Строительство автомобильных дорог - Строительство дорожных покрытий
При строительстве автомобильных дорог применяют разнообразные строительные материалы, которые по происхождению и особенностям переработки могут быть разделены на две основные группы: природные и искусственные.
Природные строительные материалы подразделяются на грунты. гравий и гравийные смеси, песок. камень булыжный, различные местные материалы (дресва, ракушка, конкреции и др.). К искусственным относят щебень, каменные порошки, колотый камень, брусчатку, каменное литье, изделия в виде плит для покрытия дорог и тротуаров. бортовых камней и деталей для дорожных ограждений и знаков. Для приготовления бетонов и стабилизации грунтов используются органические и неорганические вяжущие материалы.
Грунты - основной дорожно-строительный материал, продукт длительного процесса разрушения горных каменных пород под воздействием воды, теплоты, холода и ветра. Из них возводят земляное полотно, служащее основанием для дорожной одежды. От свойств грунта зависит прочность земляного полотна и дорожной одежды, а также сооружений на дороге. Свойства грунтов во многом определяются крупностью частиц, которые могут быть глинистыми (менее 0,005 мм), пылеватыми (0,005-0,050) и песчаными (0,06-2мм). Встречающиеся в природе грунты обычно представляют собой смесь песчаных, пылеватых и глинистых частиц. Свойства грунта зависят также от содержания в них органических веществ, количества и химического состава растворенных солей влажности и плотности.
Чем больше содержание песчаных частиц и чем они крупнее, тем меньше изменяются свойства грунтов от воздействия влаги и мороза. Песчаные грунты в сухом состоянии пылят, обладают малым сцеплением и труднопроезжаемы. На влажных песчаных грунтах проходимость машин улучшается. Для улучшения свойств к этим грунтам требуется добавление глинистых и суглинистых грунтов.
Лучшими для дорожного строительства являются Супесчаные грунты. При удовлетворительном содержании в сухое время года они образуют ровную поверхность, дорожное полотно легко накатывается автомобилями. В дождливую погоду быстро просыхают, малолипки.
Пылеватые грунты При увлажнении переходят в плывунное состояние; малосвязны; способны к пучинообразованию; хорошо удерживают влагу и поднимают воду по капиллярам на большую высоту. В сухом состоянии легко истираются и пылят. Могут быть улучшены песком, гравием, желательно с введением вяжущего.
Суглинистые грунты - связные, плохо пропускают воду и медленно просыхают. В сухое время года при правильном содержании дороги хорошо проезжаемы, а после дождя их поверхность становится скользкой. При перенасыщении влагой почти непроезжаемы из-за образования глубоких колей. Добавление песчаных грунтов значительно улучшает проезжаемость. При надлежащем водоотводе из суглинистых грунтов из суглинистых грунтов можно возводить хорошее дорожное полотно.
Глинистые грунты При оптимальной влажности образуют хороший накат, но в пересохшем состоянии трескаются, пылят, а от переувлажнения набухают, полностью теряют несущую способность; очень липки и крайне медленно просыхают; при замерзании увеличиваются в объеме; для возведения земляного полотна не пригодны, могут применяться только во внутренней части насыпи.
Свойства песчаных и глинистых грунтов используются для образования грунтовых одежд из так называемых оптимальных смесей, которые, создаются из взятых в определенных, оптимальных для данных условий соотношениях песчаных и глинистых грунтов.
Внутрихозяйственные дороги (в основном полевые) можно трассировать непосредственно по поверхности земли. В этом случае большое значение имеют свойства почвенного покрова.
Каменные материалы, используемые в дорожном строительстве получают из природных горных пород. Физико-механические свойства этих материалов должны отвечать определенным техническим требованиям. Чаще всего качество каменных материалов определяется такими основными физико-механическими показателями как прочность, морозостойкость и водопоглощение.
Главные дорожно-строительные каменные материалы это песок, гравий, щебень, бутовый камень, булыжный камень, колотый камень, брусчатка.
Песок - Мелкообломочная несцементированная смесь каменных частиц размером 0,05 - 2,0 мм, а по некоторым классификациям 5,0 мм. Различают песок мелкозернистый крупностью 0,05 - 0,25 мм, среднезернистый - 0,25 - 0,50 мм, крупнозернистый - 0,50 - 1,00 мм и грубозернистый - 1 - 2 (5) мм. Лучшими по качеству для дорожных работ являются крупно - и грубозернистые (гравелистые) пески. Песок применяется для улучшения свойств суглинистых грунтов, для приготовления строительных растворов, асфальтобетона, цементобетона, в качестве основания дорожных одежд и сооружений.
В дорожном строительстве, особенно дорог низких категорий рекомендуется применение местных строительных материалов: дресва, жерства, конкреции, ракушки, мергель, песчаники, мел, шлаки.
Для образования бетонов и укрепления грунтов применяют вяжущие материалы органического и минерального происхождения (битум, дегти, цементы, гипс, известь). Для устройства дорожных одежд в пределах населенных пунктов запрещается использование каменноугольных дегтей и смол, так как они при нагревании способны выделять вредные для здоровья человека газы.
Существует несколько способов создания предварительно-напряженных конструкций, которые можно свести к двум системам (рис. 10): неподвижная, состоящая из плит, деформации которых в продольном направлении невозможны; подвижная, то есть допускающая перемещения плит за счет стыковых устройств.
В неподвижной системе предварительное напряжение создается приложением к бетону сжимающих усилий специальными устройствами, располагаемыми в швах, а само покрытие жестко закреплено между неподвижными анкерными упорами. Первоначально устраивают упоры, затем укладывают плиту, делая в одном или в нескольких сечениях зазоры (швы), в которые устанавливают домкраты для создания предварительного напряжения.
Рис. 1. Системы напряженно армированных покрытий: 1 -- концевой упор; 2 -- участок плиты без швов; 3 -- силовой шов, омоноличиваемый в конце процесса обжатия бетона; 4 -- упругий шов; 5 -- арматура из высокопрочной стали
В этой системе изменение величины предварительного напряжения обусловливается изменениями температуры и упругими свойствами бетона. В подвижной системе плиты могут расширяться или сжиматься под влиянием температурно-влажностных изменений. В связи с этим покрытие разделяют швами, конструкции которых позволяют воспринимать перемещения плит без повреждения заполнения швов. Подвижная система допускает скольжение плит по основанию, в связи с чем появляется сила трения, изменяющая силу предварительного напряжения в бетоне. Перемещение концов плит обеспечивает продольную устойчивость покрытия. По способу обжатия подвижные системы могут быть двух видов: с внешним и с внутренним обжатием.
При внешнем обжатии предварительное напряжение осуществляется домкратами или какими-либо другими упругими устройствами, установленными в месте стыка плит. Швы называют упругими. При внутреннем обжатии предварительное напряжение создается напряжением арматуры, расположенной в сечении плиты. Швы между плитами в этом случае называют свободными.
Подвижная система с внутренним обжатием по способу напряжения может быть с натяжением арматуры до бетонирования на упоры и с натяжением арматуры на затвердевший бетон. Плиты могут иметь напрягаемую арматуру только в продольном направлении, в продольном и поперечном направлениях, в диагональном направлении и по периметру плит.
Струнобетонные покрытия представляют собой один из видов предварительно напряженных покрытий подвижной системы, в которых для получения предварительного напряжения в продольном направлении применяют высокопрочную проволоку (струну), напрягаемую до бетонирования и отпускаемую в поперечных швах после достижения бетоном прочности, необходимой для полного сцепления стали с бетоном (рис. ). Толщина плит покрытия при песчаном основании обычно составляет 14 см, на стабилизированном основании -- 12 см при расстоянии между поперечными швами 50 м. Число струн диаметром 4 мм на ширине 7 м при толщине плит 14 см -- 81, а при толщине плит 12 см -- 99. Расход высокопрочной проволоки соответственно 1,16 и 1,45 кг/м2. Под поперечными швами обычно укладывают бетонные подшовные плиты сечением 15Ч80 см на всю ширину покрытия. Для закрепления натянутых струн по концам захватки устраивают анкерные упоры.
Первый в мире опытный участок предварительно-напряженного покрытия был построен в 1946 г. во Франции при строительстве аэропорта Орли. Была уложена одна плита длиной 14 м и шириной 12,5 м. Напряжение 8 МПа создавалось в двух взаимно перпендикулярных направлениях пучками из 12 проволок диаметром 5 мм.
В 1958 г. на ул. Кравченко в Москве было построено струнобетонное покрытие с размещением рабочей предварительно напряженной арматуры посередине высоты плиты, с интервалом между проволоками 12 и 23 см. Помимо продольного обжатия плита на одном участке была обжата также и в поперечном направлении пучками из 16 проволок диаметром 4 мм, натянутых с усилием 21 т. Поперечные пучки (13 шт.) были уложены через 8 м по длине плиты.
Метод натяжения арматуры на затвердевший бетон покрытия не требует дорогих концевых упоров и применяется в подвижных системах. Данный метод строительства предварительно напряженных покрытий отличается тем, что принимаются специальные конструктивные или технологические меры по предупреждению сцепления арматуры с бетоном. Для этого арматурные пучки либо помещают в образованные различными способами каналы, либо покрывают специальной изоляцией, предохраняющей от сцепления с бетоном.
Рис. 2. Принципиальная схема струнобетонного покрытия
Для устройства каналов в бетон закладывают резиновые шланги или прочные цельнотянутые металлические трубки, которые после схватывания бетона вытаскивают из плит. Затем в каналы вставляют арматурные пучки и после достижения бетоном требуемой прочности их натягивают и закрепляют, а каналы заполняют цементным раствором.
В 1954 г. в Чехословакии был построен участок, состоящий из трех плит длиной по 80 м с различной силой обжатия. Для предварительного напряжения применяли пучки из высокопрочной проволоки диаметром 4,5 мм с пределом прочности 16,5 МПа. В первой плите пучки были расположены под углом 14° к продольной оси, а в двух других плитах -- в продольном и поперечном направлениях. Ширина покрытия составляла 7 м, а толщина 15 см. Предварительное напряжение равнялось в первой плите 2,0 МПа, во второй 2,9 МПа и в третьей 1,45 МПа в продольном направлении, а в поперечном соответственно 0,5; 0,2 и 0,1 МПа.
Предварительное напряжение безарматурно обжатых покрытий, устраиваемых из ненапрягающего бетона, создают домкратами, располагаемыми в активных швах. Воспринимается сила обжатия специальными анкерными устройствами, располагаемыми по концам покрытия.
Для того чтобы при передаче давления бетон не разрушался от местного сжатия, устанавливают закладные детали: швеллеры, металлические плоские прокладки или производят местное армирование бетона. Давление, развиваемое домкратами, установленными в активном шве, контролируют манометром насосной станции.
На рис. 2 представлена технологическая схема строительства предварительно напряженного покрытия с внешним обжатием.
Много оригинальных и остроумных инженерных решений предложено по конструкциям силовых швов внешне обжатых подвижных покрытий (Дубровин Е. Н., Старостин Ю. В. Жесткие покрытия городских улиц. -- М.: Стройиздат, 1979. -- 471 с).
Обжатие плиты обычно выполняют в три приема. Первоначально бетон обжимают из условия исключения трещин при понижении температуры еще в период набора прочности бетона. Затем осуществляют рабочее обжатие с созданием расчетных напряжений. Окончательное обжатие производят после проявления ползучести бетона для восстановления в бетоне расчетных напряжений. В 1964 г. впервые на участке дороги Полтава-Кишинев было построено дорожное покрытие с внешним обжатием. Покрытие представляло собой ряд плит длиной по 100 м, расположенных между двумя неподвижными упорами и разделенных узкими швами. Концы плит опирались на подшовные плиты. Толщина плит покрытия составляла 15 см. Упоры устраивали на расстоянии 3 км один от другого. В конструктивном отношении упоры представляли собой шесть шпор шириной 0,8 и глубиной 2,2 м, объединенных поверху плитой (толщиной 30 см), армированной сеткой.
I |
II |
III |
IV |
VI |
600 |
600 |
600 |
600 |
600 |
Рытье траншей, установка арматурных каркасов, бетонирование упора и под шовных плит с обработкой поверхности бетона пленкообразующим материалом. |
Планировка и отделка основания около упора, установка сборных ж. б. плит, входящих в его конструкцию. |
Подвозка материала выравнивающего слоя (черный щебень, битумоминеральная смесь), его планировка и уплотнение. |
Подвозка бетонной смеси, ее распределение, уплотнение и отделка, разлив пленкообразующих материалов. |
Обжатие бетона усилием гидравлических домкратов; установка закладных деталей, фиксирующих обжатие. Повторное обжатие бетона и заделка окон после снятия домкратов Производим ванная моечная |
Подшовные плиты шпунтового типа, уложенные через каждые 100 м, обеспечивали возможность смещения плит покрытия в продольном направлении и не допускали поднятия концов плит. Ширина таких плит 7 м, длина 1,4 м, толщина 18 см. В подшовную плиту укладывали продольную и поперечную арматуру и промежуточный каркас из скоб для связи подшовной плиты с плитами покрытия. В плите были оставлены окна для домкратов и клиновидные пазы для перемещения скоб при обжатии покрытия. Для поддержания заданного напряжения в шов вставляли железобетонные закладные детали толщиной от 30 до 8 см, высотой 15 см и длиной 57 см. Предварительно напряженные цементобетонные покрытия не нашли широкого применения в дорожном строительстве в связи со значительной трудоемкостью работ по их устройству и потерей созданного предварительного напряжения в период эксплуатации покрытий.
Похожие статьи
-
Предварительно напряженные монолитные железобетонные и бетонные дорожные покрытия обеспечивают требуемую прочность и несущую способность при существенном...
-
Бетонные покрытия устраивают одинаковой толщины по всей ширине проезжей части с односкатным поперечным профилем для проезжей части с разделительной...
-
Дорожные одежды с покрытиями переходного типа (щебеночные и гравийные из прочных пород, из малопрочных каменных материалов и грунтов, укрепленных...
-
Конструктивные элементы и типы дорожных покрытий - Строительство дорожных покрытий
Дорожный строительство асфальт армирование Дорога - это часть земельного участка, обустроенная или специально приспособленная для передвижения...
-
Развитие механики грунтов позволило не только установить, какие грунты хорошо зарекомендовали себя в земляном полотне, но и создать теоретическую базу...
-
Способ смешения на дороге. При этом способе щебень (гравий, грунт) смешивают непосредственно на дороге с органическим вяжущим. Для устройства покрытий...
-
Для нужд строительства предпочтительно максимально использовать существ. дор сеть независимо от принадлежности ее. При необходимости проектом...
-
Дорожная одежда - Автомобильная дорога как инженерное сооружение
Для обеспечения круглогодичного проезда автомобилей на проезжей части устраивают одежду из материалов, хорошо сопротивляющихся воздействию колес и...
-
Система дорожного водоотвода - Автомобильная дорога как инженерное сооружение
Система дорожного водоотвода (рис. 4) является важным элементом дороги. Задача водоотводных сооружений - предотвратить переувлажнение земляного полотна....
-
Смеси следует приготовлять, как правило, в смесителях принудительного перемешивания. Разгрузку и подачу каменных материалов в приемные бункера...
-
Строительство покрытий с применением дерева - Технология строительства дорожного полотна
Для обеспечения временного проезда в условиях залесенной и болотистой местности эффективны покрытия с применением дерева. В зависимости от конструкции и...
-
Проектируемые дороги относятся к IV и V категории по СНиП 2.05.0285* "Автомобильные дороги". При прокладке постоянных дорог, укладку грунта следует вести...
-
Заключение - Строительство и реконструкция Московской кольцевой автомобильной дороги
Пожалуй, ни одного автомобилиста не оставляет равнодушным тема российских дорог. Активное обсуждение и осуждение вызвали наши дороги и этой весной - как...
-
Результаты оценки эффективности инноваций в дорожном хозяйстве отражаются в соответствующих технико-экономических обоснованиях и отчетах о НИР....
-
Важнейшей задачей службы эксплуатации автомобильных дорог является поддержание высоких сцепных качеств дорожных покрытий. Сцепные качества дорожных...
-
Сборные покрытия из бетонных и железобетонных плит устраивают на участках дорог с неблагоприятными гидрогеологическими условиями земляного полотна, на...
-
Бетонные покрытия при пониженных температурах воздуха строят с целью увеличения продолжительности строительного сезона. Эти работы требуют дополнительных...
-
Дорожный строительный асфальтобетонный армирование Чистовую профилировку основания следует производить на ширину, обеспечивающую движение ходовой части...
-
Технология постройки покрытия из горячих и теплых асфальтобетонных cмесей состоит из следующих операций: подготовки основания, транспортирования смеси,...
-
Расчет сметной стоимости строительства дорожного полотна - Определение сметной стоимости дороги
Сметно-нормативная база (СНБ) - это совокупность нормативных и правовых документов устанавливающих порядок определения сметной стоимости строительства....
-
Использование в дорожном строительстве зол и шлаков ТЭС - Технология строительства дорожного полотна
Одним из основных потребителей топливных зол и шлаков является дорожное строительство, где они используются для устройства подстилающих и нижних слоев...
-
Для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог и железнодорожного полотна применяют разнообразные природные и искусственные...
-
Дорожная одежда - Проектирование и расчет участка автомобильной дороги
Исходные данные: 1. Район проектирования - Кемеровская область. 2. Дорожно-климатическая зона (подзона) - III1. 3. Перспективная интенсивность движения -...
-
Земляное полотно в большинстве случаев возводят примерно за год до начала работ по строительству дорожной одежды. За этот период под воздействием...
-
Классификация дорожных одежд, покрытий и оснований - Технология строительства дорожного полотна
Дорожной одеждой называют совокупность конструктивных слоев разной прочности, обычно уменьшающейся книзу, устраиваемых из различных материалов....
-
Совмещенные покрытия - Строительство и архитектура
В зданиях со стенами из мелкоразмерных элементов могут устраиваться совмещенные покрытия построечного выполнения. Совмещенными называют пологие...
-
Поперечный профиль дорог и улиц - Исторический обзор строительства дорог
Типовые поперечные профили скоростных дорог А - вне застройки; Б - в промышленно-складских районах; 1 - основная проезжая часть; 2 - местные и боковые...
-
Грунты, используемые для возведения насыпей, разделяют на четыре основные группы: скальные, добываемые путем разрушения естественных сплошных или...
-
Применение ЩМА в России - Строительство и реконструкция Московской кольцевой автомобильной дороги
Компания ОАО "Центродорстрой" впервые в практике дорожного строительства России на автомобильной дороге 1-й технической категории "МКАД" реализовал...
-
Материал может применяться при декоративном оформлении, в сочетании с высокими эксплуатационными характеристиками, многообразием цветовых решений,...
-
Композиции, с использованием серы и технологии их производства позволяют расширить базу стройиндустрии, в том числе за счет использования побочных...
-
Технология армирования Инновационный процесс, применяемый при строительстве и реконструкции МКАД представляет собой воплощение новшеств, как правило -...
-
История строительства МКАД - Строительство и реконструкция Московской кольцевой автомобильной дороги
Впервые проект на строительство МКАД начал разрабатываться в 1936 году. В 1939 году трасса дороги была вынесена в натуру, закреплена на местности и...
-
Введение - Строительство и реконструкция Московской кольцевой автомобильной дороги
Каждого человека, начиная с самого раннего возраста, отличает любопытство - естественное стремление познать окружающий мир. С возрастом неосознанное...
-
Реконструкция дороги -- перевод дороги в более высокую категорию -- вызывает перестройку земляного полотна по нормам СНиП 2.05.02-85. При этих работах...
-
Подготовка оснований под асфальтобетонные покрытия - Технология строительства дорожного полотна
Подготовка основания включает следующие операции: проверка качества основания и исправление имеющихся в нем дефектов, очистка поверхности основания от...
-
Установки по приготовлению смесей необходимо размещать непосредственно у строящейся дороги, или в притрассовых карьерах, или у железнодорожных, водных...
-
Транспортирование гидросмеси (пульпы) - Дорожное строительство
Гидросмесь, полученную при разработке грунта гидромониторами, можно транспортировать самотеком по канавам или лоткам непосредственно к месту укладки...
-
Устраивать бетонные покрытия и основания следует при температуре воздуха от +5о С до +30о С и перепаде температуры воздуха за сутки не более 12о С....
-
Технология устройства слоев увеличенной толщины должна соответствовать требованиям Руководства по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий, а...
Строительство автомобильных дорог - Строительство дорожных покрытий