Требования к инертным материалам при строительстве трасс федерального значения

Требования к инертным материалам при строительстве трасс федерального значения

Автомобильные дороги федерального значения являются важнейшими автотрассами на территории РФ. Они соединяют Москву с административными центрами российских регионов, к ним относятся транспортные узлы международного значения. Перечень автотрасс федерального уровня общего пользования установлен в Постановлении Правительства №928 от 17.11.2010г. «О перечне автодорог ОП федерального значения». Российские федеральные автобаны наделены высокой пропускной способностью, выдерживают интенсивную эксплуатацию, сопровождающуюся мощными динамическими нагрузками, позволяют безопасное движение автотранспорта со скоростью в пределах 150 км/ч.

Федеральные автомагистрали по классификаторам автодорог РФ

Автомобильные дороги РФ классифицируются по нескольким признакам, на основании которых им присваивается определенная категория и класс. Согласно ГОСТ Р 52398-2005, определяющему основные показатели при классификации автодорог, в зависимости от условий скоростного режима движения транспортных средств автотрассы разделяются на следующие классы (п.3.1):

• автомагистрали;
• скоростные дороги;
• дороги обычного типа.

В этом же ГОСТе в специальной таблице (табл. 1 раздела 5) приведены технические характеристики, по которым выделяют пять категорий ( с I по V) автодорог. В соответствии с комплексом показателей федеральные трассы в большинстве случаев относятся к магистралям I и  II категорий.

В соответствии со Сводом Правил СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги», являющегося актуализированной редакцией СНиП 2.05.02-85*, для автомагистралей (категория  1А) и скоростных дорог (категория  1Б) принята расчетная интенсивность движения (табл.4.1 п.4.3) свыше 14000 условных единиц автотехники в сутки. На основании классификации автодороги определяются требования к ее технико-эксплуатационным  показателям качества, которые необходимо обеспечить на этапе строительства автотрассы.

Дорожная одежда федеральной магистрали

Для восприятия давления и динамических нагрузок от автотранспорта и перераспределения их на земляное полотно до величины допускаемых расчетных нагрузок в процессе строительства автобана создается так называемая дорожная одежда (п.3.81 Свода Правил СП 34.13330.2012), которая является неотъемлемым конструктивным элементом автомобильной дороги.

Это важно! Затраты на обустройство дорожной одежды федеральных магистралей нередко достигают до 60% фактической стоимости строительства. От правильно назначенной конструкции дорожной одежды зависят состояние дороги, ее пропускная способность и безопасность в пределах расчетного ресурса эксплуатации.

Дорожная одежда федеральных магистралей является многослойной конструкцией, которая условно разделена на три группы слоев (см. рис. ниже):

1. Покрытие – верхний слой дорожной одежды, непосредственно воспринимающий транспортные нагрузки и воздействия погодно-климатических факторов окружающей среды. К покрытию федеральной трассы предъявляются следующие требования по качеству:

• ровность покрывающего слоя, входящего в контакт с колесами проезжающего автотранспорта;
• прочность и износостойкость;
• обеспечение высокого коэффициента сцепления с автошинами.

Слой износа, входящий в состав покрытия автодороги, периодически возобновляется в соответствии с регламентом обслуживания автобана.

2. Основание – несущая часть конструкции дорожной одежды, предназначенная для восприятия давления от основного слоя покрытия и перераспределения нагрузки давления на земляное полотно. Поскольку основание не входит в непосредственный контакт с колесами автотранспорта и не подвергается их истирающему воздействию, для его обустройства используются менее прочные материалы, чем для покрытия.

3. Дополнительный слой основания является подстилающим слоем, который выполняет следующие функции:

• передачу нагрузок от покрытия и основания на земляное полотно;
• отвод избыточной влаги из верхних слоев дорожной одежды магистрали (дренирующая функция);
• предотвращения пучения при отрицательных температурах (морозозащитная функция).

Преимущества цементобетонных покрытий федеральных автомагистралей

По классификации СП 34.13330.2012 для дорог 1 категории необходимо обустраивать дорожную одежду капитального типа (п.8.4, табл.8.1). Наиболее капитальными являются жесткие дорожные одежды, оснащенные цементобетонными монолитными  покрытиями (п.8.19). В строительстве федеральных магистралей с тяжелым и интенсивным движением автотранспорта вариант применения жестких дорожных одежд с покрытием из цементобетона постепенно становится доминирующим и вытесняет автотрассы с асфальтобетонным покрытием.

Цементобетонные покрытия федеральных магистралей имеют ряд преимуществ перед асфальтобетонными трассами:

• высокую прочность, поскольку камнеподобная структура бетона выдерживает значительные сжимающие нагрузки;
• стойкость к механическому истиранию (для цементного полотна – 1 мм в год);
• стойкость к высоким температурам, отсутствие плавления покрытия;
• стойкость к химической агрессии нефтепродуктов и погодно-климатическим воздействиям.

Инертные материалы для изготовления дорожной одежды с цементобетонным покрытием

Согласно нормативам СП 34.13330.2012 толщина цементобетонного покрытия для дорог федерального значения составляет 22 см (табл. 8,7). Покрытие дорог с высокой интенсивностью движения и большой транспортной нагрузкой подвергается воздействию многочисленных факторов износа. В силу этого при прокладке федеральных автобанов особое внимание уделяется правильному определению рецептуры бетонных составов, качеству компонентов покрытия и основания цементобетонной дорожной одежды. Инертные материалы – щебень, песок, гравий, входящие в состав бетонов покрытия и слоев основания, должны быть только высокого качества.

Наиболее распространенная конструкция дорожной одежды с бетонным покрытием для федеральных дорог состоит из следующих групп слоев:

• монолитного цементобетонного покрытия;
• основания из каменных материалов (щебень, гравий, щебеночно-песчаные и гравийно-песчаные смеси), укрепленных цементом или другими неорганическими вяжущими веществами, либо из щебня разных фракций при использовании способа заклинки;
• дополнительного основания из песка, укрепленного цементом.

Во всех группах слоев применяются нерудные инертные материалы – песок, щебень, гравий либо их смеси.

1. Инертные материалы для покрытий

В цементобетонных покрытиях дорог 1 категории инертные материалы используются в качестве заполнителей бетона. Требования к бетону и его компонентам изложены в Стандарте Национального Объединения Строителей СТО НОРСТРОЙ 2.25.41-2011 «Автомобильные дороги. Устройство цементобетонных покрытий автомобильных дорог». Для устройства монолитного бетонного покрытия используется тяжелый бетон (п.6.1.1, 6.1.2, табл. 1) класса прочности на сжатие В30 (марка М400).

Мелким заполнителем бетона для покрытия стандарт требует использовать природные пески либо оптимальные соотношения природных песков с песками отсевов дробления плотностью 2000-2800 кг/ куб.м, предусмотренные ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия».

Крупным заполнителем бетона необходимо использовать щебень и гравий средней плотностью 2000-3000 кг/куб.м фракциями 5-10 мм и 10-20 мм при фактическом соотношении в пределах требований ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия» (п.3.5.2.1 и 3.5.2.2 – требования к заполнителям).

Это важно! При обустройстве цементобетонного монолита федеральной трассы максимальный размер зерна крупных заполнителей не должен превышать 20-25 мм.

2. Инертные материалы для оснований

Основания дорог 1 категории с бетонным покрытием выполняют из нескольких слоев. Нижние конструктивные слои  выполняются:

• из смесей щебня, гравия и песка
• из щебня крупных фракций 40-80 мм и 80-120 мм при укреплении вяжущим
• либо щебнем фракций 40-80 мм и 80-120 мм в качестве основного материала и щебней фракций 5-10 и 10-20 мм –как расклинивающих материалов.

Требования к щебню следующие:

• кубовидная форма;
• высокая прочность – не ниже 800;
• низкая лещадность.

Дополнительное основание засыпают из песка по ГОСТ 3344-83 «Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия».

Заключение

Несмотря на унифицированность требований к инертным материалам для автомагистралей федерального значения, характеристики материалов при разработке проекта строительства дороги подбираются индивидуально. Участие в работах по строительству автотрасс федерального уровня обязывает поставщиков нерудных материалов обеспечивать соответствие щебня, гравия и песка проектному заданию с соблюдением требуемых показателей качества.