Дорожная одежда / Всё об асфальтировании и дорожном строительстве. Асфальтирование в Киеве

Дорожная одежда — конструктивный элемент автомобильной дороги, представляющий собой многослойное искусственное сооружение (каждый слой которого выполнен из дорожно-строительного материала разной прочности), воспринимающее нагрузку от транспортных средств и передающее ее на грунт земляного полотна, обеспечивающее расчетный срок службы и транспортно-эксплуатационные показатели дороги.

Строительство автомобильной дороги слагается из поэтапного сооружения отдельных ее элементов, важнейшим из которых по значению и стоимости является дорожная одежда. Совокупные затраты на устройство дорожной одежды могут составлять 60–70 % от общей стоимости строительства дороги. Состоянием дорожной одежды определяется допустимая скорость, а также безопасность дорожного движения.

Конструкция дорожной одежды

Типовая конструкция автомобильной дороги представляет собой дорожную одежду и земляное полотно, на которое опирается дорожная одежда. Воспринимая нагрузку от транспортных средств, дорожная одежда передает ее на верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой). Помимо этого, дорожная одежда испытывает целый комплекс как внешних, связанных с погодно-климатическими факторами, так и внутренних воздействий, связанных с грунтово-гидрологическими условиями местности.

Возникающие в дорожной одежде вертикальные и горизонтальные напряжения от воздействия транспорта затухают с глубиной. Этим фактором обусловлена многослойность конструкции дорожной одежды, каждый слой которой создается из дорожно-строительного материала разной прочности.

В верхних слоях дорожной одежды преобладают напряжения и деформации растяжения, в нижних слоях — сжатия и сдвига. Традиционный способ создания дорожной одежды предполагает применение материалов с убывающей жесткостью, прочностью и другими свойствами материалов по толщине. В верхних слоях применяются наиболее прочные и жесткие материалы, а с увеличением расстояния от поверхности дорожной одежды до грунта земляного полотна прочность и жесткость дорожно-строительных материалов снижается.

Типовая дорожная одежда состоит из 2 конструктивных элементов:

1. Дорожного покрытия (верхнего слоя или пакета слоев дорожной одежды).
2. Дорожного основания (нижнего слоя или пакета слоев дорожной одежды).

Дорожное покрытие

Дорожное покрытие — верхняя, наиболее прочная часть дорожной одежды, непосредственно воспринимающая нагрузку от транспортных средств и подвергающаяся воздействию погодно-климатических факторов. Дорожное покрытие обеспечивает такие транспортно-эксплуатационные качества дороги как ее ровность и коэффициент сцепления (шероховатость).

В зависимости от типа дорожной одежды (капитальности и жесткости), а также категории автомобильной дороги, дорожное покрытие может включать следующие слои:

• Слой износа (поверхностный защитный слой).
• Верхний слой или пакет слоев.
• Нижний слой или пакет слоев.

Слой износа (защитный слой) — тонкий поверхностный слой дорожного покрытия, устраиваемый с целью повышения шероховатости покрытия, увеличения срока службы верхнего слоя покрытия за счет исключения его износа, а также для защиты конструктивных слоев дорожной одежды от влаги, проникания атмосферных осадков и агрессивных жидкостей. Слои износа могут устраиваться путем поверхностной обработки покрытия литыми эмульсионно-минеральными смесями (по технологии сларри-сил, микросюрфейсинг и др.), а также путем традиционного асфальтирования с применением ЩМА, литых или уплотняемых асфальтобетонных смесей. Слои износа и защитные слои покрытия, как правило, не учитываются при расчете общей прочности дорожной одежды и в процессе эксплуатации дороги периодических обновляются (по мере истирания и износа).

Дорожное основание

Дорожное основание — нижняя часть дорожной одежды, расположенная под дорожным покрытием и обеспечивающая совместно с ним перераспределение и снижение давления на грунт земляного полотна, а также морозоустойчивость и осушение всей дорожной конструкции. Дорожное основание состоит из несущей части (включающей верхний и нижний слои) и дополнительных слоев основания.

Дополнительные слои основания — слои, располагаемые между несущей частью дорожного основания и подстилающим грунтом, предусматриваемые при неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условиях. Дополнительные слои основания могут выполнять морозозащитную, дренирующую и/или теплоизолирующую функцию, обеспечивая таким образом общую стабильность работы дорожной конструкции под действием погодно-климатических и грунтово-гидрологических факторов. В соответствии с основной функцией, которую выполняет дополнительный слой, его называют морозозащитным, теплоизолирующим, гидроизолирующим, капилляропрерывающим, противозаиливающим и др.

В зависимости от назначения дополнительные слои основания устраиваются из песка, минеральных материалов (укрепленных или неукрепленных вяжущим), грунтов обработанных вяжущим, а также из различных геоматериалов (геотекстиля, геокомпозита и т.п.).

Материалы слоев дорожной одежды

Материалы слоев дорожной одежды, их общая толщина и толщина отдельных слоев должны обеспечивать шероховатость и стабильную во времени ровность поверхности, а также прочность и морозоустойчивость всей дорожной конструкции.

Толщина слоя дорожной одежды назначается с учетом процесса формирования стойкой структуры слоя и его соединения с существующей конструкцией. В общем случае толщина слоя должна в 1,5 и более раза превышать размер самой большой фракции зерен материала этого слоя. Кроме того, для конкретных видов дорожно-строительных материалов определяется минимально допустимая толщина слоя:

• Крупнозернистая асфальтобетонная смесь — толщина слоя не менее 6 см в уплотненном состоянии.
• Мелкозернистая асфальтобетонная смесь — …не менее 4 см.
• Песчаная асфальтобетонная смесь — …не менее 3 см.
• Литая асфальтобетонная смесь — …не менее 2 см.
• Цементобетон — …не менее 16 см.
• Чернощебеночная смесь — …не менее 6 см.
• Щебень/гравий, укрепленные органическим вяжущим (методом пропитки или смешения) — …не менее 8 см.
• Щебень, укрепленный минеральным вяжущим — …не менее 8 см.
• Крупнообломочный грунт и песчаногравийная смесь, укрепленные минеральным вяжущим — …не менее 15 см.
• Малопрочный каменный материал или грунт, укрепленный вяжущим — …не менее 10 см.
• Шлаковый щебень — …не менее 10 см.
• Щебень и гравий не укрепленный вяжущим (на слое из щебня или гравия)  — …не менее 10 см.
• Щебень и гравий не укрепленный вяжущим (на слое из песка) — …не менее 15 см.
• Грунт, укрепленный вяжущим — …не менее 12 см.
• Песок — …не менее 15 см.

Классификация дорожных одежд

В зависимости от механических свойств

• Жесткая дорожная одежда (дорожная одежда жесткого типа) — дорожная одежда, имеющая один или несколько слоев, которые могут работать на растяжение, а их прочность и жесткость практически не зависят от температуры, влажности и продолжительности действия нагрузки. К жестким относятся дорожные одежды с цементобетонным монолитным покрытием, покрытием из сборных железобетонных или армобетонных плит, а также дорожные одежды с основанием из цементобетона или каменных материалов, укрепленных цементом, сланцевой золой или другими минеральными вяжущими.
• Нежесткая дорожная одежда (дорожная одежда нежесткого типа) — дорожная одежда, прочность которой зависит от температуры, влажности и продолжительности нагрузки. Слои нежесткой дорожной одежды устраивают из асфальтобетонов, а также из минеральных материалов и грунтов, укрепленных органическими вяжущими.

Повышение жесткости дорожной одежды является одним из двух способов повышения эксплуатационных характеристик покрытия автомобильной дороги (2-й способ — повышение эластичности дорожных одежд).

В зависимости от срока службы и уровня надежности

• Капитальный тип дорожной одежды — дорожная одежда с асфальтобетонным (из горячего плотного мелкозернистого асфальтобетона I–II марки и щебеночно-мастичного асфальтобетона), монолитным цементобетонным, железобетонным или армобетонным сборным покрытием. Срок службы — 15 лет (для дорожной одежды нежесткого типа) и 25 лет (для дорожной одежды жесткого типа). Применяется при строительстве дорог I–IV категории.
• Облегченный тип — дорожная одежда с асфальтобетонным (из горячей плотной мелкозернистой асфальтобетонной смеси II–III марки), дегтебетонным или чернощебеночным покрытием (а также покрытием из других минеральных материалов обработанных вяжущим), монолитного и укатанного цементобетона, сборных железобетонных плит. Срок службы — 12 лет (для дорожной одежды нежесткого типа) и 20 лет (для жесткого типа). Применяется при строительстве дорог IV–V категории.
• Переходный тип — дорожная одежда с покрытием из каменного материала (щебня или гравия) обработанного органическим вяжущим (методом пропитки или методом смешения в установке), а также из фракционированного каменного материала. Срок службы дорожной одежды переходного типа — 8 лет. Применяется при строительстве дорог IV–V категории.
• Низший тип — дорожная одежда с покрытием из грунтов, укрепленных или улучшенных добавками (органическими и/или минеральными вяжущими). Применяется при строительстве дорог V категории.

Обеспечение капитальности и надежности дорожной одежды в процессе строительства автомобильной дороги, является одним из основных путей повышения качества и долговечности дорожного покрытия.

24. Типы дорожных одежд и виды покрытий по капитальности

Для обеспечения
круглогодичных высоких
транспортно-эксплуатационных показателей
и потребительских свойств автомобильных
дорог устраивают дорожную одежду,
которая представляет собой уложенную
на поверхность земляного полотна
конструкцию из материалов, хорошо
сопротивляющихся воздействию климатических
факторов и колес транспортных средств.

Напряжения,
возникающие в дорожной одежде при
проезде автомобилей, затухают с глубиной.
Это позволяет проектировать дорожную
одежду многослойной, используя в
отдельных ее слоях материалы различной
прочности в соответствии с действующими
усилиями и интенсивностью влияния
природных факторов.

Рис. 25.1. Типичная конструкция нежесткой
дорожной одежды дороги I-IIIкатегории

Различают следующие
слои дорожной одежды:

Покрытие
– верхняя часть дорожной одежды,
воспринимающая усилия от колес
транспортных средств и подвергающаяся
непосредственному воздействию атмосферных
факторов.

По поверхности
покрытия могут быть устроены слои
поверхностных обработок различного
назначения (слои для повышения
шероховатости, защитные слои и т.п.).

Основание –
часть конструкции дорожной одежды,
расположенная под покрытием и
обеспечивающая совместно с покрытием
перераспределение напряжений в
конструкции и снижение их величины в
грунте рабочего слоя земляного полотна
(подстилающем грунте), а также
морозоустойчивость и осушение конструкции.

Следует различать
несущую часть основания (несущее
основание) и дополнительные слои
основания. Несущая часть основания
должна обеспечивать прочность дорожной
одежды и быть морозоустойчивой.

Дополнительные
слои основания
– слои между несущим основанием и
подстилающим грунтом, предусматриваемые
при наличии неблагоприятных
погодно-климатических и грунтово-гидрологических
условий. Эти слои совместно с покрытием
и основанием должны обеспечивать
необходимые морозоустойчивость и
дренирование конструкции и создавать
условия для снижения толщины вышележащих
слоев из дорогостоящих материалов. В
соответствии с основной функцией,
которую выполняет дополнительный слой,
его называют морозозащитным,
теплоизолирующим, дренирующим. К
дополнительным слоям и прослойкам
относят также гидро- и пароизолирующие,
капилляропрерывающие и др. Дополнительные
слои устраивают из песка и других местных
материалов в естественном состоянии
или укрепленных органическими,
минеральными или комплексными вяжущими,
из местных грунтов, обработанных
вяжущими, из укрепленных смесей с
добавками пористых заполнителей и т.д.,
а также из различного рода специальных
индустриально выпускаемых материалов
(геотекстиль, пенопласт, полимерная
пленка и т. п.).

При применении
дополнительных слоев в проекте необходимо
учитывать технологические проблемы,
связанные с движением по ним построечного
транспорта.

Асфальтовое покрытие | Caltrans

2389 Gateway Oaks Suite# 200
Sacramento, CA 95833

Управление асфальтовых покрытий разрабатывает инструменты, стандарты, руководства, стандартные спецификации, стандартные планы и исследования для следующих инженерных тем дорожного покрытия:

• Асфальтовые покрытия
• Экономический анализ дорожного покрытия
• Транспортные воздействия на тротуар
• Воздействие климата на дорожное покрытие

Стандарты асфальтового покрытия

• Калифорнийское руководство по проектированию автомобильных дорог (HDM): Глава 630 — Гибкое покрытие
• DIB 79-04: Руководство по проектированию и стандарты для проектов реабилитации дорог (PDF)
• DIB 81-02: Руководство по капитальному профилактическому обслуживанию (CAPM) (PDF)
• Дополнительные руководства, бюллетени и памятки
• Планы и спецификации
• Нестандартные специальные положения (НССП)

Руководство по асфальтовым покрытиям

Общие типы нежестких покрытий включают горячую асфальтовую смесь (HMA), прорезиненную горячую асфальтовую смесь с градуировкой зазоров (RHMA-G) и слой трения с открытым профилем (OGFC). Также существует два типа прорезиненных смесей OGFC: прорезиненная горячая асфальтовая смесь с открытым гранулированием (RHMA-O) и RHMA-O с высоким содержанием вяжущего (RHMA-O-HB).

Проектирование нежестких дорожных покрытий не является точной наукой. Невозможно сформулировать один набор критериев проектирования, который мог бы удовлетворить требования каждой дороги во всем мире. Транспортные условия, климат, геология, материалы, конструкция и экономика — это переменные, которые требуют самого полного применения профессиональных инженерных знаний и навыков.

Общее

• Руководство по исследованию места (PDF)
• Руководство по выявлению и ремонту локальных повреждений асфальтобетонных покрытий перед капитальным профилактическим или восстановительным ремонтом (PDF)
• Рекомендации по поддержке плечевого пояса (PDF)
• Мощение поверх существующих полос, разметки и маркеров дорожного покрытия (PDF)

Прорезиненная горячая асфальтобетонная смесь (RHMA)

• Руководство по использованию асфальтовой резины (PDF)
• Сохранение ресурсов
  • Использование шинной резины (PDF)
  • Возможность вторичной переработки материалов для дорожного покрытия, модифицированных каучуком (PDF)

Открытый курс трения (OGFC)

• Руководство по использованию открытых ступенчатых курсов трения (DOCX)

Переработка на месте

• Переработка частичной глубины (PDR)
• Централизованная переработка холодной воды (CCPR)
• Рекультивация на полную глубину (FDR)
  • Полная переработка – вспененный асфальт (FDR-FA)
  • Полная переработка — цемент (FDR-C)
  • Измельчение
  • Руководство по восстановлению гибкого дорожного покрытия с использованием измельчения (PDF)

Консервация и техническое обслуживание

• Техническое руководство по техобслуживанию
• Ремонт гибкого дорожного полотна (семейство «А») (PDF)*
• Конусы и переходы дорожного покрытия (промежуточные) (PDF)
• Герметизация существующих полос, разметки и маркеров дорожного покрытия (PDF)

Материалы для асфальтового покрытия

• Вяжущие с классом эффективности (PG)

Окружающая среда и транспорт

• Климат
• Трафик

Экономический анализ

• Анализ стоимости жизненного цикла
• Альтернативная процедура оценки требований к восстановлению гибкого дорожного покрытия для определения объема проекта (PDF)*
  • Меморандум о реализации (PDF)*

Асфальтовое покрытие

• Горячая асфальтобетонная смесь

Передовой опыт

• Более гладкое покрытие
• Более тихий тротуар

Дополнительные инструменты и ссылки

Инструменты дизайна

• Программное обеспечение
• Климатическая карта
• Дорожная информация

Исследования

• Испытание материалов
• Тротуар Интерактивный
• Исследования RHMA
  • Синтез проектов Caltrans RAC (PDF)*

Внешние ссылки

• FHWA
• ААШТО

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Сохранение дорожного покрытия: активный подход

Примените правильный уход к правильной дороге в нужное время.

Консервация дорожного покрытия включает проведение серии недорогих обработок каждые несколько лет на участке дороги, как минимум в хорошем состоянии, чтобы остановить дальнейшее разрушение. Если поверхность дорожного покрытия и основание значительно не ухудшились, относительно недорогие методы обработки могут предотвратить попадание воды на дорожное покрытие, предотвратить окисление асфальта и сохранить хорошее сопротивление скольжению. Кроме того, дорожное покрытие также может выглядеть привлекательно. Все это является важным фактором для дорог национального парка.

Определенные ресурсы всегда необходимо будет выделять на строительство и реконструкцию парковых дорог, но при своевременном применении тщательно подобранных процедур для поддержания и продления срока службы дорожного покрытия можно направить больше ресурсов на другие нужды транспортной инфраструктуры, сохраняя при этом безопасность и эффективность дороги для посетителей парка.

Почему дороги портятся?

Все дороги начинают портиться, как только они построены; подвергается воздействию воды, циклам замерзания-оттаивания, солнечному излучению, а также различным транспортным нагрузкам. Как правило, дорожное покрытие хорошо работает под нагрузкой до определенного момента своего срока службы, а затем резко ухудшается и в конечном итоге выходит из строя. Затем дорога либо реабилитируется, либо полностью реконструируется.

Зачем нужен упреждающий подход?

Требования к дорожным сетям в национальных парках продолжают расти по мере роста посещаемости. В то же время средств на содержание дорог становится все меньше. Консервация тротуарной плитки оказалась очень рентабельной. Несколько исследований показали, что доллар, потраченный на сохранение дорожного покрытия, может сэкономить от 6 до 10 долларов на будущих расходах на восстановление дорожного покрытия. Необходим более эффективный и рентабельный подход к обслуживанию парковых дорог и удовлетворению ожиданий в отношении безопасности, качества езды и оптимального транспортного потока, а также защиты капитальных вложений в транспортные сети парка.

Стратегии сохранения дорожного покрытия могут уменьшить или устранить:

• потребность в дорогостоящем, длительном восстановлении или реконструкции дорог, которые достигли или превысили свой срок службы;
• нарушений дорожного движения, основной фактор в единицах национального парка, где может быть только одна дорога;
• опасностей рабочей зоны, потому что поддерживающие процедуры могут быть применены быстрее, чем полная реконструкция.

Почему сначала не худшее?

Традиционно транспортные агентства допускали, чтобы структурное состояние участка дороги ухудшилось до удовлетворительного или хорошего состояния, прежде чем предпринимать действия по реабилитации или полной реконструкции дороги. Логика этого процесса заключалась в том, чтобы добиться максимального срока полезного использования дороги — обычно от 15 до 20 лет для сегмента асфальта — и, таким образом, максимизировать требуемые капиталовложения.

Этот реактивный подход к содержанию дорог связан с тремя проблемами:

• автомобилисты сталкиваются с тем, что условия вождения постепенно ухудшаются по мере старения сегмента дороги;
• процесс реабилитации или полной реконструкции стоит дорого;

Капитальная реконструкция

• нарушает транспортный поток, что особенно плохо в условиях национального парка.

Со временем дороги приходят в негодность и в конце концов выходят из строя. С помощью консервации дорожного покрытия последовательные небольшие обработки (обозначенные синим цветом на графике слева) поддерживают состояние дороги от «хорошего» до «очень хорошего», продлевая срок службы дороги.