Процесс строительства дороги от основания до асфальтобетонного покрытия:
Данная статья посвящена краткому изложению пошаговых инструкций о том, как профессиональные инженеры строят различные типы дорог.
Процесс строительства автомагистрали сложен и обычно включает в себя команду профессионалов различного профиля работающими над одним проектом.
В команду входят специалисты по планированию инфраструктуры, инженеры-дорожники, инженеры-геотехники, ландшафтные архитекторы, руководители проектов, строители и дорожные подрядчики.
И только при объединении их усилий возможно достигнуть нужного результата.
Проект строительства новой автомагистрали в основном включает пять (5) ключевых этапов:
Изучение маршрута — перед строительством и в процессе строительства дороги, чтобы установить расчетные точки на конструкции дорожного покрытия, как показано на строительных чертежах.
Базовые земляные работы - создание специального технического слоя (основания).
Устройство дорожного покрытия – подрядчики укладывают несколько слоев дорожного покрытия, качество покрытия оценивается на всех стадиях работ, что обеспечитвает качество и долговечность.
Износостойкий материал дорожного покрытия залог долговечности и сохранения требуемого качества. Зависит от различных типов материала дорожного покрытия, например, гравийного материала, битумного материала или бетонной плиты.
Установка дорожной инфраструктуры – для повышения безопасности движения.
Перечисленные процессы хоть и воспринимаются, как простые, но как правило, более сложны. Для их реализации затрачивается большое количество времени и сил. Процессы планирования, подготовки концептуального проекта, технико-экономического обоснования, финансирование проекта, назначение подрядчика, фактическое строительство дороги и сдача в эксплуатацию могут занимать от нескольких месяцев до нескольких лет.
Перед началом строительного процесса:
Разработчики и архитекторы создают план будущей дороги. В будущем рабочие будут следовать этому плану вплоть до окончания работ. Чертежи конструкции основаны на самых ранних эскизах. Все результаты проекта для клиентов и разработчиков включаются в эти чертежи.
Все заявленные разработчиком требования, также известные как результаты, изображены на этих иллюстрациях. На данный момент наброски являются лишь предварительными концептуальными идеями.
Две-три корректировки обычно являются нормой после завершения технико-экономического обоснования.
Городские планировщики исследуют тенденции городского транспорта (пробки, направления движения, плотность застройки и др.). После этого они проводят предварительные компьютерные исследования трафика, чтобы определить области узких мест, большой нагрузки, качества существующего дорожного покрытия и транспортного потока.
Перенаправление трафика через эти области необходимо для уменьшения заторов.
В процессе исследовательских работ приоритет отдается организации движения и подъездов к социальным объектам (к жилым зданиям, больницам, школам и церквям).
Инженеры используют данные предварительного планирования для проведения реальных испытаний на дорожном участке.
Точные данные об интенсивности движения, типах почвы, препятствиях на трассе автомагистралей, занятых территориях и т.д. имеют решающее значение. Как только данные доступны, инженер-геотехник и другие рабочие группы передают данные проектной группе.
Для реализации проекта назначается ответственный руководитель, который отвечает за все стадии проекта. Назначенный руководитель проекта координирует проектную и строительную бригады от начала до конца. Иногда проектирование автомагистрали идет одновременно со строительством дороги на месте. Если проект задерживается, подрядчик должен привлечь больше строителей, чтобы ускорить процесс строительства дороги.
Здесь мы рассмотрим задачи двух разных строительных бригад по строительству дорог:
1. Детальный проект автомагистрали.
Процесс проектирования современных автомагистралей регулируется правилами по проектированию дорог. Геометрия и структура дороги являются основными задачами инженера-проектировщика и различаются в зависимости от типа строящихся дорог.
Факторы проектирования дороги, такие как скорость, вираж, наклон гребня и типичное поперечное сечение дороги, зависят от ее геометрии.
Структурное планирование максимизирует способность автомагистралей справляться с потребностями движения. Размер дорожных слоев определяется проектом. Инженер-дорожник проектирует следующие слои дороги:
Горизонтальное выравнивание (на плане) и вертикальное выравнивание вверх по холму, вид на извилистую автомагистраль
2. Слой поверхностного износа:
Это самый верхний слой дорожного покрытия, видимый пешеходам и автомобилистам. Он обеспечивает прочный, устойчивый к истиранию поверхностный слой, который должен быть гладким и ровным. Для его изготовления используются асфальт или горячая битумная смесь. Асфальтобетон защищает базовый материал от проникновения воды и возможной деградации в сезон дождей.
3) Слой базового основания:
Этот слой дороги находится под верхнем слоем, который подвержен наибольшему изнашиванию. Его основной задачей является равномерное распределение нагрузок, вызванных движением транспортных средств. В качестве основного материала используется гравий.
4) Слой под основой:
Данный слой поддерживает основной слой и передает нагрузку на другие рабочие слои. Этот слой обычно состоит из материала более высокого качества, чем основной материал, как указано в спецификации дорожного строительства.
5) Слои грунтового основания:
Этот слой поддерживает всю насыпь конструкции дорожного покрытия и служит основанием дороги. Все транспортные нагрузки от поверхности дороги конструктивно поддерживаются этим слоем. Слой земляного полотна имеет самую высокую фракцию гравийного материала по сравнению с материалами основания и подстилающего слоя.
Подготовка земляных работ
.
В процессе строительства дороги проводится ряд земляных работ.
Эти работы не такие простые как кажутся на первый взгляд и имеет под собой большую научную и проектную основу. Они включают в себя работы не только на основном участке дороги, но и на участках прилегающих к будущему автополотну. Основная задача земляных работ это выравнивание поверхности, создания ровного и прочного покрытия, водоотведение и др. Для каждой страны существует свой набор правил и требований. Контроль по соблюдению этих нормативов осуществляют специальные организации. Среди таких организаций выделяются китайские, которые распространяют свои правила не только на территорию своей страны, но и ряд стран где устройство дорог осуществляется по программе «Один пояс, один путь» с участием китайских строительных компаний.
Процесс строительства дороги на месте
Фактический процесс строительства дороги на месте состоит из пяти (5) следующих шагов:
Шаг 1-Изыскательские работы
Разметка точек съемки, показанных на проектных чертежах. Эта работа для геодезиста. Ранее при использовании элементарных геодезических инструментов этот процесс мог занять много времени, сегодня же тахеометры и спутниковые системы GPS устанавливают точки чрезвычайно быстро с точностью до одной секунды для всех типов дорожного строительства.
Шаг 2-Земляные работы
Начинаются земляные работы с уплотнения грунта. Машинист грейдера смешивает рыхлую почву с водой по отдельности в соответствии с указаниями дорожного инспектора.
Далее следует водитель водозаправщика, который выливает оптимальное количество воды на почвенный материал. Затем машинист дорожного катка перемещает влажный материал до уровня, на котором почвенная смесь хорошо уплотнена.
Минимальная ширина грунта для перемешивания и уплотнения составляет 100-150 мм, как указано в инструкции по дорожному строительству и методических указаниях.
Для автомагистралей с участками, разделенными уровнями, некоторые работы, такие как балки из бетонных плит и строительство, выполняются за пределами площадки и, когда они готовы, транспортируются на строительную площадку автомагистрали для установки подрядчиком.
У менеджера по качеству есть группа контроля качества среди строителей, которые берут образцы материалов для тестирования в лаборатории. Специалисты по контролю качества дорожного строительства оценивают каждый этап смешивания и уплотнения всего гравийного материала, состоящего из дорожных слоев, на соответствие требованиям.
Шаг 3 - Процесс устройства основных слоев автодороги
Далее строители повторяют вышеуказанный процесс для земляного полотна, базового слоя и подстилающего слоя.
Несмотря на то, что процесс земляных работ одинаков, количество слоев грунта, уровень уплотнения и ширина обработанного покрытия могут различаться, как указано в чертежах.
Геодезисты устанавливают как продольные, так и вертикальные точки расположения цепей. Они также устанавливают вертикальные уровни, чтобы контролировать процесс наращивания дороги вверх по насыпи.
После устройства выше перечисленных технических слоев будущей автодороги специалисты проверяют их качество. Чтобы подтвердить качество отдел контроля проводит тесты на плотность и пластичность материала, взятого с дороги.
Ключевым проведенным испытанием является испытание на плотность в полевых условиях, которое подтверждает, хорошо ли уплотненная почва уплотнена с минимальными воздушными пустотами.
Инженеры подтверждают, что спецификация в порядке, и команда может продолжить строительство следующего слоя.
Шаг 4-Сооружение слоя дорожного покрытия
Завершающим этапом дорожного строительства является прокладка дорожного полотна. В зависимости от того, какие типы дорог строятся, материал покрытия может быть асфальтобетонным, гравийным или бетонным.
Дороги с асфальтовым покрытием популярны, так как асфальт прочный, водостойкий и обеспечивает хорошее сцепление с дорогой в дождливую и солнечную погоду.
Поверхностный слой дороги можно разделить на жесткие и нежесткие покрытия. Гибкие покрытия менее дороги в строительстве и обладают большей способностью расширяться и сужаться при перепадах температур, поэтому они не нуждаются в компенсационных швах.
Жесткие покрытия обладают более высокой прочностью на изгиб, более длительным расчетным сроком службы и меньшими затратами на техническое обслуживание. Дорожное покрытие из бетонных плит является жестким, и расчетный срок службы такой дороги составляет более 20 лет.
В качестве основного тяжелого дорожно-строительного оборудования используется асфальтоукладчики. Асфальтоукладчики укладывает толстую массу битумных материалов поверх подходящего вяжущего материала, состоящего из разжиженных материалов.
В составе горячей асфальтобетонной смеси указывается пропорция грунтовочного слоя и низковязких вяжущих битумных материалов, наносимых на поверхность основания. При укладке асфальтобетонного покрытия группа контроля качества проводит частые испытания, чтобы убедиться, что уложенный материал соответствует спецификациям горячей смеси.
Целью грунтовки является гидроизоляция базового слоя под слоями асфальта, который также называется слоем битумных материалов.
Таким образом, пневматический каток плавно и осторожно перемещается по дорожному покрытию, состоящему из крошки и связующего материала, чтобы придать ему окончательный вид. Водитель делает прокатку восемь раз для получения удовлетворительных результатов.
Шаг 5-Установка дорожной инфраструктуры и благоустройство территории
Когда дорожное покрытие готово строительная бригада приступает к установке инфраструктурных сооружений.
Это включает в себя разметку автомагистралей, дорожные знаки, дренажные каналы на прямых сторонах шоссе, освещение, установку ограждений и посадку цветов или деревьев на обочинах дороги.
Эта инфраструктура делает дорогу безопасной для пешеходов, велосипедистов и автомобилистов. Также данные элементы делают шоссе привлекательным.
В некоторых местах дорожные сооружения являются знаковыми местами, например, мост Золотые ворота, висячий туннель Гуолян в Китае, мост Бориса Мутса через Ла-Манш и др.
Заключение
Процесс строительства автомагистрали сложен, трудоемок и требует много времени. Но при правильном планировании, правильном бюджете и хорошем сотрудничестве между командами по реализации строительных проектов любой процесс строительства дорог становится гладким и приводит к великолепным автомагистралям, которые определяют вид наших городов и районов.