Какие слои скрываются под асфальтом: устройство дорог и тротуаров

Асфальтобетон, используемый для устройства дорожного покрытия, сам по себе обладает высокими физико-механическими характеристиками, за счет чего и является самым востребованным материалом для строительства дорог. Однако, чтобы обеспечить высокое качество дорожного покрытия недостаточно просто произвести асфальтирование. Важные конструктивные элементы также скрываются под асфальтом.

«Дорожное основание – важная часть конструкции автомобильных дорог и других асфальтированных территорий, влияющая на общее качество, эксплуатационные характеристики, безопасность и срок службы покрытий. Включает в себя несколько слоев, которые обустраиваются по определенной технологии»

Если под асфальтом нет правильно обустроенного основания, покрытие изначально не будет иметь высоких эксплуатационных характеристик. Образование ям, выбоин, трещин, деформаций и провалов будет происходить гораздо быстрее, соответственно чему снизится и срок службы. Также такая дорога не может считаться безопасной.

Как устроена автомобильная дорога

Под асфальтом, который выступает в роли покрытия, скрывается множество различных материалов. При этом на качество автомобильных дорог и других подобных объектов влияют абсолютно все слои, находящиеся под асфальтом, вплоть до грунта в самом низу. Поэтому строительство дорог всегда начинается с устройства грунтового полотна.

При этом стоит обратить внимание, что старту строительства предшествует разведка и подготовка местности, а также расчеты и проектирование. В некоторых случаях характеристики всей дорожной конструкции считаются неудовлетворительными именно из-за ошибок при расчетах и проектировании.

Стандартное устройство автомобильной дороги:

• 1. Земляное полотно (+ дренажная система);
• 2. Геотекстильное полотно;
• 3. Песчаный слой;
• 4. Георешетка или геосетка;
• 5. Щебеночный слой;
• 6. Асфальтобетонное покрытие.

Обратите внимание, что щебеночный слой под асфальтом фактически представляет собой несколько слоев щебня различных фракций: от более крупных к более мелким. В некоторых ситуациях под асфальтом дополнительно укладывается геосетка, под которой расположен еще один асфальтовый слой. Асфальтобетон на дорогах в любом случае укладывается в несколько слоев, чтобы была возможность качественно уплотнить покрытие на всю толщину.

Также при асфальтировании используются битумные эмульсии, которые выступают в роли вяжущих и скрепляющих элементов. Кроме того, на сегодняшний день существуют современные материалы, которые прошли испытания и постепенно вводятся в повсеместную эксплуатацию.

Для чего все это нужно и как работает – рассказываем по порядку.

Земляное или грунтовое полотно

После того, как местность будет изучена, расчищена и подготовлена, экскаваторы начинают разработку грунта. В зависимости от местности и типа грунта, подбираются те или иные экскаваторы, больше подходящие под конкретные задачи.

Этапы разработки грунта:

• 1. Удаление верхних слоев почвы. На данном этапе важно избавиться от крупных корней кустарников и деревьев, чтобы исключить их последующий рост под асфальтом.
• 2. Устройство дренажной системы. Водоотведение обеспечивается сооружением дополнительных конструкций. Например, кювет вдоль дорог образовывается не сам собой, а искусственно создается как водоотводная канава.
• 3. Разравнивание территории. При необходимости производится досыпка/ удаление грунта, чтобы избавить от крупных неровностей.
• 4. Уплотнение грунта. Уплотнение обеспечивает более высокую прочность земляного основания, а также повышает его твердость и сопротивляемость деформации. Для уплотнения используются специальные грунтовые катки.

Важным нюансом устройства дорожного основания является то, что материалы под асфальтом не должны смешиваться между собой. Для этого, в том числе, используется специальный материал.

Геотекстиль

Геотекстиль – синтетическое полотно, которое может быть создано из группы различных материалов. В дорожном строительстве чаще всего используются полипропиленовые и полиэфирные нетканые полотна, созданные из нитей и волокон. Геополотно отличается высокой прочностью, длительным сроком службы, необходимой эластичностью, износостойкостью, экологичностью и так далее.

Последний пункт является немаловажным, хоть и не приносит практической пользы с точки зрения инженерии. Если под асфальтом или другими слоями поместить материал, который будет загрязнять окружающую почву и воду, за десятки лет ущерб будет значительный.

Функции геотекстиля в дорожном строительстве:

• 1. Армирование основания. За счет использования геополотен (геотекстиль + геосетка/ георешетка) прочность дорожного основания может быть увеличена на 200-250%.
• 2. Разделение конструктивных слоев. Во-первых, геотекстиль не позволит смешаться грунту и песку. Во-вторых, полотно препятствует прорастанию растительности. Это важно для сохранения характеристик основания.
• 3. Дренажная функция. Около 80% грунта в нашей стране является глинистым, а это значит, что грунт хорошо впитывает и задерживает воду. Геотекстиль способствует отведению влаги, так как вода может навредить всей конструкции, если попадет внутрь.

Песчаный слой

Когда транспорт движется по дорожному полотну, он оказывает воздействие не только на само покрытие, но и на все элементы, которые находятся под асфальтом. Чтобы минимизировать воздействие на конструкцию, необходимо, помимо прочего, соорудить песчаную подушку.

Устройство песчаного слоя:

• 1. Отсыпается достаточное количество песка;
• 2. Насыпь разравнивается, равномерно распределяется по площади;
• 3. Производится уплотнение с помощью специальных катков.

Как правило, толщина песчаного слоя составляет около 400 миллиметров. В большинстве случаев этого достаточно для амортизации. Изначально слой имеет толщину более 40 сантиметров, однако в процессе уплотнения сжимается до этих показателей.

Геосетка

Геосетка (плоская георешетка) – материал из высокопрочных нитей и волокон, за счет скрепления которых образуется сетчатая структура. Говоря проще – с виду обычная сетка, однако обладающая уникальными характеристиками. Отличается высокой прочностью, твердым каркасом, длительным сроком службы, износостойкостью и экологичностью.

Укладывается между песком и щебнем, а также может дополнительно монтироваться под асфальтом – между двумя наружными слоями асфальтобетона. Наличие геосетки позволяет сократить расход щебня на 40%.

Функции геосетки:

• 1. Армирующий эффект. Существенно повышает прочность и стойкость всего дорожного полотна.
• 2. Перераспределение нагрузки. Геосетка принимает на себя вертикальную нагрузку от движения транспорта по покрытию, превращая ее в горизонтальную. За счет этого сила давления распределяется по большой площади, что снижает воздействие.

За счет данных свойств геосетка под асфальтом и под щебнем существенно повышает прочность и износостойкость дорожного полотна, препятствует деформации, увеличивает другие физико-механические характеристики, а также продлевает срок службы.

Щебеночный слой

Щебень под асфальтом выступает в роли непосредственного основания для укладки асфальтобетона. Щебеночный слой существенно повышает прочность и другие характеристики дороги, позволяя выдерживать высокие и интенсивные нагрузки.

Этапы создания щебеночного основания под асфальтом:

• 1. Отсыпка и равномерное распределение основной фракции щебня (более крупной);
• 2. Уплотнение щебеночного слоя дорожными катками;
• 3. Отсыпка более мелкого щебня, чтобы заполнить пустоты между основными фракциями;
• 4. Уплотнение щебеночного слоя дорожными катками;
• 5. Проливка битумными эмульсиями.

На сегодняшний день существует так называемый «черный щебень», который представляет собой искусственный материал из смеси нескольких горных пород. «Черный щебень» обладает более высокими характеристиками, однако пока не используется повсеместно.

Асфальтовое покрытие

Только после того, как все слои под асфальтом были последовательно уложены, можно приступать к укладке асфальтобетона. В зависимости от того, какой вид асфальтовой смеси используется, будет отличаться технология асфальтирования. Классифицировать асфальтобетон можно по многим параметрам, однако основными являются состав и требуемая температура при укладке.

Описание основных типов асфальтобетона

Основные составы асфальтовых смесей:

• 1. Песчаный АБ – подходит для асфальтирования пешеходных зон;
• 2. Гравийный АБ – в настоящее время заменяется щебеночно-мастичным;
• 3. Щебеночно-мастичный АБ – подходит для асфальтирования дорог любой категории.

Укладка асфальта производится слоями небольшой толщины (~3-4 см). Больше планируемая нагрузка на полотно – потребуется уложить больше слоев. Все слои необходимо качественно уплотнить дорожными катками, чтобы обеспечить максимальную плотность покрытия.

Каждый слой проливается битумом, что способствует качественному скреплению слоев друг с другом. Также под асфальтом, выступающим в роли финального покрытия, может быть уложена плоская геосетка, чтобы повысить прочность полотна.

Как устроено основание под асфальтом на тротуарах

В большинстве случаев устройство тротуаров производится практически параллельно со строительством автомобильных дорог, поэтому под асфальтом на тротуарах находятся практически те же самые материалы. Однако есть отличия, которые обусловлены различным назначением покрытий.

На пешеходные зоны не оказывается такого же серьезного и интенсивного давления, как на автомобильные дороги. А значит, что и потребности в таких же высоких физико-механических характеристиках тоже нет.

Это позволяет делать каждый слой меньшей толщины, чем для автодорог. Также можно использовать более бюджетные материалы, например, песчаный асфальт вместо дорогого щебеночно-мастичного.

Выводы

Под асфальтом, который мы видим на поверхности, скрывается множество слоев из различных материалов, каждый из которых влияет на характеристики всего дорожного полотна. Очень важно уделять достаточно внимания устройству каждого технологического слоя, чтобы обеспечить высокое качество и длительный срок службы дорог.

Если проигнорировать какой-либо из этапов строительства и асфальтирования, то покрытие будет иметь низкие физико-механические характеристики, вследствие чего быстро разрушится и придет в негодность гораздо раньше нормы.

Под асфальтом автомобильной дороги располагается еще, как минимум, несколько крупных технологических слоев. При этом само асфальтовое покрытие тоже укладывается слоями. Иногда под асфальтом, который мы видим, монтируется армирующая сетка, а под ней располагается еще один асфальтовый слой.

Чем больше планируется нагрузка на дорожное полотно, тем толще будут некоторые слои. Так для новых автомобильных дорог используется щебеночно-мастичный асфальтобетон, тогда как для тротуаров подходят более бюджетные варианты.