Конструкция дорожной одежды

Дорожная одежда помогает обеспечить автомобильным дорогам максимально возможные эксплуатационные характеристики за счет определенной функциональности каждого из технологических слоев. Если конструкция дорожной одежды будет сооружена с нарушениями или ошибками, физико-механические характеристики дороги будут ниже расчетных, что сократит срок службы полотна.

«Дорожная одежда – конструкция из нескольких технологических слоев, используемая при строительстве автомобильных дорог, пешеходных зон и некоторых других объектов. Основное назначение многослойной дорожной одежды – перераспределение и поглощение нагрузки на покрытие, а также повышение характеристик дорожного полотна»

Автомобильные дороги высокой категории имеют более сложную конструкцию дорожной одежды, чем дороги низких категорий, что обусловлено различным назначением объектов. Однако стоимость работ по укладке асфальта и устройства основания окупается за счет достижения высокой прочности и долговечности покрытия, а также снижения потребности в ремонте.

Для чего дорожная одежда делается многослойной

Оптимально подобранные материалы конструктивных слоев, а также их количество и толщина, позволяет наиболее эффективно поглощать внешнюю нагрузку на дорожное полотно, а также обеспечивать высокую прочность и устойчивость всего сооружения.

Благодаря правильной конструкции дороги, нагрузка, создаваемая транспортным потоком, перераспределяется на большую площадь, а также затухает по мере углубления. Соответственно, дорожная одежда должна обладать характеристиками, подходящими для расчетной нагрузки на дорожное полотно.

Пример. Для федеральной трассы, по которой постоянно движется не только легковой, но и грузовой транспорт, толщина некоторых технологических слоев будет больше, а используемые материалы качественней. Кроме того, необходимо учитывать рост транспортной нагрузки в будущем. Также для усиления конструкции возможно использование дополнительных материалов и технологий.

Как распределяется прочность слоев

Другими словами, чем дальше от поверхности, тем ниже прочность и твердость материалов, так как на разную глубину приходится нагрузка разного характера. Именно благодаря такому формату укладки дорожная одежда имеет высокие и сбалансированные физико-механические характеристики.

Какие конструктивные слои имеет дорожная одежда

Дорожная одежда практически для любого объекта состоит из следующих групп слоев:

• Поверхностный слой износа;
• Верхний слой;
• Основание;
• Земляное полотно.

Если детальнее, то типовая конструкция дорожного полотна выглядит следующим образом:

• Несколько слоев различного асфальтобетона;
• Щебеночный слой из щебня разных фракций;
• Геосетка или георешетка;
• Песчаный слой;
• Геотекстиль;
• Земляное полотно.

Также при строительстве некоторых типов автодорог между слоями асфальтобетона может быть уложена дополнительная геосетка, чтобы повысить эксплуатационные характеристики асфальтобетонного покрытия.

Кроме того, между слоями асфальта и щебня, а также между соседствующими слоями асфальтобетона осуществляется проливка битумными эмульсиями, что повышает адгезию. Битум нельзя назвать отдельным конструктивным слоем, однако ни одна дорожная одежда без него не обходится.

Верхние слои асфальтобетона

Дорожная одежда включает в себя несколько слоев асфальтобетона различной плотности. В первую очередь укладывается более пористая асфальтовая смесь, а затем менее пористая и более прочная, рассчитанная на сопротивляемость износу, а также повышению шероховатости покрытия для обеспечения сцепления автомобильных колес с дорогой.

Также плотный верхний слой асфальта препятствует попаданию влаги во внутренние слои дорожного полотна, что повышает срок службы сооружения. Если вода попадет во внутренние слои покрытия, при ее замерзании будет происходить расширение, которое способно разрушить покрытие изнутри. Это особенно актуально для нашей страны, так как в течение года неоднократно происходят перепады температур от плюсовых к минусовым, и обратно.

Основные разновидности асфальтобетона по составу:

• Песчаный;
• Гравийный;
• Щебеночно-мастичный.

Песчаный асфальт обладает наиболее низкими из данного списка эксплуатационными характеристиками, поэтому подходит для устройства только тех типов покрытия, на которые не будет оказываться серьезного внешнего воздействия. Это могут быть пешеходные зоны или какие-то частные территории.

Гравийный асфальт имеет более высокие физико-механические характеристики, и может использоваться для устройства покрытия автомобильных дорог высоких категорий. Однако в настоящее время данная разновидность асфальтобетона практически полностью вытеснена щебеночно-мастичными смесями.

Щебеночно-мастичный асфальт (ЩМА) является лидером данного списка по своим эксплуатационным характеристикам. Может использоваться, в том числе, для дорог I категории с повышенной транспортной нагрузкой. Твердые горные породы в составе ЩМА формируют прочный каркас покрытия, а добавление специальных целлюлозных волокон предотвращает растекание битумного вяжущего.

Обратите внимание. Цена укладки асфальта будет отличаться в зависимости от материала, так как более прочный асфальтобетон стоит дороже. Однако за счет высоких физико-механических характеристик и длительного срока службы использование высококачественного асфальта более чем оправданно.

Основные разновидности асфальтобетона по технологии укладки:

• Горячий;
• Холодный;
• Литой.

Щебеночный слой

Качественный щебень под слоями асфальтобетона способен увеличить характеристики всей дорожной одежды. Укладывается щебеночный слой либо сразу смешанными фракциями, либо сначала более крупными, а сверху более мелкими. Это необходимо для обеспечения достаточной плотности данного технологического слоя.

Чем выше будут характеристики щебня, тем выше будут показатели всего слоя. К примеру, на сегодняшний день нередко используется так называемый «черный щебень». Дорожная одежда с применением такого материала будет еще более прочной и устойчивой.

Черная щебеночная смесь представляет собой сбалансированную пропорцию щебня и вяжущего материала. Щебень может быть гранитным, гравийным или известняковым. В роли вяжущего материала чаще всего выступают битумные эмульсии.

Геосетка или георешетка

Геосетка или георешетка – специальный материал из прочных синтетических нитей и волокон, в процессе скрепления которых формируется сетчатая структура. Имеет высокую прочность и длительный срок службы, а также может иметь различную гибкость. Геосетка под щебеночным слоем выполняет армирующую функцию, за счет чего вся дорожная одежда становится более устойчивой и долговечной.

Геосетка является разновидностью георешеток, однако имеет более плоскую форму, тогда как георешетки делаются объемными.

Помимо повышения прочности, геосетка также воспринимает вертикальную нагрузку от проезжающих транспортных средств, превращая ее в горизонтальную и распределяя на большую площадь. За счет этого воздействие на более глубокие слои значительно снижается.

Таким образом, геосетка имеет три основных свойства:

• Армирование с повышением прочности;
• Перераспределение нагрузки;
• Разделение конструктивных слоев.

Если бы не геосетка, щебень бы попросту вдавливался в песок, из-за чего дорожная одежда быстро бы приходила в негодность за счет нарушения конструкции.

Однако дорожная одежда с геосеткой имеет и другие преимущества:

• Сокращение расхода щебня на 40%;
• Сокращение экономических и трудовых затрат;
• Увеличение продолжительности срока службы.

Песчаный слой

Песчаная подушка способствует стабилизации дорожного полотна. Слой уплотненного песка обеспечивает амортизацию, а также частично выполняет дренажную функцию. Чаще всего используется песок с мелкими фракциями.

Типовая дорожная одежда включает песчаный слой толщиной около 40 сантиметров. Изначально песка отсыпается больше, однако в процессе уплотнения объем уменьшается.

Геотекстиль

Геотекстиль внешне напоминает обыкновенную ткань, однако изготавливает он из прочных синтетических материалов. При строительстве автомобильных дорог чаще всего используется геотекстиль из полипропиленовых или полиэфирных синтетических волокон, однако в качестве исходных могут быть и некоторые другие материалы.

Подобное геополотно отличается высокой прочностью, достаточной эластичностью, длительным сроком службы и экологичностью.

Дорожная одежда с геотекстилем обладает более высокими характеристиками, благодаря свойствам данного материала:

• Создание армирующего эффекта (в совокупности с геосеткой прочность конструкции может быть увеличена в 2-2,5 раза);
• Разделение конструктивных слоев;
• Дренажная функция;
• Препятствие прорастанию растений из грунта.

С учетом того, что около 80% грунта в нашей считается глинистым, использование геотекстиля просто необходимо, чтобы обеспечить достаточную прочность и влагоизоляцию.

Грунтовое или земляное полотно

Перед тем, как начать строительство дороги, грунтовое основание должно быть правильно подготовлено. За счет этого вся дорожная одежда будет обладать более высокими характеристиками, вследствие чего увеличится срок службы автодороги в целом и каждого конструктивного слоя отдельно.

После выкапывания котлована нужной глубины земляное полотно расчищают и уплотняют, чтобы начать строительство. Также на данном этапе происходит сооружение дренажной системы, которая позволит эффективно отводить воду в сторону и дороги.

Классификация дорожных одежд

Выше была описана дорожная одежда с типовой конструкцией. Однако в некоторых случаях дорожная одежда может иметь меньше конструктивных слоев, параллельно с чем понижается и категория покрытия. Классифицировать дорожные одежды можно по жесткости и уровню эксплуатационных характеристик.

В зависимости от жесткости выделяются:

• Жесткая дорожная одежда – имеет цементобетон в основании или покрытии;
• Нежесткая дорожная одежда – конструкция без использования цементобетона.

В условиях российского климата применение цементобетона в качестве покрытия невозможно, так как данный материал разрушается под воздействием низких температур в совокупности с транспортной нагрузкой.

Однако нежесткая дорожная одежда обладает достаточно высокими физико-механическими характеристиками, которые вполне подходят для строительства автодорог высоких категорий.

Также дорожная одежда может классифицироваться по надежности

Обратите внимание, что указанный срок службы может отличаться от реального. Это связано с тем, что на разных дорогах может быть разная нагрузка, различные климатические условия, для устройства покрытий может использоваться различный асфальтобетон и так далее.

Выводы

Дорожная одежда – многослойная конструкция, включающая в себя различные технологические слои из разных материалов. Используется при строительстве автомобильных дорог, а также пешеходных зон и некоторых других территорий.

Конструкция дорожной одежды может отличаться в зависимости от типа объекта, для которого производится строительство. Например, дорожная одежда для автомобильных дорог I или II категории будет включать больше материалов (обязательно высокого качества) будет отличаться от дорожной одежды для дорог IV-V категорий.

За счет многослойности обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик дороги. Верхние слои предназначены для сопротивления износу и механическим нагрузкам, а более глубокие слои отвечают за стабилизацию. Кроме того, нагрузка от транспортных средств затухает по мере углубления, а также распределяется на большую площадь за счет некоторых конструктивных элементов (в данном случае это геосетка).

Какие слои включает конструкция дорожной одежды:

• Асфальтобетон;
• Щебень;
• Геосетка или георешетка;
• Песчаный слой;
• Геотекстиль;
• Грунтовое полотно.

При этом для верхних слоев используется комбинация из асфальтобетона различной плотности, где самый прочный асфальт находится на поверхности. Также возможно использование дополнительных материалов для повышения эксплуатационных характеристик.

Классифицировать дорожную одежду можно по жесткости и уровню надежности. Капитальная дорожная одежда используется для дорог высоких категорий, а некоторые другие разновидности вовсе могут не иметь асфальтобетонного покрытия (например, грунтовые дороги).

От того, насколько правильной конструкцией будет обладать дорожная одежда зависят эксплуатационные характеристики и срок службы автомобильных дорог и других подобных сооружений.