Транспортные сооружения

влаги снизу вверх из земляного полотна в период зимнего промерзания. Поэтому к материалам для устройства основания предъявляются требования в отношении морозоустойчивости.

Дополнительные слои основания из материалов, устойчивых при увлажнении, укладывают между основанием покрытия и подстилающим грунтом земляного полотна на участках с неблагопри- ятнымиклиматическимиигрунтово-гидрологическимиусловиями.

В местах, где земляное полотно сложено из пылеватых, суглинистых и глинистых грунтов, в которых могут развиваться процессы зимнего влагонакопления и пучения, вводят дополнительный слой из пористых материалов (песка, гравия или щебня), который называют дренирующим, противопучинным или морозозащитным. Такой слой предназначен для отвода избыточной воды из верхних слоев земляного полотна, осушения дорожной одежды, предотвращения значительного вспучивания покрытия и повышения прочности грунта земляного полотна.

1.17.2.Виды покрытий

1.Асфальтобетонные покрытия – наиболее совершенный тип дорожных покрытий. Их устраивают в один или два слоя на прочном основании. Распространенные еще несколько лет назад многослойные асфальтобетонные покрытия больше не строят.

Асфальтобетон представляет собой искусственный строительный материал, который получается при уплотнении в горячем состоянии смеси, состоящей из подобранного по крупности малопористого каменного остова – щебня или гравия и песка, связанных между собой смесью тонкого минерального порошка

сбитумом, вводимым в зависимости от состава асфальтобетонной смеси в количестве от 3,5 до 9 %.

Различают асфальтобетоны крупнозернистые (фракции щебня до 40 мм), мелкозернистые (до 20 мм) и песчаные (из частиц не крупнее 5 мм).

Особенностью асфальтобетонов является зависимость их свойств от температуры.

91

Асфальтобетон образует ровную, удобную для движения поверхность, смягчающую удары колес. Если для его приготовления применяют щебень твердых неполирующихся горных пород, он при износе сохраняет высокое значение коэффициента сцепления. Соответствующим подбором состава каменного остова можно получить материал, образующий дорожное покрытие повышенной шероховатости.

2. Цементобетонные покрытия обладают большой моно-

литностью и высоким сопротивлением нагрузкам. Их строят в виде отдельных плит размерами в плане 3–4 на 6–7 м при толщине от 18 до 24 см с заливкой бетоном на месте. Плиты отделяются друг от друга швами, необходимыми для компенсации изменений их длины при колебаниях температур.

Свойства цементобетонных покрытий не меняются при колебаниях температуры в отличие от асфальтобетонных, прочность и жесткость которых снижаются в жаркую погоду. При правильном подборе состава бетонной смеси и соблюдении технологических правил строительства износ цементобетонных покрытий незначителен, иониболеедолговечны, чемдругиевидыдорожныхпокрытий.

Недостатком бетонных покрытий является наличие швов, через которые трудно предотвратить проникновение влаги в основание. После нескольких лет эксплуатации в результате обламывания кромок швов при переезде через швы начинают ощущаться толчки колес. Опыт эксплуатации бетонных покрытий при интенсивном движении тяжелых автомобилей показал, что, несмотря на высокую прочность самих бетонных плит, под них необходимы прочные основания. При непосредственной укладке бетона на грунт или на тонкую песчаную прослойку в грунте под плитами, упруго прогибающимися при проездах автомобилей, образуются полости. Плиты теряют контакт с грунтом, а затем в них появляются трещины. Поэтому на дорогах с высокой интенсивностью движения бетонные покрытия укладывают, на прочные основания из щебня или грунта, укрепленного цементом или битумом. Поверх оснований, укрепленных цементом, устраивают для снижения трения выравнивающий слой –

92

тонкую прослойку из песка (3–5 см), обработанного органическими вяжущими.

Современные конструкции сборных бетонных покрытий имеют серьезные недостатки:

–низкие темпы укладки плит сборных покрытий;

–стыки сборных плит не обеспечивают передачи усилий

имоментов с плиты на плиту;

–через швы происходит выжимание разжиженного песка

иподстилающего грунта, которое можно предотвратить только прокладкой под плитами полос геотекстиля;

–трудно обеспечить ровность сборного покрытия, необходимую для движения с высокими скоростями, изоляцию стыков для предотвращения проникновения воды и избежать просадок плит в процессе эксплуатации;

–не решен вопрос о конструкции плит и их укладке на криволинейных участках дорог;

–большой расход арматуры в связи с необходимостью обеспечения прочности плит при монтаже и перевозке.

Основной областью использования сборных бетонных покрытий пока еще являются временные подъездные пути на строительных площадках и дороги на лесозаготовках, а также дороги промышленного значения в местностях, где отсутствуют каменные материалы. Бетонные плиты сборных покрытий вначале укладывают непосредственно на песчаный грунт земляного полотна, а через год после прекращения осадки насыпей перекладывают, устраивая под ними основание, укрепленное цементом, и омоноличивают, сваривая выпущенные петли арматуры.

3. Мостовые – покрытия и основания, устроенные из отдельных, установленных вплотную друг к другу естественных или искусственных камней.

Крупнейшим недостатком булыжных мостовых является необходимость их укладки (мощения) вручную, дорогостоящей

ине соответствующей современным требованиям механизированного скоростного строительства. Поэтому строительство мостовых на дорогах практически прекращено.

93

По механическим свойствам все конструкции дорожных одежд делятся на два основных типа: жесткие и нежесткие.

Нежесткими называют одежды, обладающие малым сопротивлением изгибу. К ним относятся практически все типы одежд, кроме цементобетонных, а также асфальтобетонных покрытий и мостовых на цементобетонных основаниях.

Жесткие одежды имеют один или несколько слоев, обладающих сравнительно большим сопротивлением изгибу и модулями упругости, практически не меняющимися при изменениях температуры и влажности. Жесткие одежды работают по принципу плит на упругом основании, распределяя давление от внешней нагрузкинаплощадьгрунта, значительнобольшую, чемнежесткие.

Толщину конструктивных слоев дорожных одежд всех видов определяют расчетом в зависимости от интенсивности движения, типа нагрузки, местных грунтовых, гидрогеологических и климатических условий.

Вкачестве конструктивного элемента для сопряжения проезжих частей с газонами, тротуарами, разделительными полосами применяются гранитные или цементно-бетонные бортовые камни различных размеров.

1.17.3.Декоративные покрытия

1.17.3.1.Тротуарная плитка

Внастоящее время широкое распространение получило мощение тротуарной плиткой. Покрытия с использованием тротуарной плитки имеют следующие преимущества:

1. Высокие архитектурно-оформительские качества. Разнообразие цветов позволяет создавать любые узоры, цветовая насыщенность со временем не теряется.

2. Удобство в эксплуатации (возможность вести дорожные работы в любое время года).

3. Долговечность (около 25 лет).

4. Ремонтопригодность. При необходимости проведения ремонтных работ, например при прокладке подземных комму-

94

никаций, тротуарную плитку легко разобрать, провести необходимые работы и уложить снова.

Существует два основных метода изготовления тротуарной плитки: метод вибропрессования и метод вибролитья.

Технология вибропрессования заключается в том, что вибрирование бетонной смеси в пресс-форме производится под давлением на вибропрессе. Этот метод дает возможность производить тротуарную плитку с цветным слоем (с добавлением в состав лицевого слоя гранитной и мраморной крошки). Изделия имеют строгую геометрическую форму и параллельность поверхностей. Вибропрессованная плитка имеет шершавую поверхность, что делаетееудобнойдля мощениятротуарови площадок.

Метод вибролитья осуществляется путем вибрации бетонной смеси в форме на вибростоле. Плитка, получаемая литьевым методом, имеет гладкую лицевую поверхность, что делает ее скользкой и затрудняет использование в странах, где температура опускается ниже нуля.

1.17.3.2. Декоративный печатный бетон

Новые технологии устройства бетонных покрытий позволяют получить поверхности, полностью передающие качества естественныхматериаловилиматериалов, которыедавнонепроизводятся.

В современном городе мощение несет преимущественно практическую функцию, обеспечивая движение транспорта, подъезды и подходы к зданиям и сооружениям, водоотвод. Огромные площади заасфальтированы, одеты в серый бетон и считаются объектом деятельности преимущественно инженеров дорожного хозяйства. Между тем исключительно велика декоративная роль покрытий, придающих своеобразие архитектуре поверхности земли как возле отдельных сооружений, так и являясь элементом архитектурно-ландшафтных ансамблей.

Подсчитано, что при ходьбе более 30 % времени человек смотрит себе под ноги, и ему не безразличен характер (рисунок, цвет) покрытия тротуаров и дорожек. Это важно и потому, что

95

поверхность земли воспринимается не только с уровня глаз человека, но и со многих других видовых точек: из окон и лоджий зданий, с плоских крыш, эстакад. Для пешеходов важны удобство и информативность покрытий. Фактурой, цветом, рисунком покрытий облегчается ориентация в пространстве – обозначаются переходы, стоянки, остановки, зоны отдыха, торговли и т.д. Улицы и площади города насыщены многочисленными элементами городского дизайна. Очень важно связать в единый ансамбль нередко разрозненные по стилю светильники, указатели, малые архитектурные формы. Сделать это помогают различные архитектурно-ландшафтные приемы – введение растений, небольших перепадов высот поверхности земли с подпорными стенками, пандусами, лестницами, особенно декоративное мощение.

Безусловно, наиболее ценны естественные материалы – гранит, мрамор и др., которые дороги особенно при массовом строительстве. В свое время значительным шагом вперед стало применение бетонных плиток, затем такого материала, как плитка «бессер».

Декоративные покрытия, передающие качества природного материала (гранита, сланца, песчаника и др.), имеют по сравнению сними невысокую стоимость. Помимо эстетических качеств декоративный бетон новой технологии обладает и ценными утилитарными свойствами. В отличие от асфальта и бетонной плитки, он устойчив к воздействию агрессивных сред, на нем не остается трудновыводимых следов от бензина, масел, растворителей, легко моется. Также выдерживает перепады температур от–50 до +50 °С, более 300 циклов замораживания-оттаивания, не скользит под ногами и колесами, не выцветает, обладает стопроцентной устойчивостью к ультрафиолетовым лучам. Кроме того, декоративный бетон имеет высокую сопротивляемость давлению и истиранию, более чем в три раза превышающуюхарактеристикиобычногобетона.

Во многом эти достоинства предопределены технологией устройства декоративного покрытия из бетона.

В общих чертах она выглядит следующим образом: на предварительно уложенные слои щебня и песка стелится слой бетона.

96

Укладка бетонной смеси производится традиционным методом, по отметкам суплотнением бетонавибраторамиили виброрейкой.

Далее производится заглаживание поверхности специальными «гладилками».

Следующий этап: нанесение цветного отвердителя. Он представляет собой смесь устойчивых пигментов, вяжущего и молотого наполнителя из кварцевого песка и гранита. Из-за дисперсности смеси цветного отвердителя происходит повышение плотности бетонной плиты, в ней исключаются микропоры и, самое главное, приобретаетсяустойчивыйцвет.

Не дожидаясь полного высыхания, на следующем этапе мягкая поверхность прессуется с помощью соответствующих форм (имитирующих поверхность камня, кирпича или другого строительного материала).

После высыхания на нее наносится защитное покрытие, химический состав которого обеспечивает прочную поверхностную связь с бетоном и защиту от истирания, ультрафиолетового излучения и воздействия агрессивных сред.

Применяя покрытия из декоративного бетона, можно сочетать по цвету и фактуре (или контрастировать) покрытие тротуара или площадки с облицовкой цоколя здания, использовать материал во внутренней отделке, при устройстве подпорных стенок, малых архитектурных форм. Новый материал, безусловно, найдет применение в садово-парковых объектах, поможет индивидуализировать участок при коттедже, на дачах и в практике архитектурно-реставрационных работ. Цветовая палитра декоративного бетона гораздо шире, чем других материалов, и благодаря различным красителям и их специальной дозировке архитекторы смогут подобрать колористические сочетания, которые необходимы для целостности городского или ландшафтного ансамбля.

Технология декоративного печатного бетона – это метод отпечатывания поверхности свежеуложенного бетона для придания ему вида булыжника, кирпича, сланца, плитки или камня.

97

1.17.3.3. Применение декоративных материалов при устройстве пешеходных дорожек

Для оформления мостовых и пешеходных дорожек широко применяется брусчатка. Используя камни различных расцветок, можно создавать красивые узоры.

Для оформления дорожек в парках также можно использовать следующие материалы:

1.Гравий. Материал должен быть уложен слоем не менее 25 мм для нормальной ходьбы и предотвращения смывания его дождем.

2.Измельченная кора. Создает впечатление лесной тропинки. Красива, но непрочна, подвержена природным изменениям и гниению.

3.Травяные дорожки. Требуют регулярного ухода и стрижки. Устраиваются с применением газонных решеток, придающих травяному покрытию высокую устойчивость к механическим нагруз-

кам(рис. 1.35, 1.36).

98

1.17.3.4. Цветной асфальтобетон

Способы получения цветного асфальтобетона:

1)внесение цветных пигментов в асфальт во время его производства;

2)нанесение окрашенных частиц на поверхность асфальта во время его укладки;

3)обработка поверхности после укладки;

4)использование традиционного битума с цветным щебеночным материалом или цветного щебеночного материала с полупрозрачным связывающим веществом.

Цветной щебень – мрамор, гранит, известняк. Пигменты – оксид железа (красный), сурик железный, сурик свинцовый, крон желтый, крон оранжевый, окись хрома. Применяют для устройства разделительных полос, обозначения пешеходных переходов, полосы для общественного транспорта; для покрытий дорожек, площадок; выделяют остановки, стоянки, велосипедные дорожки, пешеходные зоны.

1.17.3.5. Цветная резиновая крошка

Получают путем переработки покрышек и отходов резинового производства и добавления пигментов.

Наносится на уложенное асфальтобетонное покрытие на мастику или добавляется в тонкий верхний слой асфальтобетона.

Применяется для устройства разделительных полос, обозначения пешеходных переходов, полосы для общественного транспорта; для покрытий дорожек, площадок; выделяют остановки, стоянки, велосипедные дорожки, пешеходные зоны.

99

2. МОСТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ И ТРУБЫ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ И ГОРОДСКИХ ДОРОГАХ

2.1. ОСНОВНЫЕПОНЯТИЯОМОСТОВЫХСООРУЖЕНИЯХ ИТРУБАХНААВТОМОБИЛЬНЫХИГОРОДСКИХДОРОГАХ

2.1.1. Виды транспортных сооружений на автомобильных и городских дорогах

Автомобильные дороги, пролегая по разнообразной местности, пересекаются между собой или с железными дорогами, а также с различными препятствиями: оврагами, ущельями, горными хребтами, ручьями, реками, озерами, морскими заливами и проливами. В этих ситуациях для обеспечения беспрепятственного движения на дорогах строят различные сооружения: трубы, мостовые сооружения, тоннели, галереи, балконыи подпорныестенки.

Трубы используются для пропуска под дорогой небольших водотоков (водопропускные трубы), транспортных средств, пешеходов, а в сельской местности – и для пропуска скота. Они устраиваются в теле земляного полотна дороги (рис. 2.1) из сборных объемных или плоских элементов, при этом земляное полотно дороги не прерывается, что способствует более комфортным условиям движения.

В общем количестве малых искусственных сооружений трубы на автомобильных дорогах России составляют около 70 %. В среднем на каждые 1,35 км автомобильных дорог приходится одна водопропускная труба.

Мостовые сооружения (рис. 2.2) используются для пропуска дороги над водными препятствиями, ущельями, оврагами и над другими дорогами. В отличие от труб они прерывают земляное полотно дороги своими конструкциями, состоящими из пролетных строений и опор. При этом пролетные строения

100