Устройство краевых полос и укрепление обочин при реконструкции дорог

В процессе реконструкции дорог во многих случаях перестраивают или устраивают заново укрепление обочин, восстанавливают разрушенные откосы насыпей и выемок и укрепляют их.

Укрепление обочин существенно влияет на безопасность и скорость движения автомобилей, поскольку предотвращает попадание пыли и грязи на проезжую часть, создает условия для безопасного съезда на обочину в случае необходимости. Это особенно важно в осенне-весенний периоды года. Укрепленные обочины обеспечивают гидроизоляцию земляного полотна, повышая его прочность и устойчивость, предотвращают разрушение поверхности обочин при наезде автотранспортных средств. В зимнее время укрепленные обочины способствуют переносу снега во время метелей и облегчают его удаление при снегоочистке. Установлено, что узкие, но укрепленные обочины значительно более полезны, чем широкие, но неукрепленные [5].

Сопряжение дорожной одежды непосредственно с грунтовой обочиной неблагоприятно для работы дороги. Стекающая с проезжей части вода размягчает грунтовую обочину, часто разъезженную, и течет в направлении продольного уклона вдоль края дорожной одежды. Вода размывает грунт вдоль кромки покрытия, подмывает дорожную одежду и проникает в основание. Прочность дорожной одежды снижается, проезд автомобилей по ослабленной полосе приводит к образованию трещин в дорожной одежде и обламыванию ее кромок. Кроме того, грунт с обочины заносится колесами на покрытие, его кромка становится плохо отличимой от обочины и водители, стремясь держаться подальше от края, выезжают к середине проезжей части, что приводит к фактическому сужению проезжей части и повышает опасность дорожно-транспортных происшествий. В этих условиях уширение проезжей части на 0,5-1,0 м также малоэффективно. Поэтому необходимо укрепление обочин, особенно вдоль края дорожной одежды.

Укрепление обочин, особенно из суглинистого грунта, и укладка на них краевых полос значительно повышают безопасность движения. Во время дождя случайный заезд автомобиля колесом на обочину может привести к дорожно-транспортному происшествию. Краевые полосы четко указывают границы проезжей части и придают уверенность водителям в том, что они не попадут на размокший грунт обочин. Это позволяет им ехать с большей скоростью. Установлено, что при наличии краевой полосы и укрепленной обочины пропускная способность дорог с двухполосной проезжей частью увеличивается на 15-30 %. Кроме того, краевые полосы придают автомобильной дороге законченный вид и красивое оформление. В соответствии со СНиП 2.05.02-85 покрытия на краевых укрепленных полосах и на обочинах должны отличаться по цвету и внешнему виду от покрытий проезжей части или отделяться разметкой. Обочины по своей прочности должны допускать выезд на них транспортных средств.

При расчете дорожной одежды на остановочных полосах следует принимать не менее 1/3 расчетной интенсивности или другую нагрузку, обоснованную в проекте, при которой исключается быстрое накопление остаточных деформаций.

Покрытие на укрепленной полосе обочин (0,5-0,75 м) и на остановочной полосе (2,5 м) рекомендуется устраивать из цементо- или асфальтобетона, а также из обработанных вяжущими местных каменных, гравийных и других минеральных материалов. Поверхность остальной части обочин укрепляют в зависимости от интенсивности и характера движения, грунтов земляного полотна и особенностей климата засевом трав, россыпью щебня, гравия, шлака и других местных крупнозернистых материалов.

Для обеспечения безопасности движения коэффициент сцепления колеса с покрытием на обочине не должен отличаться более чем на 0,15 от коэффициента сцепления на проезжей части.

Для предохранения обочин и откосов земляного полотна от размыва на участках дорог с продольными уклонами более 30 ‰, с насыпями высотой более 4 м, в местах вогнутых кривых в продольном профиле устраивают продольные лотки и другие сооружения для сбора и отвода стекающей с проезжей части воды.

Разделительные полосы на дорогах I категории сопрягают с проезжей частью путем устройства на разделительной полосе укрепленных полос. Остальную часть разделительной полосы укрепляют засевом трав или посадкой кустарников, располагаемых на расстоянии не менее 1,75 м от кромки проезжей части.

При выборе конструкции краевых полос для дорожных одежд нежесткого типа предпочтение отдается 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.).

Краевые полосы можно устраивать из сборных плит из белого бетона толщиной 6 см на обычном монолитном бетоне; из монолитного бетона толщиной 20-22 см; из асфальтобетона, укладываемого одновременно с покрытием проезжей части на том же типе основания. В этом случае краевая полоса отделяется от основного покрытия линией разметки.

Минимально необходимым является укрепление обочин устройством краевой укрепительной полосы, в том числе выполняемое и путем уширения проезжей части. Это улучшает транспортно-эксплуатационные показатели дороги, способствует усилению кромки проезжей части, однако оно эффективно при малом количестве наездов на обочину, малом количестве выпадающих осадков и земляном полотне из легких грунтов.

В условиях интенсивной эксплуатации остановочной полосы, в сложных грунтовых и климатических условиях конструкция краевой укрепительной и остановочной полос может приниматься единой (рис. 22.28). Такая конструкция оказывает положительное воздействие и на водно-тепловой режим земляного полотна.

Применение в конструкциях геосинтетических материалов диктуется необходимостью гидроизоляции, дополнительного дренирования или сокращения расхода дорожно-строительных материалов за счет повышения прочности конструкции.

При необходимости усиления дорожной конструкции в слоях укрепления или под ними на контакте с дренирующим слоем укладывают материалы армирующего типа, в том числе геосетку, геовеб и др. Для улучшения условий дренирования земляного полотна при укреплении обочин укладывают прослойку из нетканого геосинтетического материала. Такое решение целесообразно применять:

при переустройстве дренирующего слоя в зоне обочин с отсыпкой слоя из мелких песков с К_ф = 1-2 м/сут;

при заиленном дренирующем слое и укреплении обочины без его переустройства;

в качестве мероприятия, снижающего влажность грунтов земляного полотна при 2-м и 3-м типах местности по условиям увлажнения во II и III дорожно-климатических зонах (дороги I-III категорий) и как мероприятие при регулировании водно-теплового режима земляного полотна на участках, подверженных образованию пучин, для ускорения отвода воды;

при укладке щебеночного слоя непосредственно на грунт на их контакте.

Рис. 22.28. Решения по укреплению обочин:

I-IV - соответственно краевая укрепительная полоса, остановочная полоса, прибровочная часть обочины, проезжая часть дороги; 1 - прослойка из геоматериала; 2 - слой укрепления обочины

Гидроизолирующие прослойки применяют для предотвращения поступления влаги атмосферных осадков в тело земляного полотна через неукрепленные или укрепленные водопроницаемым материалом обочины во 2-м и 3-м типах местности по условиям увлажнения II-III дорожно-климатических зон при высокой влажности, средних и тяжелых пылеватых суглинках и наличии или опасности образования пучин.

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. 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 м³ или минипогрузчиками (типа Бобкат). Уплотнение материалов можно эффективно выполнять виброплитами (отечественного или зарубежного производства).

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

Устройство дорожной одежды на краевых полосах и на обочинах можно выполнять однопроходной грунтосмесительной машиной (типа ДС-162) с шириной обработки, 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 20-35 % стоимости производства работ.

При укладке краевых бетонных плит вдоль существующего покрытия выполняют следующие рабочие операции: устраивают на обочине ровик для краевой полосы; выравнивают кромки старого покрытия, обычно имеющие неровности, наплывы и т.п.; выравнивают основание с распределением выравнивающего материала; укладывают и уплотняют слой цементобетонной смеси; укладывают плиты из белого бетона с тщательной подгонкой их к кромке покрытия и подливкой цементного раствора для выравнивания; присыпают грунт со стороны обочины и уплотняют его; заполняют поперечные и продольные швы битумом, битумной мастикой или цементным раствором; организуют уход за краевыми полосами во избежание заезда на них автомобилей до полного затвердения бетона.

Между операциями по укладке цементобетонной смеси и укладкой плит из белого бетона может быть предусмотрен технологический разрыв с целью укладки белых плит не на свежеуложенный бетон, а на уже затвердевший, так как при свежем бетоне работы должны вестись более организованно и ускоренными темпами.

Плиты применяют шириной 0,75 и толщиной 0,2 м. Рекомендуют двухслойные плиты - нижний слой из обычного бетона, а верхний из белого или цветного бетона. Однако, как показывает опыт, при темных асфальтобетонных покрытиях достаточно контрастно выглядят и плиты из обычного бетона. Недостаток краевых полос из бетонных плит, особенно из приготовленных на заводах с пропариванием, заключается в том, что бетон поверхностного слоя сравнительно скоро начинает шелушиться и плиты затем разрушаются.

При затруднениях в получении готовых цементобетонных плит более экономично устраивать краевые полосы из монолитного бетона на месте до строительства дорожной одежды. Для этого применяют боковую деревянную опалубку и передвижные бункеры для цементобетонной смеси или несколько усовершенствованную опалубку, изготавливаемую из досок, установленных на ребро. Доски имеют точные размеры по высоте, соответствующие толщине бетонной краевой полосы. На наружных сторонах досок примерно через 0,6-1,0 м по их протяжению укреплены одна над другой по две металлические проушины. При установке доски укрепляют в вертикальном положении на точном расстоянии одна от другой с помощью металлических рам с квадратным профилем, соответствующих по сечению отверстиям проушин. Концы рам продевают в проушины досок, и эти рамы удерживают опалубку (рис. 22.29). Доски опалубки используют многократно.

Рис. 22.29. Последовательность устройства краевой полосы из монолитного бетона:

А - установка опалубки; б - укладка бетона; в - снятие опалубки и обмазка боковых поверхностей битумом; г - укладка покрытия и досыпка обочин; 1 - металлическая рама; 2 - доски, поставленные на ребра; 3 - проушины; 4 - основание; 5 - бетон; 6 - смазка битумом; 7 - покрытие

После установки опалубки пространство между досками заполняют цементобетонной смесью, уплотняют ее вибраторами и обрызгивают пленкообразующими материалами. Потом выдерживают в опалубке до набора достаточной прочности. Через каждые 10 м в краевой полосе устраивают температурные швы. После снятия опалубки присыпают обочины и между бетонными полосами укладывают покрытие. Такие полосы выглядят красиво, прочны и удобны.

Следует упомянуть о бордюроукладочных машинах, которые позволяют на месте делать бордюр из цементобетонной или из асфальтобетонной смеси. Бордюр из асфальтобетонной смеси вполне заменяет краевую полосу и облегчает работы при строительстве асфальтобетонных покрытий.

Стоимость краевых полос из сборных бетонных плит выше, чем цементобетонного дорожного покрытия. Особенно повышается стоимость при проведении мероприятий для увеличения видимости полос: при устройстве их из бетона на белом цементе, окраске алюминиевой краской, применении светоотражающей пленки и т.п. Все эти мероприятия становятся неэффективными после первого ремонта, проводимого для повышения шероховатости покрытия.

Краевые полосы из бетона хотя и способствуют четкой организации движения на дороге, имеют ряд существенных недостатков. Они становятся помехой при устройстве поверхностной обработки, и тем более при укладке нового слоя покрытия. В этом случае требуется разобрать плиты краевых полос, поднять их на новую отметку и посадить на новый слой цементобетона или раствора. При этом неизбежна поломка части плит. Работы не только усложняются, но и удорожаются.

Перекрытие старого покрытия и краевых полос общим слоем усиления приводит к «бросовым» работам. Поэтому на дорогах с высокой интенсивностью движения может оказаться эффективным устройство краевых полос по тому же типу, как и дорожная одежда основной дороги, без специальных мероприятий, по улучшению их видимости. Эту роль должна играть краевая линия разметки.