Классификация и конструкции автомобильных дорог

Дороги общегосударственного значения представляют собой автомагистрали, служащие транспортными связями между крупными административными центрами, отдельными экономическими районами, а также между государствами.

Дороги республиканского значения соединяют между собой и со столицами главные административные, политические, экономиче­ские и культурные центры республик, областей (краев).

Областные (краевые) дороги предназначены для обслуживания административных, хозяйственных и культурных связей районов с областными и краевыми центрами, с общей сетью дорог к желез­нодорожным станциям, портам водного и воздушного транспорта.

Местные дороги (дороги районного значения) соединяют центрырайонов между собой, с крупными предприятиями, железнодорожными станциями, аэродромами и пристанями.

Ведомственные автомобильные дороги находятся на балансах предприятий и организаций различных ведомств. К ним относятся дороги, принадлежащие заводам, электростанциям, объектам гор­нодобывающей промышленности, сельскохозяйственному производству, геологоразведочным организациям. Ведомственные дороги подразделяют на подъездные пути, внутрихозяйственные и техно­логические дорожные трассы.

Подъездные пути геологоразведочных партий (ГРП) и экспедиций бывают значительными по протяженности дорогами, что обусловливает и значительные расходы на их строительство и ремонт.

Трассы внутрихозяйст­венных перевозок обычно невелики. Эти перевозки осуществляются в значительной степени по дорогам подъездных путей или сводятся к транспортировке по автодорогам и площадкам баз ГРП или перевалочных пунктов.

К технологическим трассам относят дороги для перевозки грузов и перемещения самоходного оборудования в пределах производственного участка, в частности в контурах разведочного поля. Протяженность этих трасс, как правило, невелика.

Конструкции автомобильных дорог зависят от назначения дорог и выбираются в зависимости от интенсивности движения, времени использования дорог и основных видов транспортных средств. Земляное полотно (основание) автомобильных дорог покрывается «дорожной одеждой», представляющей собой у дорог высокого класса многослойную опорную конструкцию. В простейших дорогах, наиболее характерных для ведомственного назначения, эта конструкция упрощается. Верхний слой дорожной одежды называ­ют дорожным покрытием. Выделяют дорожные покрытия следующих типов:

1) Усовершенствованные: цементобетонные, асфальтобетонные, грунто-асфальтовые;

2) Переходные: щебеночные, гравийные, шлаковые, грунтощебеночные и грунтогравийные, (обработанные вяжущими материалами), грунтовые - укрепленные вяжущими материалами;

3) Низшие: грунтовые (укрепленные гравием, щебнем и дресвой).

Свое название дороги обычно получают по материалу покрытия. К дорогам особого типа относятся зимники, лежневки и др. В геологоразведочных экспедициях только в отдельных случаях соо­ружают небольшие участки дорог с усовершенствованным и переходным типом покрытий, в основном же используют низшие типы покрытия внешних и тем более внутрихозяйственных и технологи­ческих автомобильных коммуникаций.

Технология сооружения земляного полотна и дорожного покрытия, их конструкции и эксплуатационные характеристики разнообразны. Зависят они от физико-механических свойств пород и грунтов, которые приобретают особое значение при строительстве грунтовых дорог.

Поверхности земляного полотна придаётся двухсторонний уклон от центральной оси к бровкам. Типовые схемы поперечного профиля земляного полотна с кюветами приведены на рис. 2.1. Наиболее распространено земляное полотно в форме насыпи, так как оно обеспечивает наилучшую гидрогеологическую ситуацию, а следовательно, и эксплуатационную характеристику дороги.

Рис. 2.1. Поперечные профили земляного полотна автомобильных дорог:

а – насыпь; б – выемка; в – черновой проезд.

При определении параметров насыпи, в частности ее высоты, следует учитывать существующее разделение местности производства работ на пять зон по характерным водным режимам грунтов:

I - тундра; II - зона лесов; III - лесостепь; IV - степь; V - засушливая (аридная) зона.

Для выравнивания земляного полотна по оси трассы в местах понижения земной поверхности (при пересечении небольших лощин, канав, ям) высоту насыпей увеличивают. Поперечный профиль земляного полотна в форме выемки относительно прост, но применяют его преимущественно в благоприятной гидрогеологической обстановке, а также в местах пере­сечения холмообразных повышений земной поверхности.

Простейший поперечный профиль земляного полотна автомобильной трассы называется «черновым проездом». Этот профиль применяется, в основном, при сооружении временных сезонных дорог в IV и V зонах водного режима. Формируется он за счет снятия почвенно-растительного слоя и выравнивания и уплотнения поверхности грунтов. Ширина земляного полотна зависит от интенсивности движения, рельефа местности и срока службы дороги. В равнинных и холмистых местностях она составляет от 3,5 до 9м, а при горном рельефе и в болотистых местностях от 3,5 до 6,5м. На поворотах дороги земляное полотно расширяют в сторону центра кривой. Величина расширения земляного полотна зависит от радиуса кривой.

На автомобильных дорогах, имеющих ширину земляного полотна менее 5,5м, должны устраиваться разъезды, располагающиеся в пределах видимости, но не далее 300м один от другого. Ширина разъезда должна быть не менее 8м, длина примерно 30м.

Геологоразведочные дороги сооружают в основном с грунтовым (низший тип) покрытием, но иногда (на сравнительно небольших участках, преимущественно около баз экспедиции) применяют усовершенствованное покрытие дорог. Переходный тип покрытия возводится и на дорогах несколько большей протяжен­ности с интенсивным движением транспортных средств, между базами и перевалочными пунктами или производственными участками, преимущественно в течение нескольких сезонов или круглогодично. Удельное давление на грунтовое дорожное покрытие при этом колеблется от 10 до 20Н/см ², в зависимости от интенсивности движения транспорта.

Свойства грунтов, используемых для строительства дорог, приведены в табл. 2.1. и 2.2.

Для повышения несущей способности грунтовых дорог необходимо смешивать грунты в определённой пропорции, обеспечивая при этом силу сцепления глинистых и песчаных частиц не менее 10Н/см ².

Для поддержания несущей способности дорожным покрытиям низшего и переходного типов при сооружении геологоразведочных дорог придаются следующие формы поперечного сечения: полукорытная, корытная и серповидная.

Полукорытный профиль характерен для гравийных и грунтощебеночных дорог, корытный - для покрытий с добавками различных вяжущих материалов, серповидный - для грунтовых дорог. При наличии глинистых грунтов дорожное покрытие улучшают песчаными добавками, а сыпучих песков - добавками суглинков или торфа (см. рис. 2.2.).

Таблица 2.1.

Нормативные значения удельных сцеплений С, Н/см²,

и углов внутреннего трения j_тр, град, глинистых грунтов.

Таблица 2.2.

Нормативные значения удельных сцеплений С, Н/см²,

углов внутреннего трения j_тр, град, и модулей деформации Е, Н/см², песчаных грунтов.

Введение гравия или щебня (грунтогравийные или грунтощебеночные дороги) всегда улучшает качество дорожных покрытий, однако крупные каменистые добавки повышают износ автомобильных шин и, в известной мере, расход горючего. Оптимальное содержание гравия или щебня в дорожном покрытии должно составлять от 25 до 40%; размер зерен от 20 до 40мм; содержание глинистых частиц не должно превышать 15%.

Простейший способ улучшения фунтового покрытия - рассыпание добавок непосредственно на сформированную поверхность дороги слоем толщиной 3-5см с последующей их укаткой колесами автомобилей. Рассыпать добавки целесообразно в увлажненный грунт дорожного полотна весной или после дождя.

Дороги переходного типа сооружаются в случае грунтовых, грунтогравийных и грунтощебеночных покрытий. В материал покрытий вводят вяжущие вещества - битумы или каменноугольный деготь, цемент или известь. Толщина улучшенного слоя покрытия составляет 8-20см. При толщине покрытия менее 15см ему придают серповидный профиль, при большей толщине - корытный. На дорогах с минимальной шириной проезжей части и наименьшей толщиной улучшенного покрытия, расход вяжущих материалов составляет 30-40т на 1км трассы. Цемент или известь в качестве связующих материалов применяют для улучшения покрытий на участках дорог с невысо­ким увлажнением грунтов. Толщина обрабатываемого слоя покрытия равна 10-15см. Образующийся на поверхности цементогрунт достаточно прочен. Известь- грунт менее прочен и при увлажнении становится неморозостойким.

Рис. 2.2. Поперечные профили дорожных покрытий:

а -полукорытный;

б - корытный;

в -серповидный.

1 -дорожное покрытие;

2 - основание дороги;

3 - земляное полотно.

Улучшение дорожного покрытия предусматривает: рыхление грунта земляного полотна или покрытия и перемещение его к обочинам; укатку образовавшегося «корыта»; перемещение грунта с обочин в корыто; розлив вяжущего материала; перемешивание грунта с вяжущим материалом с последующей укаткой. Комплекс операций, связанных с сооружением дорог из гравия, щебня, дресвы и малопрочных дробленых каменных материалов (в частности, известняка), предусматривает рассыпание одного из перечисленных материалов покрытия на подготовленное земляное полотно и уплотнение насыпанного слоя. Такие дороги характеризуются довольно высокими эксплуатационными качествами.

Грунтовые дороги со сборно-разборным железобетонным покрытием (рис. 2.3.) сооружают для подъездных путей баз материально-технического снабжения.

Рис. 2.3. Дорога со сборно-разборным железобетонным покрытием.

Прокладывают их на слабых грунтах и если недалеко от места работ расположен завод железобетонных конструкций. Основанием для таких дорог может служить профилированное земляное полотно или слегка выровненная поверхность почвы. Верхняя часть состоит из песчаной подушки и железобетонных плит, укладываемых вдоль трассы. Эксплуатационные свойства дорожных плит объясняются тем, что они являются железобетонными изделиями (ЖБИ). Использование арматуры обеспечивает повышенную прочность и дает возможность многократной укладки дорожных плит. Дорожная плита – конструкция, представляющая собой железобетонную плиту, состоящую из стальной арматуры и железобетона, в состав которого входит цемент повышенной марки прочности. Их основное предназначение – устройство подъездных путей, как к временным объектам различного назначения, так и в качестве дорог для улиц с относительно небольшим потоком автотранспорта.

Дорожные плиты получают все большее распространение благодаря своим надежным эксплуатационным характеристикам: высокие физические свойства, долговечность, широкий диапазон нагрузок, морозостойкость и износостойкость.

Плиты дорожные укладывают на верхний, ровный слой почвы. Одним из преимуществ дорожных плит является возможность их быстрого демонтажа, в случае необходимости. Перенос на другую строительную площадку после завершения работ. На каждой плите имеются специальные петли, позволяющие спецтехнике легко их поднимать и транспортировать в другое место. Для более жесткой и прочной сцепки эти же петли привариваются друг к другу, а щели между ними заливаются бетонным раствором в случае, если плиты предназначены в качестве дорог для длительного периода эксплуатации.

Аэродромные плиты – являются одним из видов дорожных плит. Этот тип плит активно используется и в других местах, на дорогах по которым планируется движение транспорта большой грузоподъёмности, например, в качестве подъездного пути перед сладом (базой) или промышленным объектом. В состав аэродромных плит входят боле прочные материалы, рассчитанные на эксплуатацию и в регионах с неблагоприятным климатом. Так, даже при температуре -60, согласно расчетным величинам плиты хорошо выдерживают моментальную нагрузку в 75 тонн на 1 квадратный метр. Высочайшие эксплуатационные характеристики в сочетании с быстрым монтажом и демонтажем – делают их эффективными для использования в самых различных ситуациях.