Непрерывность армирования обеспечивается нахлесткой стержней в продольном и поперечном направлениях.
Длина нахлестки должна быть не менее: в продольном направлении - 30-35d; в поперечном направлении 25d (где d - диаметр стержней), и во всех случаях не менее 250 мм. Поперечные стыки смежных сеток должны располагаться вразбежку с шагом не менее 50 см. Для армирования слоя усиления применяют следующие виды арматурных сталей: стержневая горячекатаная периодического профиля класса А-II диаметром от 10 до 20 мм, класса А-III диаметром от 6 до 20 мм; стержневая, упроченная вытяжкой периодического профиля класса А-IIв диаметром от 10 до 20 мм, класса А-IIIв диаметром от 6 до 20 мм.
Расчет на прочность слоя усиления из непрерывно армированного бетона производят в соответствии с действующими нормативными документами.
Арматурные каркасы слоя усиления имеют выпуски арматуры из анкеров (траншейного или свайного типов), сопрягаемые в последующем с непрерывно армированным покрытием.
Перед бетонированием слоя усиления арматуру в виде плоских сеток или каркасов устанавливают на подкладках, уложенных на основание. Подкладки могут быть изготовлены из арматуры любого класса или из бетона того же состава, который применяется для устройства слоя усиления.
Работы по устройству слоя усиления должны производиться непрерывно. Рабочие поперечные швы устраивают следующим образом. По окончании смены устанавливают упорную доску с прорезями для пропуска продольной арматуры. Перед возобновлением укладки бетона доску удаляют и торец плиты смачивают водой.
Слои усиления из непрерывно армированного бетона могут применяться и при реконструкции дорожных одежд нежесткого типа.
Из трех способов усиления дорожных одежд с цементобетонным покрытием предпочтительнее устройство слоя усиления из непрерывно армированного бетона. В этом случае слой усиления имеет свойства, близкие к свойствам материала существующего покрытия (цементобетона); кроме того, объемы и стоимость работ по ремонту дорожной одежды после ее усиления будут минимальными.
На практике усиление цементобетонных покрытий, чаще всего, производят путем укладки слоев асфальтобетона, причем конструкция, тип и марка асфальтобетона и технология производства работ определяются в зависимости от технической категории дороги и дорожно-климатической зоны.
Для автомобильных дорог высших категорий, а также дорог, расположенных в I-III дорожно-климатических зонах, применяют асфальтобетонные смеси типов А или Б первой марки.
Подготовительные работы при этом направлены в основном на устранение дефектов цементобетонного покрытия:
полностью разрушенные плиты удаляются и заменяются на новые монолитные, изготовленные на месте или на заводах ЖБИ;
пустоты под плитами и нарушение уклонов исправляются путем профилирования основания (при этом плиты снимаются) или нагнетания под плиты песка или цементного раствора;
сколы кромок и углов плит устраняют путем укладки асфальтобетонных (мелкозернистых или песчаных) смесей при толщине слоя до 6 см и цементобетонных более 6 см;
искажения продольного и поперечного профилей устраняют путем укладки выравнивающего слоя из песчаного или мелкозернистого асфальтобетона асфальтоукладчиками, оснащенными системами автоматики;
восстанавливают швы существующего покрытия и заливают их герметизирующей мастикой.
Перед укладкой выравнивающего слоя или покрытия производят розлив горячего битума (0,3-0,5 л/м2) или битумной эмульсии (0,6-0,8 л/м2).
Технология производства работ при усилении дорожных одежд с учетом повышения трещиностойкости слоя может выполняться следующими способами:
путем укладки толстыми слоями за один проход (толщина слоя 10-18 см в России, 14-26 см за рубежом);
использованием асфальтобетонных смесей на основе ПБВ;
армированием асфальтобетона в зонах швов цементобетонного покрытия геоматериалами;
армированием асфальтобетонных смесей металлическими или полимерными волокнами;
путем устройства в асфальтобетоне деформационных швов над швами существующего цементобетонного покрытия.
Наибольший эффект достигается при комплексном использовании нескольких способов одновременно.
В технологии укладки асфальтобетона толстыми слоями за один проход наибольшую сложность вызывает уплотнение, так как необходимо применять тяжелые катки массой 15-25 т и увеличивать число проходов катка по одному следу. Температура воздуха при укладке не должна быть ниже 5°С, а температура смеси - не ниже 140°С.
Для повышения эффективности уплотнения фирмы «Фогеле» и «АБГ» (Германия) разработали конструкции брусьев высокого уплотнения для асфальтоукладчиков (рис. 22.27).
Рис. 22.27. Схема расположения уплотняющего оборудования для асфальтоукладчиков фирмы «АБГ» (Германия):
1 - шнек; 2, 3 - трамбующие брусья; 4 - виброплита; hсл - толщина слоя асфальтобетона
Рабочие органы представляют собой комбинацию трамбующих брусьев (прессующих планок) и виброплит. Амплитуда колебаний трамбующих брусьев последовательно составляет 0-12 мм и 3-8 мм, а виброплит 1,5-2,5 и 0,5-1,2 мм.
В конструкции рабочих органов фирмы «АБГ» предусмотрена возможность статического пригруза задней кромки виброплиты, а в конструкции фирмы «Фогеле» предусмотрено две секции уплотнения с чередованием трамбующих брусьев и виброплиты.
По зарубежным данным, достигалась степень уплотнения асфальтобетона до 1,02-1,03 после прохода асфальтоукладчика. При испытаниях в нашей стране асфальтоукладчиков этих фирм была достигнута степень уплотнения 0,96-0,99. Окончательное уплотнение проводилось пневмошинными и комбинированными катками массой 16-24 т.
Широкое использование асфальтобетонных смесей с ПБВ при реконструкции МКАД показало, что необходимо обеспечивать высокую точность дозирования полимера (применялся отечественный ДСТ), так как даже небольшая передозировка его вызывала невозможность уплотнения смеси из-за повышенной деформативности.
Армирование геоматериалами выполняется как непосредственно на контакте асфальтобетона с цементобетоном (в выравнивающем слое), так и в верхних слоях покрытия. Ширина укладываемого материала составляет 1,2-2,0 м над швами цементобетонного покрытия, причем для крепления геоматериалов применяют способы приклейки (вязким битумом или битумной эмульсией), крепления скобами или специальными гвоздями. При использовании геополотен производится их пропитка битумом (норма 0,8-1,0 л/м2).
Армирование асфальтобетонных смесей волокнами различной природы сопряжено с некоторыми технологическими трудностями при дозировании и приготовлении смеси. Металлические волокна представляют собой отрезки длиной 20-40 мм, диаметром 0,3-0,6 мм. Их содержание в смеси может изменяться в пределах 0,5-2,0 %. При содержании волокон 2,0 % прочность на изгиб слоя толщиной 5 см составила 8,0-12,5 МПа в зависимости от типа асфальтобетона. Однако, наличие волокон в верхнем слое покрытия не исключает их выход на поверхность и проколы шин в процессе движения автотранспорта. Поэтому эти смеси рекомендуется укладывать в основание или выравнивающий слой.
Полимерные волокна применяют как в виде отдельных отрезков (длина 5-40 мм), так и непрерывными нитями. Во втором случае обработка производится непосредственно на полотне дороги, когда волокна набрасываются воздухом на грунтовку (дозировка 80-120 г/м2). По поверхности может быть проведен розлив битума и рассыпан щебень (технология типа поверхностной обработки) или черный щебень. Затем укладывается слой асфальтобетона. При использовании обрезков волокон можно приготавливать смеси на АБЗ или производить работы на месте.
Устройство деформационных швов позволяет исключить бессистемное трещинообразование в асфальтобетоне покрытия. Поперечные швы в асфальтобетоне устраиваются над швами расширения, а при их отсутствии через 10-30 м в зависимости от средней температуры холодного месяца. Перед укладкой асфальтобетона над швами в цементобетоне укладывают рубероид или пергамин в два слоя на ширину не менее 7 толщин слоя асфальтобетона. Ширина шва 1,2-1,7 см, глубина не менее 1/3 толщины асфальтобетона, но не более толщины верхнего слоя при многослойном покрытии.
Устройство швов производится нарезчиками в полностью уплотненном и остывшем асфальтобетоне. Заполнение швов мастикой выполняется до наступления холодного периода времени и открытия движения транспорта.
Особые проблемы возникают при реконструкции автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями или покрытиями на цементобетонных основаниях, прослужившими очень длительный срок. Опыт показал, что не всегда целесообразно использовать старые цементобетонные покрытия в качестве оснований. За длительный срок предшествующей службы бетонные покрытия теряют свою прочность, покрываются многочисленными разнообразными по размерам и направлениям трещинами, выбоинами, на них появляются cколы кромок и швов и другие виды разрушений. Поверхность цементобетонных покрытий становится покрытой трудноудаляемой масляной пленкой, которая препятствует хорошему сцеплению между бетоном и новыми покрытиями. Неоднородность старого покрытия по прочности не гарантирует однородную прочность усиленной дорожной одежды.
В этом случае для обеспечения нормальной службы новой дорожной одежды старое цементобетонное покрытие или основание разбивают на куски перфораторами или бетоноломами. После удаления бетона и металла арматуры может оказаться необходимым замена старого песчаного слоя или повышение уровня земляного полотна за счет устройства морозоустойчивого слоя. В тех случаях, когда состояние песчаного основания позволяет оставить старый цементобетон на месте, из него выбирают металл арматуры, дополнительно измельчают обломки бетона и уплотняют тяжелыми катками. В ФРГ в качестве одного из основных способов использования старых цементобетонных покрытий на автомобильных магистралях довоенной постройки принято измельчение бетона на месте и уплотнение его тяжелыми стальными ударниками, сбрасываемыми подъемными кранами. В результате уплотнения поверхность старого цементобетонного покрытия понижается на 3-4 см. По такому слою, рассматривая его при расчетах прочности дорожной одежды как укрепленное грунтовое основание, возводят новую дорожную одежду. При сохранении существующего бетонного покрытия в составе будущей дорожной одежды приходится выравнивать старое покрытие слоем песка толщиной 5-10 см, обработанного битумом, и по нему укладывать новое покрытие такой толщины, чтобы оно не подвергалось трещинообразованию в результате воспроизводства трещин старого покрытия.
22.7. Устройство краевых полос и укрепление обочин при реконструкции дорог
В процессе реконструкции дорог во многих случаях перестраивают или устраивают заново укрепление обочин, восстанавливают разрушенные откосы насыпей и выемок и укрепляют их.
Укрепление обочин существенно влияет на безопасность и скорость движения автомобилей, поскольку предотвращает попадание пыли и грязи на проезжую часть, создает условия для безопасного съезда на обочину в случае необходимости. Это особенно важно в осенне-весенний периоды года. Укрепленные обочины обеспечивают гидроизоляцию земляного полотна, повышая его прочность и устойчивость, предотвращают разрушение поверхности обочин при наезде автотранспортных средств. В зимнее время укрепленные обочины способствуют переносу снега во время метелей и облегчают его удаление при снегоочистке. Установлено, что узкие, но укрепленные обочины значительно более полезны, чем широкие, но неукрепленные [ 5 ].
Сопряжение дорожной одежды непосредственно с грунтовой обочиной неблагоприятно для работы дороги. Стекающая с проезжей части вода размягчает грунтовую обочину, часто разъезженную, и течет в направлении продольного уклона вдоль края дорожной одежды. Вода размывает грунт вдоль кромки покрытия, подмывает дорожную одежду и проникает в основание. Прочность дорожной одежды снижается, проезд автомобилей по ослабленной полосе приводит к образованию трещин в дорожной одежде и обламыванию ее кромок. Кроме того, грунт с обочины заносится колесами на покрытие, его кромка становится плохо отличимой от обочины и водители, стремясь держаться подальше от края, выезжают к середине проезжей части, что приводит к фактическому сужению проезжей части и повышает опасность дорожно-транспортных происшествий. В этих условиях уширение проезжей части на 0,5-1,0 м также малоэффективно. Поэтому необходимо укрепление обочин, особенно вдоль края дорожной одежды.
Укрепление обочин, особенно из суглинистого грунта, и укладка на них краевых полос значительно повышают безопасность движения. Во время дождя случайный заезд автомобиля колесом на обочину может привести к дорожно-транспортному происшествию. Краевые полосы четко указывают границы проезжей части и придают уверенность водителям в том, что они не попадут на размокший грунт обочин. Это позволяет им ехать с большей скоростью. Установлено, что при наличии краевой полосы и укрепленной обочины пропускная способность дорог с двухполосной проезжей частью увеличивается на 15-30 %. Кроме того, краевые полосы придают автомобильной дороге законченный вид и красивое оформление. В соответствии со СНиП 2.05.02-85 покрытия на краевых укрепленных полосах и на обочинах должны отличаться по цвету и внешнему виду от покрытий проезжей части или отделяться разметкой. Обочины по своей прочности должны допускать выезд на них транспортных средств.
При расчете дорожной одежды на остановочных полосах следует принимать не менее 1/3 расчетной интенсивности или другую нагрузку, обоснованную в проекте, при которой исключается быстрое накопление остаточных деформаций.
Покрытие на укрепленной полосе обочин (0,5-0,75 м) и на остановочной полосе (2,5 м) рекомендуется устраивать из цементо- или асфальтобетона, а также из обработанных вяжущими местных каменных, гравийных и других минеральных материалов. Поверхность остальной части обочин укрепляют в зависимости от интенсивности и характера движения, грунтов земляного полотна и особенностей климата засевом трав, россыпью щебня, гравия, шлака и других местных крупнозернистых материалов.
Для обеспечения безопасности движения коэффициент сцепления колеса с покрытием на обочине не должен отличаться более чем на 0,15 от коэффициента сцепления на проезжей части.
Для предохранения обочин и откосов земляного полотна от размыва на участках дорог с продольными уклонами более 30 ‰, с насыпями высотой более 4 м, в местах вогнутых кривых в продольном профиле устраивают продольные лотки и другие сооружения для сбора и отвода стекающей с проезжей части воды.
Разделительные полосы на дорогах I категории сопрягают с проезжей частью путем устройства на разделительной полосе укрепленных полос. Остальную часть разделительной полосы укрепляют засевом трав или посадкой кустарников, располагаемых на расстоянии не менее 1,75 м от кромки проезжей части.
При выборе конструкции краевых полос для дорожных одежд нежесткого типа предпочтение отдается краевым полосам из материалов, обработанных минеральными вяжущими, в том числе цементом. Такая краевая полоса обладает высокой механической прочностью и устойчивостью, более светлым цветом, что способствует повышению безопасности движения; кроме того, упрощается технология устройства краевой полосы из монолитного цементобетона благодаря применению узкозахватных бетоноукладчиков (типа Гомако и др.).
Краевые полосы можно устраивать из сборных плит из белого бетона толщиной 6 см на обычном монолитном бетоне; из монолитного бетона толщиной 20-22 см; из асфальтобетона, укладываемого одновременно с покрытием проезжей части на том же типе основания. В этом случае краевая полоса отделяется от основного покрытия линией разметки.
Минимально необходимым является укрепление обочин устройством краевой укрепительной полосы, в том числе выполняемое и путем уширения проезжей части. Это улучшает транспортно-эксплуатационные показатели дороги, способствует усилению кромки проезжей части, однако оно эффективно при малом количестве наездов на обочину, малом количестве выпадающих осадков и земляном полотне из легких грунтов.
В условиях интенсивной эксплуатации остановочной полосы, в сложных грунтовых и климатических условиях конструкция краевой укрепительной и остановочной полос может приниматься единой (рис. 22.28). Такая конструкция оказывает положительное воздействие и на водно-тепловой режим земляного полотна.
Применение в конструкциях геосинтетических материалов диктуется необходимостью гидроизоляции, дополнительного дренирования или сокращения расхода дорожно-строительных материалов за счет повышения прочности конструкции.
При необходимости усиления дорожной конструкции в слоях укрепления или под ними на контакте с дренирующим слоем укладывают материалы армирующего типа, в том числе геосетку, геовеб и др. Для улучшения условий дренирования земляного полотна при укреплении обочин укладывают прослойку из нетканого геосинтетического материала. Такое решение целесообразно применять:
при переустройстве дренирующего слоя в зоне обочин с отсыпкой слоя из мелких песков с Кф = 1-2 м/сут;
при заиленном дренирующем слое и укреплении обочины без его переустройства;
в качестве мероприятия, снижающего влажность грунтов земляного полотна при 2-м и 3-м типах местности по условиям увлажнения во II и III дорожно-климатических зонах (дороги I-IIIкатегорий) и как мероприятие при регулировании водно-теплового режима земляного полотна на участках, подверженных образованию пучин, для ускорения отвода воды;
при укладке щебеночного слоя непосредственно на грунт на их контакте.
Рис. 22.28. Решения по укреплению обочин:
I-IV - соответственно краевая укрепительная полоса, остановочная полоса, прибровочная часть обочины, проезжая часть дороги; 1 - прослойка из геоматериала; 2 - слой укрепления обочины
Гидроизолирующие прослойки применяют для предотвращения поступления влаги атмосферных осадков в тело земляного полотна через неукрепленные или укрепленные водопроницаемым материалом обочины во 2-м и 3-м типах местности по условиям увлажнения II-III дорожно-климатических зон при высокой влажности, средних и тяжелых пылеватых суглинках и наличии или опасности образования пучин.
Устройство дорожной одежды на краевых полосах и на обочинах по типу существующей дорожной одежды начинают с отрывки траншеи, которую рационально выполнять экскаваторами непрерывного действия цепного или роторного типа. Это значительно повышает ровность дна траншеи, производительность и качество работ.
Распределение и укладку несвязных материалов нижних слоев можно выполнять экскаваторами одноковшовыми с емкостью ковша 0,1-0,25 м3 или минипогрузчиками (типа Бобкат). Уплотнение материалов можно эффективно выполнять виброплитами (отечественного или зарубежного производства).
Распределение и укладку верхних слоев (из различных смесей) рационально выполнять укладчиком типа ДС-76 с уплотняющим оборудованием по типу асфальтоукладчика.
Устройство дорожной одежды на краевых полосах и на обочинах можно выполнять однопроходной грунтосмесительной машиной (типа ДС-162) с шириной обработки, соответствующей данной автомобильной дороге. Глубина обработки должна соответствовать толщине дорожной одежды и слоя усиления, если усиление не распространяется на краевые полосы и обочины, с учетом проектных значений поперечных уклонов и запаса на уплотнение.
Использование местных грунтов и материалов, обработанных комплексными вяжущими, по такой технологии позволяет сэкономить 20-35 % стоимости производства работ.
При укладке краевых бетонных плит вдоль существующего покрытия выполняют следующие рабочие операции: устраивают на обочине ровик для краевой полосы; выравнивают кромки старого покрытия, обычно имеющие неровности, наплывы и т.п.; выравнивают основание с распределением выравнивающего материала; укладывают и уплотняют слой цементобетонной смеси; укладывают плиты из белого бетона с тщательной подгонкой их к кромке покрытия и подливкой цементного раствора для выравнивания; присыпают грунт со стороны обочины и уплотняют его; заполняют поперечные и продольные швы битумом, битумной мастикой или цементным раствором; организуют уход за краевыми полосами во избежание заезда на них автомобилей до полного затвердения бетона.
Между операциями по укладке цементобетонной смеси и укладкой плит из белого бетона может быть предусмотрен технологический разрыв с целью укладки белых плит не на свежеуложенный бетон, а на уже затвердевший, так как при свежем бетоне работы должны вестись более организованно и ускоренными темпами.
Плиты применяют шириной 0,75 и толщиной 0,2 м. Рекомендуют двухслойные плиты - нижний слой из обычного бетона, а верхний из белого или цветного бетона. Однако, как показывает опыт, при темных асфальтобетонных покрытиях достаточно контрастно выглядят и плиты из обычного бетона. Недостаток краевых полос из бетонных плит, особенно из приготовленных на заводах с пропариванием, заключается в том, что бетон поверхностного слоя сравнительно скоро начинает шелушиться и плиты затем разрушаются.
При затруднениях в получении готовых цементобетонных плит более экономично устраивать краевые полосы из монолитного бетона на месте до строительства дорожной одежды. Для этого применяют боковую деревянную опалубку и передвижные бункеры для цементобетонной смеси или несколько усовершенствованную опалубку, изготавливаемую из досок, установленных на ребро. Доски имеют точные размеры по высоте, соответствующие толщине бетонной краевой полосы. На наружных сторонах досок примерно через 0,6-1,0 м по их протяжению укреплены одна над другой по две металлические проушины. При установке доски укрепляют в вертикальном положении на точном расстоянии одна от другой с помощью металлических рам с квадратным профилем, соответствующих по сечению отверстиям проушин. Концы рам продевают в проушины досок, и эти рамы удерживают опалубку (рис. 22.29). Доски опалубки используют многократно.
Рис. 22.29. Последовательность устройства краевой полосы из монолитного бетона:
а - установка опалубки; б - укладка бетона; в - снятие опалубки и обмазка боковых поверхностей битумом; г - укладка покрытия и досыпка обочин; 1 - металлическая рама; 2 - доски, поставленные на ребра; 3 -проушины; 4 - основание; 5 - бетон; 6 - смазка битумом; 7 - покрытие
После установки опалубки пространство между досками заполняют цементобетонной смесью, уплотняют ее вибраторами и обрызгивают пленкообразующими материалами. Потом выдерживают в опалубке до набора достаточной прочности. Через каждые 10 м в краевой полосе устраивают температурные швы. После снятия опалубки присыпают обочины и между бетонными полосами укладывают покрытие. Такие полосы выглядят красиво, прочны и удобны.
Следует упомянуть о бордюроукладочных машинах, которые позволяют на месте делать бордюр из цементобетонной или из асфальтобетонной смеси. Бордюр из асфальтобетонной смеси вполне заменяет краевую полосу и облегчает работы при строительстве асфальтобетонных покрытий.
Стоимость краевых полос из сборных бетонных плит выше, чем цементобетонного дорожного покрытия. Особенно повышается стоимость при проведении мероприятий для увеличения видимости полос: при устройстве их из бетона на белом цементе, окраске алюминиевой краской, применении светоотражающей пленки и т.п. Все эти мероприятия становятся неэффективными после первого ремонта, проводимого для повышения шероховатости покрытия.
Краевые полосы из бетона хотя и способствуют четкой организации движения на дороге, имеют ряд существенных недостатков. Они становятся помехой при устройстве поверхностной обработки, и тем более при укладке нового слоя покрытия. В этом случае требуется разобрать плиты краевых полос, поднять их на новую отметку и посадить на новый слой цементобетона или раствора. При этом неизбежна поломка части плит. Работы не только усложняются, но и удорожаются.
Перекрытие старого покрытия и краевых полос общим слоем усиления приводит к «бросовым» работам. Поэтому на дорогах с высокой интенсивностью движения может оказаться эффективным устройство краевых полос по тому же типу, как и дорожная одежда основной дороги, без специальных мероприятий, по улучшению их видимости. Эту роль должна играть краевая линия разметки.
22.8. Перестройка дорожных одежд переходного типа
К дорожным одеждам переходного типа относятся, одежды, имеющие гравийные или щебеночные покрытия, а также покрытия из грунтов и местных малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими. К этому же типу относятся мостовые, доля которых в настоящее время весьма незначительна. Такие дорожные одежды устраивают на дорогах IV и V категорий при интенсивности движения до 300 авт./сут в районах с сухим и жарким климатом и до 500 авт./сут с умеренным климатом. На дорогах с интенсивностью движения свыше 500 авт./сут устраивают покрытия из гравийных или щебеночных материалов, обработанных органическими вяжущими.
В составе дорог общего пользования Российской Федерации по состоянию на 01.01.2000 г. имелось 171300 км дорог с дорожными одеждами переходного типа, что равно 32,6 % протяженности дорог с твердым покрытием.
В Финляндии протяженность гравийных дорог 29000 км, что составляет 37 % всей протяженности дорог общего пользования.
Основные преимущества дорожных одежд переходного типа состоят в возможности широкого использования местных материалов, в простоте технологии строительства и, как следствие, в низкой стоимости.
Недостатками таких одежд являются невысокие прочность и долговечность, появление деформаций и разрушений, а также пылимость гравийных и щебеночных покрытий. Поэтому при повышении интенсивности движения (более 500 авт./сут) переходные покрытия, как правило, перестраивают.
В зависимости от состояния дорожной одежды, фактической и ожидаемой интенсивности движения назначают вид работ по реконструкции гравийных, щебеночных и других покрытий переходного типа.
Существуют два основных вида перестройки покрытий переходного типа:
восстановление и усиление гравийного или щебеночного покрытия путем устройства нового слоя из гравия или щебня или путем добавления нового гравия или щебня с перемешиванием со старым материалом для улучшения его фракционного состава;
ремонт существующего гравийного или щебеночного покрытия и устройство нового слоя из материалов, обработанных органическими или минеральными вяжущими, и тем самым перевод дорожной одежды из переходного типа в дорожную одежду облегченного типа. В этом случае старая дорожная одежда становится основанием.
На рис. 22.30 приведена схема уширения с последующим усилением слоем асфальтобетона реконструируемой дорожной одежды переходного типа.
Рис. 22.30. Схема уширения и усиления переходного покрытия:
а - подготовка ровика для уширения; б - уширение и усиление при основании из щебня; в - то же, при основании уширения из камня; 1 - кирковка существующего покрытия на глубину 5-7 см; 2 - нижний слой старого покрытия (щебеночного, гравийного); 3 - песчаный слой; 4 - досыпка обочины и земляного полотна; 5 - песчаный слой уширения; 6 - уширение и утолщение старым щебнем; 7 - тоже новым щебнем; 8 -уширение основания камнем; 9 - новое покрытие из асфальтобетона
Встречается и такой вариант, когда существующая дорожная одежда из гравия или щебня полностью разбирается и заменяется новой. Такое решение обычно принимают в том случае, если существующее покрытие значительно разрушено, применен слабопрочный материал, который в процессе эксплуатации сильно загрязнен.
В каждом конкретном случае решение принимается после детального обследования и анализа состояния существующей дорожной одежды, в процессе которого определяют прочность дорожной одежды, фракционный зерновой состав каменного материала и его физико-механические показатели, содержание пылеватых и глинистых частиц, а для грунтов - число пластичности, влажность, гранулометрический состав и другие показатели.
С учетом фактических показателей состояния дорожной одежды, интенсивности и состава движения, грунтово-геологических и гидрологических условий определяют требуемую прочность и конструкцию дорожной одежды, а также способ использования старой дорожной одежды.
Простейший способ перестройки гравийного или щебеночного покрытия состоит в его сплошном выравнивании и усилении.
Технология работ включает следующие операции:
перестройку дорожной одежды в местах пучин, просадок, проломов и глубоких колей;
очистку поверхности покрытия от грунта, пыли, грязи и мусора;
киркование проезжей части на глубину наибольших неровностей, но не менее чем на 4-5 см. Перед киркованием в сухую погоду покрытие поливают водой в количестве 6-12 л/м2 и производят предварительное профилирование;
вывоз на покрытие новой гравийной или щебеночной смеси подобранного состава объемом 200-800 м3/км;
распределение смеси автогрейдером, профилирование и уплотнение;
подсыпку грунта на обочины, разравнивание и уплотнение.
Для усиления применяют гравийную или щебеночную смесь оптимального гранулометрического состава с размером зерен 0-20 мм или 0-40 мм, марка щебня из изверженных и метаморфических пород по прочности не ниже 600 для дорог V категории и 800 для дорог IV категории, а из осадочных пород соответственно 400 и 600. Марка гравия и щебня из гравия Др16 и Др12 для дорог V и IV категорий.
При невозможности получения из карьера гравийных смесей требуемого зернового состава их готовят в карьере или на месте (на дороге) путем добавления и тщательного перемешивания отдельных фракций.
В процессе уплотнения рекомендуется поливать материал водными растворами гигроскопических солей 20-30 %-ной концентрации с нормой расхода 2-3 л/м2. Это позволяет получить плотное, прочное, устойчивое и непылящее покрытие. Уплотнение производят вначале самоходными катками с гладкими вальцами массой 5-8 т (прикатка), а затем такими же катками массой 10 т и более (укатка). Окатанный гравийный материал старого покрытия уплотняется с большим трудом, поэтому в него добавляют 25-30 % дробленого гравия или щебня.
В настоящее время в процессе реконструкции дорог гравийные, щебеночные и другие типы переходных покрытий перестраивают в покрытия облегченного усовершенствованного типа с устройством слоев усиления или защитных слоев из материалов, обработанных вяжущими.
Технологический процесс реконструкции начинается с разбивки трассы и закрепления реперных точек, причем одновременно с этим проводится установка копирной струны для систем автоматического управления рабочими органами машин или монтаж лазерных систем на машины.
Далее технологический процесс включает рыхление слоя на проектную толщину или разрыхление только выступающих неровностей; профилирование слоя; обогащение разнопрочных материалов; устройство слоев усиления пропиткой или смешением; устройство поверхностной обработки или укладку слоя нового асфальтобетона.
После обогащения материал может быть уложен в слой либо обработан предварительно в установке вяжущими или вяжущими пропиткой или смешением на полотне дороги.
Использование машин, оснащенных автоматическими системами различного типа, не только повышает качество и производительность распределения и укладочных операций, но и в значительной степени (10-20 %) приводит к экономии материалов при обеспечении высокой точности (±3-5 мм) соблюдения геометрических параметров слоев.
Кроме этого, значительно повышается качество таких технологических операций, как разрыхление, перемешивание, уплотнение, так как постоянство геометрии слоя обеспечивает однородность и равномерность свойств материала в слое и ровность слоя.
Часто верхний слой реконструируемой дорожной одежды представляет собой дисперсный материал с остаточным слоем асфальтобетонного покрытия (3-4 см) (щебень, гравий, щебеночно-гравийные, песчано-гравийные смеси и т.д., в том числе обработанные вяжущими). Для последующего укрепления и усиления этого слоя требуется провести только его частичное киркование в неровных местах и распределение смеси под проектную отметку. В этом случае можно использовать автогрейдер с рыхлителем, однако более рационально применить профилировщик типа ДС-161. При этом за один проход обрабатывается слой шириной 3,5 м с ровностью ±5 мм, а излишний материал может быть отсыпан в валик на обочине или погружен в самосвал. Далее из самосвала материал может быть подсыпан в низких местах.
При необходимости обогащения материалов рабочие органы профилировщика устанавливаются на нижнем уровне слоя, то есть осуществляется за один проход киркование, измельчение и погрузка материала всего слоя в самосвал. Далее материал доставляется на классификатор барабанного типа, где разделяются прочный каменный материал, песок и глинистые частицы.
Применение профилировщика ДС-161, однопроходной грунтосмесительной машины ДС-162 с шириной обработки 3,5 м позволяет производить реконструкцию дорожной одежды без закрытия движения транспорта и без устройства объездной дороги. Эти машины могут выполнять весь цикл технологических операций на полотне дороги поточным методом, требуется только применение тяжелых катков для окончательного уплотнения и распределителей порошкообразных вяжущих типа ДС-159 (для цемента).
Смешение на дороге может выполняться машинами разных модификаций:
однопроходной грунтосмесительной машиной ДС-162 (рыхление, перемешивание с порошкообразными и жидкими вяжущими, дозирование и распределение жидких вяжущих, предварительное уплотнение за один проход);
профилировщиком ДС-161 (рыхление, перемешивание - собирание в валик и погрузка на систему транспортеров, отсыпка в валик - за первый проход, распределение смеси из валика в слой - за второй проход). Профилировщик при этом оснащается системой дозирования и распределения жидких компонентов;
профилировщиком ДС-161 (рыхление, сухое перемешивание, погрузка смеси в смеситель типа Д-370, где выполняется дозирование порошкообразных и жидких вяжущих, перемешивание смеси и выгрузка в виде валика на полотно дороги). При обратном проходе профилировщика производится распределение смеси из валика в слой.
Пропитка может осуществляться как органическими, так и неорганическими вяжущими.
Технология пропитки органическими вяжущими включает последовательное выполнение операций:
измельчение слоя указанными выше машинами;
подвоз и распределение вяжущего гудронатором;
подвоз и распределение фракций каменного материала мельче основной фракции материала в слой автогрейдером, прикатка катками и снова повторение технологических операций только с каменными материалами более мелких фракций.
Пропитку можно осуществлять на щебне марки не ниже 800 из изверженных пород и не ниже 600 из осадочных пород. Если обрабатываемый слой будет использоваться как основание, можно уменьшить марку щебня на одну ступень. Глубина обработки измельчения должна составлять 0,9 от проектной толщины, но не менее 1,5 размера максимальной фракции щебня при его содержании до 30 %. Объем каждой следующей фракции щебня составляет 0,9-1,1 м3 на 100 м2. Расход органического вяжущего составляет 1,0-1,1 л/м2 на каждый см толщины слоя, а для покрытия 1,5-2,0 л/м2 дополнительно. Особенности производства розлива вяжущего в несколько приемов следующие: 1-й розлив - 50 % (для битумной эмульсии 70 %), 2-й розлив - 30 %, 3-й р