6.3. Требования к дорожной одежде со сборным покрытием
К дорожной одежде со сборным покрытием предъявляют следующие требования:
- дорожная одежда должна быть прочной, т.е. обеспечивать несущую способность как самых плит, так и стыковых соединений в швах при действии многократно повторяющейся подвижной нагрузки и колебаний температуры;
- основание должно быть прочным, т.е. в слоях основания не допускается возникновение необратимых деформаций сдвига и значительных прогибов в поперечных швах от действия многократно повторяющейся подвижной нагрузки.
Рис. 6.4. Виды оснований под сборное покрытие:
1 - песчаное;
2 - то же, со слоем геотекстиля (СНМ);
3 - песчаное, в том числе с СНМ, с прокладками под углами и торцами плит;
4 - цементогрунтовое;
5 - песчаное с продольными полосами из цементогрунта или
сухой цементопесчаной смеси;
6 - из сухой цементопесчаной смеси;
7 - из шлака или шлама;
8 - из нефтегрунта, нефтецементогрунта или грунта с добавкой
отработанных буровых растворов;
9 - из сборных, в том числе некондиционных плит.
При проектировании дорожной одежды со сборным покрытием, при заданном типе плит, производят расчет толщины основания исходя из условия, что на контакте основания с дополнительным слоем основания или дополнительного слоя основания с грунтом не должно быть превышено предельное состояние по сдвигу.
Расчет основания в данном случае производят аналогично расчету оснований дорожных одежд с монолитным цементобетонным покрытием.
Вопросы для самопроверки
1. Какие преимущества имеют сборные покрытия из бетонных плит?
2. Какие недостатки сдерживают широкое применение сборных покрытий?
3. В каких случаях целесообразно строительство дорог со сборными покрытиями?
4. В каких случаях целесообразно применение ненапряженных железобетонных плит, а в каких – применяют предварительно напряженные плиты?
5. Какие основания устраивают под сборное покрытие?
6. Какие требования предъявляются к дорожным одеждам со сборным покрытием?
7. Непрерывно армированные цементобетонные покрытия и основания
7.1. Конструкции непрерывно армированных цементобетонных
покрытий и оснований
Покрытие дорожное цементобетонное непрерывно армированное (бесшовное) - монолитное цементобетонное покрытие с повышенным содержанием арматуры, укладываемой непрерывно на большом протяжении, что позволяет избежать устройства деформационных швов [7].
Покрытие дорожное цементобетонное предварительно напряженное - монолитное дорожное покрытие, цементобетон которого в процессе строительства подвергнут предварительному сжатию для повышения сопротивления растягивающим напряжениям (при безарматурном напряжении бетона), или с предварительно напрягаемой арматурой (струны, пучки, стержни периодического профиля).
Непрерывно армированные покрытия и основания рекомендуется устраивать на магистральных скоростных автомобильных дорогах с интенсивным движением.
Непрерывно армированные покрытия и основания устраивают неограниченной длины и прерывают их только перед искусственными сооружениями (мостами, путепроводами и т.д.).
Концевые участки покрытия и основания должны быть заанкерены неподвижными упорами траншейного или свайного типа.
Выбор конструктивных решений непрерывно армированных покрытий и оснований, а также анкеров производится в соответствии с принятой технологией строительства.
Непрерывно армированные покрытия следует укладывать непосредственно на прочные основания из черного щебня, песка, укрепленного цементом или битумом, цементобетона и т.д., без устройства изолирующих и выравнивающих прослоек. Принципиальные схемы конструкций дорожных одежд с непрерывно армированным покрытием приведены на рис. 7.1.
Толщина непрерывно армированного покрытия определяется расчетом. На основаниях из стабилизированного песка и черного щебня не рекомендуется устраивать покрытия тоньше 18 см. На основании из цементобетона толщина покрытия может быть уменьшена до 12-14 см.
Непрерывно армированные покрытия следует укладывать непосредственно на основание без устройства изолирующих и выравнивающих прослоек, а основания – на подстилающий слой песка, песчано-гравийной смеси или по слоям теплоизоляторов.
Рис. 7.1. Схемы конструкций дорожных одежд с непрерывно армированными
покрытиями: 1 - непрерывно армированное бетонное покрытие;
2 - песчано-цементная смесь; 3 - черный щебень; 4 - цементобетон;
5 - песок; 6 - теплоизолятор (стиропорбетон, пенопласт др.)
Поперечные швы (сжатия и расширения) в покрытии не устраивают. Продольные швы, в зависимости от содержания поперечной арматуры, устраивают через 3,75 м по типу ложных или через 7,5 м по типу шпунта. Конструкции продольных швов приведены на рис. 7.2.
Рис. 7.2. Конструкции продольных швов: а) - шов по типу ложного;
б) - шов по типу шпунта; 1 - бетонная плита покрытия;
2 - арматурная сетка; 3 - битумная мастика
Ложный шов - деформационный шов ограниченной глубины, устраиваемый в бетонном покрытии в местах наиболее вероятного появления трещин путем искусственного ослабления сечения плиты надрезом сверху на глубину не менее 1/3 толщины плиты. Впоследствии, после разрыва бетона, выполняет роль шва сжатия.
Для армирования покрытий применяется арматура периодического профиля. Диаметр арматуры подбирается из учета минимального раскрытия трещин и принятой технологии строительства.
Армирование можно осуществлять: плоскими сварными сетками; сварными каркасами или отдельными арматурными стержнями.
Непрерывную арматуру следует располагать на расстоянии (1/3÷1/2)h (где h – толщина бетонной плиты) от поверхности покрытия.
Арматурные каркасы ставятся симметрично нейтральной оси покрытия.
Непрерывность армирования обеспечивается нахлесткой стержней в продольном и поперечном направлениях. Длина нахлестки должна быть в продольном направлении не менее 30÷35d (где d – диаметр стержня), в поперечном – не менее 25d и во всех случаях не менее 250 мм. Поперечные стыки смежных сеток должны располагаться вразбежку с шагом не менее 50 см.
Величину силы сцепления между бетоном и арматурой (τ) при отсутствии опытных данных можно принимать равной пределу прочности бетона на растяжение при изгибе (Rри).
Основания следует укладывать на дополнительный слой основания, выполняющий функцию морозозащитного или дренирующего, из песка, песчано-гравийной смеси или на слой теплоизолятора: стиропорбетона, пенопласта и др. Толщину дополнительного слоя основания определяют расчетом с учетом обеспечения водно-теплового режима дорожной одежды.
Расчет концевых упоров производится на воздействие температурных деформаций покрытия. Усилия, передаваемые покрытием на упоры, определяются для отрицательных перепадов температуры, когда покрытие работает на растяжение. При устройстве концевых участков покрытия свайного типа сваи размещаются в ряд или в шахматном порядке. При этом минимальное расстояние между осями свай должно быть не менее трех толщин (3d) свай. Расстояние от края покрытия до ближайшей грани свай должно быть не менее 25 см.
Несущая способность по грунту анкера свайного типа не определяется при глубине забивки свай Lс ≥ 6d.
Расчетные сечения свайного анкера (места сопряжения свай с плитой покрытия) проверяются на срез от воздействия горизонтального усилия.