Типовые конструкции дорожных одежд городских дорог (утв. приказом Министра жилищно-коммунального хозяйства РСФСР от 15 апреля 1980 г. N 210)

Предисловие

В XI пятилетке в нашей стране происходит интенсивное развитие автомобильного и городского общественного транспорта, невиданный размах жилищного строительства и связанный с ним рост городов и населенных пунктов. В решениях XXVI съезда КПСС и последующих Пленумах ЦК КПСС предусмотрено увеличить темпы и улучшить качество строительства городских дорог и тротуаров, а также повысить их долговечность.

Для этих целей в Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова созданы типовые конструкции дорожных одежд городских дорог и тротуаров, в разработке которых принимали участие канд. техн. наук Тимофеев А.А. (Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова), инж. Новиков К.Л. (Ленинградский институт АКХ им. Памфилова), канд. техн. наук Смирнов М.М. и инж. Носков В.Г. (Уральский институт АКХ им. К.Д. Памфилова), канд. техн. наук Шейхет И.М. (Ростовский институт АКХ им. К.Д. Памфилова) и инж. Баранов Д.П. (институт Гипрокоммундортранс).

1. Общие положения

В связи с интенсивным развитием городов в нашей стране возникает необходимость строительства широкой сети современных городских дорог с твердыми покрытиями, главным образом из асфальтобетона и цементобетона.

От качественного состояния городских дорог в значительной степени зависят работа грузового и пассажирского автомобильного транспорта, а также стоимость перевозок. Состояние городских дорог влияет также на безопасность движения.

Конструктивные элементы одежды городских дорог составляют наиболее дорогую и ответственную часть общей конструкции дороги. Для обеспечения долговечности дорожной одежды необходимо, чтобы напряжения, возникающие в ее конструктивных элементах при многократном действии колес проезжающих транспортных средств, не вызывали существенных остаточных деформаций, нарушающих устойчивость дорожной одежды и ровность поверхности покрытия, необходимую для движения с высокими скоростями. Основным условием долговечности дорожной одежды является соответствие ее конструкции категории улицы и дороги, фактической и перспективной интенсивности движения, климатическим и грунтово-геологическим условиям.

Применяемые на практике конструкции дорожных одежд не всегда являются наиболее экономичными, так как в большинстве случаев для их расчета используют только один или два-три расчетных критерия вместо четырех-пяти.

В Москве, Ленинграде, Киеве, Ижевске, Ташкенте и других городах при проектировании городских дорожных одежд используются различные местные типовые конструкции. Анализ их показывает, что не во всех случаях они отвечают основным условиям долговечности. Нередко проектирование городских дорог ведут неспециализированные организации, что приводит иногда к грубым ошибкам и резкому снижению долговечности дорог. Столь же вредное влияние оказывает неправильно запроектированная конструкция городских дорог на эксплуатационные показатели городского и автомобильного транспорта. В итоге возникает необходимость больших дополнительных капиталовложений на различные виды ремонта.

Поэтому возникала настоятельная необходимость в разработке типовых конструкций городских дорожных одежд, отвечающих современным условиям движения транспорта в различных климатических зонах РСФСР. За основу расчета дорожных одежд взята возможность замены его выбором готовых конструкций с учетом грунтовых, грунтово-геологических и климатических условий района строительства, заданной категории городских дорог, улиц, наличия местных материалов, условий производства работ, условий движения автомобильного и пассажирского транспорта.

Предложенные типовые конструкции рекомендуется уточнять путем более детального учета местных условий и стоимости дорожно-строительных материалов с тем, чтобы на этой основе осуществить выбор наиболее целесообразного технико-экономического решения конструкции дорожной одежды или тротуара.

Приведенные ниже типовые конструкции одежд городских дорог и тротуаров классифицированы в зависимости от их градостроительной значимости, т.е. от категории дорог, расположения дороги или тротуара в той или иной дорожно-климатической зоне, наиболее характерных прочностных показателей грунтового основания (модуль упругости и, наконец, от вида дорожных одежд (нежесткого или жесткого типа).

Конструкции дорожной одежды в I дорожно-климатической зоне, учитывая ее особенности (наличие вечной мерзлоты или очень большой глубины промерзания грунтов в сочетании с высокой влажностью и необходимостью устройства теплоизолирующих и морозозащитных слоев), выделены отдельно.

Конструкции дорожных одежд, которые могут быть использованы одновременно во II и III дорожно-климатических зонах или в IV и V зонах, имеющих небольшую разницу в толщине конструктивных слоев, как правило, объединены в одну таблицу.

Ряд конструкций, которые могут быть использованы во всех дорожно-климатических зонах с установленной при помощи расчета разницей в толщинах отдельных конструктивных слоев, даны в сводных таблицах типовых конструкций.

В приложении приведены наиболее распространенные конструкции дорожных одежд, позволяющие широко использовать традиционные и местные дорожно-строительные материалы и их композиции. Помимо этого учтена наибольшая простота и доступность изготовления и укладки асфальтобетонных и цементобетонных смесей и изделий в дорожные покрытия.

При отдельных расчетах, произведенных институтом Гипрокоммундортранс, использован и стоимостный критерий, дающий возможность произвести оценку ряда равнопрочных конструкций с их минимальной стоимостью.

Однако экономический критерий ввиду наличия различных поясных цен на дорожно-строительные материалы и изделия, дефицитности многих материалов для отдельных районов страны, больших и неравномерных транспортных расходов, отсутствия надежного критерия долговечности конструкций дорожных одежд и тротуаров полностью не рассматривался.

2. Основные принципы расчета типовых конструкций дорожных одежд

Прилагаемые ниже типовые конструкции дорожных одежд разработаны для всех категорий городских улиц и дорог с учетом современных методов расчета и конструирования, обобщения опыта эксплуатации жестких и нежестких дорожных одежд в городских условиях. Проектирование конструкций дорожных одежд нежесткого типа выполнено согласно Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа (ВСН 46-72), с учетом существующей и перспективной интенсивности транспортного движения, нагрузок, свойств применяемых материалов, грунтовых и гидрологических условий и других факторов, оказывающих влияние на срок службы конструкций дорожных покрытий и оснований.

В типовых решениях дорожных одежд нежесткого типа предусмотрены наиболее технологические конструкции с возможно меньшим количеством укладываемых слоев, рассчитанные по трем, а иногда и четырем критериям дорожных одежд нежесткого типа приняты:

допустимый прогиб одежды в неблагоприятный по степени увлажнения период года под нагрузкой от расчетного автомобиля. При определении обратимого прогиба используется только одна расчетная характеристика грунтов и материалов - модуль упругости (E, );

сопротивление верхнего слоя грунта земляного полотна и несвязных конструктивных слоев дорожной одежды сдвигающим напряжениям. В случае нарушения в одном из слоев предельного равновесия по сдвигу возникают остаточные деформации, которые с течением времени могут нарастать и в итоге привести к разрушению одежды;

сопротивление растягивающим напряжениям слоев, способных работать на изгиб. Если в одном из таких слоев возникают растягивающие напряжения, превосходящие предельное сопротивление материала растяжению, то в слое появляются трещины, которые ослабляют дорожную конструкцию, резко увеличивают ее водопроницаемость и приводят к разрушению всей одежды;

необходимая толщина нижних слоев оснований по условиям морозного пучения.

В расчетах учтены как деформативные, так и прочностные свойства грунтов и материалов. Это позволило обосновать не только общую толщину, но и толщину каждого конструктивного слоя дорожной одежды отдельно. Эти толщины определяются в зависимости от величин модулей упругости грунта земляного полотна и материалов конструктивных слоев с учетом того, чтобы под действием расчетных нагрузок не возникали деформации сдвига в слоях из зернистых и слабосвязных материалов. При этом необходимо обеспечить более плавный переход от жестких верхних слоев к нижним слоям меньшей жесткости, чтобы улучшить их совместную работу на контактах слоев. Ниже приведен ряд конструкций дорожных одежд, в которые введены слои из укрепленных различными способами местных материалов и грунтов.

Укрепление вяжущими существенно повышает прочностные характеристики и долговечность материалов, позволяет заменить привозные дорогостоящие каменные материалы и тем самым снизить стоимость конструкции дорожной одежды.

В некоторых случаях целесообразно использовать в конструкциях местные широко распространенные и достаточно прочные дорожно-строительные материалы (песчано-гравийные смеси, шлаки, ракушечник и т.п.), а прочные привозные каменные материалы рекомендуется использовать преимущественно для верхних слоев оснований.

В дорожных одеждах для всех климатических зон предусмотрено два типа покрытий: усовершенствованные капитальные и усовершенствованные облегченные.

Параметры расчетных нагрузок и минимальные значения модулей упругости дорожных одежд нежесткого типа различной категории приведены в табл. 1. При этом за основу величин требуемых модулей упругости городских дорог приняты данные табл. 2 Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа с коэффициентом запаса 1, 2 для скоростных и грузовых дорог, а также для общегородских магистралей.

Величина этого коэффициента принята с учетом предполагаемого роста интенсивности и грузонапряженности движения в 1,5-1,6 раза выше, чем принятая в Инструкции. Эти данные подтверждены практическими наблюдениями за ростом интенсивности движения на ряде улиц и магистралей Москвы, Ленинграда, Ростова, Свердловска и других городов.

В тех случаях, когда по интенсивности и составу движения требуемый модуль упругости выше величин, указанных в табл. 1, конструкция должна приниматься по индивидуальному расчету.

Таблица 1. Требуемые модули упругости дорожных одежд, параметры расчетной нагрузки и интенсивность движения

Категория улиц и дорог	Число расчетн. автомоб. по одной полосе, маш.-ч	Расчетная нагрузка	Параметры расчетной нагрузки		Требуемые модули упругости для дорог с усовершенствованными покрытиями,
			удельное давление на покрытие P,	диаметр следа колеса D, см
					капитальными	облегченными
Скоростные дороги, магистральные улицы и дороги общегородского значения с усовершенствованными капитальными покрытиями	500	Автобусы, гр. А	6	35	2520	-
Магистральные улицы районного значения, дороги грузового движения с усовершенствованными покрытиями:
капитальными	150	Автобусы, гр. А	6	35	2220	-
облегченными	150	Автобусы	6	35	-	1800
Улицы и дороги местного значения, промышленных и складских районов с усовершенствованными покрытиями:
капитальными	150	Автомобили, гр. А	6	33	2220	-
облегченными	150	то же	6	33	-	1800
Жилые улицы с усовершенствованными покрытиями:
капитальными	70	"	6	33	1650	-
облегченными	150	"	6	33	-	1350
Проезды с усовершенствованными облегченными покрытиями	700	Автомобили, гр. Б	5	28	-	1350
Поселковые улицы и дороги с усовершенствованными облегченными покрытиями	250	Автомобиль	5	28	-	1150

При проектировании дорожных одежд в качестве расчетных были приняты значения модулей упругости дорожно-строительных материалов и их прочностные характеристики, приведенные в табл. 2.

Расчет типовых конструкций нежесткого типа произведен согласно указаниям Инструкции с использованием ЭВМ. Программы и алгоритмы для работы ЭВМ были разработаны в институте Гипрокоммундортранс Минжилкомхоза РСФСР.

Расчет конструкций дорожных одежд жесткого типа из монолитного и сборного цементобетона и железобетона произведен по методу расчета плит на упругом основании с определением величины максимального изгибающего момента, а из железобетонных плит, помимо этого, из необходимого количества рабочей арматуры согласно действующим нормативным документам и инструкциям.

Для особо нагруженных общегородских магистралей и улиц грузового движения с суточной интенсивностью движения по одной полосе свыше 10 тыс. автомобилей требуемый модуль упругости может быть повышен до 2700 .

Для внутриквартальных дорог и проездов в случае интенсивной застройки внутриквартальных территорий с движением грузовых автомобилей группы А по одной полосе до 150 маш.-ч требуемый модуль упругости может быть повышен до 2200 .

Инженерно-геологические показатели грунтов, их прочностные и деформационные характеристики приведены в табл. 3.

При конструировании дорожной одежды особое место занимает проектирование дренирующего слоя, устройство которого необходимо:

в случае, если под корытом залегают слабофильтрующие грунты (глинистые и суглинистые) или земляное полотно отсыпано из таких грунтов;

при неглубоком залегании грунтовых вод на длительно подтопляемых участках;

в районах с большим количеством осадков, а также на участках, где возможно скопление воды в корыте проезжей части, проникающей с поверхности (вогнутые участки продольного профиля, наличие газонов и разделительных полос).

Дренирующий слой состоит из песка, гравия, гравийно-песчаной смеси, отсортированного шлака и других материалов с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сут. Его выполняют на всю ширину корыта проезжей части или на участках загородного профиля на всю ширину земляного полотна.

При удельном притоке воды в сутки более 70 л на 1 проезжей части под бортовым камнем устраивают дренаж мелкого заложения из труб D 50 или 100 мм с дренажной обсыпкой (рис. 1).

Дренаж укладывают параллельно лотку проезжей части на расстоянии 35 см от линии борта при наличии водостоков и 15 см - при их отсутствии. В асбестоцементных трубах устраивают пропилы на глубину 4 см, шириной 0,3 см на расстоянии 50 см. Вместо асбестоцементной трубы может быть применен керамзитобетонный трубофильтр.

В случае наличия продольного уклона, который по величине больше поперечного, вместо продольного дренажа выполняют поперечный дренаж такой же конструкции, с расположением дрен под углом 60-70° к оси проезжей части. Расстояние между поперечными дренажами принимаем не менее 50 м.

Таблица 2. Расчетные характеристики дорожно-строительных материалов в I-V дорожно-климатических зонах

Материалы конструктивных слоев	Модуль упругости,				Предельное растяжение при изгибе,		Угол внутреннего трения, град.	Сцепление,
	I-II	III	IV	V	I-II	III-IV
Асфальтобетон:
плотный из мелкозернистой смеси I-II марок	15 000	12 500	10 000	7 000	20	18	-	-
пористый из крупнозернистой смеси	10 000	9 000	8 000	6 000	12	11	-	-
III марки	-	9 000	8 000	6 000	11	11	-	-
IV марки	7 500	7 500	6 500	5 500	10	10	-	-
Черный щебень с использованием щебня марки:
600-800	6 000	6 000	5 500	5 500	-	-	-	-
300-400      "	4 000	4 000	3 500	3 500	-	-	-	-
Асфальтобетон IV марки:
с использованием щебня размером до 15 мм из известняка-ракушечника или других малопрочных материалов М300-400 на основе гравийно-песчаной смеси	-	5 500	5 000	4 500	10	10	-	-
	-	5 000	4 500	4 000	-	10	-	-
Щебень:
фракционированный М-600 , уложенный по принципу заклинки	4 500	4 000	4 000	4 000	-	-	-	-
фракционированный М-800 , уложенный по принципу заклинки	5 000	4 500	4 500	4 500	-	-	-	-
рядовой М-600	3 000	3 000	3 000	3 000	-	-	-	-
"          М-300      "	2 000	2 000	2 000	2 000	-	-	-	-
из металлургического шлака	4 000	4 000	4 000	4 000	-	-	-	-
Гравийные материалы	1 500	1 500	1 500	1 500	-	35	35	0,2-0,3
Песок:
мелкий	1 000	1 000	1 000	1 000	-	-	38	-
средний	1 200	1 200	1 200	1 200	-	-	40	-
мелкий, укрупненный жидким или разжиженным вязким битумом	2 000	2 000	2 000	2 000	13	13	-	-
мелкий, укрупненный 10-12%-ным портландцементом	3 500	3 500	3 500	3 500	3	3	-	-
Грунты:
укрепленные органическим вяжущим в количестве 6-10%*	1 500-2 500	1 500-2 500	1 500-2 500	1 500-2 500	-	-	25-35	0,2-0,35
укрепленные 6-12%-ным портландцементом**	2 000-4 000	2 000-4 000	2 000-4 000	2 000-4 000	1,5	1,5	-	-
					3	3

______________________________

* Большее значение при оптимальном зерновом составе и большем количестве битума.

** То же, при большем количестве цемента.

Таблица 3. Физико-механические характеристики грунтов

Грунт	Модуль упругости E,	Угол внутреннего трения, град.	Сцепление c,
Супесь:
легкая крупная	600	40	0,06
легкая непылеватая	450	35	0,12
то же	420	35	0,11
"	390	34	0,1
"	370	34	0,09
"	350	33	0,08
Супесь пылеватая, суглинки и глины	600	24	0,32
	420	21	0,26
	340	18	0,19
	280	15	0,15
	240	13	0,1
	210	11	0,07
	200	10	0,05
Песок пылеватый	500	36	-

Примечание. Расчет типовых конструкций произведен при следующих значениях модулей упругости подстилающих грунтов: 200, 300, 400, 500, 600 .

Вода из дренажей мелкого заложения отводится в дождеприемные колодцы ливневой канализации, а в случае их отсутствия - в специальный водосборный коллектор.

Детали конструкции дренажа следует принимать по типовому проекту N 40-70 Мосинжпроекта и по указаниям ВСН 46-72.

Проектирование дорожной одежды, в особенности дренирующего слоя, связано с решением мероприятий по регулированию водно-теплового режима земляного полотна.

Для удешевления конструкции рекомендуется использовать местные материалы: щебень малой прочности (М-300-400 ) и широко распространенные в средней полосе европейской части РСФСР известняковые щебни, а также ракушечник, опоки, дресву, песчаники и другие слабопрочные материалы; щебень из доменного шлака; грунты, укрепленные битумом или цементом; песок и песчаные грунты, укрепленные битумом или цементом.

При применении местных материалов необходимо учитывать их прочность, морозостойкость, истираемость, а также модуль упругости и сопротивление при изгибе, экономические и прочностные показатели дорожной одежды, долговечность и условия ее эксплуатации. При использовании местных материалов необходимо руководствоваться также специальными инструкциями, методическими указаниями и рекомендациями для применения различных их видов. Расчет дренирующего слоя выполняют по методике, приведенной в ВСН 46-72.

3. Конструирование дорожных одежд городских дорог

Типовые конструкции дорожных одежд городских дорог нежесткого и жесткого типов классифицированы согласно градостроительной категории улиц и дорог (СНиП II-60-75*), указанной в табл. 1, и сгруппированы по дорожно-климатическим зонам.

В каждой конструкции приведены толщины (см) отдельных конструктивных слоев из разных материалов: толщины этих слоев определены расчетом при разных модулях упругости грунтового основания от 200 до 600 ; исключение составляют конструкции без песчаного дренирующего слоя, которые могут быть применены только на песчаных и супесчаных грунтах; модуль грунтового основания у этих конструкций принят от 400 до 1200 .

Для проектирования типовых конструкций применены материалы, перечисленные в табл. 2.

Число конструктивных слоев принято не более 5 и не менее 2. При этом в некоторых пяти- и четырехслойных конструкциях в I климатической зоне добавляют изолирующую прослойку в виде пенопласта в полиэтиленовой пленке (см. приложение табл. 1-6).

Ввиду того, что при расчете типовых конструкций не мог быть учтен полностью фактор стоимости материалов, у некоторых из них слои с применением вяжущих в виде битума (например, черный щебень) получились несколько больше, чем слои без вяжущего (например, щебень). В случае необходимости экономии битума или наличия дешевого и прочного щебня или песка в решение типовых конструкций должна быть внесена поправка, учитывающая стоимость материалов; так толщины конструктивных слоев и более дорогих материалов должны быть уменьшены, а из более дешевых - увеличены. Увеличение или уменьшение конструктивных слоев рекомендуется производить на основе перерасчета конструкции по трем первым вышеуказанным критериям. В первом приближении это изменение может быть выполнено обратно пропорционально модулям упругости материалов, например, если модуль песка 1000, а черного щебня 6000 , то уменьшение слоя черного щебня на 2 см требует увеличения слоя песка на 12 см. Такое изменение рекомендуется проверять и по критерию на сдвиг.

Толщина песчаного или гравийно-песчаного слоя у всех конструкций принята не менее требуемой по расчету, а по условию дренирования - только для 2-го типа увлажнения (табл. 4), для среднезернистого песка эта минимальная толщина составляет при указанных данных для II дорожно-климатической зоны - 35, для III - 25 см. При других расчетных данных толщина песчаного слоя должна определяться расчетом или по таблицам. Кроме того, общая толщина конструкции должна быть проверена расчетом на морозоустойчивость или по табл. 5.

В случае недостаточности толщины конструкции необходимо увеличить песчаный слой или добавить морозозащитный слой. Для I климатической зоны толщина дренирующего слоя определяется только расчетом. Для IV и V климатических зон дренирующий слой нужен только при 3-м типе по условиям увлажнения.

Ввиду того, что для III, IV и V климатических зон расчетные модули упругости материалов, приведенные в табл. 2, уменьшаются по сравнению с зонами I и II, толщины конструктивных слоев для III, IV и V зон несколько увеличиваются. Однако при расчете на морозоустойчивость или по табл. 6 общая толщина конструкции для этих зон меньше, чем для I-II климатических зон; этим указанное увеличение толщины слоев погашается.

В некоторых конструкциях для I климатической зоны применены теплоизолирующие прокладки из пенопласта в полиэтиленовой пленке.

Типовые жесткие дорожные одежды могут быть применены в виде: монолитного цементно-бетонного покрытия на основании из песка или щебня; покрытия из сборных цементно-бетонных плит на основании из песка или щебня; асфальтобетонного покрытия на основании из цементобетона М-200-300 ; асфальтобетонного покрытия на основании из тощего бетона М-100-150 .

Таблица 4. Типы увлажнения городских улиц и дорог

Тип	Наименование	Признаки
1	Нормальное увлажнение	Общая ширина проезжих частей и тротуаров больше 70% общей ширины улицы. Вдоль проезжих частей располагаются подземные трубопроводы, грунтовые воды не оказывают влияния на увлажнение верхней толщи грунтов
2	Увлажнение сверхнормального	Общая ширина проезжих частей и тротуаров менее 70% общей ширины улицы. Вдоль проезжих частей располагаются подземные трубопроводы. Грунтовые воды не оказывают влияния на увлажнение верхней части грунтов
3	Избыточное увлажнение	Общая ширина проезжих частей и тротуаров менее 50% общей ширины улицы. Подземные трубопроводы вдоль проезжих частей отсутствуют. Уровень грунтовых или длительно стоящих вод оказывает влияние на увлажнение верхней части грунтов.

Примечание. В случае реконструкции существующих городских улиц и дорог, находившихся в нормальной эксплуатации на протяжении нескольких лет, нормальное увлажнение определяется при сумме ширины проезжих частей и тротуаров более 50, а сверхнормального - менее 50% общей ширины улицы.

Таблица 5. Толщина песчаных оснований под цементно-бетонные покрытия

Вид грунта земляного основания	Минимальная толщина песчаного основания из крупного или мелкого песка (см) для различных дорожно-климатических зон
	I-II	III	IV	V
Песок мелкий пылеватый	15	10	10	10
Супесь	25	20	15	10
Суглинок тяжелый или глина	30	25	20	10
Пылеватый суглинок	35	25	20	20

Таблица 6. Рекомендуемая толщина дорожной одежды во II-III климатических зонах

Глубина промерзания	Толщина дорожной одежды (см) для климатических зон
	II	III
1,3	104	60
1,5-2,5	113-145	65-80
2,7	150	90
2,9	165	120

Примечание. Уровень грунтовых вод не должен быть выше нижней границы промерзания.

Толщину песчаных оснований под цементно-бетонные покрытия назначают в зависимости от вида грунта земляного полотна и дорожно-климатической зоны и не менее величин, приведенных в табл. 5.

Щебень или керамзит, используемый для приготовления монолитных цементно-бетонных покрытий и оснований, по морозостойкости должен соответствовать данным табл. 7 с учетом дорожно-климатического зонирования.

Таблица 7. Показатели морозостойкости щебня, используемого в цементно-бетонных покрытиях

Вид конструктивных цементно-бетонных слоев и оснований	Средняя температура воздуха самого холодного месяца года (°C) в дорожно-климатических зонах
	от 0 до -5, IV-V	от -5 до -15, III-IV	ниже -15, I-II
Однослойные покрытия и верхний слой двухслойных покрытий	50	100	150
Нижний слой двухслойных покрытий	25	50	100
Основания для усовершенствованных покрытий	15	25	25

В соответствии с ГОСТ 8424-72 ("Бетон дорожный") для дорожного цементобетона должны быть обеспечены следующие показатели морозостойкости бетона, используемого для верхнего слоя покрытия:

Мрз 100 - для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца от 0 до -5°C (IV-V дорожно-климатические зоны); Мрз 150 - со среднемесячной температурой воздуха от -5 до -15°C (III-IV дорожно-климатические зоны); Мрз 200 - со среднемесячной температурой воздуха ниже -15°C (I-II дорожно-климатические зоны).

Показатели морозостойкости бетона для нижнего слоя двухслойных цементно-бетонных покрытий снижаются для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца от 0 до -15°C (III-IV дорожно-климатические зоны) и должны составлять не менее 50 циклов Мрз и соответственно для районов со среднемесячными температурами воздуха ниже -15°C (I-II дорожно-климатические зоны) не менее 100 циклов Мрз.

При устройстве монолитных цементно-бетонных покрытий и оснований должны быть температурные швы расширения и сжатия с учетом условий климата и дорожно-климатического зонирования.

Расстояния между швами расширения и сжатия должны удовлетворять данным табл. 3 "Инструкции по устройству цементно-бетонных покрытий автомобильных дорог" ВСН 139-80 Минтрансстроя СССР.

Швы расширения устраивают через 18-60 м в зависимости от толщины цементобетонного покрытия и внешней температуры воздуха во время бетонирования покрытий (от 5 до 15°C и более). Швы сжатия соответственно через 6-8 м.

При заливке температурных и рабочих швов цементно-бетонных монолитных и сборных покрытий рекомендуется пять составов битумно-минеральных мастик с учетом их использования в тех или иных дорожно-климатических зонах.

Составы мастик, содержащие различное процентное содержание битума марки БНД-60/90 или БНД-40/60, минерального порошка, асбестовой и резиновой крошки, приведены в указанной Инструкции.

В конструкциях с покрытием из цементно-бетонных плит под ними должна быть прокладка из слоя битуминизированного песка, рубероида, битуминизированной бумаги или других подобных материалов.

Под сборные железобетонные плиты, в соответствии с ГОСТ 21924-84, для повышения стабильности песчаного слоя основания и повышения прочности и устойчивости конструкции может быть применен слой цементно-песчаной смеси толщиной 10-12 см.

Расчеты на морозоустойчивость и расчет дренирующего слоя выполняются для конструкций жесткого типа так же, как и для конструкций нежесткого типа.

Конструкции сопряжения дорожной одежды с тротуаром или газоном осуществляют путем установки бортового камня (см. рис. 1). На этом же рисунке дано устройство дренажа мелкого заложения.

Бортовые камни принимают по ГОСТ 6665-82 и изготовляют из тяжелого или песчаного бетонов, а из горных пород в соответствии с ГОСТ 6666-81.

При нормальном поперечном профиле улицы бортовой камень устанавливают с возвышением 15 см, в местах с повышенной опасностью, как то: на подходах к мостам и на мостах, на насыпях высотой более 1 м, в тоннелях и т.д. - с возвышением над уровнем проезжей части 30-45 см.

Выбор конструкции бортовых камней специальных типов производят в зависимости от местных условий, возможностей производственной базы, типа покрытия и других условий проектирования и с обязательным соблюдением требований ГОСТ 6665-82 и ГОСТ 6666-81.

Сопряжение конструкций жесткого типа из сборных железобетонных плит с колодцами ливневой канализации и других инженерных коммуникаций производят путем применения специальных плит с отверстиями для люка колодца или путем устройства вставок из монолитного железобетона.

Конструкции дорожных одежд для зон остановочных пунктов троллейбусов и автобусов по сравнению с одеждами на перегонах должны обладать большей прочностью и сдвигоустойчивостью.

Выполнение этих требований достигается: повышением общего модуля упругости всей дорожной одежды; применением в покрытии асфальтобетона повышенной прочности и сдвигоустойчивости, и каркасных асфальтобетонных смесей; применением дорожных одежд с цементно-бетонным покрытием (монолитным или сборным), уложенных на основаниях из подобранных щебеночных и гравийных материалов, укрепленных неорганическими и органическими вяжущими или фракционированного щебня и уложены по принципу заклинки.

Требуемые модули упругости дорожных одежд приведены в табл. 1. Рекомендуемые размеры зон остановочных пунктов (м) и их участков приведены на рис. 2, 3.

Стыковку конструкций дорожной одежды зоны перегона и зоны остановочного пункта (особенно при усилении существующей одежды) производят посредством устройства переходной полосы с постепенным изменением модуля упругости дорожной одежды. Повышенная прочность, сдвигоустойчивость и повышенный коэффициент сцепления асфальтобетона могут быть достигнуты путем применения асфальтобетона каркасного типа по ГОСТ 9128-76 или его армирования. Асфальтобетоны остальных типов должны по прочности соответствовать следующим требованиям:

Интенсивность движения троллейбусов и автобусов в одном направлении, ед./сут. (ед./ч)	Прочность образцов при сжатии при 50°C ,
1000 (60)	23-20
750 (45)	22-20
500 (30)	22-19
250 (15)	21-18
125 (7)	20-18

Примечание. Большие значения прочности - для троллейбусных, меньшие - для автобусных остановочных пунктов.

4. Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды

Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды участков дорог в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях и в районах зонного промерзания при наличии в конструкции подстилающих пылеватых суглинистых и мелкосупесчаных грунтов, заниженного земляного полотна для II и III климатических зон достигается созданием достаточной толщины дорожной одежды, которая должна быть принята не менее указанной в табл. 6.

Если толщина типовой конструкции меньше приведенной в таблице, то поверх земляного полотна укладывают морозозащитный слой из местных зернистых материалов, имеющих коэффициент фильтрации при максимальной плотности не ниже 1 м/сут. Толщина морозозащитного слоя должна быть равной разности толщин требуемой дорожной одежды по табл. 5 и типовой конструкции.

Для устройства подстилающего морозозащитного слоя применяют местные дорожно-строительные материалы естественного происхождения (гравий, пески крупные или средние, ракушечник, дресву, мягкие известняки), отходы промышленности (топочные и металлургические шлаки, горелые породы, формовочные пески, шамотный бой, золы ТЭЦ и т.д.), отходы флюсовых карьеров (известняковые горные породы), каменные породы пониженной прочности и грунты, укрепленные органическими и минеральными вяжущими (битумом, дегтем, цементом, известью, полимерными смолами и т.д.).

Однако использование в подстилающем слое только одного из перечисленных выше материалов, особенно в районах с трудными природно-климатическими условиями (I климатическая зона - районы Крайнего Севера и азиатской части СССР); с течением времени наблюдается повреждение, вызванное перемещением влаги в зоне между земляным полотном дороги и подстилающим слоем.

С целью придания водопроницаемости подстилающим слоям необходимо применять водостойкие материалы из черного щебня, дегтегрунта, битумной пленки, асфальтобетона или дорожные одежды, выполняемые из асфальтобетонных смесей большей толщины.

Наша отечественная промышленность в качестве теплоизоляционных материалов выпускает полистирольные и фенольные пенопласты, торфоплиты, легкие бетоны, керамзит и др. Наиболее прогрессивными и перспективными материалами для дорожного строительства являются пенопласты с объемной массой 40-80 и коэффициентом теплопроводности около 0,03 .

Гравийные же материалы имеют коэффициент теплопроводности 2-1,6  и прочность на сжатие 2,5-3,5 .

Жесткие пенопласты толщиной 3-5 см могут заменить слой песка или песчано-гравийных смесей толщиной 50-80 см. Пенопласты объемной массой менее 40 непригодны для дорожного строительства, так как под действием силы тяжести транспорта у них образуются остаточные деформации.

Легкие бетоны для теплоизоляционных слоев применяются с объемной массой 500-700 и прочностью на сжатие 50-70 .

Для придания водонепроницаемости теплоизоляционные материалы перед укладкой в конструкцию дороги должны быть обработаны битумом, цементом или обернуты полиэтиленовой пленкой.

5. Конструкции тротуаров

Важным элементом благоустройства населенных пунктов являются тротуары, правильное проектирование и постройка которых должны обеспечить удобство и безопасность пешеходного движения.

Конструкции тротуаров в различных климатических зонах мало отличаются друг от друга и их выбор определяется следующими факторами: категорией улицы, ее значением в городе и интенсивностью пешеходного движения; наличием местных материалов; грунтовыми условиями; расположением тротуара по отношению к проезжей части и газону; отношением ширины тротуара и газона, нагрузкой на тротуар.

Для устройства тротуаров используют местные строительные материалы, укрепленные грунты, асфальтовые и цементные бетоны, а также цементно-бетонные, асфальтобетонные и керамические плиты, плиты из природного камня и др. в зависимости от применения материалов покрытие тротуаров может быть устроено в один или несколько слоев.

Для увеличения срока службы тротуаров их покрытия в основании укладывают на подстилающий слой песка с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут. и толщиной не менее 10 см. Толщина слоя песка зависит от группы грунта земляного полотна (табл. 8) и места размещения тротуаров.

Таблица 8. Рекомендуемые толщины песчаных подстилающих слоев под тротуарные покрытия

Наименование грунта	Группа грунтов	Размещение тротуаров
		между проезжей частью и застройкой	между газоном и застройкой	между проезжей частью и газоном	между газонами
Пески пылеватые, тяжелые супеси	Б	10	10	10	15
Суглинки легкие и тяжелые глины	В	10	20	15	25
Супеси пылеватые и тяжелые пылеватые, суглинки легкие и тяжелые пылеватые	Г	15	25	20	30

Указанные в таблице толщины подстилающего слоя относятся к I-II климатическим зонам. Для III зоны значение толщины подстилающего слоя должно быть уменьшено на 5 см по сравнению с данными таблицы.

В южных районах IV и V зон подстилающий слой, как правило, не делают. При устройстве продольного дренажа мелкого заложения и сбросе из дренирующего слоя свободной воды толщину подстилающего слоя можно уменьшить на 5 см. Для всех климатических зон при устройстве продольного дренажа наименьшая толщина подстилающего слоя должна быть не менее 10 см.

В особо неблагоприятных грунтовых условиях и при отсутствии дренажа толщина песчаного слоя должна быть принята не менее 25 см.

Конструкцию тротуара рассчитывают на нагрузку от пешеходов и при необходимости проверяют на возможный наезд автомобилей или уборочных машин. При этом расчетное давление на колесо принимают не менее 2750 . Расчетный модуль упругости одежды тротуаров магистральных улиц принимают равным 850 , улиц местного движения 650 .

Конструкции тротуаров выполняют монолитными (из асфальтобетона, цементобетона, битумоминеральных смесей) или сборными (из бетонных плит и плит из естественного камня).

Монолитные конструкции тротуаров с асфальтобетонным покрытием выполняют на основаниях из известнякового щебня с пределом прочности при сжатии 300-500 , гравия, песчано-гравийной смеси, металлургического шлака, кирпичного щебня (боя), битумоминеральной смеси, грунта, укрепленного цементом и др.

Асфальтобетонное покрытие тротуаров устраивают из песчаного, литого или мелкозернистого асфальта в один слой толщиной 3 см (без возможного наезда автомобиля) и до 4-5 см (при возможном наезде автомобиля).

Монолитные цементно-бетонные покрытия тротуаров выполняют из бетона марки 300 и выше толщиной 10 см на магистральных дорогах и 8 см - на дорогах местного движения.

Цементно-бетонное покрытие в зависимости от ширины тротуаров выполняют в виде одной монолитной плиты с температурными швами по расчету или в соответствии с действующими нормативными документами.

Толщину основания под асфальтобетонные покрытия устраивают по табл. 9.

Таблица 9. Толщина оснований под тротуарные покрытия из различных материалов

Материал основания	Улицы (дороги)
	магистральные	местного движения
Известняковый щебень, гравий	12	10
Металлургический шлак	14	11
Кирпичный бой, дресва, песчано-гравийная смесь, ракушечник и другие местные строительные материалы	16	13
Битумоминеральная смесь	10	3
Грунт, укрепленный цементом или битумом	-	10
Цементобетон марки 300	10	8

Под монолитные цементно-бетонные покрытия тротуаров предусматривают основания из песчаных, гравийных, битумоминеральных, цементно- и битумоминеральных и других смесей и материалов.

Сборные покрытия тротуаров из бетонных плит начинают получать все большее применение.

Они обладают рядом преимуществ перед монолитными, так как имеют хороший внешний вид, могут быть изготовлены цветными, легко разобраны и восстановлены при прокладке или ремонте подземных коммуникаций.

Толщина оснований (см) под сборные тротуарные плиты из различных материалов имеет следующую величину:

Материал основания	Толщина основания
Металлургические шлаки	11-14
Песок средне- и крупнозернистый	8-10
Щебень из каменных материалов	10-12
Цементная стяжка 2-3 см на щебеночном основании 10 см	12-13
Песок, укрепленный цементом (6-15% цемента)	10-12
Бетон марки 200	8-10
Тощий бетон марки 100	9-10
Смеси:
битумогрунтовые	10
битумоминеральные	8-10

При выборе конструкций жестких бетонных покрытий городских дорог и тротуаров использованы действующие стандарты на "Плиты железобетонные для покрытий городских дорог" (ГОСТ 21924-84), "Плиты бетонные тротуарные" (ГОСТ 17608-81).

Расчеты покрытий жесткого типа проведены на основе действующих нормативных документов и инструкций, в частности толщины монолитных и сборных цементно-бетонных тротуарных покрытий определены по величине максимального изгибающего момента, возникающего в плитах под расчетной эксплуатационной нагрузкой.

После определения максимальной величины изгибающего момента устанавливают толщину бетонных плит.

Определение изгибающих моментов произведено по методу О.Я. Шехтер и М.И. Горбунова-Посадова.

Список литературы

1. СНиП II-60-75* Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов.

2. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа ВСН 46-72. М., Транспорт, 1973.

3. К.А. Бусурин, А.А. Тимофеев. Современные конструкции одежд городских дорог. М., Стройиздат, 1980.

4. Дубровин Е.Н. Жесткие покрытия городских дорог. М., Стройиздат, 1972.

5. Меркулов Е.А. Городские дороги. М., Высшая школа, 1973.