Особенность конструкции ЗП сельских дорог.

По условиям увлажнения и глубины промерзания грунтов тер-рия России делится на 5 дор-клим зон. 1 зона-районы вечной мерзлоты(тундра, лесотундра). 2зона-избыточное увлажнение лесов в теч года (зона лесов). 3 зона-значит увлажнение в отд года (лесостепная зона). 4 зона недостаточного увлажнения (степная зона). 5 зона-засушливые районы(пустыни, полупустыни) пустынно-степная зона.

В РБ 3 и 4 зоны.

Внутри каждой зоны также можно различить уч-ки трассы по хар-ру поверх-го стока и степени увлажнения.

Различают 3 гидрогеологич-х типа местности: 1-сухие места; 2-сырые места с избыт-м увлажнением в отд периоды года; 3-мокрые места с пост-ным избыточным увлажнеием.

При проект-ии с/х дорог следует по возможности выбирать сухие места с обеспеченным водоотводом.

Ввиду малой интенсивности дв-я некот изменение трассы в плане, т.е. неоптимальность, практически не скажется на стоимости перевозок, в тоже время стр-во дорог ч/з 2 и 3 тип местности потреб-т значит-х капвложений.

При 1 типе местности высоту насыпи назнач миним-й – 25-30см. ДО размещ непоср-но над пов-тью земли. При соор-ии дорог в сырых и мокрых местах (2 и 3 типы) устойчивость верхних слоев ЗП обеспечивается возвышением низа ДО над уровнем поверх и грунт вод и над поверх-тью земли. Миним-е возвыш-е нормир-ся в СНиП.

На ценных земельных угодиях высоту насыпи можно снизить путем увеличения толщины песчан дрен слоя или устр-ва капиляропрерыв прослоек в теле ЗП. Для насыпей до 1м обычно проектир-т откосы с уклоном 1:3, при большей высоте 1:1,5. выемки глуб до 1м вып-т раскрытыми или разделанными под насыпь.

В сухих районах степной полосы возводят невыс насыпь в 2-х вариантах в зав-ти от водоотвода.

При затруднительном водоотводе незя ограничится тока устр-вом бок канавы,, необх-мо устраивать резерв с уклоном. Резерв от насыпи отделяет берма шир-й 3-5м, при таком профиле поверх воды собир-ся достаточно далеко от насыпи.

Возведение ЗП на орошаемых участках.

При искусственном орошении подним уровень грунт вод и повыш-тся возм-ть подтопления дороги. Внутрихоз-е дороги устр-т как правило вдоль канавы, через стенки кот-х фильтруется вода. Этот фактор необх-мо учитывать и возводить ЗП на необх-ю высоту.

Особенности конструкции ДО.

Для а/д 4 кат прим усоверш облегч покр-я и переходные. Для 5 кат-перех и низш типа. В наст время покр-я низш типа устр-ся редко, однако в сельской местности еще много неукрепл-х грунт дорог, проезд осущ непоср-но по ЗП, верхний слой кот уплотняется колесами. Для улучшения водоотвода грунт а/д профилируют, придавая им выпуклый попер профиль. Если ЗП сост из глин грунта, то в дождливый период года проезд затруднен, а по пескам трудно проехать в сухой период года. Для улучшения проезжаемости грунтовые дороги строят с подобранным оптим составом смеси. ДО сост из местного грунта с добавлением др.грунтов или мат-лов. К глин грунтам добавляют средне и крупнозерн-е пески. В песчан грунты вводят суглинок или торф.

В распутицу дв-е по таким дорогам приостанавливаются. Толщину ДО на дорогах с оптим составом грунта для малоинтенсивного дв-я прим ориентировочно согласно таблице.

Грунт покр-е с введением скелетных добавок (щебень, металлург шлак, гравий) облад-т большой прочностью во влажные периоды. Дв-е в распутицу на таких а/д закрывают или ограничивают.

Покр-я из грунтов укрепленных вяжущими устраивают в районах, где отсутствуют местные кам мат-лы. Укрепление грунтов битумом, цементом, известью существенно улучшают прочность ДО и уменьшает ее водонасыщение, однако такие покр-я недолговечны при систематическом переувлажнении или застоем воды у ЗП. Такие покр-я незя рекомендовать в районах с избыточным увлажнением.

Значит-е распростр-е получили грав-е, щебен-е или шлаковые покрытия. В грав покр-ях связность гравия обеспеч-ся мелкими частицами пыли, а также добавлением хим веществ. Щеб покр-я устр-т методом заклинки. Образующаяся при уплотнении кам пыль цементирует покр-е. такие покр-я обеспеч круглогодичный проезд, однако при проезде большегрузного трансп-та и гусеничных тракторов покр-е быстро разрушается.

Щеб и грав покр-я, обраб орг вяж-ми значит прочнее и имеют повыш водостойкость и водонепрницаемость.

В усл-ях сельского стр-ва поверхностная обр-ка (не менее двойной) резко улучшает эксплуатац качество покр-я и позволяет исп-ть низкопрочные местные мат-лы и грунты, вследствии защиты их от прямого воздействия колес и влаги.

Асфальтовые и ц/б покр-я также устр-тся на сельских дорогах при соотв ТЭО.

На врем дорогах, н-р при стр-ве с/х объектов, устр-т сборные ж/б покр-я. В последствии эти покр-я м.б. разобраны.

Основания ДО можно устр-ть из щебня, гравия, малопрочных местных мат-лов; грунта, укрепл-м минеральными добавками или обраб вяжущими; грунтощебня обраб или необраб-го вяж-м; тощего бетона.

Дренир и подстил сои предусматриваются при ЗП из связных грунтов во 2 и 3 клим зонах при 2 и 3 типе увлажнения местности, а также в 4 и 5 клим зонах в выемках, нулевых местах и низких насыпях. Чаще всего исп-ся песок, прим также горные породы(дресва, кирпич, ракушка).

ПЧ с/х а/д придают двухскатный профиль. Уклоны назнач в зав-ти от типа покр-я 20-40 ‰. Уклоны обочин на 10-30‰ больше уклонов ПЧ. В попер сечении одежда с/х дорог устр-ся серповидного, ступенчатого, полукорытного или корытного профилей.

У дорог с серповидным профилем обочины укреп теми же мат-ми что и ПЧ. Наиб толщина ДО по оси дороги 15-18см, у бровки 5см. при большей толщине этот профиль неэкономичен.

Экономию мат-лов может дать ступенчатый профиль. При этом ширина утолщенной части, по кот-й в основном перемещ авто принимантся 3,5м

Корытный профиль допускает прим ДО любой толщины, но затрудняется отвод воды, скапливающейся в основании.

Полукорытный профиль – промежуточный м/у серповидным и корытным профилями, однако при этом профиле также не обеспеч-ся отвод воды, но укрепление обочин треб меньших затрат.

При проект-ии с/х а/д следует учитывать возможность повреждения ДО при перемещ гусеничных тракторов и др тяж машин.устройство отд-х тракторных путей часто нецелесообразно поэтому движ тракторов совмещено с дв-ем авто на одном ЗП, но по отд полосам. Тракторы двигаются по уширенной обочине.

При проект-ии поселковых дорог с профилем лоткового типа (некюветного) ДО устраивают по всей ширине дороги. Тротуары отд-ся от лотка бордюром, кот-й выкладывается из местных постелистых камней или бетон бардюров. Иногда вместо бардюров устр-ся откос, замащиваемый бетонными плитами.

3.27.Природные и искусственные стр-ые материалы. Оценка их качества. Различия между природными и искусственными материалами.Высокие и разнообразные требования, предъявляемые к конструкциям современных а.д, вызывают необходимость применять при строительстве весьма разнообразные по виду и св-вам строительные материалы: каменные (природные и искусственные). Бетоны на основание органических и минеральных вяжущих и.т.д. На приобретение и перевозку строительных материалов к месту производства работ расходуется 50-60 % средств от сметной стоимости сооружаемой дороги. Все виды применяемых при строительстве а.д. дорожно-строительных материалов по происхождению и особенностям их переработки подразделяют на две основные группы: природные и искусственные. Природные дорожно-строительные материалы добывают в местах их естественного залегания. В процессе добычи и переработки природные материалы претерпевают, в основном, только физические изменения: изменяют форму, размеры, связность.

К природным дорожно-строительным материалам относятся различные горные породы, составляющие литосферу земли (гранит, известняк, гравий, песок, различные грунты)

Искусственные дорожно-строительные материалы изготовляют преимущественно из природного сырья по соответствующей технологии, а также из побочных продуктов и отходов промышленного производства.

В процессе производства искусственных дорожных материалов, как правило. Происходят резкие изменения св-в исходного сырья, в результате чего образуется продукт с новым комплексом качественных показателей. Так, при обжиге определенных разновидностей глин до спекания получается новый материал-керамдор, при переработке нефти- битум, при обжиге мергелей и последующем размоле- цемент, при дроблении доменных шлаков- шлаковый щебень и.т.д. Каждый вид дорожно-строительного материала обладает определенным комплексом строительно-технических св-в. Различают 4 группы таких св-в: механические, технологические, физические и химические, взаимно связанные друг с другом. Мех-е св-ва характеризуют способность материала сопротивляться действию внутренних напряжений, возникающих в материале при статических, динамических и температурных воздействиях. Качество и долговечность а.д. находится в прямой зависимости от физико-механических св-в применяемых материалов: прочности, деформируемости , хрупкости, ползучести, релаксации и истираемости.

Техн-е св-ва характеризуют его способность реагировать на различные воздействия в процессе его переработки и обработки. Относятся: вязкость и теплоустойчивость битумов, удобообр-ть и уплотняемость цементного бетона, дробимость и полируемость каменного материала.

Физические св-ва материала отражают его строение и способность реагировать на физические процессы окр. среды: плотность, пустотность,твердость, морозостойкость, огнеупорность и.т.д. Хим. св-ва- способность материала вступать в хим. взаимодействие с в-вом окруж. Среды и образовать новые связи на атомно-молекулярном уровне. Изучение и анализ перечисленных св-в материалов позволяет учитывать их специфику и прогнозировать качество, надежность и долговечность сооружаемых эл-тов а.д. Для определения и качественной оценки св-в материалов применяют различные виды и методы стандартных лабораторных испытаний, на основе кот. решают вопрос о возможности и способах эффективного применения испытываемых материалов в соответствующих конструктивных эл-тах а.д. Природные минеральные материалы в дорожном строительстве применяют в виде щебня из естественного камня, щебня из гравия, гравия, гравийных и щебеночных смесей, гравийно-щебеночно-песчаных смесей, штучного камня, песка, минер. Порошка. Щебень - дробленый каменный материал, состоящий из смеси частиц разной крупности. Разделяется по фракциям. Щебень из природного камня подразделяется на 4 класса по прочности. Важным показателем качества щебня из природного камня , определяющим возможность его применения в дорожном строительстве, яв-ся морозостойкость. Гравий- рыхлая обломочная порода, состоящая из частиц окатанной формы размером 5 до 70 мм.Для дорожных работ применяют либо в дробленном виде, либо в виде гравийных, гравийно-щебеночных или гравийно-песчаных смесей определенного гранулометрического состава. Песок - мелкообломочная рыхлая порода. Добывают каменные материалы в открытых горных разработках месторождений- карьерах, их организуют на базе месторождений, в кот. имеется определенный объем полезного ископаемого соответствующего качества.

Искусственные каменные материалы и изделия, изготавливаемые из природного сырья или отходов промышленности. Основным сырьем для производства искусственных материалов яв-ся шлак и глина. Шлаки - основной вид искусственных каменных материалов, применяемых в дорожном строительстве. Из шлаков готовят щебень различных фракций, искусственный песок, минеральный порошок, низкомарочные гидравлические вяжущие. Бывают: металлургические и топочные. Шлаковый щебень неустойчивой структуры из активных шлаков применяют только для устройства оснований. Обожженные изделия и материалы из глины называют керамическими. К ним относятся дорожный клинкер, керамзит и керамдор и.т.д. Цементный бетон – искусственный каменный материал, получаемый после затвердевания рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси, состоящей из цемента, воды и заполнителей. До затвердевания такую смесь наз-ют бетонной. Бетоны на органических вяжущих материалах – получают в результате затвердевания уплотненной смеси, состоящей из мин. Части и органического вяжущего, смешанных в соответствующих пропорциях в условиях определенного технологического режима.

3.28. Мин вяжущие матер.Минеральные вяжущие материалы представляют собой обычно порошкообразные вещества, которые после затворения водой способны постепенно переходить из пастообраз­ного состояния в твердое, приобретая свойства камня.

Минеральные вяжущие по характеру твердения делят на две группы:

воздушного твердения, обладающие способностью после затворения водой твердеть в сухой среде (воздушная известь, гипсовые и магнезитовые вяжущие, жидкое стекло);

водного твердения (или гидравлические вяжущие матери­алы), после затворения их водой твердеющие на воздухе и в воде, причем во влажной среде вяжущие приобретают боль­шую прочность. Представителями этой группы являются це­менты.

Гидравлическая известь и романцемент по составу и осо­бенностям процессов твердения занимают как бы промежу­точное место между воздушными и гидравлическими вяжу­щими: после затворения водой, начав твердеть на воздухе, они продолжают твердеть как на воздухе, так и во влажной среде. При дальнейшем твердении во влажной среде они при­обретают большую прочность.

Воздушную известь получают в результате обжига до воз­можно полного разложения чистых или доломитизированных известняков или мела, содержащих глинистого вещества не более 6... 8 %. Полученную таким способом известь СаО в виде кусков белого или сероватого цвета называют негаше­ной (комковой или кипелкой).

Производство воздушной извести заключается в том, что вращающиеся печи загружают мелкодробленым известняком, который при медленном вращении печи подвергается равно­мерному обжигу.

при гашении выделяется значительное количество теп­ла. Полученная при гашении малым количеством воды гидратная известь, значительно разрыхленная за счет резкого увеличения пустотности, называется пушонкой.

В дорожном строительстве известь используют для укреп­ления грунтов, а также в качестве активатора при приготовле­нии асфальтобетонных смесей. Портландцемент представляет собой гидравлическое вя­жущее, получаемое тонким помолом цементного клинкера, минеральных добавок и природного гипса. Цементный клинкер получают путем обжига до спекания природных мергелей определенного химического состава или искусственных смесей известняка с глиной (до­менными шлаками), подобранных в соответствии с требуе­мым химическим составом.

Свойства портландцемента зависят от его минералогичес­кого состава, наличия добавок, а также тонкости помола клин­кера. Тонкость помола цемента характеризуют массой порошка прошедшего сито № 0,08, и удельной повер­хностью зерен, содержащихся в единице массы цемента.  Плотность портландцемента составляет - 900...1300 кг/м³.

Активность - способность затвердевать при затворении водой, превращаясь в прочное камневидное тело.

Активность и марку цемента характеризуют показателем прочности при изгибе образцов - балочек и их половинок при сжатии в возрасте 28 суток.

Водопотребность цемента характеризуют показателем нор­мальной густоты - количество воды, которое необходимо для достижения заданной пластичности. Обычно для порт­ландцемента нормальная густота составляет 21...28 %. Чем меньше водопотребность (нормальная густота), тем выше ка­чество цемента.

Скорость схватывания цемента зависит от минералогичес­кого состава, тонкости помола, количества воды затворения, температуры. Скорость схватывания является важной техно­логической характеристикой цемента. У портландцемента на­чало схватывания должно наступить не ранее 45 мин., а конец - не позднее 12 часов от начала затворения. Обычно начало схватывания у портландцемента наступает через 2...3 часа, а конец - через 5...8 часов. Как быстрое, так и медленное схватывание затрудняет и усложняет организацию производства строительных работ.

Особые виды портландцемента Быстротвердеющий портландцемент представляет собой минеральное вяжущее, которое содержит C₃S около 50...60 % С₃А - 8...14 %. При повышенном содержании С₃А увеличивают добавку гипса. Тонкость помола 3500...4000см²/г.

Быстротвердеющий портландцемент обладает более ин­тенсивным нарастанием прочности в начальный период твер­дения; при этом в возрасте 1 суток прочность его должна быть не менее 20 МПа, 3 суток - не менее 30 МПа.

Пластифицированный портландцемент приготавливают пу­тем введения при помоле клинкера поверхностно-активных пластифицирующих добавок. В качестве пластифицирующей добавки обычно применяют сульфитно-дрожжевую бражку (сдб) в количестве 0,15...0,25 % (в пересчете на сухое вещество). Пластифицирующие добавки придают цементному тесту большую подвижность, что позволяет снизить количество воды затворения, а это, в свою очередь, позволяет несколько  уменьшить расход цемента в строительном растворе и бето­не. В то же время пластифицирующие добавки несколько увеличивают водопроницаемость и понижают морозостойкость це­ментного камня.

Гидрофобный портландцемент изготавливают совместным помолом цементного клинкера и гидрофобных поверхност­но-активных добавок (0,15...0,3 %). В качестве таких добавок применяют мылонафт, асидол, олеиновую кислоту и др. Эти вещества, сорбируясь на поверхности зерен цемента, созда­ют гидрофобную пленку, которая понижает способность це­мента взаимодействовать с влагой воздуха. В результате гид­рофобный цемент не снижает активность и не комкуется при хранении и менее чувствителен к влажной воздушной среде.

Сульфатостойкий портландцемент - продукт тонкого по­мола клинкера, имеющего пониженное содержание С₃А, C₃S Его применяют для бетонных и же­лезобетонных элементов сооружений, подвергающихся воз­действию агрессивных вод, а также переменно­му увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию. Для элементов сооружения, работающих в морской воде, пред­почтительно применять сульфатостойкий портландцемент.

Пуццолановый портландцемент - гидравлическое вяжу­щее, получаемое совместным помолом портландцементного клинкера повышенного качества с 20... 5 0 % активных до­бавок и природного гипса. Из-за того, что в пуццолановых цементах меньше гидроалюмината кальция и гидратной извести, они обладают большей стойкостью к проточным и слабоминерализованным водам.

Шлакопортландцемент - продукт тонкого совместного по­мола портландцементного клинкера с доменного гранулированного шлака и гипса Шлакопортландцемент может быть получен также путем тща­тельного смешения раздельно измельченных компонентов. Этот цемент, по сути, является разновидностью пуццоланового порт­ландцемента, в котором активной добавкой служит доменный гранулированный шлак.

Активность шлакопортландцемента со временем понижа­ется быстрее, чем портландцемента, поэтому его не рекомен­дуется долго хранить на складах.

Расширяющийся цемент изготавливают путем смешения глиноземистого цемента и расширяющейся до­бавки, состоящей из высокоосновного гидроалюми­ната и гипса.

Глиноземистый цемент - продукт тонкого помола предва­рительно измельченного клинкера, полученного сплавлени­ем или спеканием пород, богатых глиноземом, известняком, взятых в определенном соотношении.

Глиноземистый цемент применяют при срочных бетонных работах, при производстве работ зимой, восстановительных работах, для тампонажных работ и элементов бетонных со­оружений, находящихся в зоне агрессивных вод.