис. 1.4 приведены дорожные конструкции с монолитными
цементобетонными и асфальтобетонными покрытиями для дорог
І… IV категорий. Их толщины рассчитаны по методу Сибирской
государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ, проф.
А. В. Смирнов): ранее их делили по степени пластичности на два типа:жесткие и нежесткие. Эти свойства жесткости будут рассмотрены
далее, а здесь отметим влияние этих типов покрытий на технологию
их устройства. Монолитные цементобетонные покрытия устраивают
из литых» или «жестких» цементобетонных смесей при водоце-
ментном отношении 0,20:0,45, такую технологию называют мокрой.
Асфальтобетонные горячие смеси уплотняют в покрытии укаткой при
температуре 110… 130°С, такую технологию называют горячей.
Вместе с высокой прочностью и долговечностью «мокрые» тех-
нологии по строительству монолитных покрытий и оснований огра-
ничены теплым строительным сезоном (среднесуточная температура
воздуха больше 0°С) и требуют выдержки слоев в течение 28 сут.
«Горячие» технологии не требуют выдержки, но также ограничены
строительным периодом (среднесуточная температура воздуха весной
5’C, осенью 10°С). Стремление исключить влияние погодно-клима-
тических условий на «мокрые» и «горячие» технологии строительства
покрытий привело к их изготовлению на заводах в виде сборных
плит с последующей сборкой на дорогах, даже при отрицательных
температурах. Таким образом, были созданы десятки разновидно-
стей сборных плит покрытий, пригодных для строительства дорог
на слабых грунтах и в зимнее время.
На рис. 1.4 приведено несколько дорожных конструкций. В дей-
ствительности в практике дорожного строительства России приме-
няют гораздо большее число вариантов, которые зависят от освоен-
ности дорожно-строительными организациями (или компаниями)
разнообразных технологий и материалов. Количество вариантов
равнопрочных дорожных конструкций с асфальтобетонным или
цементобетонным покрытием ис укрепленным монолитным или
дискретным основанием может достигать 80, однако не все они
полностью могут быть использованы для строительства в разное
время года. Например, песчаный подстилающий слой и щебеночное
основание конструкций под номерами 3, 5, 6, 8, 9 и 11 могут быть
построены в зимнее время, что обеспечит ритмичность строитель-
ного процесса. При разнообразии конструкционных, функциональных и техно-
логических свойств дорожных конструкций целесообразно их харак-
теризовать по степени жесткости,
показывающей гибкость плит.
Приняты следующие обозначения: E) = 41 МПа
модуль упру-
гости суглинка тяжелого при относительной влажности Wor = 0,7;
щебень фракционный I марки; щI – IV — щебень рядовой
1-IV марок; П
– песок; (C + Ц) – супесь тяжелая, суглинок, укре-
пленные цементом I класса (марка, прочность).
В общее число автомобилей входят автомобили с нагрузкой на ось
100 кН (20…50 %), автомобили грузоподъемностью 2… 5 т (20…25 %),
легковые автомобили (20…55 %).
Контрольные динамические прогибы от нагрузки 50 кН для кон-
струкций 1, 2 и 3 составляют соответственно 0,14; 0,2 и 0,37 мм; для
конструкций 4, 5 – 0,32 мм; для конструкций 6, 7, 8 — 0,57 мм; для
конструкций 9, 10, 11 – 0,87 мм.
В последние годы отмечается конструктивное улучшение до-
рожных конструкций. На рис. 1.5 показана дорожная конструкция
из монолитного покрытия, подстилаемого скрытоколейным элемен-
том, усиливающим основание в местах концентрации проходов колес
автотранспорта. В такой конструкции под цементобетонной плитой
не образуется полости, ав асфальтобетонном покрытии не образу-
ется колея. Такие конструкции требуют высокоточных строительных
технологий и точных средств механизации. Усовершенствование
сборных дорожных конструкций происходит путем усиления несущи-
ми элементами грунтового основания по периметру плит покрытий
(рис. 1.6), обеспечивая существенное снижение вертикального про-
гиба краев и кромок плиты от автомобильной нагрузки.
На рис. 1.7 представлена конструкция сборного покрытия из ква-
дратных и прямоугольных плит на основании из железобетонных
элементов лежней и крестовин, предложенная А. В. Яковлевым.
При устройстве покрытия сначала выкапывают неглубокие рвы
для укладки крестовин и лежней вровень с грунтом основания.
Крестовины и лежни можно также укладывать непосредственно
на спланированную поверхность грунтового основания, а между
крестовинами и лежнями вровень с их поверхностью отсыпать слой
песка или шебня. Плиты укладывают на крестовины и лежни. При такой конструкции покрытия обеспечивается прочное основание под
наиболее напряженными частями плиты краями и углами. Однако
такая конструкция не обеспечивает плотного контакта плиты с осно-
ванием в центральной части, что приводит к перерасходу материалов
для обеспечения требуемой прочности центра плиты.
На рис. 1.8 изображена конструкция покрытия А. В. Яковлева,
являющаяся развитием предыдущей, в которой вместо каркаса осно-
вания из лежней и крестовин применены бетонные замковые подуш-
ки, укладываемые под углами плит. При такой конструкции расход
материалов на покрытие уменьшается по сравнению с описанным
ранее, однако значительно ухудшается контакт плит с основанием
не только в центральной части, но и на краях плиты.
На рис. 1.9 представлено колейное покрытие из железобетонных
плит с подкладками под стыками Плит, которое применяется при
движении однотипного транспорта в одном направлении и при малой
интенсивности движения Наиболее распространенной конструкцией сборных покрытий
является такая, при которой плиту укладывают непосредственно
на слой основания или земляного полотна.