Основные подходы к конструированию дорожных одежд загородных дорог.

При конструировании дорожной одежды загородных дорог необходимо руководствоваться следующими принципами:

а) тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге соответствующей категории, и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

б) конструкция дорожной одежды должна быть разработана индивидуально для каждого характерного участка или ряда характерных участков дороги (при выборе конструкции дорожной одежды для данных условий предпочтение следует отдавать конструкции, проверенной на практике в данных условиях на аналогичных объектах) или может быть принята типовой на основании действующих дорожных методических документов;

в) в районах, недостаточно обеспеченных минеральными материалами, удовлетворяющими требованиям ТНПА, допускается применять местные материалы (в том числе доломитовый щебень), побочные продукты промышленности и грунты при условии обработки их вяжущими материалами;

г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных работ, для достижения этой цели число слоев, их толщина и вид материалов в конструкции должны быть минимальным;

д) при конструировании необходимо учитывать реальные условия выполнения дорожно-строительных работ (летняя или зимняя технология и т.п.).

При назначении видов покрытия для разных вариантов конструкций дорожных одежд следует руководствоваться ТКП 45-3.03-19 и действующими ТНПА на дорожно-строительные материалы и изделия.

При выборе материалов для устройства слоев дорожной одежды необходимо учитывать следующие положения:

а) покрытие и верхние слои основания должны соответствовать проектным нагрузкам и быть водо- и морозостойкими;

б) вид, марку и тип асфальтобетона для покрытия назначают в соответствии с ТКП 45-3.03-19 и СТБ 1033.

в) при перспективной интенсивности движения в физических единицах до 2000 авт./сут или менее 110 000 накопленных осей за расчетный срок службы и при стадийном строительстве допускается устройство покрытия из пористого асфальтобетона с устройством поверхностной обработки или из высокопористого асфальтобетона с устройством двойной поверхностной обработки;

г) конструкция дорожной одежды остановок общественного транспорта, на регулируемых пересечениях и в других местах изменения скорости или движения с пониженными скоростями должна обеспечивать повышенную сдвигоустойчивость при высоких летних температурах (для обеспечения этого требования в верхнем слое покрытия предусматривают применение асфальтобетонных щебеночно-мастичных смесей, смесей типов А и Б либо других асфальтобетонных смесей, предназначенных для применения на остановках общественного транспорта, а в нижнем слое покрытия - крупнозернистых пористых или плотных асфальтобетонных смесей, с содержанием щебня не менее 50 % от массы заполнителя, либо укрепленных материалов).

На площадках перед пунктами весо-габаритного контроля и пунктами взимания дорожных сборов для устройства верхнего слоя покрытия рекомендуется применять асфальтобетоны на модифицированном полимерами вяжущем;

д) основная задача при конструировании асфальтобетонного покрытия – уменьшить толщину верхнего слоя и сократить число слоев;

е) основание дорожной одежды из зернистых материалов для групп нагрузок А₁ и А₂ должно быть, как правило, двухслойным: несущий слой из жестких и сдвигоустойчивых материалов (щебень, гравий, щебеночно-песчано-гравийные смеси, шлаковые смеси, а также грунты, укрепленные неорганическим или органическим вяжущим) и дополнительный слой необходимой прочности и сдвигоустойчивости, выполняющий морозозащитные и дренирующие функции.

Основание дорожной одежды, предназначенной для движения для группы нагрузки А₃, должно быть трехслойным: два верхних несущих слоя из асфальтобетона и укрепленного органическим или минеральным вяжущим материала и дополнительный слой необходимой прочности и сдвигоустойчивости, выполняющий морозозащитные и дренирующие функции.

В несущих слоях оснований дорожных одежд под группу нагрузок А₃ и под группу нагрузок А₂ при интенсивности более 375 000 накопленных осей за расчетный срок службы не допускается использование неукрепленных вяжущими материалов с модулем упругости слоя (Е) менее 250 МПа.

Если в дополнительном слое основания применяют песок со степенью неоднородности по СТБ 943 менее 3, поверх него предусматривают устройство защитного (технологического) слоя из песчано-гравийных смесей по ГОСТ 23735, песков из отсева дробления горных пород, гравелистых песков, асфальтогранулята и т.п. При степени неоднородности песка от 2 до 3 защитный слой принимают толщиной 0, 1 м, при степени неоднородности менее 2 - толщиной 0, 15 м. В расчетах прочности дорожной одежды толщину защитного слоя включают в толщину дополнительного слоя основания.

Вместо защитного слоя возможно применение синтетических геосеток для предотвращения взаимопроникновения материалов смежных слоев.

На участках дорог с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями не допускается применять в основании дорожной одежды (в том числе для нижних слоев) не обработанные вяжущими материалы, у которых для частиц размером менее 0, 16 мм число пластичности (W _п) более 7 %.

Шлаковый щебень из неактивных и малоактивных шлаков по ГОСТ 3344 допускается использовать для устройства покрытий на дорогах IV-VI категорий и для оснований дорог I-V категорий. Щебень неустойчивой структуры из малоактивных шлаков допускается использовать только для устройства оснований на дорогах IV-VI категорий, а щебень из активных шлаков неустойчивой структуры – только после приобретения им устойчивой структуры.

При проектировании новых автомобильных дорог расположение неукрепленных зернистых материалов между слоями из материалов или грунтов, обработанных вяжущим, не допускается.

Для предотвращения появления температурных трещин на покрытии толщину слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее и укладываемых на верхний слой основания из материалов, укрепленных минеральным вяжущим, следует принимать не менее толщины укрепленных минеральным вяжущим слоев основания. При этом толщина слоев, содержащих органическое вяжущее, не должна быть менее 0, 16 м для капитального типа дорожной одежды и 0, 12 м - для облегченного.

С целью обеспечения нормальных условий работы краевых полос дорожной одежды основание проектируют на 0, 50 м шире, чем проезжая часть и укрепленные полосы, а дренирующий слой, при его наличии, проектируют на всю ширину земляного полотна.

Толщину каждого конкретного слоя предварительно назначают равной минимальной конструкционной толщине, регламентированной в соответствии с действующими нормами или равной практически принимаемым значениям (например, из альбома типовых конструкций) для данного района.

Если общая толщина дорожной одежды, полученная на основе расчетов на прочность, меньше толщины, полученной при расчете на морозоустойчивость, то необходимо предусмотреть дополнительные морозозащитные слои. В этом случае конструкцию основания назначают одновременно с проектированием морозозащитных и дренажных слоев.

Для уменьшения притока поверхностных вод в основание дорожной одежды и снижения расчетной влажности грунта земляного полотна предусматривают мероприятия по укреплению обочин, обеспечению их надлежащего поперечного уклона, проектируют устройство водоприемных и водоотводящих лотков, а также обеспечивают безопасное расстояние от бровки земляного полотна до уреза длительно застаивающейся поверхностной воды.

В районах и на участках с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями для ограничения миграции влаги из нижних слоев земляного полотна в рабочий слой предусматривают мероприятия по искусственному регулированию водно-теплового режима земляного полотна по П2 к СНиП 2.05.02.

На участках реконструируемых и капитально ремонтируемых дорог, где сохраняют или используют старую дорожную одежду в качестве основания новой дорожной одежды, проектирование выполняют на основе изучения результатов инженерных изысканий и детальных данных о конструкции существующей дорожной одежды с оценкой состояния ее конструктивных слоев и способности этих слоев выполнять свои функции.

Асфальтобетонные покрытия дорожных одежд на дорогах I и II категорий рассчитывают на температурную трещиностойкость и сдвигоустойчивость по СТБ 1033.

На дорогах I и II категорий, а также на дорогах, предназначенных для движения группы нагрузок А₃, нижний слой покрытия из пористых асфальтобетонных смесей должен быть запроектирован с использованием гранитных отсевов дробления и с содержанием щебня не менее 60 % от массы заполнителя либо из плотных крупнозернистых асфальтобетонных смесей с содержанием щебня не менее 50 % от массы заполнителя.

Несущий слой основания капитальных дорожных одежд на магистральных дорогах I-IV категорий для движения группы нагрузок А₃ и республиканских дорогах I и II категорий, предназначенных для движения группы нагрузок А₂, следует проектировать из пористого асфальтобетона, гравийно-эмульсионных смесей с содержанием щебня не менее 30 % от массы заполнителя, из фракционированного щебня марки по прочности 1000 и выше, устроенного по способу заклинки мелким щебнем или укрепленного по способу пропитки битумом, цементно-песчаной смесью и т.п.

Морозозащитные слои устраивают из прочных, стабильных и морозостойких зернистых материалов, таких как песок, песчано-гравийная смесь, гравий, шлаки и др., а также из грунтов, укрепленных вяжущими, гидрофобизированных грунтов или из других непучинистых материалов. Показателем пригодности материала по морозоустойчивости является его степень пучинистости, принимаемая по ТКП 45-3.03-19.

В случае устройства морозозащитного слоя из зернистых материалов с коэффициентом фильтрации 1 м/сут и более он может выполнять также функцию дренирующего слоя и его следует проектировать на всю ширину земляного полотна.

Дренирующие слои проектируют на участках с рабочим слоем земляного полотна из пучинистых, сильнопучинистых и чрезмернопучинистых грунтов по ТКП 45-3.03-19 во всех случаях при 3-й схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна. Также дренирующие слои устраивают при 1-й и 2-й схемах увлажнения по ТКП 45-3.03-19 в 1 и 2 дорожно-климатическом районе, а также на участках, в основании дорожной одежды которых возможно скопление воды (участки с затяжными продольными уклонами, на вогнутых переломах продольного профиля и др.).

На пучиноопасных участках рациональным является устройство верхней части земляного полотна из дренирующего материала без специальных водоотводящих устройств.

Дренирующие слои проектируют из песка, гравийных материалов, шлака и других фильтрующих материалов. В конструкциях, где дренирующий слой оказывается выше глубины промерзания, материалы слоя должны быть морозостойкими и прочными. Требуемый коэффициент фильтрации материала дренирующего слоя определяют расчетом с учетом геометрических параметров проезжей части и других условий.

Независимо от результатов расчета коэффициент фильтрации дренирующего материала должен быть не менее 1, 0 м/сут на участках дорог, проходящих в насыпях, и не менее 2, 0 м/сут на участках дорог, проходящих в насыпях высотой до 1, 5 м или в выемках.

При наличии материалов для устройства дренирующего слоя с коэффициентом фильтрации от 0, 5 до 1, 0 м/сут или при количестве воды более 0, 007 м/сут, подлежащей отводу с 1 м² проезжей части, а также в выемках и в местах с нулевыми отметками предусматривают устройство продольных трубчатых дрен, плоских геосинтетических дрен и др. с поперечными выпусками у краев покрытия, а также применение продольного дренажа из крупнопористого материала. Конструкцию дренажа назначают на основании технико-экономического сравнения вариантов.

На участках дорог с затяжными уклонами, при превышении продольного уклона над поперечным, для перехвата и отвода воды, перемещающейся в дренирующем слое вдоль дороги, предусматривают устройство мелких прорезей в грунтовом основании с укладкой в них перфорированных труб, трубофильтров или щебня с противозаиливающей изоляцией.

Для уменьшения влагонакопления в верхней части земляного полотна целесообразно предусматривать водонепроницаемые прослойки на всю ширину земляного полотна. При ширине земляного полотна более 15 м и водонепроницаемом покрытии допускается устройство замкнутых прослоек («обойм») на ширину проезжей части. Глубина заложения прослойки от поверхности покрытия должна быть:

в 1-м дорожно-климатическом районе.................. не менее 0, 90 м;

во 2-м дорожно-климатическом районе................. не менее 0, 80 м;

в 3-м дорожно-климатическом районе.................. не менее 0, 70 м.

Капилляропрерывающие прослойки толщиной 0, 10 – 0, 15 м из крупного песка или гравия предусматривают на всю ширину земляного полотна. Прослойки из зернистых материалов следует проектировать в «обойме» из геотекстильных материалов, выполняющих роль фильтра.

Если материал основания в виде щебня, гравия, шлака и т.п. укладывается непосредственно на грунт земляного полотна, предусматривают защитные (технологические) слои, препятствующие взаимопрониканию материалов смежных слоев. В качестве материалов для устройства защитного слоя следует применять песчано-гравийные смеси, крупные и средней крупности пески, гранитный отсев дробления и т.п. Взамен защитного слоя целесообразно применять синтетические геосетки на границе контакта слоев.