Дорожнє покриття для важко навантажених територій

Загальні дані про дорожнє покриття

Головним завданням технологічного проєктування покриття (для підприємств з інтенсивним навантаженням дорожньої інфраструктури) є отримання оптимального рішення як єдиного комплексу, що відповідає вимогам безпеки, характеристикам міцності, комфорту і комплексного обслуговування сучасних і перспективних транспортних шляхів.

Транспортні шляхи сполучення - основні елементи технологічної структури гірничо-збагачувальних комбінатів, металургійних комбінатів та інших підприємств із інтенсивним навантаженням на дорожнє покриття.

Конструкції покриттів повинні відповідати таким вимогам:

бути економічно доцільними під час будівництва, з урахуванням подальшої експлуатації;
відповідати особливостям технологічного процесу виробничої зони;
бути міцними, що забезпечить надійну та довговічну експлуатацію при високих розрахункових (рухливих, статичних) навантаженнях, характерних для таких територій;
протистояти пластичним деформаціям під впливом зовнішніх факторів;
бути морозо- та тріщиностійкими;
мати рівну поверхню, що забезпечить організоване водовідведення;
мати антикорозійні властивості (в умовах експлуатації в агресивному середовищі);
мати характеристики, що не викликають негативного впливу на здоров'я та життєдіяльність людини, а також на довколишнє (природне) середовище;
мати шорсткість поверхні, що не викликатиме збій технологічного процесу та порушення техніки безпеки.

Відповідно до сучасних та перспективних методів проєктування існують варіанти покриття для важко навантажених доріг (під багатотонний автотранспорт - 40 і більше т.), такі як:

асфальтобетонне покриття;
монолітне бетонне покриття;
покриття зі штучних каменів мощення (те саме, що фігурні елементи мощення чи плитка).

Перші два типи покриття досить давно присутні на світовому ринку, тому говорити про них немає сенсу.

Наразі найвигіднішим є третій тип покриття - ШКМ (штучний камінь мощення) або також можна зустріти такі назви даного покриття як: ФЕМ - фігурні елементи мощення або просто плитка. Пропонуємо детальніше розглянути саме його.

Покриття із ФЕМ

Фігурні елементи мощення, як дорожнє покриття для важко навантажених доріг (чи інших територій) - бетонні елементи з висотою перерізу (товщиною) не менше 100 мм, площею опорної поверхні не більше 0,05 м. кв і довжиною не більше 28-30 см відповідно для прямокутного та фігурного штучного каміння. Вимоги до штучного каміння мощення містяться в стандарті організації-виробника.

Будь-який дорожній одяг складається з одного або кількох шарів (згідно з ВБН В.2.3-218-186-2004 «Споруди транспорту. Дорожній одяг нежорсткого типу») – це може бути: покриття, основа та, при необхідності, додаткові шари основи.

Нижче детальніше розглянемо визначення: покриття, основа та додаткові шари основи.

Покриття - верхня частина дорожнього одягу, на яку спрямований основний тиск від коліс транспортних засобів та яка безпосередньо піддається впливу атмосферних факторів. Воно має бути: стабільно міцним, рівним, жорстким, протистояти накопиченню пластичних деформацій влітку, зберігати цілісність при прогинанні навесні/восени та розтягуванні від охолодження в зимовий період. Для тривалого збереження шорсткості матеріал покриття має бути стійким до стирання. При необхідності верхню частину покриття можна обробляти поверхово або наносити тонкошарове покриття різного призначення - для підвищення шорсткості, захисних, вирівнюючих та інших функцій.

Основа – частина конструкції дорожнього одягу, розташована під покриттям. Головна функція - забезпечувати зменшення прогину покриття під дією зовнішнього навантаження. Основа повинна також бути достатньо жорсткою, щоб зменшувати напругу у додатковій основі та ґрунті земляного полотна до допустимих значень. Основу слід проєктувати з одного або кількох шарів.

Додаткова основа повинна сприяти зменшенню прогину та напруги від транспортних засобів у покритті, підставі та земляному полотні, а також виконувати наступні функції:

1. відведення води з верхньої частини земляного полотна (при ґрунті, що погано фільтрує) та з основи дорожнього одягу (дренажний шар/гідроізоляційний шар);
2. зменшення товщини промерзаючого шару ґрунту (шар захисту від морозу);
3. зменшення глибини промерзання земляного полотна (теплоізоляційний шар);
4. виключення взаємного проникнення зернистого матеріалу основи та ґрунту земляного полотна (розділяючий шар);
5. забезпечення проїзду автомобілів та будівельної техніки під час будівництва дорожнього одягу (технологічний шар).

Один шар додаткової основи може виконувати декілька функцій.

Загальна товщина дорожнього одягу та товщина окремих шарів повинні забезпечувати міцність та морозостійкість усієї конструкції.

Робочий ґрунт земляного полотна - безпосередньо підстилаючий ґрунт, на який спрямоване навантаження від основи дорожнього одягу.

Дорожнє покриття із ФЕМ - безпосередньо відчуває вплив від підйомно-транспортних машин, автомобільного чи технологічного транспорту, складованого вантажу (ударних та зсувних навантажень) та атмосферних факторів.

Таке дорожнє покриття включає:

1. покриття зі штучного каміння висотою перерізу 100-120 мм; 2. заповнення швів між штучним камінням (3 -5 мм); 3. монтажний (вирівнюючий) шар товщиною 3-5 см в ущільненому стані (призначений для усунення нерівностей основи і може бути виконаний з піску, гранітного відсіву або цементно-піщаної суміші (піску, укріпленого 12% цементу). Основа, спільно з покриттям, забезпечує перерозподіл та зниження тиску від зовнішніх впливів на нижчі додаткові шари або ґрунт земляного полотна. Основа може бути виконана з різних матеріалів: щебню; цементно-піщаної суміші; щебню, укріпленого цементом або розклинцованою цементно-піщаної сумішшю. Додатковий шар основи, залежно від розв'язуваних завдань, може виконувати морозозахисну, дренуючу та теплоізолюючу функції. Він складається з дренуючих, не схильних до пучення матеріалів (пісок, шлак та ін.). Форма, габарити та варіанти розкладки ФЕМ істотно впливають на роботу покриття.

Технологія та терміни укладання покриття

Технологія укладання покриття залежить від багатьох факторів:

1. місце розташування об'єкта (геологічні умови); 2. прийняті варіанти конструкції дорожнього полотна; 3. матеріали, які використовуються; 4. постачання об'єкта матеріально-технічними ресурсами та ін. Погодні умови - основний фактор, що впливає на виконання робіт для асфальтобетонного та монолітного бетонного покриття, тобто: яскраве сонце чи мінусна температура повітря негативно впливают

Покриття з ФЕМ – це вже готові бетонні елементи мощення, отримані в заводських умовах, які були витримані у нормальних температурних та вологих умовах. Таким чином, температура навколишнього середовища не впливає на покриття.

На великих територіях Наша компанія веде процес механізованого укладання покриття із ФЕМ за допомогою використання машини для укладання плитки Optimas H88 Toro. Ця машина здатна виконувати укладання плитки в кількості до 1 тис. метрів, що значно знижує термін будівництва.

Для наочності наведемо приклад - проєктне рішення, виконане з монолітного залізобетону та альтернативне рішення із ФЕМ для майданчика, призначеного для складання кварцового піску на території одного з ГЗК.

Технічні характеристики прикладу. Навантаження на покриття:

1. складання кварцового піску загальною вагою 160-225т;

2. технологічний транспорт - автосамоскиди вантажопідйомністю - 91 т.

Альтернативний варіант покриття – з дорожньої плитки:

Позначення: 1. h = 12см, дорожня плитка "Хвиля Г-образна", В30, F200, W6. 2. h=5см, підстилаючий шар відсів (фр.0÷5мм). 3. h=45см, щебінь (фр.0÷40мм), М1200. 4. Георешітка Secugrid 40/40Q1. 5. h=45см, щебінь (фр.0÷40мм), М1200. 6. Георешітка + геотекстиль Combigrid 40/40Q1. 7. Ущільнений ґрунт, Ed ≥ 10 МПа. КДО = 107 см