Справочная энциклопедия дорожника (том I) Строительство и реконструкция автомобильных дорог. Под ред. Васильева А.П
Подождите немного. Документ загружается.
Рис. 22.11. Схема одностороннего несимметричного уширения дорожной одежды и земляного полотна:
а) уширение со срезкой земляного полотна; б) уширение в траншее; 0-0 - старая ось дорожной одежды; 1-
1 - новая ось; h
р.гр.
- толщина снимаемого слоя растительного грунта; 1 - верхний слой нового дорожного
покрытия; 2 - выравнивающий слой; 3 - верхний слой старого покрытия и продолжение его на
уширении; 4 - нижний слой старого покрытия; 5 - основание; 6 - дополнительный слой основания и
продолжение его на уширении; 7 - земляное полотно; 8 - присыпная обочина; 9 - слой уширения
основания; 10 - слои уширения земляного полотна
Рис. 22.12. Двухстороннее уширение дорожной одежды:
а - с двухсторонним уширением земляного полотна и перекрытием всей проезжей части новым верхним
слоем покрытия; б - устройство краевых полос шириной по 0,25-0,75 м с каждой стороны без уширения
земляного полотна
Уширение проезжей части на 0,25 м наиболее сложно, так как подготовка узкого ровика и уплотнение
основания механизированным способом затруднительны. Поэтому таких уширений стараются избегать. За
рубежом небольшие уширения проезжей части делают в виде полос из двух рядов брусчатки или нескольких
рядов мозаиковой шашки. Брусчатку или шашку ставят на песке, щебеночном или гравийном материале.
Технология работ по устройству на полосе уширения дорожного основания и покрытия по существу не
отличается от работ, проводимых по устройству новой дорожной одежды. Они лишь усложняются тем, что
выполнять их необходимо в узком котловане - траншее. Ширина существующих строительных дорожных
машин превосходит уширяемую полосу. В связи с этим необходимо применять специальные машины или
использовать навесное оборудование.
Технология работ по уширению требует выполнения ряда рабочих операций.
После разбивки ширины полосы уширения разрыхляют грунт и материал укрепленной обочины на этой
полосе. Рыхление на всю ширину будущей траншеи выполняют любой из имеющихся машин - кирковщиками
на автогрейдере, на катке или другими прицепными и самоходными машинами. Если траншея глубже, чем
могут достать зубья кирковщика, приходится операцию повторять после удаления верхнего разрыхленного
слоя материала. Нижние слои одежд, обычно грунтовые, не так уплотнены, как верхние, и поэтому могут и не
требовать дополнительной кирковки.
Вдоль кромки дорожной одежды устраивают корыто для полосы уширения шириной 0,75-1,5 м. Эту
траншею глубиной до 0,5-0,8 м прорывают несколькими проходами автогрейдера. При этом стенки траншеи
получаются неровными и невертикальными. Более целесообразно отрывать траншеи автогрейдером с
накладкой, предложенной В.М. Гайдовским. Накладка состоит из двух частей - собственно накладки и режущей
части (ножа). Накладку крепят с правой стороны отвала автогрейдера при помощи четырех болтов [78].
Применяя накладки разных размеров, можно менять ширину и глубину траншей. Схему и число проходов
автогрейдера назначают в зависимости от плотности и влажности грунта, в котором прорезают траншею.
Удобство описываемого способа устройства траншеи в том, что вынимаемый из нее грунт или материал
отваливается на обочину и не загрязняет проезжей части. Ширину корыта можно в известных пределах менять
при одной и той же накладке, устанавливая нож под разными углами в плане. Скорость движения автогрейдера
при рытье траншеи в предварительно разрыхленном грунте составляет 10 км/ч.
При отрывке глубоких траншей в зависимости от их ширины применяют скребковые и многоковшовые
траншейные экскаваторы (табл. 22.5). Преимущество экскаваторов заключается в том, что они могут, если это
необходимо, погружать материал из траншеи в автомобили-самосвалы, которые их отвозят в другое место.
Т а б л и ц а 2 2 . 5
Технические параметры экскаваторов непрерывного действия
Параметры машин
Марка экскаватора
ЭТР-
132
ЭТР-
162
ЭР-
7АМ
ЭТР-
231
ЭТЦ-
202
ЭТЦ-
163
ЭТЦ-161 ЭТЦ-354
Глубина отрываемой траншеи, м 1,3 1,6 1,8-2,2 2,3 2,0 1,7 До 1,6 До 3,5
Ширина траншеи, м 0,27 0,8 1,0-1,4 1,8 0,5 0,25 0,2 и 0,4 До 2,8
Рабочая скорость, м/ч 10-800 5-300 31-300 38-224 15-590 15-500 10-400
12,5-
114,01
Выдерживаемый уклон дна
траншеи, ‰
До 100 ‰ на подъемах и спусках
до 10 ‰
2,0-20 1,5-30 \ До 60
Тип экскаватора Роторный ковшовый
Цепной Цепной
Ковшовый
Скребковы
й
Ковшовый
После прорытия и очистки траншеи проверяют ее размеры и приступают к заполнению материалами,
предусмотренными по проекту, с соблюдением необходимой толщины слоев. Материал доставляют к траншее,
вначале автогрейдером распределяют у края покрытия в валик, из которого этим же автогрейдером сдвигают в
траншею. В траншее материал разравнивают автогрейдером с той же накладкой, которой прорывали траншею.
После уплотнения таким же способом засыпают в траншею материал для следующего слоя. Для этого
применяют специальный распределитель. Щебень, загруженный в него из автомобиля-самосвала, перемешается
вдоль ящика распределителя к лотку, из которого ссыпается в траншею. При определенной постоянной
скорости движения щебень, ссыпающийся через лоток в траншею, распределяется слоем требуемой толщины.
По этому же принципу распределяют асфальтобетонные смеси. При необходимости розлива битума на полосу
покрытия необходимой ширины соответствующим образом регулируют сопла автогудронатора.
Наиболее сложной операцией при работе по уширению проезжей части является послойное уплотнение
каждого слоя материала, засыпанного в траншею. Обычные катки имеют ширину вальцов, большую, чем
траншея, поэтому уплотнение производят при помощи ручных виброплит, или специальных малогабаритных
катков (табл. 22.6).
Т а б л и ц а 2 2 . 6
Технические параметры виброплит
Марка
виброплиты
Фирма, страна
Масса,
кг
Ширина
уплотнения, м
Отношение вынуждающей
силы к частоте, кг/Гц
Мощность,
кВт
GY-700 Динапак, Швеция 700 0,85 5000/50 12,8
PV-5000 АБГ, Германия 700 1,0 5000/50 11,0
SV-8022 Делмаг, Германия 850 1,2 8000/44 14,7
SV-4512 Делмаг, Германия 380 0,75 4500/46 5,5
ВР-50 Бомаг, Германия 400 0,9 3500/58 5,1
ВР-34 Бомаг, Германия 610 1,1 5100/24 6,2
ДУ-90
Волгодонский завод,
Россия
230 0,55 2400/80 4,4
Верхний слой покрытия, поверхность которого после уплотнения должна быть расположена в одном уровне
со старым покрытием, уплотняют обычными тяжелыми катками. Слабым местом этих конструкций является
шов между старой дорожной одеждой и уширяемой полосой. Для обеспечения равнопрочности полосы
уширения и основной дорожной одежды толщину каменных слоев уширяемой полосы принимают больше, чем
в старой дорожной одежде.
Прочность дорожной одежды полосы уширения должна быть равна прочности основной дорожной одежды.
При укладке слоев одежды на уширении нужно тщательно контролировать степень уплотнения. После
устройства дорожной одежды на уширении перекрывают всю проезжую часть, включая существующую
дорожную одежду, слоем асфальтобетона с таким расчетом, чтобы продольный стык на нем не совпадал (в
плане) с точками сопряжения существующей и уширяемой дорожных одежд.
Для предотвращения образования отраженных трещин под зоной сопряжения существующей и уширяемой
дорожных одежд укладывают армирующую прослойку из жестких, обладающих минимальной растяжимостью
синтетических материалов (сеток). Верхний слой асфальтобетона, перекрывающий всю проезжую часть,
целесообразно устраивать из полимерасфальтобетонной смеси.
Для обеспечения лучшего сопряжения нового и старого покрытий применяют различные способы
армирования асфальтобетона на участках уширения дорожных одежд приведённых на рис. 22.13-22.18 (Аливер
Ю.А. Применение геосинтетических материалов для повышения трещиностойкости асфальтобетонных
покрытий на реконструируемых участках автомобильных дорог. // Применение геосинтет. и геопластиковых
материалов при стр-е, реконструкции и ремонте автомоб. дорог. - М., 2001. - 162 с. - Тр. / Союздорнии; Вып.
201.).
На рис. 22.13 показано однослойное армирование продольного шва расширения существующей дороги. В
этом случае армирующий рулонный геосинтетический материал укладывают под верхний слой асфальтобетона
или непосредственно на подготовленную поверхность цементобетонного основания. В конструкции дорожной
одежды такой материал воспринимает растягивающие усилия, возникающие от температурных и транспортных
нагрузок, и сдерживает развитие трещин в зоне стыка. При этом длина анкеровки должна быть не менее 0,5 м, а
для жестких материалов (стеклосетки, полиарамидные сетки) - больше.
Рис. 22.13. Однослойное армирование продольного шва:
1 - мелкозернистый асфальтобетон; 2 - то же, крупнозернистый; 3 - тощий бетон; 4 - булыжная мостовая;
5 - щебень; 6 - песок; 7 - асфальтобетон; 8 - рулонный геосинтетик
Рис. 22.14. Двухслойное армирование продольного шва: условные обозначения - см. рис. 22.13
На рис. 22.14 представлен вариант двухслойного армирования зоны стыка нового и старого покрытий
высокопрочными рулонными геосинтетиками. Такой способ армирования является более эффективным и
надежным, поскольку армоэлементы воспринимают гораздо большие растягивающие усилия. Кроме того,
компенсируются возможные дефекты при нарушении технологии укладки геосинтетиков. В этом случае
верхнюю армирующую прослойку можно сделать из менее прочного материала.
На рис. 22.15 показан вариант армирования зоны стыка нового и старого покрытий, в котором армирующий
геосинтетический материал 8 предотвращает выход отраженной трещины на поверхность, а нижняя прослойка
9 из нетканого геотекстиля, пропитанная битумом, существенно снижает коэффициент сцепления нижнего и
верхнего слоев. За счет этого горизонтальные подвижки (смещения) нижних слоев не передаются к верхним
слоям дорожной одежды. В результате снижаются действующие напряжения в верхних слоях. Кроме того,
геотекстильная прослойка, пропитанная битумом, предотвращает попадание воды и воздуха с поверхности в
нижние слои дорожной одежды. Вместо нетканого геотекстиля можно применять высокопрочные композиции,
например TRC-grid (фирма Colbond, Германия), PGM (фирма Polyfelt, Австрия), сочетающие нетканку и
армирующую геосетку. Это позволяет армировать верхний слой и снизить сцепление между асфальтобетоном и
цементобетонным основанием.
Рис. 22.15. Армирование продольного шва с компенсирующей прослойкой из нетканого геотекстиля:
1-8 - см. рис. 22.13, 9 - нетканый геотекстиль из полипропиленовых волокон
Одной из причин появления трещин в местах стыка старого и нового покрытий является разность осадок
основания. Основание старого покрытия находится в стабильном состоянии (уже прошел процесс
консолидации), новое основание может иметь деформации. Под нагрузкой от транспортных средств в новом
основании могут возникать необратимые деформации. Разность осадок нового и старого оснований повлечет за
собой вертикальные перемещения новой дорожной одежды, что, в свою очередь, вызовет появление трещин в
асфальтобетонных слоях в зоне сопряжения. Для увеличения прочности нового основания и уменьшения
осадок можно армировать его объемными пластиковыми георешетками и высокопрочными рулонными
геосинтетиками (поз. 10 и 11 на рис. 22.16 и 22.18).
Рис. 22.16. Армирование асфальтобетона и песчаного слоя основания (обозначения - см. рис. 22.13);
9 - объемная пластиковая решетка; 10 - рулонный геосинтетический материал
Армирование сопряжения старого и нового покрытий, показанное на рис. 22.13-22.16 выполнено в одной
вертикальной плоскости, представляющей собой зону максимальной концентрации напряжений. Эти
напряжения можно существенно уменьшить, если расширить зону стыка.
На рис. 22.17 показан вариант сопряжения, в котором фрезерование старого покрытия выполнено уступом, а
армирование новых слоев асфальтобетона - двухслойным с соответствующим смещением верхнего
армоэлемента относительно нижней прослойки.
Рис. 22.17. Армирование при фрезеровании старого покрытия уступом (обозначения - см. рис. 22.13)
Эффективным может быть также вариант сопряжения, в котором уступ выполнен с разборкой
асфальтобетона на всю глубину до центра цементобетонного основания (см. рис. 22.18). В этом случае уступ
заполняется тощим бетоном 3 и слоем асфальтобетона 2. Верхние слои асфальтобетона армируют рулонными
геосинтетическими материалами со смещением.
Рис. 22.18. Комбинированное укрепление зоны стыка (обозначения - см. рис. 22.13):
11 - высокопрочный рулонный геосинтетический материал
При уширении существующей проезжей части на дорогах I категории большей частью это уширение
осуществляют на одну, две, а иногда и более полосы движения шириной по 3,5-3,75 м каждая. Технология
строительства таких полос близка технологии нового строительства и вызывает меньше организационных
затруднений, чем строительство узкой полосы. Однако здесь, как и во всех случаях уширения, большое
значение имеет прочность сопряжения существующей дорожной одежды с новой конструкцией. Качество
такого сопряжения обеспечивается в определенной степени применением близкой конструкции полосы
уширения и существующей дорожной одежды, а также сплошным слоем усиления по всей полосе проезжей
части. При этом необходимо, чтобы продольный стык полос укладки асфальтобетона при устройстве слоя
усиления проходил над сопряжением старой одежды и полосы уширения.
Большой опыт реконструкции автомагистралей I категории дали работы, выполненные на Московской
кольцевой автомобильной дороге (МКАД).
22.5. Усиление существующих дорожных одежд
Как правило, одновременно с уширением производят и усиление существующей дорожной одежды. Но если
ширина проезжей части отвечает нормативным требованиям, усиление дорожной одежды может быть
выполнено и без ее уширения.
Возможны три основных способа повышения ее прочности: строительство нового покрытия на старой
дорожной одежде; замена верхнего слоя или всех слоев покрытия с сохранением или с усилением основания;
полная замена всей дорожной одежды с учетом перспективы роста интенсивности движения.
Усиление дорожной одежды путем строительства нового покрытия на старой дорожной одежде. Это
наиболее часто и широко применяемый способ усиления существующих дорожных одежд. По сравнению с
другими этот способ требует меньших первоначальных затрат, но применим тогда, когда старая дорожная
одежда не имеет серьезных повреждений, а усиление требуется в связи с увеличением интенсивности движения
тяжеловесных автомобилей. В этом случае перед укладкой слоев усиления устраняют все повреждения на
старом покрытии (выбоины, трещины и т.д.), а при наличии неровностей укладывают выравнивающий слой.
При усилении дорожных одежд приходится учитывать, что старые дорожные одежды обычно имеют
большие поперечные уклоны, чем назначаемые для современных дорог с усовершенствованными покрытиями.
Необходимо смягчать их поперечный уклон путем срезки возвышения в средней части покрытия или
повышения краев покрытий. Последний способ наиболее рационален. Обычно по краям покрытия на его
ширину укладывают клинообразные слои выравнивания из каменных материалов, обработанных битумом (рис.
22.19).
Рис. 22.19. Схема усиления старой дорожной одежды без уширения:
а - укладка нового покрытия на всю ширину старой дорожной одежды; б - то же, после укладки по краям
слоев для смягчения поперечного уклона; 1 - земляное полотно; 2 - старая одежда; 3 - новое покрытие; 4 -
поднятая и укрепленная обочина; 5 - слой, смягчающий поперечный уклон
При одностороннем уширении дорожных одежд вначале со стороны уширения укладывают выравнивающий
слой, а уже по нему основание на всю ширину проезжей части и покрытие. Приходится проводить работы по
изменению поперечного профиля, вызванного смещением оси проезжей части в сторону уширения.
В тех случаях, когда старая дорожная одежда имеет недостаточную прочность и непригодна для
использования в качестве основания для нового покрытия, старую одежду оставляют как дополнительный слой
основания (рис. 22.20). Наиболее распространен этот вариант при устройстве нового цементобетонного
покрытия, для которого старая дорожная одежда будет служить основанием. После уширения старой дорожной
одежды ее выравнивают, создавая гладкое с ровной поверхностью основание путем россыпи, распределения и
уплотнения песка, обработанного битумом, реже цементом, слоем 3-5 см.
Рис. 22.20. Схема усиления с использованием старой дорожной одежды в качестве дополнительного слоя
основания:
1 - земляное полотно; 2 - старая дорожная одежда; 3 - новый дренирующий слой; 4 - новое основание; 5 -
новое покрытие; 6 - новая присыпная обочина;
,
до
пч
B
после
пч
В
- соответственно ширина проезжей части до
и после уширения.
По сравнению с другими этот способ требует меньших первоначальных затрат, но применим, когда
недостаточная прочность дорожной одежды связана с частичной потерей прочности материалов или слоев
покрытия. Перед укладкой слоев усиления устраняют повреждения на старом покрытии (выбоины, трещины) и
при необходимости укладывают выравнивающий слой.
На старых гравийных и щебеночных покрытиях (необработанных или обработанных органическим
вяжущим) слой усиления целесообразно устраивать из влажных органоминеральных смесей.
Для усиления дорожных одежд облегченного типа можно использовать черный щебень прочных пород в
горячем или теплом состоянии, с пропиткой битумным шламом на основе битумных паст. Толщину слоя и
глубину пропитки назначают в зависимости от требуемой прочности дорожной одежды, при этом минимальная
толщина 5 см, максимальная - 10 см.
Для способа пропитки используют мало- или среднепористый битумный шлам типа В (согласно
нормативным документам) с массовой долей зерен крупнее 2 мм в минеральном материале не более 10 %. С
целью придать битумному шламу требуемую текучесть в него добавляют пластификатор (ацетат натрия, СДБ и
др.) 0,03-0,06 % по массе.
Черный щебень укладывают щебне- или асфальтоукладчиком на предварительно очищенное старое
покрытие. Уплотняют слой катками на пневматических шинах (6-8 т) за два-три прохода по каждому следу.
Сразу после остывания черного щебня разливают битумный шлам (его расход 20-40 кг/м
2
). Для распределения
шлама используют навесные распределители к пасторастворовозу ПС-402.
При усилении асфальтобетонных покрытий необходимо максимально использовать старый асфальтобетон.
С этой целью применяют технологию регенерации способами термопрофилирования или удаления. Способ
удаления заключается в том, что покрытие разрыхляют на глубину, превышающую толщину верхнего слоя не
менее чем на 3 см, а разрыхленный асфальтобетон регенерируют на месте или используют повторно на другом
объекте.
Если усиливают дорожную одежду традиционным способом, поверх старого покрытия укладывают один
или несколько слоев асфальтобетона. Старое покрытие очищают с помощью механических щеток и смачивают
органическим растворителем (соляровым маслом, керосином) в количестве 0,1-0,15 л/м
2
с помощью
краскопульта или распылителя; затем поверхность подгрунтовывают жидким битумом по норме 0,3-0,5 л/м
2
.
При наличии неровностей на старое покрытие прежде необходимо уложить выравнивающий слой. Если
глубина неровностей более 5 см, применяют крупнозернистую пористую смесь или щебень, обработанный
битумом. При меньшей толщине укладывают мелкозернистую смесь асфальтоукладчиками с последующим
уплотнением катками.
При усилении старых дорожных одежд необходимо считаться с некоторыми их особенностями. Усиление,
особенно тонкими слоями, может быть обеспечено только при прочной связи нового покрытия со старым.
Между тем старые покрытия, как правило, имеют разнообразные трещины, выбоины, сколы кромок и другие
разрушения и деформации. Поверхность их обычно запылена, загрязнена и в нее впитались капли масла,
теряемого автомобилями. Укладка нового свежего материала, обработанного вяжущими, на такую поверхность
не гарантирует необходимого сцепления между ними. Опыт показывает, что при укладке на тщательно
очищенное старое асфальтобетонное покрытие нового слоя асфальтобетонной смеси толщиной 3-6 см на
покрытии неизбежно повторяются дефекты старого покрытия. Уже через год все трещины и неровности
старого покрытия начинают воспроизводиться на новом покрытии, причем тем скорее, чем меньше толщина
нового слоя. Укладка нескольких тонких слоев также не дает хороших результатов. На подходах к некоторым
московским мостам толщина старого асфальтобетона достигает 0,8 и даже 1,2 м. Когда на такое старое
покрытие для его улучшения и выравнивания укладывают новый тонкий слой асфальтобетонной смеси, этот
слой неизбежно растрескивается. Попытка устройства покрытия общей толщиной 12-15 см в виде
последовательно укладываемых трех слоев также не всегда достигает цели. На покрытии, состоящем из трех
слоев асфальтобетона, перекрывающих старое цементобетонное покрытие Московской кольцевой
автомобильной дороги, уже через год появились поперечные трещины. Объяснение этому положению дал еще
Л.Б. Гезенцвей [27] указывая, что длительный перерыв в укладке, при котором нижний слой продолжительное
время остается открытым, приводит к загрязнению его поверхности, а интенсивное движение автомобилей по
нижнему слою делает его поверхность гладкой, шлифованной. Кроме того, при раздельной укладке слои
остывают не одновременно и поэтому не работают как сплошной общий слой.
По исследованиям проф. Н.Н. Иванова, асфальтобетонное покрытие оказывает достаточное сопротивление
трещинообразованию при толщине слоя не менее 12-15 см.
Укладка толстого слоя смеси позволяет получать большую плотность асфальтобетона за счёт более
медленного охлаждения и соответственно увеличения периода укатки при оптимальных температурах.
Установлено, что при увеличении толщины слоя в 2 раза время охлаждения возрастает в 3 раза (рис. 22.21);
асфальтобетонная смесь, уложенная при температуре 140 °С, через 60 мин имеет следующую температуру в
зависимости от толщины слоя (температура воздуха 25°С) [24]:
Толщина слоя, см 6 9 12 18
Средняя температура слоя, °С 75 100 110 120
при тех же условиях продолжительность укатки (время до охлаждения смеси до 60 °С)
равна:
Толщина слоя, см 6 9 12 18
Продолжительность охлаждения, мин 70 120 180 300
Время после укладки горячей смеси, мин
Рис. 22.21. Изменение во времени температуры в уложенном слое горячей асфальтобетонной смеси (18
см) и в нижнем слое песчаного асфальта. Кривые характеризуют изменение температуры на глубине:
1-3 см от поверхности верхнего слоя; 2 - то же, 9 см; 3 - то же, 15 см; 4 - 3 см от поверхности нижнего слоя
из песчаного асфальта; 5 - то же, 9 см; 6 - температура воздуха во время укатки.
В верхнем правом углу показан конструктивный разрез покрытия и места закладки термопар (1-5);
I - начало укатки; II - конец укатки
Опыт показал, что современные асфальтоукладчики могут укладывать за один проход слой толщиной до 25
см при ширине до 12 м. Единовременная укладка толстого слоя смеси имеет ряд преимуществ перед
послойной, так как создает покрытия более высокого качества, требует меньше времени и оборудования, может
осуществляться в холодную погоду и даже в дождь. Она позволяет снизить трудоемкость работ и обеспечивает
интенсивное уплотнение.
Проведенные в США исследования также показали, что плотность асфальтобетона, укатываемого в толстых
слоях, выше, чем в тонких. Наилучшие результаты уплотнения были получены при укатке пневмокатками с
давлением при предварительном нагреве шин. Экспресс-способ определения достигаемой при укатке плотности
покрытия, применяемый в США, привел к выводу, что укатка наиболее эффективна, пока температура в
асфальтобетоне выше 90°С. В то же время по нормам ряда других стран уплотнение продолжается до тех пор,
пока температура не снизится до 60-70°С.
В ФРГ установлено, что укладка асфальтобетонных покрытий слоями большой толщины имеет следующие
преимущества: смесь можно укладывать при более низкой температуре воздуха, не опасаясь ее
преждевременного охлаждения; дождь во время укладки смачивает только одну поверхность толстого слоя, а
не несколько поверхностей, как это происходит при последовательной укладке нескольких слоев; исключается
плохое сцепление слоев между собой из-за их загрязнения и различия в температуре; уменьшается дробление
зерен.
Считается, что температура во время укладки должна быть постоянной. Уплотнение катками на
пневматических шинах наиболее эффективно при температуре поверхности слоя 75-95°С. Эффективное
уплотнение может быть достигнуто благодаря большему числу проходов тяжелых катков при более
продолжительном сохранении температуры смеси в толстых слоях. Укладка асфальтобетонного покрытия
слоем большой толщины обходится дешевле, чем многослойная укладка, поскольку отпадает необходимость в
повторных операциях для каждого слоя.
Кроме устройства слоев асфальтобетона большой толщины для борьбы с отраженными трещинами могут
устраиваться промежуточные слои или трещинопрерывающие прослойки (мембраны). Во многих странах этот
слой называют SAMI (Stress Absorbent Membrane Interlager), промежуточный слой, поглощающий напряжения.
По своему функциональному назначению промежуточные слои делятся на армирующие, которые повышают
сопротивление асфальтобетона разрыву в зоне растяжения, и снижающие, перераспределяющие и
поглощающие эти напряжения. Промежуточные слои могут устраиваться из резинобитумных смесей,
битумоминеральных смесей с разными добавками, из битумоминеральных смесей, усиленных сетками из
искусственных материалов или из металла, или усиленных волокнами целлюлозы, пропитанной битумом и
других материалов. Толщина этих слоев колеблется от 5 до 50 мм и более.
Так, например, под слой усиления из асфальтобетона толщиной 10 см и более рекомендуется устраивать
промежуточный слой из щебня фракции 8-11, обработанного вяжущим, модифицированным с помощью
высокополимеров, с расходом вяжущего 3-3,5 кг/м
2
и щебня 8-15 кг/м
2
а под слоем усиления 4 см и меньше
рекомендуется уложить полипропиленовую сетку весом 140 кг/м
2
с распределением модифицированного
битума с расходом 1,3-1,6 кг/м
2
[8].
Широкое распространение находят различные способы усиления промежуточного слоя путем укладки
металлической сетки или сетки полипропилена в виде решетки из высокопрочных полимеров, применение
которого позволяет более равномерно распределять нагрузку на нижележащие слои, воспринимать
растягивающие напряжения и локализовать развитие трещин (рис. 22.22). Применение этого материала
позволяет экономить до 25 % смеси при усилении асфальтобетонных покрытий. Аналогичные сетки
выпускаются во многих странах.
Рис. 22.22. Локализация трещин в дорожной одежде при укладке решетки из синтетического материала
Tensar.
а - дорожная одежда без прокладки; б - дорожная одежда с прокладкой.
1 - старое покрытие или основание; 2 - новое покрытие; 3 - дополнительный слой основания; 4 - шов или
трещина в старом покрытии или основании; 5 - отраженная трещина; 6 - прокладка из материала Tensar
Имеется опыт устройства промежуточного слоя толщиной 1,5-2 см из песчаного асфальтобетона с добавкой
резиновой крошки и большим количеством битума. Этот слой снижает и перераспределяет напряжения в
местах появления трещин, поглощает внутренние пластические деформации, а также обеспечивает
водонепроницаемость. Для приготовления такого материала используют пески непрерывного зернового состава
от 0-3 до 0-6 мм. В основном применяют дробленые пески с небольшим количеством окатанного песка. В
качестве вяжущего используют модифицированный полимерами битум в количестве 9-12,5 %. За счет
добавления волокон увеличивается трещиностойкость этого материала.
Второй способ усиления дорожной одежды состоит в замене верхнего слоя или всех слоев покрытия с
сохранением существующего основания дорожной одежды. Его применяют, если на старом покрытии много
повреждений в виде сетки трещин и выбоин, связанных с существенной потерей прочности материала
покрытия или его слоев. Кроме того, этот способ целесообразен в тех местах, где нельзя увеличивать толщину
покрытия (например, на мостах во избежание снижения их грузоподъемности, в тоннелях или на участках под
путепроводами, во избежание уменьшения габаритов по высоте). Асфальтобетонные слои снимают с помощью
фрез.
Третий способ предусматривает полную замену всей дорожной одежды. Это может потребоваться при
потере прочности материалов или слоев основания, необходимости строительства новых дополнительных слоев
основания (дренирующего, теплоизолирующего), а также при исправлении земляного полотна. В каждом
случае рекомендуется максимально использовать материал старой дорожной одежды.
При реконструкции дорог с переводом их в более высокую категорию на ряде участков дорожная одежда не
может быть использована. В первую очередь, это участки, на которых в результате повышения отметок
продольного профиля дорожная одежда должна быть расположена значительно выше старой, отделенной от
новой слоем грунта большой толщины (рис. 22.23).
Рис. 22.23. Схема устройства дорожной одежды новой конструкции на земляном полотне, в теле которого
находится старая одежда
Кроме того, при спрямлении старой дороги неизбежно остаются неиспользованными участки старой дороги
в местах кривых малых радиусов и другие участки, опасные для движения.
На участках, протрассированных вне старых дорог, на новом земляном полотне устраивают новую
дорожную одежду необходимой прочности и ширины в соответствии с техническими правилами строительства
новых дорожных одежд. При этом дорожную одежду на оставляемых участках старых дорог обычно
разбирают, а материалы ее слоев повторно используют после переработки и обогащения.
22.6. Особенности реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями
При реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями обычно выполняют работы по
уширению и усилению (повышению прочности) дорожной одежды.
В случае уширения существующего цементобетонного покрытия или основания, хорошее качество
сопряжения с цементобетонной полосой уширения дает специальная конструкция, приведенная на рис. 22.24.
Она не только несколько толще в месте примыкания, но и имеет выступ, который заходит под старое покрытие.
Старое покрытие таким образом получает усиление края за счет опирания на плиту уширения. Во избежание
проникания воды шов между старым и новым покрытием необходимо заполнять мастикой. Однако эта
конструкция достаточно сложна технологически.
Усиление дорожных одежд с цементобетонными покрытиями можно выполнять следующими способами:
устройство слоев усиления из асфальтобетонных смесей поверх старого цементобетонного покрытия без
нарушения его сплошности;
то же, с предварительным дроблением старого цементобетонного покрытия на мелкие блоки и тщательным
уплотнением полученного таким образом материала основания;
устройство слоя усиления из непрерывно армированного бетона поверх старого цементобетонного
покрытия.
Цементобетонное покрытие чаще всего усиливают путем укладки одного или нескольких слоев
асфальтобетона. Однако чтобы уменьшить вероятность образования трещин, оно может состоять из нескольких
слоев общей толщиной 9-18 см или быть однослойным. Перед укладкой асфальтобетонной смеси швы в
цементобетонном покрытии расчищают, заливают битумом и цементным раствором, посыпают песком и для
исключения сцепления слоев швы закрывают полиэтиленовой пленкой, бумагой, пропитанной битумом на
ширину 0,5-0,8 м с каждой стороны шва.
Рис. 22.24. Схема уширения цементобетонного покрытия:
1 - новое бетонное покрытие уширения; 2 - старое бетонное покрытие; 3 - арматура. Все размеры даны в
метрах
Другим вариантом усиления цементобетонных покрытий, обеспечивающим снижение образования трещин,
является укладка слоя асфальтобетона толщиной 4-8 см поверх предварительно проложенной
полипропиленовой пленки или нетканых материалов.
За рубежом усиливают прочность и устраняют поверхностные дефекты, укладывая армированный или
неармированный бетон (или фибробетон) различной толщины. Слой армируют металлической сеткой с
ячейками размером 10×30 см и толщиной 7-8 см. Армированные бетонные покрытия обладают преимуществом
- они могут быть небольшой толщины.
При уширении дорожной одежды с цементобетонным покрытием (аналогичной одежде на МКАД)
целесообразно существующую и уширяемую проезжие части перекрывать слоем усиления из непрерывно
армированного бетона минимальной толщины (порядка 10 см). При качественном выполнении работ срок
службы непрерывно армированных покрытий превышает 45 лет при незначительных затратах на ремонт и
содержание. Такие конструкции наиболее эффективны при интенсивном движении автомобилей, основную
часть которых составляют тяжелые грузовые автомобили. Наиболее целесообразно применение этих
конструкций на подходах и обходах крупных городов и на дорогах высших категорий.
Если материалы старого покрытия и слоя усиления имеют различные модули упругости, сначала
определяют расчетом прочности на растяжение при изгибе эквивалентную толщину плиты из разных по
модулю материалов, приведенную к толщине материала с наибольшим модулем упругости, а затем определяют
требуемую толщину усиления