Konstrukce vozovky: vrstvy, klasifikace, výpočty, příklady

Návrhy dálnic se liší. Navíc na dvou navenek podobných úsecích komunikací, nacházejících se např. na severu a jihu města, může jako nátěr sloužit stejný typ asfaltu, ale jednotlivé podkladové vrstvy se mohou značně lišit např. tloušťkou resp. použitý materiál.

Výběr té či oné konstrukce závisí na různých faktorech – intenzitě dopravy, kategorii vozovky, typu zeminy v podloží a mnoha dalších. Hlavní je, že každý úsek splňuje požadavky národních norem, je bezpečný pro motoristy a zajišťuje dosažení standardní životnosti, která je u téměř všech asfaltových komunikací 24 let.

Návrh jakékoli dálnice, tedy její vozovky, se skládá z několika hlavních vrstev:

• Pokrytí – vrchní, nejodolnější, ale nejčastěji nejméně tenká vrstva, která přímo absorbuje hlavní zátěž od transportních kol a povětrnostních a klimatických jevů. Může se skládat z jedné nebo dvou vrstev.
• Ground – nosná část povrchu vozovky, určená k přenášení a rozložení tlaku z dopravy na podkladovou doplňkovou podkladní vrstvu nebo pracovní vrstvu podloží vozovky. Může být vyjádřen v jedné, dvou nebo dokonce třech vrstvách.
• Dodatečná základní vrstva – vrstva, která plní drenáž, ochranu proti mrazu nebo jiné funkce. Může chybět.
• Pracovní vrstva podloží (podkladová zemina) – nejnižší vrstva konstrukce, která přebírá celé zatížení od vozovky. Bez ohledu na to, z jakých materiálů a jaké tloušťky jsou nadložní vrstvy vyrobeny, nelze na slabých, podmáčených nebo nedostatečně zhutněných půdách vytvořit kvalitní vozovku.

Norma GOST R 59120-2021 „Veřejné komunikace. Cestovní oblečení. Obecné požadavky“ klasifikuje jako konstrukční vrstvy další dvě vrstvy – horní nášlapnou vrstvu nebo ochrannou vrstvu a kontrolní vrstvu (tepelně izolační, výztužnou atd.), umístěnou pod doplňkovou základní vrstvou.

Pokud bychom měli stručně a jednoduše odpovědět na otázku, z jakých materiálů se skládá konstrukce „klasické“ dálnice, pak by odpověď zněla: dole je vrstva písku, na ní je drcený kámen a nahoře je asfalt. Vše. Ale ve skutečnosti je struktura budoucího silničního chodníku vybrána s ohledem na mnoho faktorů: klimatické podmínky, ve kterých bude trasa procházet; přítomnost určitých stavebních materiálů v oblasti, kde se staví silnice; potřebné přepravní a provozní vlastnosti; ekonomické složky a další. Pochopení základů klasifikace vozovek pomáhá lépe porozumět konstrukčním prvkům vozovek pro různé provozní podmínky.

Klasifikace silnic a chodníků

Podle odolnosti proti zatížení se vozovky dělí na tuhé a netuhé. Hlavními materiály, které odrážejí povahu tuhých vozovek, jsou monolitické cementobetonové nebo železobetonové desky. V tomto případě lze betonovou vrstvu použít jak jako nátěrovou vrstvu, tak i jako podkladní vrstvu, na kterou se pokládá asfalt. V obou případech budou vozovky považovány za tuhé.

Příklad návrhu tuhého povrchu vozovky s asfaltobetonovým povlakem z litého kameniva

Flexibilní vozovky – u nás nejoblíbenější – neobsahují monolitický cementobeton ani železobetonové desky. Naopak hlavním materiálem je v tomto případě téměř vždy asfaltový beton, vytvořený v souladu s GOST série 58401 nebo 58406, tedy „Superpave“ nebo „Euroasphalt“. Takové vozovky, na rozdíl od tuhých, mají jednak relativně nižší ohybový odpor a jednak jejich modul pružnosti (deformace) závisí na teplotě a vlhkosti.

Příklad návrhu flexibilního povrchu vozovky z projektové dokumentace pro výstavbu ulic

V závislosti na funkčnosti a předpokládané intenzitě dopravy jsou komunikace umístěné mimo obydlené oblasti rozděleny do 5 hlavních kategorií, kde V je nejnižší a I nejvyšší.

Soulad vypočítané průměrné denní intenzity provozu s kategorií komunikace

Čím vyšší kategorie komunikace, tím významnější objekt dopravní infrastruktury, čím širší vozovka, tím větší propustnost – to vše předpokládá použití zvýšeného počtu vrstev vozovky a použití vylepšených materiálů, např. , místo asfaltového betonu – drcený kamenný litý asfaltový beton (SMA), vyznačující se vyšší pevností a odolností proti opotřebení.

Příklad návrhu flexibilního povrchu vozovky z projektové dokumentace pro výstavbu silnice kategorie V.

Příklad návrhu flexibilního povrchu vozovky z projektové dokumentace pro velké opravy silnice IV. kategorie

Příklad návrhu flexibilního povrchu vozovky z projektové dokumentace pro výstavbu hlavní ulice

Pokud jde o klasifikaci ulic nacházejících se v rámci města, nejsou rozděleny do kategorií, ale do skupin: A, B, C, D, D, E. V tomto případě jsou nejvíce zatíženými komunikacemi ulice skupiny A – vysokorychlostní dálnice, hlavní silnice ulice celoměstského významu s nepřetržitým provozem; s nejnižší kapacitou – E – vedlejší ulice v obytných domech, příjezdové cesty.

Příklad návrhu flexibilního povrchu vozovky z projektové dokumentace pro výstavbu příjezdové cesty

Souvislost skupin ulic s kategoriemi dálnic umístěných mimo obydlené oblasti lze nalézt v prozatím předběžné národní normě PNST 542-2021 „Veřejné komunikace. Nepevné vozovky. Pravidla návrhu“, stejně jako v GOST R 50597-2017 „Silnice a ulice. Požadavky na provozní stav přijatelné za podmínek zajištění bezpečnosti silničního provozu. Způsoby kontroly“.

Hlavní typy povrchových úprav vozovek

V závislosti na kapitálu, tedy v podstatě únosnosti, se vozovky dělí na 4 typy:

• hlavní město
• lehká váha
• přechodné
• nižší

Čím vyšší je investiční výstavba dálnice, tím odolnější materiály a složitější konstrukce se používají pro její stavbu. Pokud tedy bude v 99 % případů jako nátěrová vrstva pro vozovky kapitálového typu použit asfaltový beton, pak na vozovce s vozovkou přechodového typu bude použit méně odolný materiál (s nižším modulem pružnosti), např. drcený směs kámen-štěrk-písek, bude položena. To znamená, že výběr jednoho nebo druhého typu vozovky přímo závisí na budoucím zatížení vozovky a na kategorii vozovky. V souladu s tím jsou na silnicích nejnižší kategorie – V – instalovány vozovky nejnižšího typu, jejichž povlak může sestávat i ze strusky, – v souladu s GOST R 58818-2020 „Silnice s nízkou intenzitou provozu. Návrh, konstrukce a výpočet.”

Silniční klimatické zóny a podzóny

Při navrhování vozovek je důležité, v jakém silničním klimatickém pásmu (RCZ) se budoucí úsek komunikace nachází nebo bude nacházet. Různé DKZ se vyznačují různými maximálními a minimálními teplotami vzduchu, množstvím srážek, tloušťkou sněhové pokrývky, hloubkou promrzání půdy a tak dále – přítomností nebo nepřítomností té či oné vrstvy ve struktuře vozovky, tloušťkou materiálů, popř. na tom závisí použití dalších vrstev.

Porovnání tlouštěk vrstev (v cm) flexibilních vozovek pro silnice II. kategorie (4 jízdní pruhy) nacházející se v různých silničně-klimatických pásmech. Pracovní vrstvy vozovky jsou hlíny a písčité jíly.

Shrneme-li vše výše uvedené: návrh budoucí dálnice závisí na její kategorii, počtu jízdních pruhů, intenzitě a skladbě dopravy, bezpečnostní zóně silničního provozu, druhu zeminy v pracovní vrstvě podloží vozovky a jejím stupni zasypání. vlhkost, dostupnost a kvalita materiálů pro stavbu silnic. Je zřejmé, že vypočtené ukazatele budoucího zařízení dopravní infrastruktury musí splňovat požadavky národních norem pro konkrétní kategorii pozemních komunikací.

Výpočet konstrukcí vozovek

Výpočet konstrukcí vozovek je po projektování druhou fází projektování vozovky. Předem zvolené složení a tloušťky vrstev jsou matematicky testovány na pevnost při určitém počtu zatížení po celou standardní životnost. Indikátor axiálního zatížení je brán takto: pro trvalé vozovky – 115 kN; lehký a přechodový typ – 110 kN; nejnižší – 60 kN.

Příklad návrhu flexibilního povrchu vozovky s vyznačenými konstrukčními charakteristikami z projektové dokumentace pro výstavbu přístupové cesty do zvláštní ekonomické zóny

Výpočet pevnosti netuhých vozovek pro trvalé a lehké typy se provádí podle:

• přípustná elastická deformace
• podmínky smykové odolnosti zeminy v pracovní vrstvě a konstrukčních vrstvách z málo soudržných materiálů
• odolnost asfaltobetonových vrstev proti únavovému porušení z tahového ohybu

U přechodného typu vozovky se výpočty provádějí pouze podle prvního a druhého kritéria. Pro nejnižší typ – v souladu s GOST R 58818-2020.

Samozřejmě všechny vypočtené ukazatele konstrukcí vozovek včetně mrazuvzdornosti, odvodnění a obecného modulu pružnosti (deformace) musí odpovídat předběžné normě PNST 542-2021. Dokument tedy uvádí, že např. minimální požadovaný modul pružnosti pro trvalý typ vozovky je: pro kategorie vozovek IA a IB – 330 MPa, pro IB a II – 325 MPa, pro III – 310 MPa, popř. tak dále.

Výpočet pevných vozovek se provádí podle:

• pevnost – pevnost betonu v tahu při ohybu
• podmínky smykové odolnosti zeminy v pracovní vrstvě a konstrukčních vrstvách z málo soudržných materiálů

Stejně jako u netuhých vozovek se konstrukce kontroluje mimo jiné na mrazuvzdornost, odvodnění a přípustný modul pružnosti, jak dokládá revidovaná verze návrhu předběžné národní normy „Veřejné automobilové komunikace. Nepevné vozovky. Pravidla navrhování“, zveřejněné na webových stránkách Technické komise pro normalizaci č. 418 „Silniční zařízení“.

Stojí za zmínku, že výpočet silničních konstrukcí se provádí na základě stanovených koeficientů, vzorců a údajů nomogramu uvedených v konstrukčních normách. Jedná se o složitý proces, který vyžaduje různé ukazatele, z nichž některé lze nalézt v tabulkách, zatímco jiné je nutné vypočítat.

Výpočty vozovek se dnes provádějí především pomocí počítače – v programech IndorPavement, AvtodorPave, Credo Radon, Topomatic Robur a dalších. Tento přístup umožňuje poměrně rychle vytvořit odolnou konstrukci se znalostí parametrů budoucího úseku silnice – kategorie, silniční klimatická zóna, vlhkostní schéma, standardní životnost, maximální rychlost provozu a mnoho dalších.

Projektová dokumentace pro stavbu, rekonstrukci nebo opravu komunikace obvykle uvádí několik možností budoucího vozovky. Například při různých materiálech v podkladních vrstvách, různých tloušťkách jednotlivých vrstev konstrukce, tuhém či netuhém nátěru a dalších se volí z ekonomického hlediska nejvýhodnější.

Typické vzory chodníků

Typické návrhy pevných vozovek jsou uvedeny v normě GOST R 59628-2021 „Veřejné automobilové silnice. Pevné silniční oblečení. Typické vzory.” Kromě toho jsou v dokumentu uvedeny nejen názvy vrstev, ale také jejich jednotlivé charakteristiky, vzdálenosti mezi příčnými spárami, tloušťka povlaků při použití betonu různých tříd a různé počty vypočtených standardních osových zatížení.

Pokud je například počet ekvivalentních rázů standardních axiálních zatížení během projektované životnosti 30 let 40 milionů, lze v souladu s normou zvolit následující standardní provedení:

• Těžký beton podle GOST 26633 – nátěr o tloušťce 29 cm (beton v tahu ohybu třída Btb 4,0)
• Technologická vrstva z polyetylenové fólie nebo geosyntetického materiálu v souladu s GOST R 56586 nebo vyrovnávací vrstva písku ošetřeného organickým pojivem
• Směs drceného kamene a písku nebo písek ošetřený cementem M60 podle GOST 23558 – základní vrstva tloušťka 22 cm
• Písek dle GOST 32824 s filtračním koeficientem minimálně 1 m/den – další základní vrstva – tloušťka v závislosti na DKZ a typu půdy, ne však méně než 25 cm
• Geosyntetický materiál podle GOST R 56419

Široký seznam standardních konstrukcí flexibilních vozovek lze nalézt v průmyslovém dokumentu ODM 218.2.104-2019 „Album standardních konstrukcí flexibilních vozovek v různých silničních klimatických zónách“. Zde jsou možnosti návrhu pro všechny silniční klimatické zóny, různé počty jízdních pruhů, rozsahy obecných modulů pružnosti a typ zeminy v pracovní vrstvě vozovky.

Například pro 4proudou silnici kategorie II, nacházející se v II (2) DKZ (podmíněně Jekatěrinburg), s pracovní vrstvou podloží z hlín a písčitých jílů, s celkovým modulem pružnosti do 525 MPa, v r. v souladu s výše uvedeným ODM může návrh dálnice sestávat z:

• Drcený asfaltobeton – vrchní vrstva – 5 cm
• Asfaltový beton – spodní vrstva nátěru – 7 cm
• Výztužná vrstva
• Asfaltový beton – vrchní základní vrstva – 8 cm
• Směs drcený kámen-štěrk-písek – spodní základní vrstva – 22 cm
• Geotextilie
• Písek, písek-štěrk, drť-písek nebo drť-štěrk-písková směs s koeficientem filtrace minimálně 1 m/den – dodatečná základní vrstva – 40 cm

Vnitrostátní dopravní síť dnes představuje široká škála silničních konstrukcí. V jednom regionu, bohatém na žulu, mohou být podkladní vrstvy vozovek navrženy s ohledem na použití převážně drceného kamene, v jiném – chudém na kamenný materiál – lze použít recyklované materiály, jako je popel a struska. Vše je zde individuální a závisí na mnoha faktorech, včetně ekonomických.

Pokud vaše společnost plánuje nákup zařízení na výrobu směsí pro realizaci projektů výstavby silnic, věnujte pozornost instalacím od Společnost SOLOMATIC .

Dodáváme high-tech řešení různého výkonu:

• Míchačky asfaltu – pro výrobu různých druhů asfaltu: teplý, litý, barevný, s použitím materiálu RAP, klasický – dle norem řady 58401 a 58406
• Zařízení na míchání půdy — pro výrobu směsí upravených organickými, anorganickými a komplexními pojivy; vhodné pro práci s druhotnými materiály: granulovaný asfalt, popel a kovová struska
• Betonárny — pro výrobu betonových směsí různých tříd používaných při stavbě pevných vozovek

Rozsáhlé zkušenosti se spoluprací s domácími podniky a úzká spolupráce s vůdcem Nebeské říše v oblasti vytváření silničních stavebních zařízení – společností NFLG – nám umožňuje dodávat nejen standardní řešení, ale i individuálně navržené komplexy.

Chcete-li začít spolupracovat na vaší budoucí instalaci, zavolejte nám 8 (800) 555 73 40 , zašlete žádost na prodej@solomatic.ru nebo nás kontaktujte jiným pohodlným způsobem ze sekce kontakty.

Práce pro zařízení od SOLOMATIC — klíč ke stabilní výrobě směsí podle dané receptury.

Povrch vozovky je vrchní vrstva povrchu vozovky, kterou představuje několik vrstev materiálů jednotného složení a která je určena k ochraně vozovky před fyzikálním namáháním a atmosférickými vlivy.

Rychlost a pohodlí pohybu osobních a nákladních vozidel závisí na stavu povrchu vozovky na dálnici. Každý typ vozovky má svůj vlastní typ povrchu, který umožňuje nezbytné podmínky pro bezpečný pohyb automobilů, a také povolenou rychlost pohybu.

Klasifikace povrchů vozovek

Všechny typy povrchů vozovek se obvykle dělí do dvou kategorií:

• Pevné – určené pro dálnice ve městech s hustou dopravou a rozvinutou infrastrukturou, používané pro federální dálnice, centrální ulice a silnice vedoucí ke strategickým průmyslovým a zemědělským zařízením;
• Netuhé – lze pokládat v obydlených oblastech s klidným provozem i ve venkovských oblastech. Vyznačují se nižší pevností a odolností proti opotřebení.

Druhy tvrdých povrchů vozovek:

• Prefabrikované konstrukce z cementu se nejčastěji používají k zakrývání mostů. Vyznačují se zvýšenou odolností vůči zatížení a povětrnostním podmínkám.
• Zpevněný povrch vozovky se vytváří pokládkou vozovky z kamene nebo dlažebních kostek. Byl oblíbený ve 20. století a nyní se používá při rekonstrukci ulic v historických částech měst, stejně jako v parkových plochách.
• Asfalt je nejběžnějším a nejpraktičtějším typem, snadno se používá a má dlouhou životnost (za předpokladu, že jsou během instalace splněny všechny technické požadavky). Používá se asfalt a asfaltový beton. Pro zvýšení odolnosti vůči teplotním změnám se používají speciální pryskyřice (složení závisí na klimatickém pásmu silničních prací).

Typy flexibilních povrchů vozovek:

• Drcený kámen je vhodný pro pokládku vozovek v obytných zónách malých měst, parkových plochách a neobydlených oblastech center velkých měst.
• Štěrk – technické vlastnosti podobné drcenému kameni, výběr materiálu závisí na přání zákazníka a možnostech dodavatele.
• Penetrovaná vozovka – vozovky pokryté penetrovaným povrchem nejsou určeny pro významné zatížení. Tento typ povrchu se nejlépe používá v parkových oblastech.
• Organické nátěry jsou jedním z nových typů povrchů vozovek, určených pro středně zatížené silnice (ne více než 3000 XNUMX vozidel denně). Složení je podobné základnímu nátěru, jehož vrchní vrstva je vyztužena speciálním impregnačním složením, které chrání materiál před tečením.

Technologie pro vytváření vysoce kvalitních povrchů vozovek

Pro zajištění dobré kvality a dlouhé životnosti povrchu vozovky je důležité dodržovat všechny technické požadavky a správnou posloupnost úkonů při provádění silničních prací na pokládce nebo opravě povrchu.

Společnost Transkom provádí kompletní škálu stavebních prací na pokládce vozovek, včetně:

• výzkum a plánování;
• vyrovnání terénu;
• odvodnění;
• položení základů;
• pokrývající spodní a horní vrstvu;
• povrchová úprava;
• zarovnání;
• pokládka zpomalovacích prahů a potřebné výztuže, instalace ochranných zábran a provádění dalších doplňkových prací.

Pro zajištění vysoké kvality povrchů vozovek používáme speciální vrstvy prorážející trhliny, výztužné sítě, pojiva a různé druhy impregnace, což nám umožňuje zvýšit stabilitu povrchu vozovky a prodloužit její životnost.

V závislosti na zamýšleném typu použití musí povrch vozovky splňovat určitá kritéria. Profesionalita a použití vysoce kvalitních materiálů ve fázi pokládky a zpracování povrchu zajistí jeho spolehlivou ochranu před fyzickým namáháním, teplotními změnami a dalšími vnějšími faktory po celou dobu životnosti.