Конструктивні шари дорожнього одягу

Дорожній одяг призначений для сприйняття навантажень від коліс транспортних засобів, перерозподілу та передачі їх на земляне полотно. Він повинен забезпечувати рух автомобілів з розрахунковими швидкостями і навантаженнями в будь-який період року, тому основні вимоги зводяться до забезпечення потрібної міцності одягу, рівності та шорсткісгі його поверхні.

Дорожній одяг – найдорожчий елемент дороги, витрати на його влаштування стгновлять часто 60–70 % загальної вартості дороги. Тому відповідність дорожнього одягу реальним вимогам руху є головною передумовою нормальної експлуатації дороги.

Навантаження від коліс транспортних засобів викликають у конструкції дорожнього одягу горизонтальні і вертикальні напруження, які затухають по глибині. Це дозволяє використовувати в нижній частині дорожнього одягу менш міцні місцеві матеріали і таким чином зменшити вартість будівництва. Внаслідок цього дорожній одяг, як правило, влаштовують багатошаровим.

У залежності від функціонального призначення в дорожньому одязі розрізняють покриття, основу і додаткові шари основи (рис. 1.6).

Покриття – верхня частина дорожнього одягу, яка безпосередньо сприймає навантаження від коліс автомобілів, а також дію природних факторів. Покриття забезпечує потрібні експлуатаційні якості проїзної частини дороги

(міцність, рівність поверхні, коефіцієнт зчеплення). Воно може бути багатошаровим. Верхній шар покриття називають шаром зносу, товщину якого не враховують при розрахунках і періодично відновлюють у процесі експлуатації. Для влаштування покриттів використовують найміцніші матеріали.

Основа – несуча частина дорожнього одягу, яка разом з покриттям перерозподіляє та зменшує питомий тиск від автомобілів на розташовані нижче додаткові шари основи або грунт земляного полотна. Основа може мати один або кілька шарів, які влаштовують із кам’яних матеріалів або грунту, обробленого в’яжучими матеріалами.

Додатковий шар основи зменшує товщину власне основи. Для неї використовують матеріали, які при зволоженні зберігають стійкість: пісок, гравій, грунти, оброблені в’яжучими матеріалами тощо. Крім розподілу навантаження, в залежності від умов, основа може виконувати роль ізолюючого або дренуючого шару.

Рис. 1.6. Конструкція дорожнього одягу: І – покриття; ІІ – основа; ІІІ – додаткова основа; ІV – грунт земляного полотна

Підстилаючий грунт – це якісно ущільнений верхній шар земляного полотна, на який передається тиск від транспортних засобів. Велике значення має захист верхніх шарів земляного полотна від зволоження і морозного пучення. Збільшення товщини та кількості шарів дорожнього одягу не може забезпечити його морозостійкість, якщо ці шари вкладаються на слабу грунтову основу, що піддається перезволоженню.

Дорожні одяги класифікують за типом покриття і механічними властивостями. В залежності від матеріалів конструктивних шарів і транспортно-експлуатаційних характеристик дорожні покриття поділяють на удосконалені, перехідні і нижчі. Удосконалені покриття, в свою чергу, бувають капітальні і полегшені. Класифікацію дорожніх одягів наведено в табл. 1.5.

Таблиця 1.5

Дорожні одяги з удосконаленими капітальними покриттями будують на дорогах І та ІІ категорій, а при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні і на дорогах ІІІ категорії, а з удосконаленими полегшеними покриттями – на дорогах ІІІ і ІV категорій, або як першу чергу – на дорогах ІІ категорії.

Дорожні одяги з покриттями перехідного типу влаштовують на дорогах ІV категорії і при стадійному будівництві на дорогах ІІІ категорії, як першу чергу. На дорогах V категорії і при стадійному будівництві на дорогах ІV категорії застосовують дорожні одяги з покриттями нижчого типу.

За механічними властивостями дорожні одяги умовно поділяють на дві групи: нежорсткі і жорсткі. Нежорсткими називають дорожні одяги з малим або практично відсутнім опором згину. До них належать усі конструкції дорожніх

одягів за винятком одягів із цементобетонним покриттям. Модулі пружності й опір згину конструктивних шарів нежорстких дорожніх одягів залежать від температури і вологості.

До жорстких дорожніх одягів відносяться дорожні конструкції з цементобетонним покриттям, які добре чинять опір напруженням розтягу, що виникають при згині. Модуль пружності й опір згину таких конструкцій практично не залежить від температури і вологості, а також мало змінюється протягом експлуатації.

Дорожній одяг – це найбільш дорога частина автомобільної дороги. Тому його тип і конструкцію вибирають особливо ретельно на основі варіантного проектування. З декількох варіантів дорожніх одягів на основі техніко-економічного порівняння вибирають найбільш доцільний. Проектування конструкцій дорожніх одягів складається з двох етапів - конструювання і розрахунку, які повинні бути взаємно зв’язані.

Конструювання дорожнього одягу полягає у виборі типу покриття, матеріалів для влаштування його шарів і послідовності їх розміщення у конструкції.

Намітивши конструкцію дорожнього одягу, спочатку призначають товщину тих шарів, які визначають міцність і стійкість в цілому. Товщина шарів із матеріалів високої вартості повинна бути мінімальною. Загальну міцність дорожнього одягу можна забезпечити за рахунок інших дешевших шарів. Верхній шар земляного полотна розглядається як конструктивний елемент дорожнього одягу.

Розрахунок дорожніх одягів зводиться до обгрунтування необхідної товщини кожного конструктивного шару зокрема і конструкції в цілому.

Для забезпечення довговічності дорожніх одягів у районах вологим і холодним кліматом дорожні конструкції потрібно розраховувати на осушення і морозостійкість.

Дорожні одяги проектують на перспективний період до чергового капітального ремонту. Цей період для доріг з удосконаленим капітальним покриттям складає 15 років, з удосконаленим полегшеним – 10 років, із перехідним – 6-8 років.

В Україні переважне розповсюдження здобули нежорсткі дорожні одяги. Вони мають дещо меншу міцність, але значно більш комфортабельні, екологічно чисті, більш рівні і мають значно більшу ремонтопридатність.