Назначение и виды конструктивных слоев дорожных одежд.

Как было отмечено выше, дорожная одежда – слоистая система. Связано это с техническими и экономическими вопросами.

Слой дорожной одежды – ее часть из одного материала конечной толщины.

В конструкции дорожной одежды различают следующие элементы (слои): покрытие, основание, подстилающий слой. Данные элементы могут быть однослойными и многослойными из различных по составу и свойствам материалов (рис.1.1.3).

Покрытие - верхний, наиболее прочный слой дорожной одежды, воспринимающий непосредственное воздействие нагрузки, атмосферных факторов и определяющий основные транспортно-эксплутационные качества дороги. Покрытие может быть одно-, двух- и трехслойным. В конструкции покрытия помимо основного слоя, определяющего его эксплуатационные качества, часто предусматривается слой защитный, не учитываемый при расчете дорожной одежды. Защитный слой увеличивает шероховатость и водонепроницаемость покрытия.

В нежестких дорожных одеждах в качестве покрытия в основном используются различные разновидности асфальтобетона. Верхний слой покрытия устраивается из плотного мелкозернистого, нижний - из пористого или высокопористого крупнозернистого асфальтобетона. Обусловлено это тем, что верхний слой испытывает более интенсивное воздействие погодно-климатических факторов (в основном воды). В то же время пористые смеси обладают большой устойчивостью к пластическим (колеи) и хрупким (трещины) деформациям. Поэтому в последнее время изучается вопрос устройства верхних слоев из многощебенистых пористых асфальтобетонов. Однако в этом случае предусматривается устройство защитного слоя.

Защитный слой – верхний тонкий слой дорожного покрытия (до 3 см), обладающий высокой шероховатостью и водонепроницаемостью. Может устраиватся одновременно с устройством покрытия дорожной одежды, или через определенные промежутки его службы (обычно 3-6 лет). Основное назначение защитного слоя - предохранение материала дорожного покрытия от непосредственного воздействия погодно-климатических факторов и транспортной нагрузки и продление тем самым срока его службы. Устраивают его в виде поверхностной обработки, литых эмульсионно-минеральных смесей, горячего асфальтобетона специального состава Защитный слой также обязателен, если в верхнем слое покрытия используются малощебенистые или песчаные асфальтобетоны. Обусловлено это низкой шероховатостью подобных материалов. В таких случаях защитные слои устраиваются через 3-6 лет после устройства покрытия.

В последнее время в верхних слоях покрытия в ряде стран находят применение литые смеси с втапливанием щебня, щебеночно-мастичные асфальтобетоны и др.

Основание - несущая часть дорожной одежды, совместно с покрытием обеспечивающая распределение и передачу нагрузок на грунт земляного полотна. Основание может состоять из двух слоев: верхнего, сооружаемого из более прочных материалов (обычно укрепленных вяжущими), и нижнего, к материалам которого предъявляют менее жесткие требования в отношении прочности. В состав основания в ряде случаев включают дополнительный слой основания.

Основание может быть устроено из щебня, гравия, песчано-гравийных смесей, укрепленных грунтов, цементобетона и др.

Щебеночное основание - конструктивный слой, устроенный из смеси щебня различных фракций, подобранных в требуемом соотношении или путем распределения щебня крупной фракции(20-40 или 40-70 мм) с последующей расклинкой мелкой фракцией (5-10 мм) и уплотнением (метод заклинки).

Гравийное основание - конструктивный слой, устроенный из гравия или подобранной гравийно-песчаной смеси различного класса. Используют в качестве нижнего слоя двухслойного основания или в качестве основания усовершенствованных облегченных покрытий.

Основание из укрепленных грунтов - конструктивный слой, устроенный из местных грунтов, обработанных органическими (жидким битумом, дегтем, эмульсией), минеральными (цементом, золой) или комплексными (органическими и минеральными) вяжущими материалами. Используется в качестве верхнего и нижнего слоев основания.

Основание из цементобетона - верхний слой основания, устроенный из цементного бетона, цементобетона с пониженным содержанием цемента (тощий бетон) или бетонов на низкомарочных цементах (сланцевых золах). В последних двух случаях деформационные швы не устраиваются. Для решения проблемы трещиностойкости укладывают слои асфальтобетона повышенной толщины (до 15 см), устраивают трещинопрерывающие слои и трещинопрерывающие мембраны.

Дополнительный слой основания(подстилающий слой) - нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий функции передачи нагрузок на земляное полотно, а также функции морозозащитного и дренирующего слоев. Подстилающий слой обычно устраивают из песков и песчано-гравийных смесей с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сутки. Если земляное полотно представлено песчаными грунтами с вышеуказанным коэффициентом фильтрации, то подстилающий слой дорожной одежды не устраивается.

Толщина подстилающего слоя должна обеспечить требования морозозащиты и осушения (дренажа) земляного полотна. То есть его толщина должна быть не менее толщины дренирующего и морозозащитного слоев.

Дренирующий слой обеспечивает осушение верхнего слоя земляного полотна в период избыточного увлажнения, что способствует повышению прочности и надежности дорожной одежды. Его 3устраивают из песков или песчано-гравийных смесей с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сутки.

Толщину дренирующего слоя рассчитывают из условия своевременного отвода всей воды (атмосферных осадков, грунтовых вод), поступающей в район верхнего слоя земляного полотна. Дренирующий слой обычно устраивается на всю ширину земляного полотна с целью отвода поступившей воды на откос (Рис 1.1.4).

Рис. 1.1.4- Поперечный профиль дорожной одежды с дренирующим слоем

Морозозащитный слой обеспечивает недопущение деформаций покрытия вследствие морозного пучения грунта земляного полотна. Поскольку снижение морозного пучения достигается за счет увеличения толщины дорожной одежды, то функцию морозозащитного слоя выполняет подстилающий слой как наиболее дешевый. Если толщина морозозащитного слоя получается достаточно большой, в проектах могут быть предусмотрены специальные мероприятия по повышению морозозащиты (устройство теплоизолирующих прослоек).