Дорожное покрытие для тяжело нагруженных территорий (ФЭМ/ШКМ/плитка)

Опубликовано · 02.05.2024

Общие данные о дорожном покрытии

Главной задачей технологического проектирования покрытия (для предприятий с интенсивной нагрузкой на дорожную инфраструктуру) является получение оптимального решения как единого комплекса, отвечающего требованиям безопасности, прочностным характеристикам, комфорта и комплексного обслуживания современных и перспективных транспортных путей.

Транспортные пути сообщения - основные элементы технологической структуры горно-обогатительных комбинатов, металлургических комбинатов и других предприятий с интенсивной нагрузкой на дорожное покрытие.

Конструкции покрытий должны отвечать следующим требованиям:

быть экономически целесообразными при строительстве с учётом дальнейшей эксплуатации;

соответствовать особенностям технологического процесса производственной зоны;

быть прочными, что обеспечит надёжную и долговечную эксплуатацию при высоких расчётных (подвижных, статических) нагрузках, характерных для таких территорий;

противостоять пластическим деформациям под воздействием внешних факторов;

быть морозостойкими и трещиностойкими;

иметь ровную поверхность, обеспечивающую организованный водоотвод;

иметь антикоррозийные свойства (в условиях эксплуатации в агрессивной среде);

иметь характеристики, не оказывающие негативного влияния на здоровье и жизнедеятельность человека, а также на окружающую (природную) среду;

иметь шероховатость поверхности, которая не вызовет сбой технологического процесса и нарушение техники безопасности.

В соответствии с современными и перспективными методами проектирования существуют варианты покрытия для тяжело нагруженных дорог (под многотонный автотранспорт - 40 и более т.), такие как:

асфальтобетонное покрытие;

монолитное бетонное покрытие;

покрытие из искусственных камней мощения (то же, что фигурные элементы мощения или плитка).

Первые два типа покрытия довольно давно присутствуют на мировом рынке, поэтому говорить о них нет смысла.

Сейчас наиболее выгодным является третий тип покрытия - ШКМ (искусственный камень мощения), также можно встретить такие названия данного покрытия, как: ФЭМ - фигурные элементы мощения или просто плитка. Предлагаем подробнее рассмотреть именно его.

Покрытие из ФЭМ

Фигурные элементы мощения как дорожное покрытие для тяжело нагруженных дорог (или других территорий) - бетонные элементы с высотой сечения (толщиной) не менее 100 мм, площадью опорной поверхности не более 0,05 м. кв и длиной не более 28-30 см соответственно для прямоугольных и фигурных искусственных камней. Требования к искусственным камням мощения содержатся в стандарте организации-производителя.

Любая дорожная одежда состоит из одного или нескольких слоёв (согласно ВБН В.2.3-218-186-2004 «Сооружения транспорта. Дорожная одежда нежёсткого типа») – это может быть: покрытие, основание и, при необходимости, дополнительные слои основания.

Ниже подробнее рассмотрим определения: покрытие, основание и дополнительные слои основания.

Покрытие - верхняя часть дорожной одежды, на которую направлено основное давление от колёс транспортных средств и которая непосредственно подвергается воздействию атмосферных факторов. Оно должно быть: стабильно прочным, ровным, жёстким, противостоять накоплению пластических деформаций летом, сохранять целостность при прогибе весной/осенью и растяжении от охлаждения в зимний период. Для длительного сохранения шероховатости материал покрытия должен быть устойчивым к истиранию. При необходимости верхнюю часть покрытия можно обрабатывать поверхностно или наносить тонкослойное покрытие различного назначения - для повышения шероховатости, защитных, выравнивающих и других функций.

Основание – часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием. Главная функция - обеспечивать уменьшение прогиба покрытия под действием внешней нагрузки. Основание должно также быть достаточно жёстким, чтобы уменьшать напряжения в дополнительном основании и грунте земляного полотна до допустимых значений. Основание следует проектировать из одного или нескольких слоёв.

Дополнительное основание должно способствовать уменьшению прогиба и напряжений от транспортных средств в покрытии, основании и земляном полотне, а также выполнять следующие функции:

1. отвод воды из верхней части земляного полотна (при плохо фильтрующем грунте) и из основания дорожной одежды (дренажный слой/гидроизоляционный слой);
2. уменьшение толщины промерзающего слоя грунта (морозозащитный слой);
3. уменьшение глубины промерзания земляного полотна (теплоизоляционный слой);
4. исключение взаимного проникновения зернистого материала основания и грунта земляного полотна (разделяющий слой);
5. обеспечение проезда автомобилей и строительной техники во время строительства дорожной одежды (технологический слой).

Один слой дополнительного основания может выполнять несколько функций.

Общая толщина дорожной одежды и толщина отдельных слоёв должны обеспечивать прочность и морозостойкость всей конструкции.

Рабочий грунт земляного полотна - непосредственно подстилающий грунт, на который направлена нагрузка от основания дорожной одежды.

Дорожное покрытие из ФЭМ - непосредственно испытывает воздействие подъёмно-транспортных машин, автомобильного или технологического транспорта, складируемого груза (ударных и сдвиговых нагрузок) и атмосферных факторов.

Такое дорожное покрытие включает:

1. покрытие из искусственных камней высотой сечения 100-120 мм; 2. заполнение швов между искусственными камнями (3 -5 мм); 3. монтажный (выравнивающий) слой толщиной 3-5 см в уплотнённом состоянии (предназначен для устранения неровностей основания и может быть выполнен из песка, гранитного отсева или цементно-песчаной смеси (песка, укреплённого 12% цемента). Основание совместно с покрытием обеспечивает перераспределение и снижение давления от внешних воздействий на нижележащие дополнительные слои или грунт земляного полотна. Основание может быть выполнено из различных материалов: щебня; цементно-песчаной смеси; щебня, укреплённого цементом или расклинцованного цементно-песчаной смесью. Дополнительный слой основания в зависимости от решаемых задач может выполнять морозозащитную, дренирующую и теплоизолирующую функции. Он состоит из дренирующих, не подверженных пучению материалов (песок, шлак и др.). Форма, габариты и варианты раскладки ФЭМ существенно влияют на работу покрытия.

Технология и сроки укладки покрытия

Технология укладки покрытия зависит от многих факторов:

1. месторасположение объекта (геологические условия); 2. принятые варианты конструкции дорожного полотна; 3. используемые материалы; 4. снабжение объекта материально-техническими ресурсами и др. Погодные условия - основной фактор, влияющий на выполнение работ для асфальтобетонного и монолитного бетонного покрытия, то есть: яркое солнце или минусовая температура воздуха негативно влия

Покрытие из ФЭМ – это уже готовые бетонные элементы мощения, полученные в заводских условиях, которые были выдержаны в нормальных температурных и влажностных условиях. Таким образом, температура окружающей среды не влияет на покрытие.

На больших территориях Наша компания ведёт процесс механизированной укладки покрытия из ФЭМ с помощью машины для укладки плитки Optimas H88 Toro. Эта машина способна выполнять укладку плитки в количестве до 1 тыс. метров, что значительно сокращает срок строительства.

Для наглядности приведём пример - проектное решение, выполненное из монолитного железобетона, и альтернативное решение из ФЭМ для площадки, предназначенной для складирования кварцевого песка на территории одного из ГОК.

Технические характеристики примера. Нагрузки на покрытие:

1. складирование кварцевого песка общим весом 160-225т;

2. технологический транспорт - автосамосвалы грузоподъёмностью - 91 т.

Альтернативный вариант покрытия – из дорожной плитки:

Обозначения: 1. h = 12см, дорожная плитка "Хвиля Г-образна", В30, F200, W6. 2. h=5см, подстилающий слой отсев (фр.0÷5мм). 3. h=45см, щебень (фр.0÷40мм), М1200. 4. Георешётка Secugrid 40/40Q1. 5. h=45см, щебень (фр.0÷40мм), М1200. 6. Георешётка + геотекстиль Combigrid 40/40Q1. 7. Уплотнённый грунт, Ed ≥ 10 МПа. КДО = 107 см