Пособие Реконструкция автомобильных дорог. Технология и организация работ. Учебное пособие

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АВТОМОБИЛЬНО
- ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
( ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ )

А.П. ВАСИЛЬЕВ, Ю . М . ЯКОВЛЕВ , М . С . КОГАНЗОН ,
А . Я . ТУЛАЕВ, П . П . ПЕТРОВИЧ , М . Г . ГОРЯЧЕВ

РЕКОНСТРУКЦИЯ
АВТОМОБИЛЬНЫХ
ДОРОГ

Технология и организация работ

Учебное пособие

Под редакцией профессора А . П . Васильева

Утверждено
в
качестве учебного пособия
редсоветом
МАДИИ ( ТУ )

МОСКВА 1998

А . П . Васильев , ЮМ Яковлев , М.С . Коганзон , и др . Реконструкция автомобильных дорог . Технология и организация работ : Учебное пособие / МАДИ ( ТУ ). - М .; 1998.

Рецензенты : Генеральный директор АО «Центрдорстрой» В . С . Арутюнов , доц ., канд . техн . наук Э . С . Джаназян , проф ., канд . техн . наук В . А . Лукина .

В пособии представлены современные данные о понятии реконструкция автомобильной дороги в России и других странах , обзор различных методов , оценки состояния дорог и мероприятий по реконструкции , технологические решения по выполнению земляных работ , реконструкции дорожных одежд всех типов для различных категорий дорог , в том числе особенности технологий по регенерации дорожных одежд и покрытий . Особое внимание уделено перспективным машинным технологиям холодного рисайклинга , укрепления грунтов различными вяжущими , обоснованию выбора технологии и механизации производства работ в рыночных условиях .

Учебное пособие составлено в соответствии с программой дисциплины «Реконструкция автомобильных дорог» и предназначено для студентов высших учебных заведений , обучающихся по специальности 291000 «Строительство автомобильных дорог и аэродромов» .

ВВЕДЕНИЕ

В процессе эксплуатации автомобильные дороги и дорожные сооружения подвергаются многолетнему и многократному воздействию движущихся автомобилей и природно - климатических факторов .

Под совместным действием нагрузок и климата в автомобильной дороге и дорожных сооружениях накапливаются усталостные и остаточные деформации , появляются разрушения . Этому способствует постепенный рост интенсивности движения , и особенно увеличение осевых нагрузок автомобилей и доли тяжелых автомобилей в составе транспортного потока .

Дорожно - эксплуатационная служба выполняет большой объем работ по содержанию и ремонту дороги , но за многие годы эксплуатации объемы остаточных деформаций в дорожных конструкциях могут нарастать , и дорога устаревает физически .

Кроме того , за долгий срок службы происходит постепенная смена автомобилей с существенным изменением их динамических свойств , изменяются взгляды водителей и пассажиров на комфортность движения , что приводит к повышению требований к геометрическим параметрам и транспортно - эксплуатационным характеристикам дорог , а также к их обустройству , т . е . дороги устаревают морально .

Несоответствие между требованиями к дороге и ее фактическим состоянием постепенно нарастает , особенно в условиях значительного ограничения средств , выделяемых на содержание и ремонт дорог . В результате этого не выполняются многие необходимые виды ремонтных работ , накапливается недоремонт , прежде всего , покрытий и дорожных одежд .

Все это вместе взятое приводит к тому , что наступает момент , когда обычные мероприятия по содержанию и ремонту дороги , выполняемые дорожно - эксплуатационными организациями , уже не обеспечивают выполнение возросших требований к транспортно - эксплуатационным показателям дороги по поддержанию высокой скорости и безопасности движения .

Возникает необходимость значительного улучшения геометрических параметров дороги , прочностных и других характеристик дорожной одежды , искусственных сооружений , инженерного оборудования и обустройства , т . е . перестройки дороги или ее реконструкции .

В настоящее время проблема реконструкции автомобильных дорог становится все более и более актуальной .

Поэтому в учебных планах подготовки инженеров по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» впервые введена дисциплина «Реконструкция автомобильных дорог» .

При изучении этой дисциплины студенты пользуются книгой «Реконструкция автомобильных дорог» , написанной более 20 лет назад коллективом авторов и изданной под редакцией проф . Бабкова В . Ф . в 1978 г . Несмотря на высокий научно - технический уровень этой книги , ее содержание не вполне отвечает учебной программе дисциплины . Кроме того , за прошедший после издания книги период произошли существенные изменения в самом подходе к реконструкции дорог , появились новые технологии , материалы и машины для производства работ по реконструкции дорог , значительно увеличились возможности использования зарубежного опыта в этой области .

Настоящее учебное пособие обобщает и систематизирует отечественный и зарубежный опыт применительно к учебной программе дисциплины «Реконструкция автомобильных дорог» .

1. ПРИНЦИПЫ НАЗНАЧЕНИЯ РАБОТ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

1.1. Реконструкция автомобильных дорог и ее разновидности

В переводе с латинского языка слово «реконструкция» означает коренное переустройство , перестройку по новым принципам , восстановление чего - либо по сохранившимся данным и описаниям .

Однозначного определения термина «реконструкция автомобильных дорог» нет , и этим термином обозначают широкий перечень мероприятий и работ , связанных с улучшением и совершенствованием дорог . В то же время имеются и более детальные классификации мероприятий и работ по совершенствованию автомобильных дорог . Так , Всемирный банк разделяет их на несколько видов [ 33, 34]:

· капитальный ремонт - выборочный ремонт отдельных участков покрытия , восстановление поперечного профиля проезжей части и земляного полотна , улучшение системы водоотвода с восстановлением прочности и условий проезда по искусственным сооружениям . Стоимость работ может изменяться от 3000 долларов за километр для дорог с низшими типами дорожных одежд до более 20000 долларов за километр для дорог с капитальными и облегченными типами дорожных одежд , в зависимости от их типа и состояния ;

· реконструкция - работы , обычно проводимые на дорогах , находящихся в плохом состоянии , и заключающиеся в обновлении дорожной одежды с использованием существующего земляного полотна без изменения трассы , но с восстановлением искусственных сооружений . Стоимость работ может колебаться в широких пределах от 45000 до 300000 долларов за километр .

· восстановление - большие работы , сочетающие элементы капитального ремонта и реконструкции .

· усиление - утолщение дорожной одежды , включающее укладку нового слоя покрытия , которое может сочетаться с термопро филированием существующего асфальтобетонного покрытия . Стоимость работ по одной полосе проезжей части может составлять от 10000 до 50000 долларов за километр .

· перестройка дорог в целях повышения скорости и безопасности движения и увеличения пропускной способности . Работы предусматривают уширение дороги , улучшение ее приложения на местности с увеличением радиусов кривых или снижением продольных уклонов , сопровождающимися постройкой новых участков дорожной одежды . Стоимость работ может колебаться в широких пределах в зависимости от местных условий и намеченных изменений трассы и дорожной конструкции .

В соответствии с действующей в России классификацией работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования , утвержденной приказом Федерального дорожного департамента от 23.05.94 № 26, реконструкция автомобильных дорог - это комплекс работ , связанных с повышением технических параметров эксплуатируемых дорог и дорожных сооружений ( в том числе изменение их геометрических параметров и грузоподъемности ), благодаря которым увеличивается пропускная способность и повышается безопасность движения .

Реконструкция , как правило , обеспечивает возможность перевода дороги в более высокую техническую категорию , но не приводит к увеличению протяженности дороги .

Следовательно , к реконструкции может быть отнесен и комплекс мероприятий по существенному повышению технических параметров и характеристик дорог , обеспечивающих увеличение скорости , пропускной способности , безопасности движения или допустимых осевых нагрузок автомобилей , без перевода в более высокую категорию .

В этой связи представляется целесообразным внести уточнения в классификацию дорожных работ , чтобы избежать путаницы в терминологии .

По действующей классификации ремонт автомобильных дорог - это комплекс работ по восстановлению износа дорожного покрытия , улучшению его ровности и повышению сцепных качеств , усилению дорожной одежды и земляного полотна , восстановлению изношенных конструкций и деталей дорожных сооружений или их замене на более прочные и экономичные , а также работ по организации и безопасности движения , в результате которых восстанавливаются транспортно - эксплуатационные характеристики ремонтируемых дорог и дорожных сооружений и обеспечиваются требуемые условия движения [ 10]. В этой формулировке необходимо обратить внимание на два обстоятельства . Во - первых , при ремонте восстанавливаются только переменные параметры и характеристики дороги без изменения постоянных параметров и характеристик ( ширина проезжей части и земляного полотна , радиусы кривых в плане и профиле , продольные уклоны и т . д. ). Во - вторых , задача ремонта состоит в восстановлении транспортно - эксплуатационных характеристик ремонтируемой дороги ( ровность , прочность , сцепные качества и т . д .), но не транспортно - эксплуатационных показателей ( обеспеченной скорости , пропускной способности и т . д .). Решение задачи повышения транспортно - эксплуатационных показателей перенесено на этап реконструкции дороги в отличие от действующих ранее классификаций дорожных работ , в которых значительная часть мероприятий по повышению транспортно - эксплуатационных показателей дорог входила в состав работ по капитальному ремонту без перевода дороги в более высокую категорию , в том числе уширение проезжей части , спрямление трассы и смягчение продольного уклона отдельных участков и т . д .

В сложившихся условиях целесообразно выделить частичную и полную реконструкции дороги .

Частичная реконструкция - это совершенствование и повышение параметров и характеристик дороги с целью улучшения ее транспортно - эксплуатационных показателей в пределах установленных норм для дороги данной категории без увеличения ширины земляного полотна на основном протяжении .

Частичная реконструкция применяется в случаях , когда :

· интенсивность движения равна или несущественно выше расчетной для дороги данной категории , но на отдельных участках обеспеченные автомобильной дорогой скорость , безопасность или допустимая осевая нагрузка не отвечают возросшим требованиям ;

· отсутствуют финансовые возможности для коренного переустройства дороги или экономически нецелесообразно осуществлять полную реконструкцию .

Полная реконструкция - это коренное переустройство дороги с переводом ее в более высокую категорию с целью приведения дороги в полное соответствие с требованиями сложившегося и перспективного движения автомобилей .

Полная реконструкция с расширением земляного полотна или с устройством дополнительного земляного полотна применяется в тех случаях , когда интенсивность движения на существующей дороге увеличилась в 1 ,5 и более раза по сравнению с расчетной для данной категории и ожидается ее дальнейшее увеличение .

Таким образом , реконструкция - это частичное или полное переустройство дороги для повышения ее транспортно - эксплуатационных показателей . Реконструкция дорог , как правило , не дает прироста протяженности дороги . Наоборот , протяженность ее обычно несколько сокращается . Однако технический уровень дороги , ее инженерное оборудование и транспортно - эксплуатационное состояние при реконструкции значительно улучшаются , а вместе с ними повышаются и все транспортно - эксплуатационные показатели .

1.2. Оценка состояния дороги и назначение мероприятий по реконструкции дорог

Степень повышения основных показателей дороги зависит от комплекса реконструктивных мероприятий , предусмотренных проектом реконструкции . Набор этих мероприятий определяется на основании диагностики и оценки фактического состояния дороги с учетом прогноза изменения этого состояния при ожидаемой интенсивности и составе движения .

Диагностика - это обследование , сбор и анализ информации о геометрических и технических параметрах и характеристиках , физических свойствах дорог и дорожных сооружений и условиях их работы [ 16].

По материалам диагностики осуществляется оценка состояния дороги и дорожных сооружений .

Оценка транспортно - эксплуатационного состояния - это определение степени соответствия фактического состояния дороги и дорожных сооружений предъявленным требованиям .

Задача оценки состоит в сравнении фактических данных о состоянии дороги по установленному перечню параметров , характеристик и показателей с нормативными требованиями , определении расхождений между ними , оценке степени этих расхождений , выявлении и оценке причины возникновения дефектов и расхождений .

В зависимости от степени несоответствия фактического состояния дороги и дорожных сооружений предъявленным требованиям по каждому участку , элементу , параметру и характеристике дороги назначают мероприятия по повышению технического уровня и эксплуатационного состояния дороги , которые могут быть выполнены в рамках ремонта или реконструкции дорог .

Существует несколько методов оценки состояния дорог , которые применяют в настоящее время .

К ним относятся : метод сравнения технических параметров и характеристик , метод сравнения и по техническим параметрам , и по транспортно - эксплуатационным показателям , метод сравнения потребительских свойств .

Суть оценки состояния по техническим параметрам и физическим характеристикам состоит в сопоставлении фактических значений этих параметров и характеристик с нормативными , требуемыми или проектными .

Если отклонения фактических значений от нормативных или требуемых больше допустимых пределов , назначают ремонтные или реконструктивные мероприятия .

Преимущество этого метода состоит в простоте оценки состояния и назначения ремонтных работ или мероприятий по реконструкции .

Однако этот метод имеет ряд недостатков .

Один из них состоит в очень большом числе оцениваемых параметров и характеристик дороги , которые в различных методиках колеблются от 10 - 15 до 40 и более , причем их оценки могут иметь различные количественные или качественные значения на каждом участке .

В этих условиях сделать однозначный вывод об общей оценке состояния дороги , о сравнении общего состояния двух участков дорог или двух различных дорог , а следовательно , выбрать объективно обоснованную стратегию по ремонту или реконструкции дорог весьма трудно . Появляется широкое поле для выбора решений в виде различных наборов приоритетных работ , назначаемых экспертно по одному , двум или нескольким показателям независимо от других .

Другой более важный недостаток состоит в том , что методы оценки состояния дорог по степени соответствия их технических параметров и физических характеристик нормативным требованиям в прямом виде не оценивают транспортно - эксплуатационные показатели дорог , т . е . их потребительские свойства . Они оцениваются только косвенно , предположительно .

Комбинированные методы оценки транспортно - эксплуатационного состояния дорог включают в себя оценку дороги по основным транспортно - эксплуатационным показателям и техническим параметрам и характеристикам . Они позволяют оценивать состояние дороги не просто как инженерного сооружения , а как инженерного транспортного сооружения , предназначенного для обеспечения удобного и безопасного движения автомобилей с высокими скоростями и установленными нагрузками .

В этих методах нашли распространение термин «транспортно - эксплуатационное состояние дороги» ( ТЭС АД ) - комплекс параметров и характеристик технического уровня , эксплуатационного состояния и инженерного оборудования и обустройства , а также термин «транспортно - эксплуатационные показатели дороги» ( ТЭП АД ), которые непосредственно зависят от транспортно - эксплуатационного состояния дороги и характеризуют дорогу именно как транспортное сооружение [ 1, 27].

К транспортно - эксплуатационным показателям дороги ( ТЭП АД ) относятся обеспеченная дорогой непрерывность , скорость , удобство и безопасность движения , пропускная способность и уровень загрузки , допустимые габариты , осевая нагрузка и общая масса автомобилей , экологические , эстетические и другие показатели .

Методика оценки достаточно проста : определяют в абсолютной или относительной форме фактические значения транспортно - эксплуатационных показателей и технических характеристик , сравнивают их с нормативными требованиями по каждому параметру и характеристике , получают оценку ( рассогласование ), с учетом которой назначают мероприятия по ремонту или реконструкции .

Комбинированная система показателей оценки состояния дорог включает в себя следующие показатели [ 27]:

· скорости движения . Оценивается по величине коэффициента обеспеченности расчетной скорости в осенне - весенние , переходные периоды года;

· пропускной способности дороги и уровня загрузки дороги движением ;

· безопасности движения . Оценивают по трем показателям : коэффициенту происшествий , коэффициенту аварийности и коэффициенту безопасности ;

· соответствия фактических геометрических параметров нормативным для данной категории дороги . Оценивают прямым сравнением ;

· прочности дорожной одежды . Оценивают коэффициентом прочности ;

· ровности покрытия . Оценивается коэффициентом ровности ;

· шероховатости и сцепных качеств покрытия . Оценивается показателем скользкости и коэффициентом сцепления по ширине покрытия .

Это основные показатели . Кроме того , по техническим параметрам и физическим характеристикам оценивают состояние обочин , откосов , системы водоотвода . Состояние мостов оценивается в основном определением их грузоподъемности .

Преимущество этого метода состоит в том , что дорога одновременно оценивается по техническим параметрам и характеристикам и по транспортно - эксплуатационным показателям , т . е . по потребительским свойствам .

Главный недостаток этого метода состоит в том , что каждый показатель , параметр и характеристика оценивается раздельно и имеет свои нормативные требования . В результате по итогам оценки на каждом участке дороги получается от 20 до 80 числовых данных в абсолютной или относительной форме , показывающих совпадения или отклонения от нормативных требований , что существенно затрудняет анализ и формирование вывода о степени соответствия дороги нормативным требованиям , а также назначение и выбор наиболее важных мероприятий по ремонту или реконструкции дороги .

Чтобы упростить решение задачи планирования этих работ применяют различные способы определения весовых коэффициентов , коэффициентов важности , приоритетности , разделения работ на главные и второстепенные . В большинстве случаев это делается экспертным путем , т . е . волевым порядком , что может привести к ошибочным решениям при распределении весьма ограниченных средств на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог .

Методика комплексной оценки качества и состояния дорог по их потребительским свойствам . Основана на том , что в рыночных условиях конечной задачей функционирования дорог является обеспечение их высоких потребительских свойств , через которое дорожная отрасль вносит свой вклад в технико - экономические показатели работы автомобильного транспорта , в социальное и экономическое развитие регионов .

Потребительские свойства дорог - совокупность транспортно - эксплуатационных показателей дороги , непосредственно влияющих на эффективность работы автомобильного транспорта и отражающих интересы пользователей дорог [ 1, 16].

К потребительским свойствам дорог относятся обеспечиваемые их техническим уровнем и эксплуатационным состоянием скорость , непрерывность , безопасность и удобство движения автомобилей , пропускная способность и уровень загрузки дороги движением , допустимая осевая нагрузка , общая масса и габариты автомобилей , разрешенные для движения , экологическая безопасность .

За интегральный показатель , наиболее полно отражающий основные транспортно - эксплуатационные показатели , принята обеспеченная дорогой скорость движения автомобилей .

За дополнительные показатели приняты показатель допустимой грузоподъемности и осевой нагрузки автомобиля и показатели инженерного оборудования и обустройства дороги .

Обобщенная комплексная оценка качества и состояния дороги определяется по формуле [ 16]

П = КП · Ко б ,                                                               ( 1)

где КП - комплексный показатель транспортно - эксплуатационного состояния дороги ;

Коб - показатель инженерного оборудования и обустройства .

Главное преимущество этого метода состоит в том , что оценка степени соответствия любого параметра и характеристики дороги предъявленным требованиям производится по тому, как количественно данный параметр влияет на обеспеченные дорогой потребительские свойства : скорость , безопасность движения и другие .

Таким образом , на каждом характерном участке оцениваются все параметры и характеристики с учетом их раздельного и совместного влияния на указанные транспортно - эксплуатационные показатели . В результате на каждом участке выявляются конкретные параметры и характеристики дороги и их сочетания , приводящие к снижению потребительских свойств дороги , что дает возможность ранжировать их по степени этого влияния .

Зная степень влияния различных параметров , характеристик и их сочетаний на потребительские свойства , легко назначить конкретные мероприятия по их повышению до любого заданного уровня требований к потребительским свойствам на каждом участке дороги .

Следует иметь в виду , что любой комплекс мероприятий и работ , назначенный по результатам диагностики и оценки состояния дороги , носит предварительный , предпроектный характер и служит основой для принятия решения о ремонте или реконструкции дороги и о выборе стратегии выполнения этих работ .

Окончательные технические решения по конкретным мероприятиям разрабатываются в техническом проекте на реконструкцию дороги , составленном после дополнительных проектно - изыскательских работ с использованием данных диагностики и оценки состояния дороги .

2. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ДОРОГ

2.1 Подготовительные работы

Подготовительные работы должны быть выполнены до начала реконструкции дороги .

В состав основных подготовительных работ входят : создание геодезической разбивочной основы ; перенос и переустройство воздушных и кабельных линий электропередачи , линий связи , различных трубопроводов , коллекторов и других коммуникаций , расчистка дорожной полосы и территорий , отведенных под карьеры и резервы , подготовка и усиление местных дорог , на которые планируется перевести движение с реконструируемой дороги , или строительство объездных дорог , а также строительство временных дорог к грунтовым карьерам и карьерам песчаных , гравийных и каменных материалов .

В состав дополнительных работ и мероприятий входят : снятие существующих зна к ов , ограждений , направляющих столбиков , столбов и мачт для осветительных фонарей ; разборка и удаление павильонов на автобусных остановках ; разборка укреплений откосов , водоотводных лотков и канав ; разработка схем движения транспорта на участке реконструкции дороги и т . д .

Геодезической разбивочной основой на местности служат знаки, закрепляющие в плане вдоль дороги вершины углов поворотов и главные точки кривых , а также точки на прямых участках не реже чем через 1 км , и реперы вдоль дороги не реже чем через 2 км .

Основные знаки и реперы должны иметь надежную конструкцию в виде столбов или свай , установленных за границами полосы отвода в соответствии со специальными требованиями .

Перед выполнением земляных работ производится детализация геодезической разбивочной основы . При этом делают разбивку всех пикетов и плюсовых точек с выноской за полосу отвода ; устанавливают дополнительные реперы у насыпей высотой свыше 3 м за пределами подошвы , у выемок глубиной более 3 м за бровками откосов , у реконструируемых искусственных сооружений устанавливают промежуточные реперы на пересеченной местности ; разбивают круговые и переходные кривые с выноской и закреплением промежуточных точек .

Детальную разбивку можно выполнять не одновременно на всей протяженности реконструируемой дороги , а по мере продвижения фронта работ с заделом , учитывающим скорость потока .

На участках , где предусмотрено уширение земляного полотна , смягчение продольного уклона , замена пучинистого грунта на непучинистый , снимают существующие дорожные знаки , направляющие столбики , ограждения , мачты освещения , павильоны на автобусных остановках и все другое инженерное оборудование и обустройство , которое может помешать производству работ по возведению земляного полотна и дорожной одежды .

Разборке подлежат также укрепления откосов насыпей и выемок , водоотводных лотков и канав .

На участках двустороннего уширения все работы выполняют с обеих сторон дороги , а на участках одностороннего уширения - с одной стороны .

Виды и состав средств механизации , применяемых для снятия инженерного оборудования и обустройства , а также укрепления откосов зависят от их видов , материалов и объемов работ .

Большие трудности при реконструкции дороги возникают с переносом и переустройством воздушных , наземных и подземных коммуникаций . Как правило , за время от строительства до реконструкции дороги она обрастает различными видами коммуникаций , имеющих , а чаще не имеющих отношения к самой дороге . Это линии технологической и общей связи , проводной и кабельной , линии электропередач в виде воздушных линий или кабелей высокого напряжения , наземных и подземных трубопроводов , коллекторов и других коммуникаций . Чаще всего эти коммуникации расположены в полосе отвода дороги или на определенном расстоянии от нее и могут быть повреждены в процессе производства работ по реконструкции дороги . Нередки случаи , когда кабели линий связи и электроснабжения осветительных систем уложены непосредственно в тело земляного полотна . Поэтому необходимо уделять особое внимание работам по переносу и переустройству инженерных коммуникаций , обозначению мест их расположения около дороги .

Работы по переносу и переустройству коммуникаций должны производиться по специальным проектам специализированными организациями по отдельному графику , согласованному с подрядной организацией , осуществляющей основные работы по реконструкции дороги .

В случае , когда возведение земляного полотна опережает устройство пересекающих дорогу подземных коммуникаций , необходимо по согласовании с заинтересованными организациями предусматривать предварительную укладку кожухов или других устройств для последующей прокладки коммуникаций без нарушения целостности земляного полотна .

До начала земляных работ расчищают дорожную полосу и площади , отведенные для карьеров , резервов , зданий и сооружений , от леса , кустарника , пней , порубочных остатков , крупных камней , строительного мусора и т . д .

Расчистку дорожной полосы осуществляют по отдельным участкам в порядке очередности выполнения земляных работ теми же методами и средствами , что при строительстве новых дорог [ 21, 23, 26].

Боковые кювет - резервы , из которых возведены насыпи , особенно во II дорожно - климатической зоне , как правило , зарастают болотной растительностью и влаголюбивым кустарником . Работы по расчистке дорожной полосы производят кусторезом или бульдозером в летнее время и в начале сухой осени , поскольку весной в резервах и водоотводных канавах имеется поверхностная вода .

После расчистки дорожной полосы на всей площади , где предусмотрены земляные работы , снимают плодородный слой почвы , на глубину , определенную проектом , и укладывают его в отвалы для последующего использования при восстановлении ( рекультивация ) нарушенных и малопродуктивных сельскохозяйственных земель , а также при благоустройстве площадок . Однако при реконструкции дорог необходимо обращать особое внимание на качество и состав плодородного слоя , снимаемого с поверхности дорожной полосы , непосредственно примыкающей к существующей дороге .

Установлено , что при высокой интенсивности движения в полосе шириной до 30 - 50 м от бровки земляного полотна может происходить загрязнение почвы выше допустимых пределов транспортными выбросами , которые содержат свинец , цинк , медь , нитраты , а также хлориды . В этом случае загрязненную почву складируют отдельно и затем используют в нижних слоях при засыпке оврагов , благоустройстве площадок и т . д .

В первую очередь это относится к грунту , который снимают с откосов насыпей и выемок , а также с откосов , дна боковых канав и резервов .

Снятие плодородного грунта выполняют автогрейдерами и бульдозерами . На участках высоких насыпей и глубоких выемок эти работы производят скребком или ковшом экскаватора - драглайн или экскаватора с телескопической стрелой .

Особое место в подготовительных работах занимают мероприятия по организации движения автомобилей при реконструкции дороги , которое существенно возрастает из - за движения построечного транспорта . Организация движения транспортного потока решается с учетом интенсивности движения , видов работ по реконструкции дороги , протяженности реконструируемых участков , наличия рядом других дорог , рельефа местности и других местных условий .

Лучшим для безопасного производства работ является вариант переноса движения с реконструируемого участка дороги на другие дороги , проходящие параллельно участку реконструкции . Во многих случаях для снятия движения с реконструируемого участка дороги на время производства работ строят специальные объезды ( рис . 1). Тип и капитальность дорожных одежд на объездных дорогах должны соответствовать интенсивности переведенного на них автомобильного движения с учетом намечаемого срока действия объездной дороги .

Распространенным является вариант закрытия одной половины проезжей части с пропуском движения по другой половине .

Для этого устраивают дорожную одежду на всю ширину обочины и организуют дополнительную полосу движения .

Во всех случаях необходима разработка специальных схем организации движения , расстановки знаков , ограждения и освещения участков производства работ в соответствии с требованиями действующих правил [ 3, 5].

2.2 . Способы уширения насыпей и выемок

При реконструкции автомобильных дорог на многих участках устраивают новое земляное полотно , процесс возведения которого ничем не отличается от строительства дороги и в данном пособии не рассматривается . Такие работы выполняют на участках спрямления трассы , значительного увеличения радиусов кривых в плане , на участках обходов населенных пунктов , обходов оползней , осыпей и т . д .

Гораздо чаще в процессе реконструкции выполняют работы по уширению земляного полотна , для строительства дополнительных полос проезжей части , переходно - скоростных полос , площадок для стоянки автомобилей или просто для доведения ширины земляного полотна до норм категории , установленной для данной дороги .

Опыт показывает , что добиться устойчивой многолетней совместной работы старого и нового ( уширенного ) земляного полотна очень трудно . Во многих случаях наблюдаются деформации нового земляного полотна в местах соединения со старым . Поэтому везде , где это возможно , следует избегать уширения земляного полотна .

При реконструкции автомобильных дорог обычно стремятся полностью использовать «здоровое» земляное полотно . Под «здоровым» земполотном понимают отсутствие в нем висячих горизонтов воды ( верховодка ) вследствие неблагоприятного взаиморасположения фильтрующих и малопроницаемых грунтов , склонных к морозному пучению .

Уширение земляного полотна может быть односторонним или двухсторонним ( рис . 2).

Двухстороннее , или симметричное , уширение - это уширение , при котором ось существующей дороги остается без изменения и совмещается с осью уширенной дороги . При этом уширение происходит путем досыпки насыпи или срезки откосов выемки с двух сторон . Такое уширение может быть целесообразным при высоте насыпей и глубине выемок до 2 - 3 м .

Преимущество этого варианта состоит в том , что дорожная одежда после ее уширения располагается на прочном , хорошо сформировавшемся земляном полотне , что обеспечивает возможность создания прочной и долговечной дорожной одежды .

Недостатки такого варианта уширения состоят в том , что необходимо с двух сторон снимать и устанавливать инженерное оборудование и обустройство , переносить и перекладывать воздушные , наземные и подземные коммуникации , удлинять трубы и уширять мосты , переустраивать систему водоотвода и дренажа и т . д . Насыпи высотой до 2 м чаще всех уширяют по двухсторонней схеме .

Рис . 1 . Схема объезда участка реконструкции дороги :

1 - реконструируемая выемка; 2 - насыпь; 3 - объездная дорога; 4 - временный низководный мост

Рис . 2 . Схемы уширения земляного полотна :

а , б ) - двухстороннее и одностороннее в насыпях ; в , г ) - двухстороннее и одностороннее в выемке

Одностороннее или несимметричное - это уширение , при котором ось реконструируемой дороги смещена в сторону от оси старой дороги , а уширение происходит путем досыпки насыпи или срезки откоса выемки с одной стороны .

Преимущество этого варианта состоит в том , что все работы по уширению земляного полотна сосредоточены с одной стороны , благодаря чему создаются лучшие условия для работы дорожных машин и сами работы по возведению земляного полотна могут быть выполнены более качественно . Сокращаются объемы работ по снятию и установке инженерного оборудования , обустройству , переносу и переустройству коммуникаций , системы водоотвода , дренажа и т . д .

Главный недостаток одностороннего уширения состоит в том , что часть ширины новой дорожной одежды располагается на старом земляном полотне , а часть на свежеуложенном грунте , которому трудно придать такую же степень уплотнения и устойчивость , как у старого земляного полотна .

В результате создается неравнопрочная дорожная конструкция ( земляное полотно плюс дорожная одежда ) и возникают продольные трещины в дорожной одежде по стыку старого и нового земляного полотна . Опыт реконструкции Московской кольцевой автомобильной дороги показывает , что даже при устройстве различных прокладок и усилений по зоне стыка полностью избежать образования продольных трещин не удается .

Кроме того , при одностороннем уширении проезжей части увеличивается потребность в материалах для устройства покрытия из - за необходимости укладки дополнительного слоя покрытия , чтобы переместить ось проезжей части и обеспечить равный поперечный уклон покрытия на обеих полосах движения .

При уширении земляного полотна , чтобы избежать переувлажнения грунта перед началом основных работ , после снятия растительного слоя необходимо обеспечить поверхностный водоотвод на период реконструкции дороги . Для этого производят планировку поверхности и нарезку временных канав автогрейдером с отводом воды в пониженные места .

Существуют определенные различия в технологии работ по уширению насыпей и выемок ( рис . 3).

Рис . 3 . Последовательность работ при уширении земляного полотна

Уширение насыпей высотой до 2 м , как правило , начинается с засыпки боковых канав или кювет - резервов , из которых была возведена насыпь . Засыпка производится послойно местным грунтом с тщательным уплотнением, до коэффициента уплотнения Ку = 1.

В нижней части при небольшой ширине канав грунт уплотняют вибротрамбующими машинами типа БТМ -1 массой 5 т , производительностью 50 - 60 м3 / ч с частотой не менее 1200 - 1500 уд / мин или малогабаритными виброуплотнителями типа ВУ -800 и ВУ -1500 массой 45 и 82 кг , частотой вибрации 100 и 70 Гц , размером плит 450×350 мм и 620×450 мм , глубиной уплотнения 20 - 25 см и рабочей скоростью 20 м / мин .

Несколько реже используют вибромолот шириной захвата 0,8 м с рабочим органом , навешенным сзади бульдозера типа Д -535. На его отвале монтируют планировочную плиту , предназначенную для разравнивания грунта . При скорости движения уплотняющей машины 380 м / ч слой уплотняемого грунта до коэффициента уплотнения 0,95 - 1,00 достигает толщины 0,35 м . Увеличение скорости до 450 - 550 м / ч возможно , если снизить толщину уплотняемого слоя до 0,3 м . Вибромолотом можно уплотнять грунт и в широких траншеях .

После окончания засыпки боковых водоотводных канав и оформления акта на скрытые работы приступают к работам по собственно уширению земляного полотна . Важной задачей при этом является обеспечение надежного сопряжения присыпаемого грунта с грунтом существующего земляного полотна .

Для этого при высоте насыпи до 2 м и крутизне косогоров до 1:5 достаточно разрыхлить грунт на откосах рыхлителем на глубину 0,2 - 0,25 м .

На более высоких насыпях и косогорах крутизной до 1:3 на откосах бульдозером или автогрейдером нарезают уступы высотой до 0,5 м с уклоном 50 ‰ .

В насыпях из песчаных гр унтов уклон уступов делают к оси дороги , в глинистых - от оси дороги .

Вначале нарезают нижний уступ , затем вышерасположенный и грунт постепенно перемещают на нижний уступ , распределяя его заданной толщиной слоя , и тщательно равномерно уплотняют .

Уплотнение является одной из важнейших операций при уширении земляного полотна , особенно на уступах . При симметричном уширении насыпей высотой до 2 м с учетом уположения их откосов до 1:3 - 1:4 ширина досыпаемой полки составляет около 3 м , что позволяет разравнивать грунт бульдозером и уплотнять по челночному способу любыми самоходными катками . Толщину уплотняемого слоя принимают из расчета коэффициента уплотнения не менее плотности грунта реконструируемой насыпи , но не ниже Ку = 1,0.

При двухстороннем уширении ширина полосы уширения может составлять до 1 м . В этом случае при высоте насыпи более 2 м по технологическим условиям величину уширения приходится увеличивать на 1,0 - 1,5 м , чтобы обеспечить возможность работы бульдозера , автогрейдера и уплотняющих машин на уступах и присыпаемых слоях .

Лишний грунт после отсыпки насыпи срезают и используют либо для уположения откосов , либо перемещают на соседний участок уширения . Это еще один из недостатков двухстороннего уширения .

Исключительно большое влияние на прочность земляного полотна и устойчивость откосов насыпей при уширении имеет выбор грунтов для уширения и их расположение в теле земляного полотна .

Опыт реконструкции дорог позволил выработать ряд требований к земляному полотну в местах уширения , а именно :

· укладывать новые грунты в насыпь слоями по возможности соблюдая их взаиморасположение и придавая им поперечный уклон в сторону откосов , чтобы предупредить застой воды на поверхности отсыпанных слоев ( так называемой верховодки );

· фильтрующие грунты укладывать в верхнюю часть земляного полотна и в откосы , которые больше подвергаются воздействию погодных условий . При укладке фильтрующих грунтов в нижние слои толщину слоя следует принимать не меньше высоты капиллярного поднятия для этих грунтов ;

· степень уплотнения отсыпаемых слоев должна быть не меньше , чем существующего земляного полотна ;

· крутизну откосов принимать согласно требованиям повышения безопасности движения и категориям автомобильной дороги ;

· если откосы отсыпают из песков , то их необходимо укреплять одновременно с производством земляных работ , чтобы предупредить размывы ;

· не рекомендуется применять крупнообломочные горные породы , алевролиты , глинистые сланцы , мергели , оглоенные подзолистые , а также иловатые почвогрунты .

Соблюдение этих требований необходимо для обеспечения прочности и устойчивости земляного полотна после реконструкции . Особенно важно соблюдать требования по однородности грунтов . При насыпях высотой до 2 м , симметрично уширяемых , можно применять любые грунты , поскольку крутизна откосов составляет положе 1:3. При высоте свыше 2 м , а на дорогах I категории 3 м , пригодны только песчаные грунты . На сухих участках (1 тип увлажнения ) возможно использование и супесчаных , но не пылеватых грунтов с одновременным укреплением откосов .

Если местность относится к 2, и особенно 3 типу увлажнения , то в нижнюю часть полосы уширения рекомендуется укладывать песчаный грунт с коэффициентом фильтрации 1 м / сут и более и высотой капиллярного поднятия до 35 см . Тогда ограничивается поступление воды в рабочий слой , который может быть отсыпан и из связных грунтов .

На участках с необеспеченным поверхностным стоком , а также на участках 3 типа увлажнения , на полосе уширения , нижнюю часть насыпи обязательно нужно отсыпать из грунтов с коэффициентом фильтрации 3 м / сут и более , высотой капиллярного поднятия до 25 см .

В связи с большими трудностями отвода земель в настоящее время не удается устраивать боковые резервы вдоль дорог . В большинстве случаев грунт для уширения берут из грунтовых карьеров , которые могут быть пригодны к применению не во всех слоях земляного полотна или требуют специальных мер для предохранения их от увлажнения . Поэтому особенно строго следует выполнять требования к расположению грунтов в слоях насыпи [ 21, 23, 30]. При уширении насыпей из крупнообломочных грунтов необходимо применять заполнитель из глинистых грунтов , причем верхнюю часть толщиной не менее рабочего слоя рекомендуется возводить из обломков крупностью до 250 мм . Большего размера обломки используют для возведения нижней части насыпей , но их размер не должен превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя . В крупнообломочных грунтах желательно , чтобы содержание глинистого заполнителя составляло около 30 % с влажностью , равной оптимальному значению . При соблюдении этих требований предупреждаются просадки . В крупнообломочных грунтах либо отходах промышленности влажность раздробленной мелкозернистой их части должна соответствовать тугопластичной консистенции ( коэффициент консистенции должен составлять около 0,3 %).

Крупнообломочные грунты с пределом прочности на сжатие не менее 0,5 МПа уплотняют в два этапа : на первом этапе применяют кулачковые катки массой свыше 25 т , а на втором - катки вибрационные массой не менее 10 - 12 т с количеством проходов по одному следу 10 - 12.

Из - за ограниченной возможности отвода земель под грунтовые карьеры в некоторых случаях для уширения земляного полотна могут быть использованы различные отходы промышленности и прежде всего металлургические шлаки и золошлаковые отходы тепловых электростанций . Их применение требует особого внимания к однородности состава , технологии производства работ , уплотнению и контролю качества [ 4].

Рис . 4 . Схема симметричного уширения выемок с отводом поверхностной воды :

а - кюветом трапецеидального сечения; б - лотком треугольного сечения; 1 - тщательно уплотненный грунт; 2 - срезанный грунт

Особое внимание необходимо уделять уплотнению грунта в уширяемой части насыпи . Во всех случаях необходимо стремиться к тому , чтобы коэффициент уплотнения был не менее 1,0. Это позволит избежать просадок и снизит вероятность пучинообразования , существенно повысит прочность земляного полотна .

Уширение выемок на практике производится значительно реже , чем насыпей , и по несколько иной технологии .

Выемки глубиной до 2 м уширяют , как правило , бульдозером или экскаватором . После снятия растительного слоя , так же как и при уширении насыпи , выполняют работы по засыпке боковых кюветов с послойным уплотнением грунта .

Затем разрабатывают откосы выемки на заданную ширину с перемещением грунта в насыпь или в отвал или с погрузкой его в самосвалы и транспортировкой на место отсыпки .

После этого бульдозером или планировщиком выполняют планировку откосов , нарезают водоотводные лотки автогрейдером или канавокопателем , а затем при необходимости укрепляют откосы .

В мокрых выемках глубже 6 м уширение производят экскаватором с обратной лопатой или экскаватором - драглайн , располагая их у верхней бровки выемки .

В последнее время вместо боковых канав в выемках глубиной свыше 1 - 2 м рекомендуется устраивать укрепленные лотки треугольного или округлого сечения ( рис . 4), предназначенные только для отвода поверхностной воды .

Преимущества лотков по сравнению с глубокими кюветами или водоотводными канавами в выемках заключаются прежде всего в повышении безопасности движения . Менее размываются их откосы . В них практически не застаивается поверхностная вода , и потому они не зарастают болотной растительностью , но зарастают травой и их не нужно укреплять . Их легче прочищать механизированным способом .

Существующее мнение , что глубокие кюветы и водоотводные канавы способствуют осушению земляного полотна , является не вполне обоснованным .

При глубоких кюветах , заполненных снегом , скорость оттаивания грунта на обочинах обычно в 5 - 6 раз меньше , чем под дорожной одеждой [ 18]. Значит , глубокие кюветы и водоотводные канавы не в состоянии осушить в период оттаивания земляное полотно . В районах же с равнинным характером местности чаще всего глубокие кюветы и водоотводные канавы на десятках километров заполнены водой .

Практика показала , что в канавах , особенно глубоких и тем более заросших влаголюбивым кустарником , круглый год стоит поверхностная вода . Таким образом , вместо пользы глубокие кюветы и водоотводные канавы ухудшают водно - тепловой режим земляного полотна во время его оттаивания .

Перестраивая земляное полотно , особое внимание следует уделять системе водоотвода : восстановлению или устройству новых боковых канав , в том числе и отводящих воду в сторону от полотна , в пониженные места или к водопропускным сооружениям , дренажей для перехвата , сбора , отвода и понижения уровня грунтовых вод , водоотводных лотков и водобойных колодцев и т . д .

Представляет интерес опыт реконструкции Московской кольцевой автомобильной дороги ( МКАД ), построенной в 1957 - 1962 гг ., общим протяжением 108,7 км [ 17]. Среднее расстояние от центра города - 17,35 км . Дорога имела следующие параметры :

· ширина земляного полотна - 24 м ;

· ширина полосы движения - 3,5 м ;

· количество полос движения - 4 м ;

· ширина разделительной полосы - 4 м;

· ширина обочин - 3 м ( каждая );

· габариты мостов и путепроводов - 21 м ;

· ширина тротуаров на путепроводах - 1,5 м;

· высотный габарит под путепроводами - 4,5 м .

Покрытие - цементобетон толщиной 24 см с арматурной сеткой в верхней части на песчаном подстилающем слое толщиной 35 - 50 см . Песчаный слой - сплошной по всей ширине земляного полотна . По краю проезжей части со стороны обочин была установлена рифленая плитка шириной 0,5 м , толщиной 6 см на цементобетонном основании толщиной 18 см . У разделительной полосы установлен бортовой камень высотой 16 см . Обочины укреплены щебнем толщиной 10 см , на подходах к мостам и путепроводам - заасфальтированы .

После реконструкции ширина земляного полотна МКАД составит 50 м , существующее земляное полотно уширяется почти на 90 % протяженности симметрично до 25 м от оси с каждой стороны ( рис . 5). При уширении насыпи земляного полотна высотой более 1,5 производится нарезка уступов . Сооружение земляного полотна осуществляется только из песчаных грунтов выемок и песка из карьеров . Продольный профиль МКАД при реконструкции в основном не меняется , за исключением профиля дороги в местах подхода к новым большим мостам на 19,68 и 76 км МКАД .

Перед началом работ по уширению земляного полотна растительный грунт на откосах слоем 15 см и под насыпью уширения слоем 20 см снимают с целью использования его в дальнейшем для укрепления откосов и рекультивации прилегающей к МКАД территории . Для обеспечения устойчивости земляного полотна производится укрепление откосов растительным грунтом толщиной 0,15 м с засевом семян многолетних трав , железобетонными решетками с засыпкой щебнем , а также геоматами с засыпкой щебнем и грунтом , с засевом трав .

Рис . 5 . Поперечные профили уширения земляного полотна при реконструкции МКАД :

а - насыпи высотой до 2 м; б - насыпи высотой до 6 м; в - выемки глубиной до 12 м; 1 - снятие растительного слоя грунта; 2 - граница полосы отвода; 3 - засев трав; 4 - существующее земляное полотно; 5 - нарезка уступов

2.3 . Исправление продольного профиля

Исправление продольного профиля при реконструкции дороги осуществляется путем увеличения высоты насыпей и глубины выемки существующей дороги .

Увеличение высоты насыпей производят на снегозаносимых участках с целью поднятия бровки земляного полотна до отметки снегонезаносимой насыпи ; на пучинистых участках и участках с высоким уровнем грунтовых или стоячих поверхностных вод до отметки , превышающей капиллярное поднятие воды , и на участках смягчения продольного уклона . Существующие насыпи высотой более 3 м повышают только в исключительных случаях .

Увеличение глубины выемки обычно связано с необходимостью смягчения продольного уклона , увеличения видимости в продольном профиле на вертикальных выпуклых кривых . Иногда увеличение глубины выемки требуется по условиям строительства путепровода над существующей дорогой , для пропуска другой автомобильной или железной дороги .

При повышении высоты насыпи неизбежно происходит ее уширение по подошве и по всей высоте по сравнению с существующей дорогой за счет изменения заложения откосов ( рис . 6). Как правило , у старых дорог заложение откосов насыпей небольшой высоты составляет 1:1 или 1:1,5. В то же время по СНиП 2.05.02-85 крутизну откосов насыпей высотой до 3 м на дорогах I - III категорий следует назначать с учетом обеспечения безопасного съезда транспортных средств в аварийных ситуациях , как правило , не круче 1:4, а для дорог других категорий при высоте откоса насыпи до 2 м - не круче 1:3. Такие откосы достаточно укрепить травосеянием или одерновкой . На ценных землях допускается увеличение крутизны откосов до предельных значений от 1:1 до 1:1,75 в зависимости от типа грунта насыпи с разработкой дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности движения и укреплению откосов . Аналогичные решения могут быть приняты и для других условий при технико - экономическом обосновании .

Величина уширения на уровне отметки бровки земляного полотна существующей дороги может быть определена по формуле

а = m 2 · D h , м ,                                                                ( 2)

где m 2 - заложение откоса насыпи после ее повышения ;

D h - увеличение высоты насыпи , м .

Величина уширения по подошве насыпи составит

b = m 2 · h2 - m 1 · h1 ,                                                           ( 3)

где h 1 - высота насыпи до реконструкции , м ;

h 2 - общая высота насыпи после реконструкции , м ;

m 1 - заложение откоса насыпи до реконструкции .

Увеличение высоты насыпи может быть без изменения положения оси дороги и с изменением ( смещением ) оси дороги в плане .

Выбор порядка и технологии производства работ при повышении высоты насыпей зависит от большого количества факторов : высоты старой насыпи и крутизны ее откосов , величины повышения насыпи и крутизны новых откосов , положения оси дороги до и после повышения насыпи , типа и состояния дорожной одежды , грунтов и системы водоотвода и т . д .

При увеличении высоты насыпи старую дорожную одежду , как правило , разбирают , перерабатывают и обогащают материалом , а затем используют их при строительстве новой дорожной одежды или на других дорожных работах . Однако могут быть и другие варианты использования старой дорожной одежды . При повышении насыпи на 0,25 - 0,30 м , а в некоторых случаях и до 0,5 м старую дорожную одежду используют как основание , на котором устраивают новую дорожную одежду . Окончательное решение принимают после технико - экономического сравнения вариантов , в которых учитывают затраты на снятие старой одежды , переработку и обогащение получаемых ма териалов , повторную укладку этих материалов в дорожную одежду и сравнивают эти затраты с расходами на строительство новой дорожной одежды .

Аналогичные расчеты производят при значительном увеличении высоты насыпи . Как правило , более экономичным является вариант снятия старой дорожной одежды с дальнейшим использованием ее материалов в дорожных конструкциях . Но в некоторых случаях при разборке гравийных или щебеночных покрытий материалы оказываются настолько измельченными , слабопрочными и загрязненными , что затраты на их переработку и обогащение превышают стоимость строительства новой дорожной одежды . В этом случае дорожную одежду не разбирают , а засыпают грунтом ( хоронят в земляном полотне ).

При небольшом повышении насыпи ( до 40 - 50 см ) работы производят путем отсыпки слоя грунта на обочины после снятия растительного слоя с обочин и верхней части земляного полотна .

Работы выполняют в такой последовательности :

· снятие растительного слоя с обочин и верхней части откосов на высоту 0,5 - 0,6 м ;

· послойная разборка и удаление материалов слоя старой одежды ;

· послойная засыпка корыта грунтом и его уплотнение ;

· отсыпка песчаного слоя , устройство новой дорожной одежды ;

· досыпка обочин и их укрепление .

Если старая одежда остается как основание новой , то поднятие земляного полотна , по существу , сводится к досыпке грунта на обочины и его уплотнению .

При необходимости увеличить высоту насыпи более чем на 0,5 м работы ведутся снизу вверх от подошвы насыпи так же , как и при уширении земляного полотна . После снятия растительного слоя с откосов насыпи , кюветов и поверхности прилегающей полосы , где будет размещена подошва новой насыпи , засыпают кюветы или боковые канавы с послойным уплотнением грунта .

Затем так же , как и при уширении , послойно отсыпают новые откосные части насыпи с рыхлением старого откоса или нарезкой уступов .

Если ширина отсыпаемого откоса достаточна для работы бульдозера , автогрейдера и катков , то каждый уступ нарезают шириной 0,3 - 0,5 м , высотой , равной высоте отсыпаемого слоя (0,25 - 0,35 м ). Отсыпают и уплотняют грунт . Затем нарезают второй снизу уступ и так отсыпают откосную часть до бровки старой насыпи .

Если ширина отсыпаемого откоса меньше 1,5 - 2,0 м , то может быть принят один из двух вариантов :

а ) увеличивают ширину уступа так , чтобы обеспечить возможность работы дорожных машин при послойной отсыпке откосной части земляного полотна ;

б ) увеличивают ширину вновь отсыпаемых слоев , которые после возведения насыпи срезают , а грунт перемещают на другие участки работы .

Таким образом отсыпается новая откосная часть насыпи до уровня бровки земляного полотна существующей дороги .

Дальнейшее повышение насыпи выполняется по обычной технологии возведения земляного полотна .

Следует отметить , что при увеличении высоты насыпей необходимо соблюдать те же требования к грунтам , их взаиморасположению и степени уплотнения , что и при уширении земляного полотна .

Увеличение глубины существующих выемок производится значительно реже , чем увеличение высоты насыпей , что объясняется более сложными условиями осуществления таких работ .

Дело в том , что изменение проектной линии в выемке влечет за собой изменение проектной линии и на подходах к ней ( рис 7).

При этом можно выделить ряд характерных участков изменения продольного профиля :

· участок увеличения глубины выемки - I ;

· участок уменьшения глубины выемки - II ;

· участок , где выемка заменяется насыпью - III ;

· участок увеличения высоты насыпи на подходе к выемке - IV .

В реальных условиях некоторые из названных участков могут отсутствовать , но все равно организация работ по реконструкции выемок остается сложной . При увеличении глубины выемок неизбежны увеличение ее ширины по верху , снятие существующей дорожной одежды , перестройка системы водоотвода и дренажа ( рис . 8).

В ряде случаев одновременно с углублением выемки для повышения устойчивости откоса или обеспечения снегонезаносимости увеличивают заложение откосов , т . е . уполаживают их . Увеличение ширины выемки по верху с одной стороны в этом случае составит

b = m2 · h 2 - m1 · h1, м ,                                                      ( 4)

где m 1 и m 2 - заложение откоса до и после реконструкции ;

h 1 и h 2 - глубина выемки до и после реконструкции , м .

Если крутизна откоса после реконструкции остается такой же , как и до реконструкции , увеличение ширины выемки по верху с одной стороны составит

b = m ( h 2 - h1 ), м ,                                                          ( 5)

где m - заложение откоса .

Работы по углублению выемок начинаются , как правило , с устройства объезда , снятия растительного слоя с откосов выемки и поверхности земли на полосе уширения .

После этого производят уширение выемки до отметки бровки существующей дороги сначала с одной , а затем с другой стороны или с обеих сторон одновременно .

Движение автомобилей в этот период может осуществляться по обеим полосам проезжей части без перерыва .

Рис . 6 . Схема определения геометрических размеров земляного полотна при увеличении высоты насыпи

Рис . 7 . Схема расположения смежных участков изменения глубины выемки и высоты насыпи при смягчении продольного уклона :

I - участок увеличения глубины выемки; II - участок уменьшения глубины выемки; III - участок, где выемка заменяется насыпью; IV - участок увеличения высоты насыпи; 1 - линия поверхности земли; 2 - положение красной линии до реконструкции; 3 - то же после реконструкции; i 1 , i 2 - максимальный продольный уклон до и после реконструкции

Рис . 8 . Схема определения геометрических размеров углубляемой выемки

При величине уширения более 2 м разработку откосов выемки можно выполнять бульдозером с продольным перемещением грунта . При меньшей величине уширения разработку откосов выемки выполняют экскаватором - драглайн или экскаватором с обратной лопатой , который устанавливается наверху откоса и разрабатывает грунт с погрузкой в транспортные средства или в отвал .

Экскаватор может быть использован и для разработки откосов при большой величине уширения и большой глубине выемки . В этом случае может быть использован экскаватор с прямой лопатой , который разрабатывает откос ярусами с погрузкой грунта в транспортные средства .

При уширении и углублении больших и глубоких выемок этот метод широко применяется . В частности , таким способом разрабатывались многие выемки при реконструкции Московской кольцевой автомобильной дороги .

После того , как откосы выемки разработаны на глубину до отметки бровки существующей дороги , приступают собственно к углублению выемки до проектной отметки .

К этому времени должно быть закрыто движение по основной дороге и перенесено на объезд или организовано движение по одной стороне проезжей части и снята дорожная одежда .

Работы по углублению выполняют скреперами или бульдозерами . Технология работ практически не отличается от производства работ по строительству дорог .

Завершающим этапом работ по углублению выемок являются планировка и укрепление откосов , нарезка и укрепление кюветов и водоотводных канав .

2.4 . Перестройка пучинистых участков

Пучинистыми называют деформации дорожных одежд и земляного полотна , проявляющиеся зимой во взбугривании , растрескивании и потере ровности покрытия , а в период оттаивания в проломах дорожной одежды при проезде автомобилей , вызванных снижением прочности переувлажненных грунтов .

Пучины на дорогах возникают при одновременном сочетании трех факторов :

· наличие пучинистых грунтов ;

· интенсивное влагонакопление до относительной влажности более 0,75 от влажности на границе текучести грунта в период морозного влагонакопления ;

· медленное и глубокое промерзание грунтов под дорожной одеждой на глубину более 0,5 м .

При отсутствии любого из этих факторов пучины не возникают .

Мероприятия , направленные на устранение возможности образования пучин , можно разделить на три группы ( рис 9):

· изменение или регулирование пучинистых свойств грунта путем замены пучинистого грунта непучинистым , введения добавок , термообработки или укрепления грунта вяжущими ;

· регулирование водного режима земляного полотна путем обеспечения поверхностного водоотвода и исключения увлажнения грунтовыми водами ;

· регулирование теплового режима земляного полотна устройством морозозащитных и теплоизолирующих слоев и др .

Одной из основных причин возникновения пучин является наличие пучинистых грунтов в теле земляного полотна под дорожной одеждой .

Все грунты по степени пучинистости разделяются на 5 групп :

I - непучинистые грунты , относительное морозное пучение которых меньше или равно 1 % ( Кпуч £ 1). К ним относится песок гравелистый крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 мм до 2 %.

Рис . 9 . Мероприятия по устранению причин пучинообразования , применяемые при реконструкции дорог

II - слабопучинистые , относительное морозное пучение от 1 % до 4 % ( Кпуч от 1 до 4). К ним относятся песок гравелистый крупный , средней крупности и мелкий с содержанием частиц мельче 0,05 до 15 %, супесь легкая крупная .

III - пучинистый , относительное морозное пучение от 4 % до 7 % ( Кпуч от 4 до 7). К ним относятся супесь легкая , суглинок ( легкий и тяжелый ), глины .

IV - сильнопучинистый , относительное морозное пучение от 7 до 10 % ( Кпуч от 7 до 10). К ним относятся песок и супесь пылеватые , суглинок тяжелый пылеватый .

V - чрезмернопучинистый , относительное морозное пучение более 10 % ( Кпуч > 10). К ним относятся супесь тяжелая пылеватая и суглинок легкий пылеватый .

Для того чтобы избежать образования пучин , рабочий слой земляного полотна в насыпях и выемках на глубине 1,2 м от поверхности цементобетонных и на глубине 1 м от поверхности асфальтобетонных покрытий во II дорожно - климатической зоне и на глубине 1 и 0,8 м соответственно в III дорожно - климатической зоне должен состоять из непучинистых или слабопучинистых грунтов ( группа I или II ).

На тех участках дорог , где эти требования не выдержаны и установлено образование пучин , необходимо принять меры по замене пучинистого грунта непучинистым или по улучшению свойств грунта .

Замену пучинистого грунта земляного полотна в насыпях начинают со снятия растительного слоя с обочин и откосов . Затем разрушают и послойно снимают дорожную одежду ( см . п . 2.5) и транспортируют материалы в штабеля или на место переработки . После этого разрыхляют верхний слой насыпи рыхлителями на базе бульдозеров или экскаваторов , бульдозерами или скреперами снимают грунт и перемещают его в отвал или погрузчиками грузят в транспортные средства и перемещают к месту укладки автотранспортом .

Дренирующий грунт доставляется самосвалами из карьера и послойно отсыпается с уплотнением до рабочей отметки . При этом соблюдаются требования продольного сопряжения перестраиваемого пучинистого участка с неперестраиваемым [ 18].

Иногда вместо замены пучинистого грунта применяют различные способы улучшения его свойств .

Одним из таких способов является закрепление пучинистого грунта введением цементного или цементоизвесткового раствора . Для этого с поверхности дороги пробуривают сетку скважин на всю глубину рабочего слоя из пучинистого грунта , в которую под давлением закачивают раствор .

Другой основной причиной образования пучин является интенсивное морозное влагонакопление в грунте . Этому может способствовать наличие грунтов с высоким капиллярным поднятием воды , поверхностных или близкорасположенных грунтовых вод , инфильтрация воды через откосы , обочины и покрытие , и особенно морозное влагонакопление в зимний период [ 19, 29].

Для устранения влияния этих причин наиболее действенной мерой является соблюдение требований к возвышению поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод , верховодий или длительно стоящих поверхностных вод , а также над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком [ 28].

Наиболее простым способом устранения причин образования пучин на участках , где указанные требования не соблюдены , является увеличение высоты насыпей до величин , соответствующих этим требованиям .

Для регулирования водного режима земляного полотна применяют устройство глубоких ( траншейных ) дренажей для понижения уровня грунтовых вод или их перехвата с верховой стороны ; устройство дренирующих слоев с дренажами мелкого заложения для осушения верхнего слоя земляного полотна ; устройство водонепроницаемых капилляропрерывающих и водоизолирующих прослоек , полностью устраняющих увлажнение верхней части земляного полотна и дорожной одежды .

Траншейный дренаж применяют только в сложных случаях , когда уровень грунтовых вод оказывает существенное влияние на влажность грунта рабочего слоя земляного полотна . Обычно это третий тип местности по условиям увлажнения с расположением уровня грунтовых вод не глубже 1 - 1,5 м от поверхности на участках невысоких насыпей . Траншейный дренаж может быть подкюветным или прикромочным , односторонним и двусторонним ( рис . 10). При устройстве траншейного дренажа часто используют геотекстиль и водонепроницаемый рулонный материал .

Работы выполняют в таком порядке :

· разработка грунта в траншеях одноковшовым экскаватором с обратной лопатой или экскаватором - драглайн ;

· подготовка , раскатка и укладка рулонов синтетического нетканого материала в траншею с креплением скрепками ;

· укладка щебеночного или гравийного слоя , трубы дренажной керамической и засыпка щебеночным или гравийным материалами ;

· засыпка траншеи грунтом с помощью бульдозера с послойным уплотнением трамбовками .

Гораздо чаще устраивают дренажи мелкого заложения , когда дренажная труба укладывается в ровик вдоль кромки проезжей части для сбора воды из дренирующего слоя и осушения верхней части земляного полотна [ 18, 19]. Это может быть комбинированный прикромочный дренаж , комбинированный плоскостной дренаж или поперечные дренажи мелкого заложения .

Гидроизоляцию земляного полотна применяют для предотвращения поступления влаги в тело земляного полотна : атмосферных осадков через обочины , неукрепленные или укрепленные водопроницаемым материалом ( щебнем необработанным ), воды из кюветов при длительном стоянии поверхностных вод , грунтовых вод при промерзании или для прерывания капиллярного поднятия грунтовых вод .

В качестве гидроизолирующих прослоек могут быть применены термопластики ( безосновные резинобитумные рулонные материалы ), такие как изол , бризол , борулин , гидроизоляционный материал на основе полиизобутилена и др .; пленки ( полимерные безосновные рулонные материалы ), к ним относятся полиэтиленовая поливинилхлоридная и полиамидная пленка , а также пленка армадор -2; основные рулонные материалы , к которым относятся гидроизол , рубероид , стеклорубероид и др .

Рис . 10 . Конструкции земляного полотна с траншейным дренажом :

а , б - подкюветные двухсторонний и односторонний дренажи ; в , г - прикромочные двусторонний и односторонний дренажи ; ∆Н - величина понижения уровня грунтовых вод

Возможно применение тканных и нетканных синтетических материалов , обработанных битумом до их полной водонепроницаемости путем создания на поверхности синтетического материала сплошной пленки битума .

Местоположение гидроизолирующей прослойки выбирают в зависимости от источника поступления влаги ( рис . 11).

Технология работ по устройству гидроизолирующих прослоек зависит от конструкции дорожной одежды и местоположения гидроизолирующей прослойки .

Если в процессе реконструкции гидроизолирующая прослойка укладывается только на ширину обочин , то снимается грунт с обочин до поверхности песчаного слоя , выравнивается и уплотняется песчаный слой , затем отсыпается и уплотняется грунт на присыпной обочине .

Гидроизолирующая прослойка может укладываться на поверхность старого разрушенного покрытия . В этом случае предварительно должен быть выполнен ямочный ремонт старого покрытия и при необходимости уложен выравнивающий слой . Затем укладываются гидроизолирующая прослойка и слои усиления дорожной одежды .

Регулирование теплового режима земляного полотна осуществляют главным образом путем устройства морозозащитных и теплоизолирующих слоев .

Морозозащитные слои - это слои дорожной одежды и верхней части земляного полотна из зернистых материалов , таких как щебень , песчано - гравийные смеси , шлаки , непучинистые грунты I группы , а также грунты , укрепленные вяжущими и гидрофобизированные .

Теплоизолирующие слои - это слои дорожной одежды из материалов с более эффективными теплозащитными свойствами , чем у грунтов и обычных дорожно - строительных материалов .

Рис . 11 . Конструкции земляного полотна с гидроизолирующими прослойками ( ГП ):

а - гидроизоляция обочин ; б - гидроизоляция дорог с переходным типом покрытия ; I - серповидный профиль ; II - полукорытный профиль ; в - гидроизоляция нижней части насыпи при длительном стоянии поверхностных вод ; г - то же при близком уровне грунтовых вод

Рис . 12 . Конструкция дорожной одежды с теплоизолирующими слоями :

а - из укрепленных материалов и грунтов с легкими заполнителями ; б - то же с трубчатыми дренами ; в - с морозозащитным слоем из битумоминеральной смеси ; 1 - покрытие ; 2 - основание ; 3 - укрепительная полоса ; 4 - укрепление обочин ; 5 - песчаный дренирующий слой ; 6 - засев трав , 7 - теплоизолирующий слой ; 8 - трубчатая дрена , 9 - выпуск ; 10 - морозозащитный слой

К таким материалам относятся полимерные материалы ( пенопласты ); легкие бетоны , в которых содержатся пористые заполнители ( керамзит , аглопорит , гранулы полистирола , измельченный пенопласт ); металлургические шлаки ; золошлаковые смеси , обработанные и необработанные вяжущим ; композиции из местных материалов или грунтов , легких заполнителей и вяжущих , приготовленных способом смешения как в установке , так и на полотне дороги ; битумоминеральные смеси обычные или с легкими заполнителями .

Коэффициент теплопроводности таких материалов не должен превышать 0,6 Вт / мК , коэффициент морозного пучения не более 1 %. Кроме того , образцы из этих материалов должны обладать достаточной прочностью .

Теплоизолирующие слои из пенопласта устраивают редко из - за высокой стоимости этого материала .

Для предохранения земляного полотна от значительного промерзания устраивают дорожные одежды с теплоизолирующими слоями из укрепленных цементом или битумом местных материалов , грунтов или отходов промышленности с добавкой легких заполнителей ( рис . 12).

В качестве легких заполнителей чаще всего используют шлаки , аглопористовый щебень или песок , керамзит и др .

Для предохранения грунта земляного полотна под дорожной одеждой от промерзания со стороны обочин теплоизолирующий слой должен быть шире проезжей части на 0,8 - 1,0 м с каждой стороны . На концах участка с теплоизолирующим слоем в продольном направлении дороги на протяжении 3 - 5 м толщину теплоизолирующего слоя постепенно уменьшают , чтобы избежать резкого перехода от одной конструкции к другой и предупредить возможность появления трещин в местах сопряжения .

Технология устройства теплоизолирующих слоев из материалов , укрепленных цементом , или битумоминеральных материалов почти не отличается от технологии устройства слоев дорожной одежды из этих материалов . Отличие состоит в том , что в случае применения в качестве легкого заполнителя керамзита , аглопорита или перлита уплотнение слоев производят только легкими или средними катками .

2.5 . Перестройка и удлинение водопропускных труб

В процессе реконструкции автомобильной дороги в случае увеличения ширины земляного полотна , а также при повышении насыпи или уположении откосов возникает необходимость увеличения длины водопропускных труб . При этом возможны два варианта :

а ) полная перестройка водопропускной трубы , которую производят в тех случаях , когда диагностика и прогнозирование состояния трубы показывают , что существующая труба не сможет нормально работать до следующей реконструкции дороги ;

б ) удлинение водопропускной трубы без перестройки существующей части . Производят , если состояние существующей трубы позволяет ожидать ее нормального функционирования до новой реконструкции дороги при соответствующем содержании и ремонте . Работы по перестройке или удлинению труб желательно производить в сухое время года или в зимний период , чтобы предотвратить вредное для производства работ влияние потока воды , протекающего через трубу . Работы должны быть организованы таким образом , чтобы не препятствовать пропуску движения или снизить возможные помехи до минимальной степени .

Для этого целесообразно устройство временного объезда . При невозможности его сооружения ( близкорасположенные важные строения или подземные коммуникации , ценные сельскохозяйственные культуры , не подлежащий повреждению лес и т . п .) необходимо организовать работы с одновременным регулированием движения по другой половине дороги . Последний вариант более сложен и менее желателен с позиций производства работ и организации движения , но он достаточно часто встречается при перестройке труб .

Полная перестройка трубы включает в себя следующие основные операции , многие из которых аналогичны новому строительству водопропускной трубы [ 25].

До начала работ производят установку необходимых дорожных знаков ( ограничения скорости , сужения проезжей части ), указателей объезда и др ., ограждений в соответствии с действующими требованиями [ 3, 5].

Затем выполняют удаление ( разборку ) существующей дорожной одежды в пределах будущего котлована и вывоз материала с применением кирковщиков , бульдозеров , одноковшовых ( фронтальных ) погрузчиков и автомобилей - самосвалов . Возможно использование материала старой дорожной одежды на объездной дороге . После разборки дорожной одежды отрывают котлован с целью освобождения старой трубы от грунта до уровня подошвы фундамента ( основания ) с применением экскаватора с рабочим оборудованием обратной лопаты . Для безопасности и удобства работ при разборке старой и монтаже новой трубы котлован по подошве должен быть шире основания старой трубы с одной стороны на 3 м ( для прохождения машин ), а с другой стороны на 1 м ( для движения рабочих ).

Откос котлована должен обеспечивать безопасность работ ( обычно не круче 1:1). Если через трубу в процессе ее перестройки возможно прохождение воды , котлован уширяют и в нем устраивают временное обводное русло , ширина и глубина которого должны быть рассчитаны .

При соответствующем технико - экономическом обосновании возможно устройство котлована с креплением откосов , что позволяет увеличивать их крутизну , уменьшая объем земляных работ .

После этого разбирают трубу с применением пневматических или электрических отбойных молотков ( соответственно с передвижными компрессорами или электростанциями ), автокранов , бульдозеров , автомобилей для транспортировки к месту складирования блоков разобранной трубы . Если лекальные блоки и основание трубы ( обычно гравийно - песчаный или щебеночный слой ) не имеют недопустимых дефектов , они могут быть сохранены . При наличии разрушений ( трещины , значительные обломы ) лекальные блоки или часть из них удаляют . Материал основания сдвигают за пределы котлована бульдозером . Возможно использование материала основания для укрепления временного отводного русла .

Затем осуществляют планировку и уплотнение дна котлована ( при удалении лекальных блоков и основания ) с помощью бульдозера и виброкатков или ( рациональнее ) виброплит . Уровень поверхности дна должен соответствовать требованиям проекта перестройки трубы . При необходимости при планировке производят досыпку котлована грунтом того же вида , что и местный грунт . Устройство пандуса для въезда автомобилей с уклоном до 100 ‰ показано на рис . 13. Пандус сооружают с верховой части трубы . На спланированном и уплотненном дне котлована устраивают основание из песчано - гравийной или щебеночной смеси , если такое основание предусмотрено проектом . Песчано - гравийную или щебеночную смесь вывозят автомобилями - самосвалами , планируют бульдозером ( возможно вручную ) и уплотняют самоходными или ручными виброкатками . При благоприятных грунтово - климатических условиях ( песчаные грунты , глубина промерзания менее 0,5 м ) основание из песчано - гравийной смеси можно не устраивать ( это должно быть предусмотрено проектом ).

Затем производят распределение цементного раствора , подвозимого автомобилями - самосвалами или изготовляемого на месте , и установку ( монтаж ) портальных стенок , блоков , открылков и лекальных блоков . Цементный раствор обычно распределяют вручную слоем 10 - 15 см , а портальные стенки , блоки открылков и лекальные блоки монтируют автокраном или краном на гусеничном ходу . Так как укладываемые на лекальные блоки звенья труб повторяют профиль , по которому уложены лекальные блоки , отметки лекальных блоков должны быть проверены с помощью нивелира . Уровень лекальных блоков регулируют толщиной слоя цементного раствора .

Монтаж звеньев трубы производится с применением автокрана или крана на гусеничном ходу ( рис . 14). Затем выполняется омоноличивание швов между блоками портальных стенок и открылков , заделка и гидроизоляция швов звеньев .

Швы портальных стенок и открылков конопатят и заполняют цементным раствором , который уплотняют металлической шуровкой . Гидроизоляция швов звеньев осуществляется двумя слоями битуминизированной ткани и тремя слоями асбестобитумной мастики .

При двух - и трехочковых трубах пазухи между этими трубами заполняют цементобетоном , доставляемым автомобилями - самосвалами , автобетоносмесителями или изготовляемым на месте ( см . рис . 15, а ). Цементобетон к пазухам подают в бадьях с помощью автомобильного или гусеничного крана , либо более просто через бункер , снабженный металлическим рукавом . Уплотнение цементобетона в пазухах осуществляют различными глубинными вибраторами ( вибробулава , виброштык и др .).

Гидроизоляция трубы может осуществляться с устройством оклеечной или обмазочной гидроизоляции . В первом случае трубу покрывают с помощью ручного распределителя битумной мастикой , доставляемой автогудронатором . Затем наклеивают рулонный материал ( обычно рубероид ), снова обмазывают битумной мастикой и наклеивают рулонный материал ( рис . 15, б). Обмазочную гидроизоляцию устраивают путем обмазки внешней поверхности трубы битумным лаком с последующим нанесением двух слоев битумной мастики .

Рис . 13 . Монтаж лекальных блоков одноочковой водопропускной трубы :

1 - котлован отрытый в существующем уширенном земляном полотне ; 2 - въезд в котлован в виде пандуса ; 3 - уложенные лекальные блоки ; 4 - автомобильный кран ; 5 - склад лекальных блоков ; 6 - котлован для оголовка ; 7 - цементный раствор ; 8 - откос насыпи

Рис . 14 . Монтаж звеньев двухочковой трубы :

1 - автомобиль с доставленными звеньями трубы ; 2 - автомобильный кран ; 3 - лекальные блоки ; 4 - звенья водопропускной трубы

Рис . 15 . Заполнение пазух двухочковой трубы цементобетоном ( а ) и гидроизоляция трубы ( б ):

1 - бункер с металлическим рукавом , подающим цементобетонную смесь для заполнения пазух ; 2 - автомобиль - самосвал , доставляющий цементобетонную смесь ; 3 - автогудронатор с ручным распределителем битума для гидроизоляции

Засыпку котлована с послойным уплотнением производят бульдозером , начиная с боковых пазух , где грунт уплотняют механическими трамбовками . Также уплотняют грунт и над трубой до общей толщины отсыпки 0,5 м в уплотненном состоянии . Толщина каждого уплотняемого слоя в пазухах и над трубой при использовании механических трамбовок должна быть 0,10 - 0,12 м . Выше толщины 0,5 м до верха котлована уплотнение производят самоходными виброкатками . Толщина уплотняемого слоя при этом 0,15 м . Грунт должен иметь оптимальную влажность . Необходимый коэффициент уплотнения грунта Ку ³ 1,0, что позволяет избежать просадок грунта и дорожной одежды над трубой . Засыпку удлиненной части трубы производят одновременно с уширением земляного полотна .

После этого производят расчистку подводящего и отводящего русел с укреплением бетонной плиткой и укреплением откосов у оголовков , а также строительство водоотбойного колодца , если он предусмотрен проектом реконструкции трубы .

Полная перестройка прямоугольной трубы включает в себя операции , аналогичные рассмотренным ранее , за исключением монтажа лекальных блоков , вместо которых обычно делают монолитный бетонный фундамент .

Большие прямоугольные железобетонные трубы часто бетонируют на месте . При этом на подготовленное основание устанавливают опалубку , монтируют и сваривают арматурный каркас , производят бетонирование с применением крана и бадьи . Уплотнение производят наружными вибраторами через опалубку , а также при возможности используют глубинные вибраторы .

Удлинение водопропускной трубы для уменьшения объема работ целесообразно производить со стороны выходного оголовка . Поэтому в данном месте предусматривают одностороннее уширение земляного полотна и дорожной одежды . В процессе удлинения трубы выполняют следующие основные операции .

В случае постоянного протекания воды через трубу устраивают с нижней стороны временное отводящее русло с применением экскаватора с обратной лопатой и удаляют укрепление лотка и откосов . Удаление грунта откоса , примыкающего к оголовку , выполняют с применением экскаватора с обратной лопатой или при высокой насыпи ( более 3 м ) - с помощью экскаватора - драглайна .

Разборка оголовка трубы , включая открылки и портальную стенку , производится с применением пневматических или электрических отбойных молотков и автомобильного крана или крана на гусеничном ходу , располагающихся обычно на насыпи .

Отрывка котлована для основания и фундамента удлиненной трубы выполняется с применением экскаватора с обратной лопатой . Если в котлован поступает вода , необходимо обеспечить ее откачку и спуск по уклону . При этом возможно устройство временного сливного лотка . Планировка и уплотнение дна котлована производятся аналогично изложенному для полной перестройки трубы .

То же относится и к устройству основания из песчано - гравийной или щебеночной смеси , распределению цементного раствора , монтажу портальных стенок , блоков открылков , лекальных блоков удлиняемой части трубы . Затем аналогично полной перестройке трубы производят монтаж звеньев удлиняемой трубы между блоками портальной стенки и открылками , омоноличивание швов , заделку и гидроизоляцию швов звеньев , заполнение цементобетоном пазух при двух - или трехочковых трубах , гидроизоляцию трубы .

Работы завершаются устройством лотка у отводящего оголовка , строительством водобойного колодца , если он предусмотрен проектом реконструкции трубы , и засыпкой грунтом удлиненной части трубы , которую производят одновременно с уширением земляного полотна .

3. РЕКОНСТРУКЦИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

3.1 . Способы реконструкции дорожных одежд

В тех случаях , когда ось существующей дороги совпадает с проектной осью этой дороги после реконструкции , а красные отметки практически не требуют изменения , возможны различные варианты перестройки дорожной одежды , выбор которых осуществляют на основе технико - экономических соображений .

Указанные варианты включают следующее :

а ) полную разборку существующей дорожной одежды с использованием полученного материала при строительстве новой дорожной одежды , укреплении обочин , строительстве объездных дорог , подъездов и т . д .

Полная разборка дороги производится в тех случаях , когда под воздействием движения и погодно - климатических факторов ее износ и разрушение таковы , что использование существующей одежды в основании реконструируемой дорожной одежды технически не целесообразно ( коэффициент прочности существующей дорожной одежды Кпр менее 0,4; дренирующий слой не способен выполнять свои функции вследствие заиливания или разрушения , на дорожной одежде наблюдаются частые проломы , составляющие более 3 % ее площади ).

Полная разборка старой дорожной одежды производится и в том случае , когда намечается существенно увеличить высоту насыпи или углубить выемку ;

б ) разрушение существующей дорожной одежды , особенно слоев из монолитных материалов , и использование ее в качестве верхнего слоя основания . В этом случае увеличивается вероятность предотвращения возможности появления отраженных трещин в верхних слоях ( трещины , повторяющие существующие в старом покрытии ).

Такой способ реконструкции применяют , когда существующая дорожная одежда включает слои из цементобетона различных типов или материалов , укрепленных значительными дозами цемента и сохранивших в достаточной степени свою монолитность , но существенно снизивших ровность поверхности одежды , изобилующей трещинами и другими подобными деформациями . Отдельные блоки разрушенного слоя не должны превышать 0,5 м .

Асфальтобетонное покрытие в таких случаях на всю или большую часть толщины снимают способом холодного фрезерования , в дальнейшем его используют на асфальтобетонном заводе в качестве добавки для производства новой асфальтобетонной смеси . Возможно применение продукта фрезерования для укрепления обочин .

Разрушенный слой основания перед укладкой верхнего слоя должен быть тщательно уплотнен . Такой способ реконструкции дорожной одежды был применен на магистрали Москва - аэропорт Домодедово , где ранее построенное цементобетонное покрытие было перекрыто асфальтобетоном значительной толщины .

Через несколько лет после перекрытия на асфальтобетонном покрытии появилось значительное количество отраженных и других трещин , существенно снизилась ровность покрытия , что привело к необходимости реконструкции . В процессе реконструкции существующие слои из асфальтобетона были сняты холодным фрезерованием . Нижележащий цементобетон разрушен и уплотнен виброкатками . Затем уложены слои асфальтобетон а общей толщиной до 18 см ;

в ) разрушение существующей дорожной одежды , ее уширение и усиление новым материалом с укладкой соответствующих верхних слоев ;

г ) сохранение существующей дорожной одежды , ее ямочный ремонт либо горячая , холодная или комбинированная регенерация асфальтобетонного покрытия с последующей укладкой слоя усиления . Для предотвращения появления отраженных трещин возможно применение синтетической сетки .

Такой способ реконструкции технико - экономически целесообразен при коэффициенте прочности существующей дорожной одежды более 0,8 и состоянии покрытия , допускающем проведение соответствующего ремонта [ 1];

д ) сохранение существующей дорожной одежды , ее уширение , ямочный ремонт , горячая , холодная или комбинированная регенерация , при необходимости укладка синтетической сетки и устройство слоя усиления .

Данный случай аналогичен указанному в п . «г» , но при недостаточной ширине проезжей части .

При существующем переходном покрытии из щебня или гравийного материала его рыхлят на глубину имеющих место выбоин , профилируют и уплотняют . Затем укладывают слои усиления в виде усовершенствованного покрытия . Для рыхления и профилирования может быть использован автогрейдер с навесным кирковщиком , для уплотнения - самоходные катки на пневмошинах или комбинированные .

При реконструкции дорог обычно производят усиление дорожной одежды . Это наиболее частый вид реконструкции .

Усиление существующей дорожной одежды должно обеспечивать общую ее прочность , соответствующую требованиям перспективного движения в конце срока службы усиленной одежды . Срок службы должен соответствовать требованиям «Технических правил ремонта и содержания автомобильных дорог» ВСН 24-88 [ 27]. При капитальном типе покрытия на дорогах I категории этот срок ( Тсл ) в зависимости от дорожно - климатической зоны и уровня надежности составляет 14 - 20 лет ( большие значения для южных районов страны и меньшего уровня надежности ). На дорогах II и III категории соответственно Тсл = 11 - 16 лет . При облегченном типе покрытия на дорогах III категории Тсл = 10 - 15 лет , а на дорогах IV и V категорий Тсл = 8 - 12 лет .

Основанием для назначения толщины слоя усиления должны быть результаты диагностики и оценки состояния автомобильных дорог , проводимых в соответствии с «Правилами диагностики» ВСН 6-90 [ 16].

Для определения перспективной интенсивности движения к концу срока службы дорожной одежды могут быть рекомендованы следующие формулы :

в случае роста интенсивности движения по геометрической прогрессии

N т = N н (1 + q ) Т- 1 ;                                                        ( 6)

в случае роста интенсивности движения по линейной зависимости

N т = N н [1 + q ( Т - 1)],                                                      ( 7)

где N т - интенсивность движения в год Т , который принимают равным сроку службы Т c л дорожной одежды , авт / сут ;

N н - начальная интенсивность движения , соответствующая году сдачи реконструированной дороги в эксплуатацию , авт / сут ;

q - расчетный показатель ежегодного прироста интенсивности движения , определяемый как средний годовой прирост по данным измерения фактической интенсивности движения за ряд предыдущих лет ( измеряется в относительных величинах ), в случае снижения интенсивности движения величина q является отрицательной .

Перспективная интенсивность движения должна быть приведена к расчетной нагрузке в соответствии с «Инструкцией» ВСН 46-83 [ 6].

По данным оценки прочности существующей дорожной одежды , проводимой в соответствии с ВСН 6-90 [ 16] или «Указаниями» ВСН 52-89 [ 32], вычисляют средний фактический модуль упругости Ефср по однообразным участкам ( участки , имеющие одинаковые грунт земляного полотна , конструкцию дорожной одежды , расчетную схему увлажнения по СНиП 2.05.02-85 , интенсивность движения , приведенную к расчетной нагрузке ).

В случае расчета слоя усиления , исходя из величины Ефср , уровень надежности усиленной конструкции будет равен 0,5. С целью повышения уровня надежности в соответствии с «Правилами диагностики» [ 16] рекомендуется вычислять оптимизированный расчетный модуль упругости дорожной одежды Е ор по формуле

Еор = Ефср (1 - вЕСЕ );                                                            ( 8)

где вЕ - коэффициент гарантийной вероятности , оптимизирующий величину среднего фактического модуля и зависящий от типа дорожной одежды , интенсивности и состава движения , фактической и требуемой прочности , однородности по прочности ;

СЕ - коэффициент вариации фактических модулей упругости дорожной одежды .

Требуемая прочность дорожной одежды для определения толщины слоев усиления может быть установлена по «Инструкции» ВСН 46-83 [ 6], но в этом случае необходим расчет по трем критериям ( модулю упругости , сопротивлению сдвигу грунта земляного полотна и малосвязных слоев дорожной одежды , сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев ). Поскольку в результате оценки прочности существующей дорожной одежды имеются только данные о фактических модулях упругости , для расчета толщины слоев усиления может быть рекомендовано определение требуемого расчетного модуля упругости Етр . р , учитывающего все три расчетных критерия [ 11, 16]:

Етр . р = ( Етр · Кп · К s + D ) · Кк · Км ,                                              ( 9)

где Етр - требуемый модуль упругости , зависящий от типа покрытия и интенсивности движения , приведенной к расчетной нагрузке [ 6, 16], Па ( МПа );

Кп - коэффициент прочности , зависящий от типа дорожной одежды и категории дороги [ 6, 16];

К s - коэффициент , учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности [ 11, 16];

D - поправка , введение которой обеспечивает выполнение требования к прочности грунта земляного полотна по сдвигу , Па ( МПа );

Кк - коэффициент , учитывающий условия прочности песчаного слоя по сдвигу , Па ( МПа );

Км - коэффициент , который учитывает условия прочности верхних слоев из асфальтобетона при изгибе , Па ( МПа ).

Более поздние исследования , выполненные на кафедре строительства и эксплуатации дорог МАДИ - ТУ , позволили рекомендовать для определения требуемого модуля упругости дорожной одежды нежесткого типа формулу , которая более полно учитывает проблему обеспечения работоспособности дорожной одежды за счет ограничения снижения ровности и соответственно скорости движения допустимыми пределами [ 12]:

Етр . р = Кдв · 0,736 · Ко · a 1,225 ( N р . с )                           ( 10 )

где Кдв - коэффициент , учитывающий характер движения автомобилей ( при суммарном движении расчетных автомобилей по одной полосе N р . с с за срок службы , изменяющемся в пределах от 5 · 104 авт . до 107 авт ., величина Кдв изменяется в пределах 1,06 - 1,18);

К о - поправочный коэффициент , учитывающий влияние типа дорожной одежды ( при капитальном типе К о = 1; при облегченном Ко = 0,9);

a - соотношение показателей конечной и начальной ровности дорожной одежды , соответствующее снижению максимальной скорости движения одиночного легкового автомобиля в допустимых пределах ( в случае допустимого снижения скорости на 40 % a = 2,9).

Введение суммарного движения расчетных автомобилей N р . с в формулу ( 10) связано с тем , что процесс снижения ровности дорожной одежды происходит , главным образом , за счет накопления остаточных деформаций под влиянием общего количества повторяющихся автомобильных нагрузок .

Для вычисления требуемого расчетного модуля упругости с необходимым уровнем надежности применяют формулу

Етр . р = Етр (1 + t · СЕ O ) = Етр · КЕ ,                                            ( 11)

где t - коэффициент нормированного отклонения , соответствующий заданному уровню надежности ( для дорог I и II категорий рекомендуется коэффициент надежности 0,95 - t = 1,64; для дорог III категории 0,90 - t = 1,28; для дорог IV категории 0,85 - t = 1,04; для дорог V категории 0,6 - t = 0,25);

СЕ O - коэффициент вариации ожидаемого модуля упругости дорожной одежды , зависящий от вероятности дефектов в слоях дорожной одежды и земляного полотна ( для дорожных одежд капитального типа СЕ O = 0,18; для дорожных одежд облегченного типа СЕ O = 0,20);

КЕ - коэффициент , учитывающий необходимый уровень надежности конструкции дорожной одежды в зависимости от вероятности дефектов в слоях дорожной одежды и земляном полотне , КЕ = 1 + t · СЕ O , при капитальной дорожной одежде для дорог I - IV категорий КЕ = 1,30 - 1,19; при облегченной одежде для дорог II - V категорий КЕ = 1,33 - 1,05; при переходной одежде для дорог III - V категорий КЕ = 1,32 - 1,06).

Суммарное движение за срок службы дорожной одежды , приведенное к расчетной нагрузке N р . с , следует вычислять по формуле

N р . с = f пол · Σ N С I · S IC · К U ,                                                 ( 12)

где f пол - коэффициент , учитывающий распределение автомобилей по полосам движения , аналогичный такому же коэффициенту в Инструкции ВСН 46-83 [ 5];

N С I - суммарное количество проходов i - го типа , авт ,

S IC - суммарный коэффициент приведения к расчетной нагрузке воздействия на дорожную одежду транспортного средства i - го типа ;

n - число типов автомобиля ;

К U - коэффициент , учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого ( при капитальной одежде на дорогах II - IV категорий К U = 1,49 - 1,31, при облегченной одежде для дорог II - V категорий К U = 1,47 - 1,06; при переходной одежде для дорог III - V категорий К U = 1,19 - 1,04).

N С I = N iI · К C · т р . дн . · Кпу ,                                                 13)

где N iI - суточная интенсивность движения автомобилей i - го типа в первый год службы автомобильной дороги , авт / сут .;

К C - коэффициент суммирования , зависящий от срока службы дорожной одежды Тсл ( годы ) и показателя изменения интенсивности движения автомобилей данного типа по годам qi ( при распространенном расчетном сроке службы капитальных дорожных одежд Т c л = 15 лет и величине qi , меняющейся в пределах 0,95 - 1,05, значение КС находится в пределах 11 - 12, величина КС с уменьшением qi снижается , а с увеличением qi возрастает );

Тр . дн . - количество расчетных дней в году , учитывающее различные условия накопления остаточных деформаций в разные периоды года и зависящее от дорожно - климатических условий ( по данным проведенных исследований , в зависимости от дорожно - климатической зоны и типа местности по условиям увлажнения Тр . дн . может лежать в пределах от 60 до 140 сут. );

Кпу - коэффициент поперечной установки автомобиля , который учитывает неточное попадание последовательно движущихся автомобилей в один след , что несколько снижает активность воздействия автомобильной нагрузки ( в среднем Кпу = 0,7).

В процессе расчета слоев усиления необходимо учитывать , что материал этих слоев не должен быть по качеству ниже , чем материал существующего покрытия . Например , при асфальтобетонном покрытии слой усиления должен быть также из асфальтобетона .

3.2 . Способы разборки слоев дорожных одежд и повторного использования их материалов

Полная разборка существующей дорожной одежды должна обеспечить возможно меньшее перемешивание материалов слоев , чтобы создать возможность более эффективного дальнейшего использования этих материалов .

Технология полной разборки слоев существующей одежды включает следующие операции .

Послойное рыхление слоев существующего покрытия и основания , кроме песчаного , осуществляется бульдозером с навесным рыхлителем за несколько параллельных проходов вдоль проезжей части . Для слоев из гравийных и гравийно - песчаных смесей возможно применение автогрейдера с кирковщиком . Проходы рыхлительных машин должны осуществляться с перекрытием на 0,2 - 0,25 ширины . Для измельчения цементобетонных покрытий и оснований и других достаточно прочных слоев из материалов , обработанных цементом в установке , эффективно применение автобетоноломов различных конструкций , разрушающих прочные слои пневмоударным или электроударным способами .

Разрушенный материал данного слоя сдвигают в кучи , расположенные на расстоянии 15 - 20 м одна от другой . Сдвижку материала осуществляют бульдозером .

Из куч материал разрушенного слоя грузят в автомобили - самосвалы , отвозящие этот материал на промежуточные склады . Для погрузки могут быть использованы одноковшовые фронтальные погрузчики либо экскаваторы с ковшом прямая или обратная лопата . Мелкий материал можно грузить многоковшовыми погрузчиками .

В ряде случаев возможна разборка верхнего слоя из асфальтобетона или цементобетона лишь на часть его толщины . Такая необходимость может возникать при выравнивании существующего покрытия , на котором в процессе эксплуатации образовались колеи , наплывы и другие неровности ; при удалении верхнего ослабленного слоя покрытия ; при необходимости уменьшить толщину существующего покрытия перед укладкой нового слоя для выравнивания или усиления существующей дорожной одежды без изменения вертикальных отметок ее поверхности Последнее решение наиболее часто применяется в городских условиях, для того чтобы сохранить высоту расположения бортового камня над поверхностью покрытия .

В целях частичной разборки верхнего слоя широко применяют машины для холодного фрезерования покрытия ( рис . 16). Основным рабочим органом такой машины является фреза - барабан , снабженная высокопрочными режущими зубьями . В процессе вращения фрезы - барабана - срезается слой покрытия на заданную толщину , срезанный фрезой материал с помощью транспортера грузят в транспортное средство или отсыпают в отвал .

Для охлаждения рабочего органа машины его в процессе работы опрыскивают водой . Поверхность , остающаяся после фрезерования , является основанием для нового слоя покрытия . Эта поверхность должна быть параллельна поверхности укладываемого на нее слоя . Машина для холодного фрезерования должна обеспечивать :

· необходимую глубину фрезерования ,

· требуемый поперечный уклон ;

· заданный продольный уклон ;

· чистоту кромки фрезерования .

Существует значительное количество типоразмеров машин для холодного фрезерования покрытий шириной от 1,3 до 4,2 м при максимальной глубине фрезерования от 150 до 300 мм .

Выбор типоразмера холодной фрезы зависит от объема работ и необходимой глубины фрезерования с учетом технико - экономических соображений .

При оценке возможности и целесообразности использования материалов , полученных при разборке существующих дорожных одежд , выполняют следующее :

· визуальную оценку состояния материалов и предварительное определение вида сооружения , в котором они могут быть использованы ( слои вновь строящейся дорожной одежды , укрепление обочин , строительство временного объезда и др .);

· определение вида работ , необходимых для приведения материалов в состояние , пригодное для их использования в том или ином сооружении ( дробление крупных кусков или фракций материалов , поливка , введение добавок );

· разработку технологии строительства из данных материалов намеченных сооружений , включая способы обработки вяжущим , регенерацию старого асфальтобетона или продуктов фрезерования асфальтобетонного покрытия на заводе ;

· технико - экономическую оценку применения продуктов разборки старой дорожной одежды в тех или иных сооружениях в сравнении с использованием новых материалов .

После установления вида сооружения , где может быть использован данный материал , производят в необходимых случаях испытание этого материала в лабораторных условиях для определения соответствия требованиям стандартов , СНиП и других нормативных документов ( определение зернового состава щебеночных и гравийных смесей , износа в полочном барабане , морозостойкости каменного материала , его марки по прочности , коэффициента фильтрации песчано - гравийных смесей или песка до промывки и после промывки ).

В случае обработки продуктов разборки старой одежды вяжущим подбор состава смесей производят по действующим нормативным документам .

3.3 . Способы регенерации дорожных одежд и покрытий

При реконструкции автомобильных дорог широкое распространение находят методы регенерации и повторного использования материалов дорожных одежд .

Регенерация в переводе с латинского языка - восстановление , возрождение . Применительно к дорожным одеждам и покрытиям регенерация означает восстановление их прочностных свойств , ровности , сплошности и т . д . Применительно к асфальтобетону регенерация - это обработка или переработка старого асфальтобетона с целью полезного изменения некоторых его свойств .

Следует различать близкие между собой термины регенерация и повторное использование материалов старого покрытия , которое в зарубежной литературе называется рисайклинг или рециклинг . Повторное использование материалов старого покрытия может осуществляться без регенерации ( восстановления или улучшения ) свойств этого материала ( например гранулят старого асфальтобетона может быть использован для укрепления обочин ).

Регенерация же предполагает обязательное восстановление свойств материала и его повторное использование .

Существует большое количество методов регенерации и повторного использования материалов , которые могут быть применены при реконструкции автомобильных дорог [ 1, 8]. Все эти методы можно объединить в несколько групп :

· методы горячей регенерации на месте ( на дороге ) с использованием различных способов разогрева , разрыхления и улучшения свойств старого асфальтобетона с последующей укладкой его в покрытие ;

· методы холодной регенерации на месте ( на дороге ), когда материал старого покрытия ( асфальтобетонного или цементобетонного ) снимают холодным фрезерованием , обрабатывают битумной эмульсией или цементом и укладывают в нижний слой нового покрытия ;

· методы холодно - горячей регенерации ( комбинированные методы ), когда материал старого покрытия снимают холодной фрезой , а затем перерабатывают его с подогревом , добавлением нового щебня и битума в смесительной установке и укладывают в покрытие .

При этом переработка может осуществляться на месте ( на дороге ) в передвижной смесительной установке или на стационарном асфальтобетонном заводе .

Из большой группы методов горячей регенерации на месте при реконструкции дорог наиболее широко применяют метод термосмешения , выравнивания и восстановления формы покрытия с добавлением новой смеси и ее перемешиванием со старой смесью . За рубежом этот метод называется Remix , а машины для его реализации - ремиксер . В России для реализации этой технологии применяются термосмеситель ДЭ -232 и асфальторазогреватель ДЭ -234. Термосмеситель ДЭ -232 позволяет за один проход обрабатывать полосу шириной 4 м с глубиной рыхления асфальтобетона до 4,0 см . Рабочая скорость 3 м / мин , а транспортная до 7 км / ч , масса машины 40 т .

За рубежом выпускается большое количество различных модификаций ремиксеров . В России наибольшее распространение имеют ремиксеры фирмы «Виртген» ФРГ .

Метод термосмешения применяют в том случае , когда на существующем покрытии имеют место дефекты в виде трещин , полей , сетки трещин , а также , когда необходимо усилить старое покрытие . Для этого к снятому и разрыхленному материалу старого покрытия добавляют новый материал в количестве 25 - 50 кг / м2 при ремонте без усиления и до 150 кг / м2 при ремонте с усилением .

Старый и новый материалы перемешивают в мешалке , получают однородную смесь , которую укладывают в виде одного слоя покрытия . Глубина фрезерования старого покрытия может достигать 50 - 60 мм .

Технологический процесс метода термосмешения включает в себя следующие основные операции ( рис . 17):

· подготовительные работы , к которым относят операции по ограждению места производства работ , подготовке машины и оборудования , разметку участка , загрузку новой смеси в приемный бункер и др .;

· предварительный и окончательный разогрев существующего покрытия ;

· рыхление или фрезерование старого покрытия и подача снятого материала в смеситель ;

· подача в смеситель нового материала и перемешивание его со старым ;

· распределение и предварительное уплотнение асфальтобетонной смеси ;

· окончательное уплотнение слоя покрытия .

Оборудование для выполнения этих операций состоит из трех панелей горелок инфракрасного излучения для предварительного разогрева , смонтированных на отдельном шасси ( разогреватель типа ДЭ -234), и собственно термосмесителя типа ДЭ -232, с состав которого входят несколько блоков ( панелей ) нагревательных газовых горелок , емкости для сжатого газа , приемный бункер для новой смеси , рыхлитель - фреза , шнековый питатель для подачи нового материала в смеситель , мешалка ( смеситель ) принудительного действия , шнековый разравниватель и планирующий отвал , вибробрус для предварительного уплотнения и др . ( рис . 18).

Одной из важнейших операций является разогрев верхнего слоя асфальтобетона на глубину рыхления , которую принимают не менее минимально допустимой толщины регенерированного слоя . Эту толщину принимают , исходя из крупности зерен асфальтобетона :

· 20 мм для песчаных смесей ;

· 25 мм для щебеночных смесей с зернами размером до 15 мм ;

· 35 мм для щебеночных смесей с зернами размером до 20 мм .

Обычно глубину разогрева принимают от 30 до 60 мм в зависимости от толщины верхнего слоя асфальтобетона и максимальной глубины рыхления , которую может обеспечить термосмеситель .

Задача состоит в том , чтобы плавно разогреть обрабатываемый слой асфальтобетона до температуры его переработки , которая колеблется в пределах от 100 до 150 °С , редко до 180 - 200 °С . Как правило , разогрев производится в две ступени . Сначала асфальторазогревателем до температуры 90 - 100 °С , затем термосмесителем до температуры 140 - 150 °С или выше . Сразу после полного включения панелей горелок , которые расположены над поверхностью покрытия на высоте не менее 5 см , идет быстрое нагревание верхнего слоя ( рис . 19).

Рис . 16 . Самоходная машина для холодного фрезерования асфальтобетонного покрытия ( холодная фреза ):

1 - ходовое оборудование ; 2 - фреза - барабан ; 3 - транспортер для погрузки продукта фрезерования в транспортное средство или отсыпки в отвал

Рис . 17 . Основные технологические операции регенерации асфальтобетонного покрытия по методу термосмешения :

1 - предварительный разогрев покрытия горелками инфракрасного излучения ; 2 - доставка новой асфальтобетонной смеси ; 3 - рыхление , фрезерование , перемешивание старого материала с новым , распределение и предварительное уплотнение ; 4 - окончательное уплотнение

Рис . 18 . Схема термосмесителя ДЭ -232:

1 - приемный бункер для новой асфальтобетонной смеси ; 2 - транспортер ; 3 - промежуточный бункер для новой смеси ; 4 - емкости для газа ; 5 - трамбующий брус и вибрационная выглаживающая плита ; 6 - шнек ; 7, 11, 12, 13 - панели горелок инфракрасного излучения ; 8 - отвал со смесителем ; 9 - шнек - фреза ; 10 - обогреваемый транспортер

Затем нагрев верхнего слоя уменьшается или прекращается при движении разогревателя , а тепло из верхнего слоя распространяется вниз .

Режим разогрева слоя регулируют изменением давления в газовой системе , положения панелей над поверхностью покрытия или скорости движения .

После разогрева верхний слой покрытия фрезеруется и полученный гранулят ( иногда называют его «фрезаж» ) подается в смеситель , куда вводится новая горячая смесь , которая перемешивается с гранулятом , укладывается и уплотняется .

Важно отметить , что укладка смеси ведется на горячее основание , что улучшает процесс слияния верхнего и нижнего слоев в единый монолит .

В результате за один проход получается новое , более прочное покрытие , устраняются колеи , трещины и неровности ( рис . 20). Тем не менее обычно на слой регенерированного асфальтобетона укладывают защитный слой или дополнительный тонкий слой нового асфальтобетона. По такой технологии перестроено покрытие дороги Москва - Рига на участке МКАД - Волоколамск .

Разновидностью метода термосмешения является метод термопластификации . Он состоит в том , что в процессе фрезерования или перемешивания кроме новой смеси добавляют еще и пластификатор , который улучшает свойства битума в старой асфальтобетонной смеси .

Дальнейшим развитием метода регенерации с добавлением новой смеси и ее перемешиванием является так называемый метод ремикс - плюс , который состоит в том , что на слой регенерированного асфальтобетона сразу той же машиной укладывается дополнительный слой усиления , или защитный слой из новой смеси . Для этого термосмеситель оборудуется дополнительным распределительным шнеком , расположенным за первым шнеком ( рис . 21 ). Окончательное уплотнение первого и второго слоев производится одновременно , сначала легким вибрационным катком с выключенным вибратором или гладковальцевым катком массой 6 - 8 т , затем продолжают вибрационным катком с включенным вибратором и пневмоколесным катком массой 16 - 20 т . Завершают уплотнение тяжелым гладковальцевым катком .

Работы по термосмешению можно производить при температуре воздуха не ниже 20 °С , а с применением дополнительного разогревателя - при температуре воздуха не ниже 5 °С . Скорость ветра не должна быть более 7 м / с . При большей скорости ветра резко возрастают потери тепловой энергии , которая рассеивается в атмосфере . Кроме того , при сильном ветре происходит задувание горелок .

Новую технологию горячей регенерации асфальтобетонного покрытия на месте разработала фирма «Мартек» ( Канада ), которая выпускает для ее реализации специальный комплект машин АК 2000. Комплект состоит из двух предварительных разогревателей , нагревателя - фрезеровщика , горячего смесителя , укладчика и катков .

Существенное отличие этой технологии состоит в том , что разогрев асфальтобетонного покрытия производится не горелками инфракрасного излучения , а нагретым до 600 °С воздухом , который обтекает поверхность покрытия , нагнетается в поры асфальтобетона под давлением , создаваемым компрессором и вакуумированием ( откачиванием ) воздуха .

Рис . 19 Изменение температуры во время нагрева покрытия :

1 - на поверхности покрытия ; 2, 3, 4 - соответственно на глубине

Рис . 20 . Вид покрытия до и после регенерации

Рис . 21 . Устройства для укладки дополнительного слоя покрытия при терморегенерации по методу «Ремикс плюс»

Подогрев воздуха может производиться сжиганием газа или дизельного топлива . Разогревающее устройство в виде герметически замкнутого прямоугольника ( коробки ) плотно прижимается к поверхности покрытия . В пространство между покрытием и разогревателем с одной стороны накачивается горячий воздух , а с другой стороны он отсасывается вакуумным насосом . Для повышения эффекта прогревания слоя асфальтобетона в нем просверливаются отверстия . Откаченный горячий воздух снова поступает в компрессор и так многократно циркулирует .

Это способствует многократному снижению потерь тепловой энергии при разогреве асфальтобетонного покрытия по сравнению с разогревом горелками инфракрасного излучения , полностью исключает выгорание битума и пережог смеси , а также выделение выбросов газа , дыма и пыли в атмосферу . Ширина обрабатываемой полосы может изменяться в диапазоне 3,3 - 4,0 м , глубина разогрева до 50 мм , скорость движения комплекта от 5 до 7 м / мин . За одну смену комплект обрабатывает полосу длиной около 3 км . Общая длина комплекта в работе составляет 75 м .

Эффективность работы этого комплекта особенно высока при больших объемах работ . Изложенная технология применена на дорогах Канады , США и Италии .

Методы холодной регенерации включают в себя снятие и размельчение материала слоев асфальтобетонного или цементобетонного покрытия , их обработку органическим или минеральным вяжущим с добавлением или без добавления новых минеральных материалов , укладку и уплотнение .

Одними из основных технологических операций холодной регенерации являются снятие и размельчение материалов слоев существующей дорожной одежды ( см . п . 2.6). Эти операции обычно производят с помощью холодных фрез , т . е . фрез , которые разрушают дорожное покрытие без подогрева .

Рис . 22 . Фрезерный вал с резцами

В настоящее время выпускается большое количество типов машин для фрезерования дорожных покрытий . Эти машины отличаются шириной и глубиной фрезерования , а также рабочей скоростью , которые и определяют их производительность .

В России АОО «Брянский арсенал» совместно с итальянской фирмой «Бителли» освоило выпуск фрезы для холодного фрезерования SF 100 Т 4. Она обеспечивает ширину фрезерования 1000 мм , глубину фрезерования до 250 мм , рабочую скорость 0 ... 30 м / мин в зависимости от глубины фрезерования .

Основным рабочим органом любой машины для фрезерования является режущий барабан , или фрезерный вал , на котором установлены сменные резцы с наконечниками из прочного сплава , например карбида вольфрама ( рис . 22). Эти резцы , расположенные по двухзаходной винтовой линии , обычно осуществляют встречное резание , т . е . врезаются в материал дорожного покрытия снизу вверх , когда машина движется вперед .

Производительность машины во многом зависит от прочности покрытия и заполнителя в смеси . Чем прочнее заполнитель и мельче его гранулометрический состав , тем быстрее изнашиваются резцы и тем ниже производительность машины .

Для большинства асфальтобетонных покрытий , за исключением случая , когда заполнитель имеет очень низкую прочность , зубья планировщика разрушают старое дорожное покрытие по линиям асфальтовяжущего вещества . При этом гранулометрический состав исходной смеси изменяется очень мало и снятые куски и щебенки асфальтобетона обычно покрыты вяжущим , что позволяет использовать их для приготовления новой смеси с минимальным расходом б итума или битумной эмульсии .

Холодным фрезерованием можно снимать старое покрытие послойно и тем самым отделять материал верхнего слоя из мелкозернистого асфальтобетона от материала нижнего слоя из крупнозернистого асфальтобетона с последующей укладкой в соответствующие слои дорожной одежды .

Холодное фрезерование дорожного покрытия при реконструкции дорог применяют для снятия старого покрытия с трещинами , чтобы предупредить их выход на новое покрытие при усилении дорожной одежды ; для восстановления поперечного профиля дорожной одежды и устранения колей , выбоин и других деформаций ; увеличения вертикального габарита путепровода над дорогой ; уменьшения собственного веса дорожной одежды на мостах и путепроводах ; сохранения высоты бордюров и отметок водосборных , водоотводящих и дренажных систем в населенных пунктах , на городских улицах и в других случаях .

Глубина фрезерования зависит главным образом от состояния покрытия . Чаще всего одним проходом фрезерной машины снимают верхний слой , а на нижний слой укладывают новое покрытие из одного или нескольких слоев .

Полученный при холодном фрезеровании гранулят может быть повторно использован без переработки или с переработкой на месте в передвижной установке или на стационарном заводе .

Одним из способов применения снятого материала на месте может служить его использование в режиме холодной переработки . В этом способе снятый материал смешивают с жидким битумом , битумной эмульсией или вспененным битумом фрезой или в передвижной установке по схеме :

На слой покрытия из этого материала необходимо уложить защитный слой , или тонкий слой износа .

В НПО РосдорНИИ разработан метод повторного использования гранулята путем изготовления асфальтогранулобетонной смеси ( АГБ - смеси ), укладки и уплотнения , в результате формируется асфальтогранулобетон ( АГБ ).

АГБ - смесь приготавливают в смесительной установке с принудительным перемешиванием в холодном состоянии асфальтобетонного гранулята с добавками : щебня фракций 5 - 25 мм ( если необходимо ), цемента , катионной битумной дорожной эмульсии и воды смачивания , если влажность гранулята ниже 1 %.

Добавки в гранулят вводят в таком порядке : щебень , вода смачивания , эмульсия , цемент .

При приготовлении АГБ - смеси может быть использован гранулят , полученный как при послойном , так и однопроходном фрезеровании существующего покрытия на глубину 14 - 30 см . Однако кривая гранулометрического состава гранулята должна иметь плавное очертание и вписываться в границы составов для пористых и высокопористых смесей , зерен щебня фракций крупнее 5 мм должно быть не менее 35 - 40 %. В противном случае к грануляту добавляют щебень .

Ориентировочная доля отдельных компонентов по массе гранулята составляет :

битумной эмульсии           - 2 - 4 %;

портландцемента              - 2 - 5 %;

вода                                     - 4 - 6 %.

Приготовленная смесь укладывается на подготовленном основании при температуре воздуха не ниже 0 °С и уплотняется сначала виброплитой , а затем звеном катков . После испарения влаги ( примерно через 2 ч после окончания уплотнения ) можно открывать движение автотранспорта с ограничением скорости до 40 км / ч . Через 4 - 5 часов можно укладывать следующий слой асфальтобетона , который выполняет роль защитного слоя и слоя износа .

Вся технология может быть реализована в двух вариантах :

а ) ведущая машина - фрезеровальная машина . В этом случае перемешивание и укладка смеси производятся в передвижном смесителе ;

б ) ведущая машина - фрезеровально - смешивательная машина , которая выполняет все операции по фрезерованию , перемешиванию , укладке и предварительному уплотнению смеси .

Методы холодно - горячей регенерации ( комбинированные методы ) можно разделить на две группы :

а ) с переработкой старого асфальтобетона на месте ( на дороге ) в передвижных смесительных установках ;

б ) с переработкой старого асфальтобетона на стационарных асфальтобетонных заводах .

Технология холодно - горячей регенерации с переработкой старого асфальтобетона на месте в передвижной смесительной установке была реализована в России при реконструкции дороги Москва - Минск с использованием специального комплекта машин , поставленных итальянской фирмой «Павиметалл» . Основной машиной этого комп лекта является передвижная асфальтосмесительная установка с сушильным барабаном фирмы «Марини» .

В состав комплекта входят : щебнераспределитель , холодная фрезеровальная машина , передвижная асфальтосмесительная установка , асфальтоукладчик , комплект катков.

Технология работ включает следующие операции :

· на очищенное от пыли и грязи покрытие распределяется равномерный слой щебня на всю полосу регенерации . Новый щебень обычно добавляют в количестве 50 - 70 % от объема сфрезерованного гранулята ;

· холодной фрезой на глубину 30 - 50 мм снимается верхний слой покрытия , измельчается , одновременно перемешивается с новым щебнем и выкладывается в виде вала на полосе фрезерования ;

· погрузчиком - питателем смесь гранулята со щебнем подается в движущийся сушильный барабан асфальтосмесительной установки , где смесь высушивается и подогревается до рабочей температуры ;

· горячая смесь поступает в смесительное отделение асфальтосмесителя , куда вводится битум в количестве 5 - 7 % от массы нового щебня , и перемешивается ;

· из смесителя готовая смесь выгружается в приемный бункер асфальтоукладчика , распределяется и предварительно уплотняется ;

· окончательное уплотнение производится комплектом катков .

В результате общая толщина асфальтобетонного покрытия увеличивается на 2 - 4 см . На этот слой укладывается защитный слой в виде поверхностной обработки или слой износа из новой асфальтобетонной смеси .

В городских условиях переработку снятого холодной фрезой гранулята , как правило , производят на стационарных асфальтобетонных заводах , где имеются лучшие условия для обеспечения высокого качества регенерированного асфальтобетона.

3.4 . Уширение дорожной одежды и укрепление обочин

Одной из главных задач при реконструкции автомобильных дорог является повышение обеспеченной дорогой скорости , пропускной способности и безопасности движения .

Наиболее распространенной мерой решения этих задач служит увеличение ширины укрепленной поверхности дороги , которое может быть достигнуто различными способами : уширением проезжей части , т . е . дорожной одежды ; устройством укрепленной краевой переходной полосы ; укреплением обочин ; комбинацией из двух или трех перечисленных способов . Установлено , что режим и безопасность движения автомобилей имеют прямую зависимость от ширины укрепленной поверхности дороги , которая обеспечивает размеры психологически безопасного коридора [ 1].

Для повышения скорости и безопасности движения устройство краевых укрепленных полос и обочин соизмеримо с увеличением ширины проезжей части , хотя конструкция дорожных одежд на краевой полосе и на обочине существенно отличается по толщине от конструкции дорожной одежды на проезжей части .

Поэтому при назначении величины и способа уширения укрепленной поверхности необходимо рассматривать и сравнивать экономически все возможные варианты решения этой задачи с учетом технологических особенностей выполнения работ при различных конструктивных решениях .

Установлено , что необходимая для обеспечения удобного и безопасного движения ширина укрепленной поверхности двухполосных дорог с интенсивным движением составляет 8,5 - 9,0 м . Это требование соблюдено на дорогах с шириной проезжей части 7 - 7,5 м и шириной краевых полос 0,5 - 0,75 м или укрепленных каменными материалами , обработанными органическими или минеральными вяжущими .

Однако на многих существующих дорогах ширина укрепленной поверхности не отвечает требованиям СНиП . На этих дорогах в процессе ремонта , частичной или полной реконструкции в первую очередь производится уширение проезжей части или устройство краевых укрепленных полос с укреплением обочин . Величина уширения проезжей части , как правило , составляет от 0,3 до 1,5 м . Такое уширение проезжей части и устройство краевых укрепленных полос производятся без уширения земляного полотна , за счет уменьшения ширины обочин .

На некоторых дорогах II категории с высокой интенсивностью движения при ограниченных финансовых ресурсах дорожные организации иногда принимают паллиативное решение : уширение проезжей части на одну полосу движения за счет уменьшения ширины обочин без уширения земляного полотна . В этом случае дорога имеет трехполосную проезжую часть , на которой несколько снижается безопасность движения , но возрастает пропускная способность . Узкие обочины нужно тщательно укрепить материалами , обработанными вяжущим . Такое решение дает возможность временно продолжить эксплуатацию дороги до момента ее полной реконструкции и тем самым отдалить крупные единовременные затраты .

При полной реконструкции автомобильной дороги II категории наиболее рациональным решением является перевод таких дорог в I категорию , т . е . двухстороннее симметричное уширение проезжей части с добавлением четного количества полос движения и одновременным уширением земляного полотна или строительство новой проезжей части на отдельном земляном полотне .

Наиболее сложную задачу при уширении проезжей части представляет собой надежное сопряжение существующей и уширяемой частей дорожной одежды . При выборе конструкции дорожной одежды на полосе уширения необходимо соблюдать ряд требований .

Конструктивные слои уширения для лучшего сопряжения должны быть близки по толщине и качеству материалов к слоям существующей одежды . На уровне слоя из разрушенного цементобетона на полосе уширения может быть уложен прочный щебень .

Прочность полосы уширения должна быть равна прочности остальной части 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 .

При выборе конструкции краевых полос для дорожных одежд нежесткого типа определенное предпочтение следует отдавать краевым полосам из материалов , обработанных минеральными вяжущими , в том числе цементом . Такая краевая полоса обладает высокой механической прочностью и устойчивостью , более светлым цветом , что способствует повышению безопасности движения ; кроме того , упрощается технология устройства краевой полосы из монолитного цементобетона благодаря применению узкозахватных бетоноукладчиков ( типа Гомако и др .).

При уширении дорожной одежды с цементобетонным покрытием ( аналогичной одежде на МКАД ) целесообразно существующую и уширяемую проезжие части перекрывать слоем усиления из непрерывного 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 .

При двухстороннем уширении дорог без разделительной полосы ( ниже I категории ) ось проезжей части после реконструкции совпадает с осью проезжей части до реконструкции .

В этом случае поперечный профиль проезжей части обычно сохраняется , но ширина полосы уширения большей частью невелика . Так , например , при реконструкции дороги III категории , имеющей проезжую часть 7,0 м ( без краевой полосы ), получают дорогу II категории с краевой полосой ( ширина укрепленной поверхности 9,0 м ), полоса уширения с каждой стороны составит 1,0 м . А если дороги III категории имеют краевую полосу , то ширина полосы уширения уменьшается до 0,5 м .

Устройство дорожной одежды на краевых полосах и на обочинах по типу существующей дорожной одежды начинают с отрывки траншеи , которую рационально выполнять экскаваторами непрерывного действия цепного или роторного типа ( табл . 1). Это значительно повышает ровность дна траншеи , производительность и качество работ .

Распределение и укладку несвязных материалов нижних слоев можно выполнять экскаваторами одноковшовыми с емкостью ковша 0,1 - 0,25 м или минипогрузчиками ( типа Бобкат ).

Уплотнение материалов можно эффективно выполнять виброплитами ( отечественного или зарубежного производства ) ( табл . 2).

Распределение и укладку верхних слоев ( из различных смесей ) рационально выполнять укладчиком типа ДС -76 с уплотняющим оборудованием по типу асфальтоукладчика .

Укладка узких полос уширения достаточно сложна технологически . С краев существующей проезжей части устраивают ровики ( траншеи ) аналогично приведенному на рис . 23. Для устройства таких ровиков возможно применение отвала автогрейдера со специальной накладкой ( рис . 24).

Уплотнение материала на полосе уширения малой ширины может осуществляться специальным катком ( рис . 25).

При одностороннем уширении технология строительства этой полосы несколько упрощается , так как возможно применение той же дорожно - строительной техники , что и при новом строительстве . Однако ось новой проезжей части в процессе реконструкции приходится смещать , что требует дополнительных затрат на укладку выравнивающего слоя .

Устройство дорожной одежды на краевых полосах и на обочинах можно выполнять однопроходной грунтосмесительной машиной ( по типу ДС -162) с шириной обработки рабочими органами , соответствующей данной автомобильной дороге . Глубина обработки должна соответствовать толщине дорожной одежды и слоя усиления , если усиление не распространяется на краевые полосы и обочины , с учетом проектных значений поперечных уклонов и запаса на уплотнение .

Использование местных грунтов и материалов , обработанных комплексными вяжущими , по такой технологии позволяет сэкономить от 20 до 35 % стоимости производства работ .

Как правило , одновременно с уширением производят и усиление существующей дорожной одежды .

На рис . 26 приведена схема уширения с последующим усилением слоя асфальтобетона реконструируемой дорожной одежды переходного типа .

Рис . 23 . Уширение дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием :

а - дорожная одежда до уширения ; б - ровик для уширения дорожной одежды ; в - уширенная дорожная одежда ; 1 - верхний слой асфальтобетона ; 2 - нижний слой асфальтобетона ; 3 - основание существующей дорожной одежды ; 4 - дополнительный слой основания ; 5 - дополнительный слой основания в зоне уширения ; 6 - основание в зоне уширения ; 7 - асфальтобетон нижнего слоя в зоне уширения

Рис . 24 . Отвал автогрейдера со специальной накладкой для рытья бокового ровика ( траншеи ) для уширения проезжей части :

1 - отвал автогрейдера ; 2 - накладка , укрепляемая на болтах ; 3 - нож ; 4 - грунт , вырезанный в ровике ; 1’ - 4’ - слои существующей дорожной одежды

Рис . 25. Уплотнение материалов на полосе уширения

Рис 26 . Схема уширения и усиления переходного покрытия :

а - подготовка ровика для уширения ; б - уширение и усиление при основании из щебня ; в - то же при основании уширения из камня ; 1 - кирковка существующего покрытия на глубину 5 - 7 см ; 2 - старое покрытие ( щебеночное , гравийное ); 3 - песчаный слой , 4 - присыпка обочины и земляного полотна ; 5 - асфальтобетон ; 6 - уширение и утолщение новым щебнем ; 7 - то же старым щебнем; 8 - поперечный слой уширения; 9 - уширение и утолщение щебнем

Таблица 1

Технические параметры экскаваторов непрерывного действия

Параметры машин

Марка экскаватора

ЭТР -132

ЭТР -162

ЭР -7 АМ

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 - 114,0

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

ковшовой

скребковый

ковшовый

Таблица 2

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

Р V -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

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 3,75 м . 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 не следует допускать , чтобы продольный стык полос укладки асфальтобетона при устройстве слоя усиления проходил над сопряжением старой одежды и полосы уширения .

В случае уширения существующего цементобетонного покрытия или основания хорошее качество сопряжения с цементобетонной полосой уширения дает конструкция , приведенная на рис . 27. Однако эта конструкция достаточно сложна технологически .

Большой опыт реконструкции автомагистрали I категории дают работы , осуществляемые на Московской кольцевой автомобильной дороге ( МКАД ).

Полоса уширения включает два слоя укатываемого бетона с прослойкой битумной эмульсии , технологический слой щебня и песчаный морозозащитный слой . Затем по всей ширине проезжей части строят двухслойное асфальтобетонное покрытие , причем верхний слой - из смеси на модифицированном битуме .

Было рассмотрено несколько вариантов конструкции усиления дорожной одежды ( рис . 28).

Рис . 27 . Уширение цементобетонного покрытия с обеспечением связи полосы уширения с существующим покрытием :

1 - цементобетонная полоса уширения ; 2 - существующее цементобетонное покрытие ; 3 - арматурный стержень

Рис . 28 . Конструкции дорожной одежды , принятые при реконструкции МКАД :

а - на участках дороги с продольным уклоном от 0 до 3 ‰ ; б - на участках дороги с продольным уклоном более 3 ‰ ; 1 - непучинистый или слабопучинистый грунт земляного полотна ; 2 - укрепление обочин подобранным щебеночным материалом слоем толщиной 0,23 м; 3 - ограждение ; 4 - укрепление обочин растительным грунтом слоем толщиной 0,23 м ; 5 - бордюр

Расчетная приведенная интенсивность движения на одну наиболее нагруженную полосу , исходя из общей интенсивности и состава движения , на расчетный 2015 год составит 6045 автомобилей в сутки с нагрузкой на ось 100 кН (10 тс). Указанной приведенной интенсивности движения соответствует требуемый модуль упругости Еф = 320 МПа .

В результате технико - экономического сравнения вариантов конструкций дорожных одежд для уширения МКАД принята следующая дорожная одежда :

· верхний слой покрытия из плотного асфальтобетона из горячей мелкозернистой щебеночной смеси типа А , I марки ( ГОСТ 9128-84 ) на дробленом ( или природном с добавлением дробленого песка ) гранитном щебне М -1200, с 1997 г . на габбродиабазном щебне и модифицированном битуме на основе ДСТ ( ТУ 35-1669-88 ), толщиной 8 см ;

· нижний слой покрытия из пористого асфальтобетона из горячей крупнозернистой щебеночной смеси , I марки ( ГОСТ 9128-84 ), на гранитном щебне М -1200, толщиной 0,08 см ( с 1996 г , из плотного асфальтобетона типа Б , I марки ( ГОСТ 9128-84 );

· основание из высокопористого асфальтобетона из горячей крупнозернистой смеси, I марки , на гранитном щебне М -1200, толщиной 10 см ( с 1996 г . из пористого асфальтобетона горячей крупнозернистой смеси , I марки на гранитном щебне М -1200, толщиной 10 см );

· основание из укатываемого цементобетона М -100 ( В btb 1,6; Р u 20) ( ТУ 218 РСФСР 620-90) на известняковом щебне М -600, укладываемом в два слоя толщиной 0,18 и 0,15 м , с разделительной прослойкой между слоями из битумной эмульсии или помароли ; дополнительный слой основания из песка ( ГОСТ 8736-85 ), толщиной 0,5 - 0,8 м с устройством по нему технологического слоя из известнякового щебня М -600 фракций 40 - 70 мм толщиной 0,1 - 0,15 м .

Опыт эксплуатации реконструированных участков МКАД показал , что на ряде участков в месте сопряжения существующей проезжей части с полосой уширения появилась продольная трещина .

Для предотвращения образования продольной трещины в месте стыковки старой и вновь пристраиваемой дорожной одежды разработаны варианты стыковых соединений ( рис . 29).

Усиление существующей дорожной одежды производится слоем покрытия из плотного асфальтобетона из горячей мелкозернистой щебеночной смеси типа А I марки, толщиной 6 см на выравнивающем слое из той же смеси , толщиной 2 см .

При производстве работ на МКАД применяли наиболее совершенные дорожные машины , в том числе широкозахватные асфальтоукладчики со следящей системой для обеспечения ровности , а также виброкатки массой 8 - 10 т для уплотнения.

3.5 . Особенности реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями

При реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями обычно выполняют работы по усилению ( повышению прочности ) и уширению дорожной одежды .

В настоящее время можно применять следующие три способа усиления дорожных одежд с цементобетонными покрытиями :

· 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 .

При этом , если материалы старого покрытия и слоя усиления имеют различные модули упругости , то сначала определяют расчетом прочности на растяжение при изгибе эквивалентную толщину плиты из разномодульных материалов , приведенную к толщине материала с наибольшим модулем упругости , а затем определяют требуемую толщину усиления :

                                                      ( 14)

где h экв - толщина однородной плиты , см ;

Ест . п . - модуль упругости материала старого покрытия , эквивалентный по жесткости на изгиб старому покрытию и слою усиления ;

h ст . п . - толщина старого покрытия ;

Еус - модуль упругости материала , используемого для усиления , МПа ;

h ус - толщина усиления .

Для усиления дорожных одежд с цементобетонным покрытием рекомендуется применять полимер асфальтобетон в соответствии с техническими условиями ТУ 35-1669-88 «Вяжущие полимерно - битумные на основе ДСТ и полимер асфальтобетон» , утвержденными Минтрансстроем СССР в 1988 г . [ 28].

Полимерасфальтобетон обладает повышенной прочностью , эластичностью и теплостойкостью в широком диапазоне эксплуатационных температур . Применение полимерасфальтобетона повышает трещиностойкость слоя усиления над поперечными швами старого цементобетонного покрытия .

Для приготовления полимерасфальтобетонных смесей следует использовать полимерно - битумные вяжущие ( ПБВ ) на основе дивинилстирольного термоэластопласта ( ДСТ ) соответствующих марок .

В зависимости от вязкости ПБВ делятся на следующие марки ПБВ 40/60, ПБВ 60/90, ПБВ 90/130, ПБВ 130/200, ПБВ 200/300.

ПБВ получают введением в битум 2 - 4 % ДСТ от массы. В вязкие битумы ДСТ следует вводить в виде раствора в битумном сырье ( гудроне ) или жидком битуме . В качестве пластификаторов при приготовлении ПБВ используются индустриальные масла.

Введение 2, 3 и 4 % ДСТ дает возможность получить ПБВ с температурой перехода в хрупкое состояние -25, -35 и -50 °С соответственно . Для получения ПБВ с температурой перехода в хрупкое состояние -60 °С в битум необходимо вводить до 6 % ДСТ . Применение ПБВ с температурой перехода вяжущего в хрупкое состояние , соответствующей минимальной зимней температуре эксплуатации слоя усиления , обеспечивает трещиностойкость этого слоя , в особенности над поперечными швами усиливаемого покрытия .

Зерновой состав полимерасфальтобетонных смесей должен удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84 «Смеси асфальтобетонные дорожные , аэродромные и асфальтобетон» .

Полимерасфальтобетонные смеси должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84 для асфальтобетонных смесей соответствующих марок .

Контрольные испытания качества полимерасфальтобетона в покрытии следует производить по водонасыщению , набуханию , пористости минерального остова и остаточной пористости , а также по коэффициенту уплотнения .

Качество ПБВ устанавливают стандартными методами , принятыми для оценки свойств дорожных битумов . Кроме того , определяют однородность и показатель эластичности , характеризующий способность ПБВ к обратимым деформациям , в соответствии с ТУ 35-1669-88 .

Слои усиления из непрерывно армированного бетона устраивают в соответствии с ВСН 4-75 «Временными техническими указаниями по проектированию и строительству непрерывно армированных цементобетонных дорожных покрытий и оснований в г . Москве» , утвержденными Главмосинжстроем в 1974 г .

Слои усиления из непрерывно армированного бетона устраивают неограниченной длины и прерывают их только перед искусственными сооружениями ( мостами , путепроводами и т . д .). Концевые участки слоев усиления из непрерывно армированного бетона должны быть закреплены неподвижными упорами траншейного или свайного типа .

Слои усиления должны обеспечивать прочность и ровность дорожной одежды в течение заданного срока службы под воздействием автомобильных нагрузок и климатических факторов .

Толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона определяется расчетом .

При усилении дорожной одежды с цементобетонным покрытием толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона может составлять 10 - 12 см . Слой усиления из непрерывно армированного бетона следует укладывать непосредственно на старое цементобетонное покрытие без устройства изолирующих и выравнивающих прослоек.

Для армирования покрытий должна применяться арматура периодического профиля . Диаметр арматуры следует подбирать с учетом минимального раскрытия трещин и принятой технологии строительства . Армирование покрытий можно осуществлять плоскими сварными или вязаными сетками , сварными каркасами , отдельными арматурными стержнями . Непрерывную арматуру следует располагать на расстоянии 1/3 ... 1/2 h ус ( h ус - толщина слоя усиления ) от поверхности слоя усиления ( рис . 30). Арматурные каркасы ставятся симметрично относительно нейтральной оси слоя усиления .

Поперечные швы ( сжатия и расширения ) на слое усиления не устраивают . Продольные швы в зависимости от количества поперечной арматуры устраивают через 3,75 м по типу ложных или через 7,5 м по типу шпунта ( рис . 31).

Непрерывность армирования обеспечивается нахлесткой стержней в продольном и поперечном направлениях .

Рис . 29 . Конструкция стыкового соединения нового дорожного покрытия с существующим :

1 - армирующий элемент ; 2 - верхний слой покрытия асфальтобетонного ; 3 - нижний слой покрытия из асфальтобетона ; 4, 5 - слои основания из тощего бетона ; 6 - слой щебня ; 7 - морозозащитный слой из песка; 8 - существующее земполотно ; 9 - фрезерование существующего асфальтобетонного покрытия ; 10 - существующее цементобетонное покрытие ; 11 - существующее асфальтобетонное покрытие

Рис . 30 . Принципиальные схемы дорожных одежд с непрерывно армированными покрытиями :

1 - непрерывно армированное бетонное покрытие ; 2 - песчано - цементная смесь ; 3 - черный щебень ; 4 - тощий бетон ; 5 - песок ; 6 - теплоизолятор ( стиропорбетон , пенопласт и др .)

Рис . 31 . Конструкции продольных швов :

а - шов по типу ложного ; б - шов по типу шпунта ; 1 - бетонная плита покрытия ; 2 - арматурная сетка ; 3 - битумная мастика

Длина нахлестки должна быть не менее : в продольном направлении - 30 - 35 d ; в поперечном направлении - 25 d ( где d - диаметр стержней ), и во всех случаях не менее 250 мм . Поперечные стыки смежных сеток должны располагаться вразбежку с шагом не менее 50 см . Для армирования слоя усиления следует применять следующие виды арматурных сталей : стержневая горячекатанная периодического профиля класса А - II диаметром от 10 до 20 мм , класса А - III диаметром от 6 до 20 мм ; стержневая , упрочненная вытяжкой периодического профиля класса А - II в диаметром от 10 до 20 мм , класса А - III в диаметром от 6 до 20 мм .

Расчет на прочность слоя усиления из непрерывно армированного бетона производят в соответствии с ВСН 4-75 [ 2] «Временные технические указания ... » и с ВСН 29-76 «Технические указания по оценке и повышению технико - эксплуатационных качеств дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог» , утвержденными Минавтодором РСФСР в 1976 г .

Концевые упоры траншейного типа ( рис . 32) устраивают следующим образом . В старом покрытии перфораторами с компрессором устраивают поперечные прорези на ширину бетонных шпор , вблизи поперечных швов отрывают поперечные траншеи экскаватором ; устанавливают в траншеях арматурные каркасы ; укладывают и уплотняют бетонную смесь ; отделывают верхнюю поверхность бетонных шпор . Арматурные каркасы должны иметь выпуски , свариваемые в последующем с непрерывной арматурой покрытия .

Перед бетонированием слоя усиления арматуру в виде плоских сеток или каркасов устанавливают на подкладках , уложенных на основание . Подкладки могут быть изготовлены из арматуры любого класса или из бетона того же состава , который применяется для устройства слоя усиления .

Работы по устройству слоя усиления должны производиться непрерывно . Рабочие поперечные швы устраивают следующим образом . По окончании смены устанавливают упорную доску с прорезями для пропуска продольной арматуры . Перед возобновлением укладки бетона доску удаляют и торец плиты смачивают водой .

Слои усиления из непрерывно армированного бетона могут применяться и при реконструкции дорожных одежд нежесткого типа .

Из трех способов усиления дорожных одежд с цементобетонным покрытием предпочтительнее устройство слоя усиления из непрерывно армированного бетона . В этом случае слой усиления имеет свойства , близкие к свойствам материала существующего покрытия ( цементобетона ); кроме того , объемы и стоимость работ по ремонту дорожной одежды после ее усиления будут минимальными .

На практике усиления цементобетонных покрытий производят путем укладки слоев асфальтобетона , причем конструкция , тип и марка асфальтобетона и технология производства работ определяются в зависимости от технической категории дороги и дорожно - климатической зоны .

Для автомобильных дорог высших категорий , а также дорог , расположенных и в I - III дорожно - климатической зонах , применяют асфальтобетонные смеси типов А или Б первой марки .

Подготовительные работы при этом направлены в основном на устранение дефектов цементобетонного покрытия :

· полностью разрушенные плиты удаляются и заменяются на новые монолитные , изготовленные на месте или на заводах ЖБИ ;

· пустоты над плитами и нарушение уклонов исправляются путем профилирования основания ( при этом плиты снимаются ) или нагнетания под плиты песка или цементного раствора ;

· сколы кромок и углов плит устраняют путем укладки асфальтобетонных ( мелкозернистых или песчаных ) смесей при толщине слоя до 6 см и цементобетонных более 6 см ;

· искажения продольного и поперечного профилей устраняют путем укладки выравнивающего слоя из песчаного или мелкозернистого асфальтобетона асфальтоукладчиками , оснащенными системами автоматики ;

· восстанавливают швы существующего покрытия и заливают их герметизирующей мастикой .

Перед укладкой выравнивающего слоя или покрытия производят розлив горячего битума (0,3 - 0,5 л / м2 ) или битумной эмульсии (0,6 - 0,8 л / м 2 ).

Технология производства работ при усилении дорожных одежд с учетом повышения трещиностойкости слоя может выполняться следующими способами :

· путем укладки толстыми слоями за один проход ( толщина слоя 10 - 18 см в России , 14 - 26 см за рубежом );

· использованием асфальтобетонных смесей на основе ПБВ ;

· армированием асфальтобетона в зонах швов цементобетонного покрытия геоматериалами ;

· армированием асфальтобетонных смесей металлическими или полимерными волокнами ;

· путем устройства в асфальтобетоне деформационных швов над швами существующего цементобетонного покрытия .

Наибольший эффект достигается при комплексном использовании нескольких способов одновременно .

В технологии укладки асфальтобетона толстыми слоями за один проход наибольшую сложность вызывает уплотнение , так как необходимо применять тяжелые катки массой 15 - 25 т и увеличивать число проходов катка по одному следу . Температура воздуха при укладке не должна быть ниже 5 °С , а температура смеси - не ниже 140 °С .

Для повышения эффективности уплотнения фирмы «Фегеле» и «АБГ» ( Германия ) разработали конструкции брусьев высокого уплотнения для асфальтоукладчиков ( рис . 33).

Рис 32 . Схема сопряжения анкеров с непрерывно армированным покрытием :

а - анкер траншейного типа ; б - анкер свайного типа ; 1 - покрытие ; 2 - непрерывная арматура ; 3 - выпуск арматуры из анкеров ; 4 - бетонная шпора; 5 - соединение по типу шпунта ; 6 - арматурный каркас ; 7 - железобетонная свая ; 8 - дополнительная арматурная сетка

Рис . 33 . Схема расположения уплотняющего оборудования для асфальтоукладчиков фирмы «АБГ» ( Германия ):

1 - шнек , 2, 3 - трамбующий брус , 4 - виброплита

Рабочие органы представляют собой комбинацию трамбующих брусьев ( прессующих планок ) и виброплит . Амплитуда колебаний трамбующих брусьев последовательно составляет 0 ... 12 мм и 3 ... 8 мм , а виброплит 1,5 ... 2,5 и 0,5 ... 1,2 мм .

В конструкции рабочих органов фирмы «АБГ» предусмотрена возможность статического пригруза задней кромки виброплиты , а в конструкции фирмы «Фегеле» предусмотрено две секции уплотнения с чередованием трамбующих брусьев и виброплиты .

По зарубежным данным , достигалась степень уплотнения асфальтобетона до 1,02 - 1,03 после прохода асфальтоукладчика . При испытаниях в нашей стране асфальтоукладчиков этих фирм была достигнута степень уплотнения 0,96 - 0,99. Окончательное уплотнение проводилось пневмошинными и комбинированными катками массой 16 - 24 т .

Широкое использование асфальтобетонных смесей с ПБВ при реконструкции МКАД показало , что необходимо обеспечивать высокую точность дозирования полимера ( применялся отечественный ДСТ ), так как даже небольшая передозировка его вызывала невозможность уплотнения смеси из - за повышенной деформативности .

Армирование геоматериалами выполняется как непосредственно на контакте асфальтобетона с цементобетоном ( в выравнивающем слое ), так и в верхних слоях покрытия . Ширина укладываемого материала составляет 1,2 - 2,0 м над швами цементобетонного покрытия , причем для крепления геоматериалов применяют способы : приклейки ( вязким битумом или битумной эмульсией ) или крепления скобами или специальными гвоздями .

При использовании геополотен производится их пропитка битумом ( норма 0,8 - 1,0 л / м 2 ).

Армирование асфальтобетонных смесей волокнами различной природы связано с усложнением приготовления смесей и ухудшением их дозирования . Металлические волокна представляют собой отрезки длиной 20 - 40 мм , диаметром 0,3 - 0,6 мм . Их содержание изменяется в пределах 0,5 - 2,0 %. При содержании 2,0 % прочность на изгиб слоя толщиной 5 см составила 8,0 - 12,5 МПа в зависимости от типа асфальтобетона . Однако , чтобы устранить возможные проколы шин , эти смеси следует укладывать в основание или выравнивающий слой .

Полимерные волокна применяют как в виде отдельных отрезков ( длина 5 - 40 мм ), так и непрерывными нитями . Во втором случае обработка производится непосредственно на полотне дороги , когда волокна набрасываются воздухом на грунтовку ( дозировка 80 - 120 г / м2 ).

По поверхности может быть проведен розлив битума и рассыпан щебень ( технология типа поверхностной обработки ) или черный щебень . Затем укладывается слой асфальтобетона . При использовании обрезков волокон можно приготавливать смеси на АБЗ или производить работы на месте .

Устройство деформационных швов позволяет исключить бессистемное трещинообразование в асфальтобетоне покрытия . Поперечные швы в асфальтобетоне устраиваются над швами расширения , а при их отсутствии через 10 - 30 м в зависимости от средней температуры холодного месяца . Перед укладкой асфальтобетона над швами в цементобетоне укладывают рубероид или пергамин в два слоя на ширину не менее 7 толщин слоя асфальтобетона . Ширина шва 1,2 - 1,7 см , глубина не менее 1/3 толщины асфальтобетона , но не более толщины верхнего слоя при многослойном покрытии .

Устройство швов производится нарезчиками в полностью уплотненном и остывшем асфальтобетоне . Заполнение швов мастикой производится до наступления холодного периода времени и открытия движения транспорта .

3.6 . Перестройка дорожных одежд переходного типа

К дорожным одеждам переходного типа относятся одежды, имеющие гравийные или щебеночные покрытия , а также покрытия из грунтов и местных малопрочных каменных материалов , обработанных вяжущими . К этому же типу относятся мостовые , доля которых в настоящее время весьма незначительна . Такие дорожные одежды устраивают на дорогах IV и V категорий при интенсивности движения до 300 авт ./ сут . в районах с сухим и жарким климатом и до 500 авт. / сут . с умеренным климатом . На дорогах с интенсивностью движения свыше 500 авт. / сут . следует применять покрытия из гравийных или щебеночных материалов , обработанных органическими вяжущими .

В составе дорог общего пользования Российской Федерации по состоянию на 01.01.1995 г . имелось 157350 км дорог с дорожными одеждами переходного типа , что равно 30,3 % всей протяженности дорог .

В Финляндии протяженность гравийных дорог 29000 км , что составляет 37 % всей протяженности дорог общего пользования [ 24].

Основные преимущества дорожных одежд переходного типа состоят в возможности широкого использования местных материалов , простоте технологии строительства и как следствие в низкой стоимости .

Недостатками таких одежд являются невысокая прочность и долговечность , появление деформаций и разрушений , а также пылимость гравийных и щебеночных покрытий . Поэтому при повышении интенсивности движения ( более 500 авт. / сут ) переходные покрытия , как правило , перестраивают .

В зависимости от состояния дорожной одежды , фактической и ожидаемой интенсивности движения назначают вид работ по реконструкции гравийных , щебеночных и других покрытий переходного типа .

Существуют два основных вида перестройки покрытий переходного типа :

· восстановление и усиление гравийного или щебеночного покрытия путем устройства нового слоя из гравия или щебня или путем добавления нового гравия или щебня с перемешиванием со старым материалом для улучшения его фракционного состава ;

· ремонт существующего гравийного или щебеночного покрытия и устройство нового слоя из материалов , обработанных органическими или минеральными вяжущими , и тем самым перевод дорожной одежды из переходного типа в дорожную одежду облегченного типа . В этом случае старая дорожная одежда становится основанием .

Встречается и такой вариант , когда существующая дорожная одежда из гравия или щебня полностью разбирается и заменяется новой . Такое решение обычно принимают в том случае , если существующее покрытие значительно разрушено , применен слабопрочный материал , который в процессе эксплуатации сильно загрязнен .

В каждом конкретном случае решение принимается после детального обследования и анализа состояния существующей дорожной одежды , в процессе которого определяют прочность дорожной одежды , фракционный зерновой состав каменного материала и его физико - механические показатели , содержание пылеватых и глинистых частиц , а для грунтов тип , число пластичности , влажность , гранулометрический состав и другие показатели .

С учетом фактических показателей состояния дорожной одежды , интенсивности и состава движения , грунтово - геологических и гидрологических условий определяют требуемую прочность и конструкцию дорожной одежды , а также способ использования старой дорожной одежды .

Простейший способ перестройки гравийного или щебеночного покрытия состоит в его сплошном выравнивании и усилении .

Технология работ включает следующие операции :

· перестройку дорожной одежды в местах пучин , просадок , проломов и глубоких колей ;

· очистку поверхности покрытия от грунта , пыли , грязи и мусора ;

· киркование проезжей части на глубину наибольших неровностей , но не менее чем на 4 - 5 см . Перед киркованием в сухую погоду покрытие поливают водой в количестве 6 - 12 л / м2 ; предварительное профилирование ;

· вывоз на покрытие новой гравийной или щебеночной смеси подобранного состава в количестве от 200 до 800 м 3 / км ;

· распределение смеси автогрейдером , профилирование и уплотнение ;

· подсыпку грунта на обочины , разравнивание и уплотнение .

Для усиления применяют гравийную или щебеночную смесь оптимального гранулометрического состава с размером зерен 0 - 20 мм или 0 - 40 мм , марка щебня из изверженных и метаморфических пород по прочности не ниже 600 для дорог V категории и 800 для дорог IV категории , а из осадочных пород соответственно 400 и 600. Марка гравия и щебня из гравия Др 16 и Др 12 для дорог V и IV категорий [ 31].

При невозможности получения из карьера гравийных смесей требуемого зернового состава их готовят в карьере или на месте ( на дороге ) путем добавления и тщательного перемешивания отдельных фракций .

В процессе уплотнения рекомендуется поливать материал водными растворами гигроскопических солей 20 - 30 %- ной концентрации с нормой расхода 2 - 3 л / м2 . Это позволяет получить плотное , прочное , устойчивое и непылящее покрытие .

Уплотнение производят вначале самоходными катками с гладкими , вальцами массой 5 - 8 т ( прикатка ), а затем такими же катками массой 10 т и более ( укатка ).

Окатанный гравийный материал старого покрытия уплотняется с большим трудом , поэтому в него добавляют 25 - 30 % дробленого гравия или щебня .

В настоящее время в процессе реконструкции дорог гравийные , щебеночные и другие типы переходных покрытий перестраивают в покрытия облегченного усовершенствованного типа с устройством слоев усиления или защитных слоев из материалов , обработанных вяжущими , технология таких работ показана на рис 34 и 35.

Технологический процесс реконструкции ( рис . 36) начинается с разбивки трассы и закрепления реперных точек (1), причем одновременно с этим проводится установка копирной струны для систем автоматического управления рабочими органами машин или монтаж лазерных систем на машины .

Далее технологический процесс включает :

а ) измельчение слоя на проектную толщину (2 а ) или измельчение только выступающих неровностей (2б);

б ) профилирование слоя (4);

в ) обогащение разнопрочных материалов (3);

г ) устройство слоев усиления пропиткой (5) или смешением (6);

д ) устройство поверхностной обработки (9) или укладку слоя нового асфальтобетона (10). После обогащения материал может быть уложен в слой (7) либо обработан предварительно в установке вяжущими (8) или вяжущими пропиткой (5) или смешением на полотне дороги (6).

Использование машин , оснащенных автоматическими системами различного типа , не только повышает качество и производительность распределения и укладочных операций , но и в значительной степени (10 - 20 %) приводит к экономии материалов при обеспечении высокой точности ( ± 3 - 5 мм ) соблюдения геометрических параметров слоев .

Кроме этого , значительно повышается качество таких технологических операций , как измельчение , перемешивание , уплотнение , так как постоянство геометрии слоя обеспечивает однородность и равномерность свойств материала в слое и ровность слоя .

Часто верхний слой реконструируемой дорожной одежды представляет собой дисперсный материал с остаточным слоем асфальтобетонного покрытия (3 - 4 см ) ( щебень , гравий , щебеночно - гравийные , песчано - гравийные смеси и т.д. , в том числе обработанные вяжущими ).

Рис . 34 Технологическая схема устройства основания из грунтов и каменных материалов , обработанных в карьере :

1 - самосвал ; 2 - автогрейдер ; 3 - профилировщик ; 4 - грунтосмеситель , 5 - каток : 6 - гудронатор ; 7 - копирная струна

Рис . 35 Технологическая схема устройства основания из грунтов , обработанных на полотне дороги :

1 - копирная струна ; 2 - профилировщик ; 3 - цементовоз - распределитель ; 4 - автоцементовоз ; 5 - поливочно - моечная машина ; 6 - грунтосмеситель ; 7 - каток комбинированный , 8 - каток на пневматических шинах ; 9 - автогудронатор

Рис . 36 . Графосхема технологии производства работ по реконструкции дорожной одежды переходного типа

Для последующего укрепления и усиления этого слоя требуется провести только его частичное измельчение в неровных местах и распределение смеси под проектную отметку . В этом случае можно использовать автогрейдер с рыхлителем , однако более рационально применить профилировщик типа ДС -161. При этом за один проход обрабатывается слой шириной 3,5 м с ровностью ± 5 мм , а излишний материал может быть отсыпан в валик на обочине или погружен в самосвал . Далее из самосвала материал может быть подсыпан в низких местах .

При необходимости обогащения материалов рабочие органы профилировщика устанавливаются на нижнем уровне слоя , т . е . осуществляется за один проход разрушение , измельчение и погрузка материала всего слоя в самосвал . Далее материал доставляется на классификатор барабанного типа , где разделяются прочный каменный материал , песок и глинистые частицы .

Применение профилировщика ДС -161, однопроходной грунтосмесительной машины ДС -162 с шириной обработки 3,5 м позволяет производить реконструкцию дорожной одежды без закрытия движения транспорта и без устройства объездной дороги . Эти машины могут выполнять весь цикл технологических операций на полотне дороги поточным методом , требуется только применение тяжелых катков для окончательного уплотнения и распределителей порошкообразных вяжущих типа ДС -159 ( для цемента ).

Смешение на дороге может выполняться машинами разных модификаций :

· однопроходной грунтосмесительной машиной ДС -162 ( измельчение , перемешивание с порошкообразными и жидкими вяжущими , дозирование и распределение жидких вяжущих , предварительное уплотнение за один проход );

· профилировщиком ДС -161 ( измельчение , перемешивание - собирание в валик и погрузка на систему транспортеров , отсыпка в валик - за первый проход , распределение смеси из валика в слой - за второй проход ). Профилировщик при этом оснащается системой дозирования и распределения жидких компонентов ;

· профилировщиком ДС -161 ( измельчение , сухое перемешивание , погрузка смеси ) в смеситель типа Д -370, где выполняется дозирование порошкообразных и жидких вяжущих , перемешивание смеси и выгрузка в виде валика на полотно дороги , затем профилировщиком ДС -161 при обратном проходе производится распределение смеси из валика в слой .

Пропитка может осуществляться как органическими , так и неорганическими вяжущими .

Технология пропитки органическими вяжущими включает последовательное выполнение операций :

· измельчение слоя указанными выше машинами ;

· подвоз и распределение вяжущего гудронатором ;

· подвоз и распределение фракций каменного материала мельче основной фракции материала в слой автогрейдером , прикатка катка ми и снова повторение технологических операций только с каменными материалами более мелких фракций .

Пропитку можно осуществлять на щебне марки не ниже 800 из изверженных пород и не ниже 600 из осадочных пород . Если обрабатываемый слой будет использоваться как основание , то можно уменьшить марку щебня на одну ступень . Глубина обработки измельчения должна составлять 0,9 от проектной толщины , но не менее 1,5 размера максимальной фракции щебня при его содержании до 30 %. Объем каждой следующей фракции щебня составляет 0,9 - 1,1 м 3 на 100 м 2 . Расход органического вяжущего составляет 1,0 - 1,1 л / м 2 на каждый см толщины слоя , а для покрытия 1,5 - 2,0 л / м2 дополнительно . Особенности производства розлива вяжущего в несколько приемов следующие : 1- й розлив - 50 % ( для битумной эмульсии - 70 %), 2- й розлив - 30 %, 3- й розлив для битума - 20 % Битумная эмульсия рассчитывается на содержание битума .

Если щебень сухой ( температура воздуха больше 20 °С ), его увлажняют (8 - 10 л / м2 ). Битум при этом можно применять только после подсыхания щебня , а эмульсию - сразу . Все работы по рассыпке и уплотнению щебня выполняют до остывания вяжущего . Движение можно открыть через 1 - 3 суток при использовании эмульсии и через 10 суток при использовании битума .

Пропитка щебеночных ( гравийных ) оснований пескоцементной смесью , приготовленной в установках типа ДС -50 А , ДС -50 Б , Д -370, ДС -174 или на бетонных заводах , осуществляется в двух основных режимах : сухом ( смесь имеет влажность меньше оптимальной на 20 - 40 %) и переувлажненном ( влажность больше оптимальной на 20 - 40 %). В первом случае щебень должен быть сухой , а во втором увлажненный , по норме 3 - 10 л / м2 . Уплотнение может осуществляться разными катками в зависимости от необходимой толщины слоя пропитки : до 5 см - пневмошинным катком за 14 - 20 проходов по одному следу , до 7 см - вибробрусом профилировщика ДС -108 при одновременном распределении за один проход , до 10 см - виброкатком за 2 - 4 прохода по одному следу , 17 см - кулачковым катком за 13 - 15 проходов по одному следу .

Смешение щебня с пескоцементной смесью можно выполнять по указанным выше технологиям профилировщиком ДС -161 или однопроходной грунтосмесительной машиной ДС -162. Причем в отличие от пропитки смесь применяется и распределяется с оптимальной влажностью , а в случае необходимости доувлажняется . Окончательное уплотнение осуществляется катками тяжелого типа ( массой 10 - 18 т ) за 1 - 3 прохода по одному следу , как и при применении органических или комплексных вяжущих при перемешивании . Однако , если по слоям , обработанным органическими вяжущими , движение можно открывать через 1 сут . ( эмульсия ) или 2 - 3 сут . ( битум ), то для пескоцементной смеси - через 28 суток . Причем в течение этого времени необходимо осуществлять уход за слоем путем розлива эмульсии (0,6 - 0,8 л / м 2 ) или россыпи песка с периодическим увлажнением .

Каменный материал или смесь с песком после обогащения может быть уложена в слой без обработки вяжущими способами заклинки , т . е . с добавками новых каменных материалов мелких фракций . Эта технология требует применения тяжелых катков массой 16 - 20 т ( число проходов составляет для катков статического типа не менее 30, комбинированных - 18 и для вибрационных - 12 проходов по данному следу), а также периодической поливки щебня водой 15 - 30 л / м2 .

Обогащенный каменный материал , песок или их смесь , соответствующая ГОСТ 23558-94 , могут быть обработаны органическим вяжущим в установке ДС -50 А , ДС -50 Б , ДС -174, на асфальтобетонных заводах . Такой черный щебень , черная ПГС могут быть уложены в слой методом заклинки , как и необработанный щебень . При использовании битумной эмульсии возможен вариант приготовления смеси в задел , т . е . с укладкой в штабели . Высота штабеля 2,0 - 2,5 м , и материал в них перелопачивается до тех пор , пока он не остынет . Очень важно обеспечить хороший водоотвод с уклоном не менее 20 ‰ на площадке под штабели и с слоем песка не менее 6 - 8 см . Срок хранения смеси в штабеле 4 - 6 месяцев ..

Слои из черного щебня можно устраивать при использовании анионных эмульсий при температуре больше 10 °С , катионных - больше 5 °С , а обратных совместно с прямыми - до - 5 °С . Движение по слоям начинают при использовании катионных эмульсий сразу , анионных во влажную погоду - через 1 - 2 суток , в сухую - сразу .

4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ РЕКОНСТРУКЦИИ ДОРОГ

4.1 . Оценка эффективности технологии и средств механизации

С переходом от плановой системы хозяйства к рыночной в России произошли значительные изменения в оценке эффективности принимаемых технических и технологических решений .

В настоящее время для строительных организаций , участвующих в тендерах на реконструкцию и производящих работы по реконструкции автомобильных дорог , есть широкая возможность выбора технологических решений и средств механизации для их выполнения . Применение новых , более эффективных и ресурсосберегающих технологий и машин , позволяет выиграть у других конкурентов торги и получить новые заказы .

В плановой экономике комплексным критерием экономической эффективности считался показатель - удельные приведенные затраты ( УДП ) [ 17, 14]:

                                            ( 15)

где  - удельные приведенные затраты [ руб ./ м 3 ( м 2 )/ км ];

Суд - удельные текущие затраты ;

Д - амортизация на реновацию , разная для разного типа обору дования ;

Ен = 0,12 - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений , принимавшийся постоянным ;

Куд - удельные капитальные затраты .

Д = , где Тсл - срок службы данной технологии , равный сроку службы ведущей машины .

Вторым важнейшим показателем считался срок окупаемости , который определялся отношением

                                                       ( 16)

где Зин - размер инвестированного капитала ,

П - прибыль , засчитываемая на возврат инвестиционного капитала [ 7].

С развитием рыночных отношений необходим учет реальных экономических явлений ( инфляция , изменение нормы прибыли , степень риска , разновременность затрат инвестиционного капитала и возвратных сумм прибыли ) с корректировкой разновременных затрат к уровню цен на «сегодня» - «дисконтируемая» уценка ( ДУ ):

ДУ (t) = (1 + R Д )t,                                                     ( 17)

где R Д = I + Рн + RS - норма дисконта ,

I   - темп инфляции ;

Рн - реальная норма прибыли ;

RS - коэффициент учета степени риска .

Темп инфляции в России в 1996 г . составлял по разным оценкам 0,18 - 0,28 (18 - 28 % в год ).

Для сравнения в США в 1994 - 1996 гг . средний темп инфляции составил 0,1 (10 % в год ). Для более точной и достоверной оценки лучше рассчитывать темп инфляции помесячно , т . е . годовой темп делить на 12. Реальная норма прибыли определяется по наименьшему гарантированному уровню доходности . Для США обобщенный показатель по облигациям 30- летнего займа составляет 0,04 - 0,05 (4 - 5 % в год ).

Для России реальную норму прибыли следует принимать с учетом уровня банковской ставки кредита Центробанка РФ ( октябрь 1996 - май 1997 - 36 % годовых , а с июня 1997 г - 24 % годовых ).

Оценка степени риска предполагает учет самых разных явлений и случайностей . Например , существует мировая ранжированная система , учитывающая политические риски , уровень развития макроэкономики , процент увеличения ВВП ( валового внутреннего продукта ) и другие . Для отечественных инвесторов важно прежде всего иметь полную информацию об организации , вариантах технологических решений , их перспективности , условиях торгов и особенностях объектов , прежде всего финансовом обеспечении производства работ .

Следует принимать степень риска с учетом длительности разработки новой технологии ( создание новой техники ) и сезонности ее применения . Для примеров , рассчитанных по реальным объектам , МКАД и автомобильная дорога Нарофоминск - Новоселки , принимался % риска от 8 до 16 в месяц (96 - 192 % в год ).

Новая методика оценки эффективности инвестиций [ 9, 7, 14] вводит новые критерии :

· чистый дисконтный доход ( ЧДД );

· индекс доходности ( ИД );

· внутренняя норма доходности ( ВНД );

· отношение выгод и затрат ( ОВЗ );

· срок окупаемости с учетом временного фактора ( Твр . ок .)

ЧДД определяется по формуле

                                                       ( 18)

где Р ( t ) - стоимостная оценка внедрения новой техники за период t ;

З( t ) - стоимостная оценка затрат на внедрение новой техники за период t ;

R Д - норма дисконта имеет разные значения в расчетный период t ;

t - срок службы , осуществления проекта .

Часто не учитывают капиталовложения и исключают их из затрат на внедрение , тогда получим :

                                         ( 19 )

где З ' ( t ) - затраты на внедрение без учета капвложений .

Чем выше ЧДД , тем предпочтительнее вариант .

ИД определяется как отношение суммы приведенных эффектов ( ЧДД ) к сумме дисконтированных капвложений :

                                                        ( 20)

Чем выше ИД , тем более эффективно вложены инвестиции .

ВИД определяется при ЧДД = 0 и представляет собой максимальную плату за инвестиции , когда проект самоокупаем и неубыточен , т . е . определяется условием

                                               ( 21)

ВНД = R Д и определяется пробным расчетом . Полученные значения ВНД сопоставляются со ставками за кредит . При этом ставки за кредит должны быть «очищены» от инфляции , для чего используют формулу

                                                          ( 22)

где N е - номинальная эффективная ставка ;

R - реальная банковская ставка ( коммерческих банков );

I - темпы инфляции .

                                                       ( 23)

где N в - номинальная банковская ставка ( ЦБ РФ );

t - период начисления процентов .

В США ежемесячно публикуется индекс потребительских цен , в России также ежемесячно публикуется в «Строительной газете» коэффициент пересчета цен на «сегодня» к уровню цен 1984 года .

ОВЗ - критерий , по которому определяется как бы текущая эффективность вариантов , когда принимается во внимание и себестоимость З( t ), и эффект от внедрения Р ( t ):

                                                    ( 24)

Чем больше ОВЗ , тем более эффективен вариант . Срок окупаемости с учетом временного фактора определяется по отношению

                                                 ( 25)

или                                      ( 26)

Расчет производится методом подбора и с учетом разных интересов : инвестора ( быстрая отдача инвестиций ) и государства или производителя работ ( лучшее использование природных ресурсов , прирост рабочих мест , максимальная прибыль ).

Пример 1 .

Базовый вариант .

Технология устройства основания дорожной одежды на МКАД включает ( снизу вверх ):

· устройство морозозащитного слоя из песка , h = 0,6 м ;

· устройство щебеночного слоя , h = 0,15 м ;

· устройство 1- го слоя из тощего бетона , h = 0,15 м ;

· устройство прослойки из битумной эмульсии , h = 0,01 м ;

· устройство 2- го слоя из тощего бетона , h = 0,18 м ;

· устройство щебеночного основания на остановочной полосе , h = 0,3 м ;

Новый вариант .

Технология устройства равнопрочного основания дорожной одежды на МКАД включает ( снизу вверх ):

· устройство морозозащитного слоя из песка , h = 0,6 м ;

· устройство основания за один проход из песка , обработанного цементом , на h = 0,15 м , в том числе совместно с битумной эмульсией на h = 0,05 м ;

· устройство 1- го слоя из тощего бетона , h = 0,15 м , обработанного битумной эмульсией , за один проход на полотне дороги на h = 0,05 м ;

· устройство 2- го слоя так же , как и первого ;

· устройство основания на остановочной полосе за один проход из песка , обработанного цементом , на h = 0,15 м , в том числе с битумной эмульсией на h = 0,05 м .

Расчеты показывают , что новый вариант технологии позволяет уменьшить приведенные удельные затраты на 2320 млн. руб . на 1 км , срок окупаемости капвложений (2500 млн . руб . - стоимость двух однопроходных грунтосмесительных машин ) - 3,5 месяца , ЧДД составляет 9480 млн . руб .

4.2 . Оптимизация технологии и состава отрядов машин и оборудования

При производстве работ по реконструкции автомобильных дорог возникают различные задачи , связанные с организацией и технологией работ :

· определение оптимального расположения подсобных служб , т . е . асфальто - и цементобетонных заводов , баз по приему щебня , песка , установок по приготовлению битумных эмульсий ;

· определение оптимального объема применения различных технологий ;

· определение оптимального варианта технологии производства работ , заданного объема работ .

При решении задач первого типа можно рассчитывать два варианта задачи :

· выбор рациональной загрузки АБЗ , баз и т . д . при известном их расположении ( например , для производства работ на МКАД поставки асфальтобетонных и цементобетонных смесей с давно работающих заводов Москвы и ближнего Подмосковья );

· выбор рационального расположения и мощности баз по выпуску асфальтобетонных смесей при новой реконструкции ( например , автомобильной дороги Москва - Воронеж , проводимой ФДСУ ).

Особенности решения таких задач заключаются в определении минимального числа баз , а также мест их расположения , при которых затраты на транспортировку материалов будут минимальны при безусловном соответствии технологии нормативным документам .

Введем обозначения : число возможных мест расположения баз (1 ... n ), производительность базы П qi , число объектов производства работ i с объемом Qi ( i ... m ), удельная стоимость перевозок Х qi .

Для установления рационального варианта размещения баз используется уравнение затрат С q для q вариантов

                                                         ( 27)

при следующих ограничениях :

                                                          ( 28)

На основании этих равенств составляются уравнения :

С 1 = П11Х 11 + П 21 Х 21 + П3 1 Х3 1 + ... + П n 1 Х n 1 - 1 вариант размещения ;

С 2 = П 12 Х 12 + П 22 Х 22 + П3 2 Х3 2 + ... + П n 2 Х n 2 - 2 вариант размещения ;

С n = П 1 m Х 1 m + П 2 m Х 2 m + П3 m Х3 m + ... + П nm Х nm - n вариант размещения .

При условии П 1 + П 2 + ... + П n = Q1 + Q2 + ... + Qm принимается вариант с С n = min .

При решении задач второго типа рассматриваются различные варианты технологии устройства , например , оснований , как рассматривались в п . 4.1. При этом задача такого типа возникала бы , если на отдельных участках работы производились по разным технологиям : на участке 1 - c применением укрепленного цементом и битумной эмульсией песка , на участке 2 - щебня .

Введем обозначения : число объектов i (1 ... m ); число способов устройства оснований в общем случае к (1 ... n ); объем работ , выполняемых на i объекте , с использованием способа к , Х i к ; удельная себестоимость работ на объекте i по способу К , С i к ; общий объем работ на i - объекте Qi ; объем работ по способу к - q к .

Целевая функция определяется

С = ΣΣ Х i к · Ci к → min                                                     ( 29)

при ограничениях

Получаем уравнение :

С = С 11 Х11 + С 12 Х 12 + ... + С nm Х nm → min

Х11 + Х 12 + ... + П 1 m = Q 1                  Х11 + Х 21 + ... + П n 1 = q 1

Х n 1 + Х n 2 + ... + П nm = Qi                   Х 1 m + Х 2 m + ... + П nm = q к

Решение задачи третьего типа методически совпадает с решениями , представленными в разделе 4.1. Вместе с этим следует подчеркнуть , что при этих расчетах для выбора оптимальной технологии учитывают все затраты : на материалы , зарплату рабочих , эксплуатацию машин .

При этом часто основным отличием вариантов является применение нового материала или новой машины , а также выполнение отдельных технологических операций в новой последовательности или совместно , введение новой операции .

Темп строительства определяется по производительности основной технологической операции , точнее ведущей машины , выполняющей эту операцию . Например , при устройстве слоя из асфальтобетона ведущей машиной является асфальтоукладчик , а при поверхностной обработке - автогудронатор , при устройстве оснований из укрепленного грунта - однопроходный грунтосмеситель .

Состав отряда машин определяется расчетом по производительности ведущей машины с учетом обязательного выполнения технологических особенностей каждой операции соответственно . Например , при уплотнении асфальтобетона учитывается температура асфальтобетонной смеси , ниже которой не рационально выполнять уплотнение , при распределении щебня при поверхностной обработке битумной эмульсией - время распада эмульсии ; при уплотнении и чистовом профилировании устроенного слоя из укрепленного цементом грунта - время схватывания и твердения цементогрунта .

Оптимизация имеет своей целью поиск наилучшего варианта решения в соответствии с принятым критерием оптимальности . Для проведения оптимизационных расчетов состава отряда машин в качестве критерия оптимальности допускается использовать минимум приведенных затрат на эксплуатацию отряда машин , отнесенных к единице готовой продукции Сед ( обычно 1 п . м . реконструированной дорожной одежды ):

                                                      ( 30)

где Q см - сменная длина захватки , м ;

n - количество технологических операций ;

Si - приведенные затраты на эксплуатацию дорожных машин в i - й технологической операции , руб .;

Si = min (C ij · Mij · T)                                                       ( 31)

( j = 1, m i )

где С ij - приведенные затраты на эксплуатацию одной машины j - й марки в i - й технологической операции , за один час , руб ./ ч ;

M ij - количество машин j - й марки , необходимое для выполнения сменного объема работ в i - й технологической операции , шт .;

m i - количество вариантов марок машин , используемых в i - й технологической операции ,

Т - продолжительность смены , ч .

Оптимальный состав отряда машин определяют по методу шагового перебора на ЭВМ по критериям - минимальной стоимости единицы готовой продукции и максимальному коэффициенту использования машин . Основные технические характеристики , производительность и стоимость эксплуатации отдельных машин , применяемых при реконструкции дорожных одежд , приведены в прил . к Методическим указаниям по курсовому проекту по строительству дорожных одежд автомобильных дорог , разработанным кафедрой строительства и эксплуатации дорог МАДИ ( ТУ ) в 1995 г . [ 13].

Вопросы для самоконтроля

1 . Что такое реконструкция автомобильной дороги ?

2 . Какие существуют методы оценки состояния дорог ?

3 . Какие элементы земляного полотна могут перестраиваться при реконструкции автомобильных дорог III категории ?

4 . Классификация способов реконструкции дорожных одежд в зависимости от типа покрытия , категории дороги , местных условий ?

5 . Какие варианты технологии регенерации покрытий и дорожных одежд Вы знаете ?

6 . Какие особенности реконструкции МКАД отметили бы Вы ?

7 . Какова сущность новых методов оценки эффективности технологических решений и оптимизации составов отрядов машин ?

ЛИТЕРАТУРА

1 . Васильев А . П ., Сиденко В . М . Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения . - М .: Транспорт , 1990. - 304 с .

2 . Временные технические указания по проектированию и строительству непрерывно армированных цементобетонных дорожных покрытий и оснований в г . Москве : ВСН 4-75 / Главмосинжстрой . - М ., 1974.

3 . ГОСТ 23457-86 . Технические средства организации движения . Правила применения . - М .: Госстандарт , 1987. - 65 с .

4 . Дорожные одежды с использованием шлаков / Под ред . проф . А . Я . Тулаева . - М .: Транспорт , 1986. - 221 с .

5 . Залуга В . П . Обустройство рабочих мест при строительстве и ремонте автомобильных дорог : Учебное пособие / МАДИ . - М ., 1992. - 64 с .

6 . Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа . ВСН 46-83. - М .: Транспорт , 1985. - 157 с .

7 . Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники , изобретений и рационализаторских предложений . СН 509-78. - М .: Стройиздат , 1979. Ч. 1. - 280 с . Ч . 2 - 175 с.

8 . Инструкция по устройству дорожных одежд с использованием регенерированного старого асфальта . ВСН 43-78. - М .: Главмосинжстрой .

9 . Карпов В . А . Методы оценки инвестиционных проектов . - Уфа , 1995.

10 . Классификация дорожных работ . Утверждена ФДД в 1994. - 10 с .

11 . Коганзон М . С ., Яковлев Ю . М . Оценка и обеспечение прочности дорожных одежд нежесткого типа / МАДИ . - М ., 1990. - 53 с .

12 . Коганзон М . С ., Яковлев Ю . М . Развитие методов расчета дорожных одежд нежесткого типа . В кн .: 70 лет отраслевой дорожной науке . Сборник научных трудов . - М .: «КРУК» , 1996. - С . 27 - 34.

13 . Коганзон М . С ., Яковлев Ю . М . Методические указания к курсовому проекту по строительству дорожных одежд автомобильных дорог . / МАДИ ( ТУ ), 1995 г . - 50 с .

14 . Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования . - М .: Информэлектро , 1994. - 78 с .

15 . Методические рекомендации по проектированию и устройству теплоизолирующих слоев на пучиноопасных участках автомобильных дорог . - М .: СоюздорНИИ , 1977.

16 . Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог . ВСН 6-90. - М .: Минавтодор РСФСР , 1990. - 168 с .

17 . Перевозников Б . Ф . Опыт проектирования , строительства и реконструкции МКАД . - М .: Инфоравтодор , 1997. - 44 с .

18 . Реконструкция автомобильных дорог / В . Ф . Бабков , В . М . Могилевич , В . К . Некрасов и др .; Под ред . В . Ф . Бабкова . - М .: Транспорт , 1978. - 264 с .

19 . Рекомендации по совершенствованию методов борьбы с пучинами при ремонте автомобильных дорог ( для опытного применения ). Росавтодор . - М .: НПО «РосдорНИИ» , 1991.

20 . Руководство по оценке эффективности инвестиционных проектов , Unido , 1996 г .

21 . Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог . - М .: Транспорт , 1982. - 160 с .

22 . СНиП 2.05.02-85 . Автомобильные дороги . Госстрой СССР . - М .: ЦИТП Госстроя СССР , 1986. - 56 с .

23 . СНиП 3.06.03-85 . Автомобильные дороги / Госстрой СССР . - М .: ЦИТП Госстроя СССР , 1986. - 112 с .

24 . Содержание и ремонт гравийных дорог . - Хельсинки , 1995.

25 . Суханов С . В . Организация и технология строительства водопропускных труб : Методические указания / МАДИ . - М ., 1990. - 37 с .

26 . Технология и организация строительства автомобильных дорог : Учебник для вузов / Под ред . Н . В . Горелышева . - М .: Транспорт , 1992. - 551 с .

27 . Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог . ВСН 24-88. - М .: Транспорт , 1989. - 198 с .

28 ТУ 35-1669-88 . Вяжущие полимерно - битумные на основе ДСТ и полимерасфальтобетон : Утв . Минтрансстроем СССР . - М ., 1988.

29 . Тулаев А . Я . Конструкции и расчет дренажных устройств . - М .: Транспорт , 1980. - 192 с .

30 . Указания по производству земляных работ в дорожном строительстве и при устройстве подземных инженерных сетей . ВСН 54-80. - М .: Главмосинжстрой , 1981.

31 . Указания по строительству , ремонту и содержанию гравийных покрытий . ВСН 7-89. - М .: Транспорт , 1990.

32 . Указания по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд . ВСН 52-89. - М .: Минавтодор РСФСР , 1989. - 76 с .

33 . Цезар Кейрос . Технико - экономические проблемы ремонта и содержания автомобильных дорог / МАДИ ( ТУ ). - М., 1995. - 57 с .

34 . World Bank. Road Detrioration in Developing Countries: Causes and Remedies. Washington, D.C., 1988.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение . 1

1. Принципы назначения работ по реконструкции автомобильных дорог . 2

1.1. Реконструкция автомобильных дорог и ее разновидности . 2

1.2. Оценка состояния дороги и назначение мероприятий по реконструкции дорог . 4

2. Земляные работы при реконструкции дорог . 7

2.1 подготовительные работы .. 7

2.2. Способы уширения насыпей и выемок . 9

2.3. Исправление продольного профиля . 16

2.4. Перестройка пучинистых участков . 20

2.5. Перестройка и удлинение водопропускных труб . 25

3. Реконструкция дорожных одежд . 29

3.1. Способы реконструкции дорожных одежд . 29

3.2. Способы разборки слоев дорожных одежд и повторного использования их материалов . 33

3.3. Способы регенерации дорожных одежд и покрытий . 35

3.4. Уширение дорожной одежды и укрепление обочин . 42

3.5. Особенности реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями . 48

3.6. Перестройка дорожных одежд переходного типа . 53

4. Обоснование выбора технологии и средств механизации реконструкции дорог . 59

4.1. Оценка эффективности технологии и средств механизации . 59

4.2. Оптимизация технологии и состава отрядов машин и оборудования . 62

Литература . 64

Похожие документы