Для чего нужна отмостка фундамента: Нужна ли отмостка под фундамент?

Содержание

Нужна ли отмостка под фундамент?

Построить надежный фундамент, не сделав для него отмостку, невозможно. Без нее основание дома окажется беззащитным от влаги, скапливающейся на поверхности почвы вокруг него. Только в том случае, если отмостка под фундамент изготовлена правильно и из качественных материалов, можно не опасаться попадания излишней влаги в прилегающий к основанию грунт.

Все дело в том, что при скоплении воды фундамент начинает быстро разрушаться; и это, как следствие, приводит к необходимости его полной замены, что является дорогом и сложным в техническом смысле мероприятием.

С учетом вышесказанного важно помнить, что не только фундамент дома, но и отмостка непременно должны быть изготовлены из хороших материалов с соблюдением всех правил строительства. Обустройство отмостки необходимо даже для свайного фундамента.

Основные функции

В какой-то момент среди строителей-любителей появилось ошибочное мнение о том, что отмостка требуется в первую очередь в декоративных целях, и, пренебрегая ее устройством, многие из них столкнулись с преждевременными разрушениями фундамента. Для того чтобы понять, насколько необходима отмостка вокруг фундамента, следует ознакомиться с ее основными функциями.

К ним относятся:

• защита от влаги – препятствуя прямому попаданию воды на фундамент и задержке ее вблизи основания, отмостка помогает предотвратить преждевременное его разрушение;

• дополнительная теплоизоляция – за счет наличия правильной отмостки около фундамента снижается степень промерзания грунта и в результате – потеря тепла через основание;

• снижение вспучиваемости грунта – происходит из-за того, что снижается степень промерзания грунта;

• предотвращение разрушения основания постройки от проникновения в ленту бетона корней травы;

• декоративный эффект – с опалубкой основание выглядит законченным.

Ознакомившись со всеми пунктами списка, каждый легко поймет, нужна ли отмостка для фундамента или нет. Пренебрежение или экономия на этой части постройки не просто неоправданны, но и неразумны, поскольку приводят к скорому ремонту основания.

Технические особенности

Приступая к строительству отмостки фундамента, следует ознакомиться с ее основными техническими качествами, чтобы не ошибиться при выборе материала. Также грамотно надо подойти и к определению ее оптимальных размеров.

В первую очередь требуется определиться с шириной отмостки. Она должна быть достаточной для защиты основания от влаги и в то же время не портить внешний вид дома, занимая слишком много места.

Лучшей шириной для отмостки фундамента будет та, которая на двадцать сантиметров превышает ширину карниза. В этом случае падающая с крыши вода будет попадать на отмостку и стекать по ней на грунт в удалении от основания.

Важно помнить и о том, что состоит отмостка из двух слоев. Первый – нижний подстилающий обеспечивает устойчивость и прочность верхнего, предотвращая его просадку и провалы. Второй слой – это покрытие, которое не пропускает к фундаменту воду, отводя ее в сторону. Толщина покрывающего слоя должна быть не менее десяти сантиметров, так как иначе будет происходить размытие опалубки водой. Эти технические требования необходимо соблюдать при обустройстве отмостки, как ленточного фундамента, так и любого другого.

Важно также выдержать уклон отмостки от фундамента. Без него качественного оттока воды не будет. Минимальный наклон отмостки должен быть не менее двух градусов. Если он круче, то сток воды происходит лучше.

Строительство

Грамотное строительство – это залог хорошего результата, и потому при изготовлении отмостки фундамента своими руками необходимо знать все тонкости дела. Начинают работы с разметки участка под отмостку. Необходимо это для того, чтобы в процессе работ было легче выдержать необходимую ширину по всей ленте. Далее проводят земляные работы. На этом этапе для отмостки копается траншея нужной ширины и с глубиной от двадцать пяти сантиметров.

Следующий шаг при устройстве отмостки фундамента – это формирование на дне траншеи подушки из глины, а после из песка. Затем засыпается слой из щебня. Поверх него кладется сетка для армирования. Наконец заливают бетон и разравнивают его. На этом изготовление самой простой бетонной отмостки фундамента можно считать законченным.

Для того же чтобы получить наилучший результат, необходимо провести утепление не только фундамента, но и отмостки. Применяют для этого горизонтальный способ утепления. Сначала гидроизолируют отмостку фундамента. Самым простым решением будет бетонная стяжка небольшой толщины, залитая на подстилающий слой.

После того как она застынет, переходят к укладке панелей теплоизоляции. Они должны быть максимальной прочности, так как в противном случае могут быть повреждены тяжестью верхней бетонной стяжки. Когда верхний залитый на утеплитель слой бетона высохнет, утепление отмостки фундамента можно считать оконченным.

После полного затвердения бетона можно произвести облицовку отмостки при помощи специальных плиток. Это не влияет на ее технические характеристики и потому делается исключительно по желанию.

Для того чтобы в процессе уже начатых работ не возник вопрос о том, а как все-таки сделать отмостку фундамента максимально грамотно, необходимо заранее изучить пошаговые инструкции. После этого, трезво оценив свои силы, можно будет безошибочно решить: приступать к строительству самостоятельно или привлекать бригаду профессионалов. В последнем случае качество отмостки будет наивысшим, так как мастера смогут соблюсти все особенности работ.

Зачем нужна отмостка для фундамента частного дома?

Если вас интересует, нужна ли отмостка фундамента, то для ответа на этот вопрос нужно рассмотреть все технические особенности здания и, в первую очередь, – тип фундамента.

Зачем делается отмостка?

Это специальное бетонное покрытие (полотно, дорожка, лента) по всему наружному периметру дома.

Предназначение:

защита нижней части объекта и грунта под ним от влаги;
отведение дождевых и талых вод от стен фундамента для сброса их в сточную канализацию или дренажные канавки;
механическая защита здания, в том числе от корней высоких деревьев;
придание объекту красивого аккуратного вида.

Обустройство отмостки лучше всего сделать сразу после возведения нижней части здания – фундамента, цокольного (подвального) этажа, первого основного этажа. В этом случае объект сразу получит защиту от влаги, которая может накопиться в прилегающем к зданию грунте во время строительства. Строители могут воспользоваться бетонным полотном как удобной дорожкой.

Отмостка для свайного фундамента

Если ростверк углублен в землю или лежит на ее поверхности таким образом, что зазора между нижней его частью и поверхности земли вообще нет – то отмостка делается так же, как для ленточного фундамента.

От внешнего периметра дома нужно отступить на такую ширину, чтобы край полотна был дальше свеса крыши не менее чем на 40 см. (Свес крыши – это условная вертикальная линия, проходящая от наружного края крыши до земли.) Стекающая с крыши вода должна падать не на землю, а именно на бетонную дорожку.

Бетонное основание можно сверху облагородить тротуарной плиткой, декоративными камнями, гранитной брусчаткой и другими материалами.

Если ростверк расположен высоко (т.е. имеется пространство между ним и землей), то отмостку нужно сделать так, чтобы она входила под ростверк. Но лучше всего сделать забирку, при помощи которой закрыть зазор между ростверком и землей.

Отмостка для винтового фундамента

При винтовом фундаменте бетонная дорожка поможет:

избежать заболачивания и размытия почв, прилегающих к сваям;
не допустить коррозии;
избежать появления грибка, плесени и других вредных биологических образований, которые появляются из-за повышенной влажности и сильно ухудшают микроклимат в помещении;
снизить последствия пучения грунта;
создать удобную пешеходную дорожку вокруг дома.

Основные требования:

уклон должен быть больше 5ᵒ;
ширина ленты – на 30-40 см больше, чем уровень свеса крыши;
гравий, песок и другие материалы должны быть засыпаны на глубину 30 см.

Верхний декоративный слой должен составить 13-15 см для бетона, 3 см для асфальта и 4-5 см для природного камня.

Общие требования к отмостке

Правила обустройства регулируются многими нормативными документами.

Основные требования:

полотно должно плотно примыкать к цоколю;
уклон – не менее 1ᵒ и не более 10 ᵒ;
в тех местах, где невозможно вести работы механизмами, можно все сделать вручную;
наружная кромка по всей длине прямого участка не должна иметь искривления в вертикальной или горизонтальной плоскостях более 10 мм;
по морозостойким свойствам бетон для заливки должен соответствовать требованиям дорожного бетона;
допускаемые отклонения уклона покрытия – не более 0,2% от ширины полотна.

Ширина бетонной дорожки вокруг здания должна быть на глинистых грунтах – более 1 метра, на песчаных – более 70 см.

Качество смеси для заливки определяется несколькими критериями – классом прочности, удобством укладки, размерами заполнителей, видом и количеством составных компонентов (вяжущих, заполняющих).

Сделать точные расчеты и составить грамотный проект могут только опытные инженеры. Не рекомендуется проводить такие работы самостоятельно, т.к. можно наделать много ошибок, которые приведут к серьезным разрушениям.

Защитный пояс. Зачем дому нужна отмостка | Дача

Главная функция отмостки – защищать фундамент от подтоплений, проседаний и трещин. Особенно она важна на пучинистых глинистых грунтах.

Фото автора

Хозяева домов нередко откладывают строительство надежной отмостки по периметру всего фундамента до лучших времен. Однако подземная часть дома в этом случае подвергается опасности. Ливневые потоки грозят подмыть подземные конструкции или просочиться в подвал. Слои глины насыщаются водой, а после замерзания зимой вспучиваются. От всех этих воздействий фундамент может потрескаться или неравномерно просесть, а то и вовсе разорваться, что приводит к серьезным разрушениям. Поэтому отмостка, отводящая осадки от дома, – необходимая часть постройки. И сделать ее лучше сразу же после отделки стен и облицовки цоколя, причем желательно до осени.

Защищаем фундамент от паводковых вод >>

Три условия

Чтобы отмостка эффективно защищала фундамент от лишней воды, она должна соответствовать следующим условиям.

Она должна быть шире, чем свес крыши. На песчаных грунтах ее делают на 0,25–0,3 м шире, чем карниз дома (общая ширина не менее 0,6 м), на пучинистых – не уже одного метра.

Отмостке необходимо иметь уклон в сторону участка. Его величина зависит от типа покрытия. У надежной бетонной отмостки уклон от стен дома должен составлять не менее 3–10 градусов.

Отмостка должна опоясывать весь дом без промежутков. Поскольку осадка у фундамента и у отмостки разная, то между ними необходимо предусмотреть компенсационный шов толщиной 10–12 мм. Его засыпают песком, заливают битумом или заполняют герметиком, а то и просто укладывают в два слоя рубероид. А еще устройство надежной отмостки должно в обязательном порядке сочетаться с правильной планировкой участка, прилегающего к дому.

Выбираем материал

Любая отмостка состоит из двух слоев. Снизу укладывают подушку из песка или щебня высотой около 20 см. Покрывающий слой делают толщиной 5–10 см. Он должен быть водонепроницаемым – для него чаще всего используют мелкий булыжник, асфальт, бетон, брусчатку или тротуарные плиты. У каждого из них есть свои слабые места: асфальт плавится при высоких температурах и не блещет экологичностью, по щебенке неудобно ходить, а брусчатка или булыжник дороги (к тому же их укладка требует квалификации). Поэтому неудивительно, что самый популярный вариант – отмостка из бетона, который заливается по стандартной технологии с использованием опалубки. При укладке бетонной смеси надо обязательно установить через каждые 1,5–2 м ленты бетона покрытые битумом рейки, чтобы сформировать деформационные швы.

Смотрите также:

Как сделать отмостку вокруг частного дома правильно?

Отмостка вокруг коттеджа не только служит завершающим этапом строительства, но также защищает грунт от намокания из-за чего он теряет свои несущие свойства. В статье мы расскажем, как правильно сделать отмостку вокруг частного дома самостоятельно. Главное — подобрать материалы и соблюсти технологию.

Для чего нужна отмостка вокруг дома

Основная функция отмостки вокруг дома — защитная, но защищает не только фундамент. Она предотвращает намокание и подмывание почвы вокруг дома. Ослабленный грунт может отрицательно повлиять на несущую способность здания, вызвать разрушение фундамента, появление трещин. Она является частью архитектурного решения дома, поэтому идеально, когда материал стилистически сочетается с дизайном дома. Также отмостка выполняет роль пешеходной дорожки, что особенно важно, когда приусадебный участок небольшой.

Какой должна быть отмостка дома

Отдельного стандарта, какой должна быть дорожка вокруг фундамента, нет. Однако в различных нормативных документах собраны рекомендации по назначению, ширине, углу наклона и другим параметрам.

Материал. Отмостка может быть твердой и мягкой. Для мягкой используются газонное покрытие, гравий, легкая плитка, для твердой — бетон, асфальт, тротуарная плитка.

Размер. Ширина отмостки вокруг дома должна быть на 20 см больше, чем размеры свеса кровли. В среднем она должна составлять 0,8–1,2 м, а на грунтах с карстами — 1,5–3 м.

Углы наклона. Чтобы возле фундамента не застаивалась вода и не образовывались лужи, нужно укладывать покрытие под углом 2–10 градусов по направлению от фундамента. Если сделать слишком большой уклон, по дорожке сложно будет ходить, если маленький — может застаиваться вода.

Варианты отмостки вокруг дома

Жесткое покрытие делают из бетона, асфальтобетона, тротуарной или клинкерной плитки, причем плитка укладывается на слой бетонного раствора. Технология монтажа схожа с технологией обустройства пешеходных дорожек.

Мягкое покрытие впитывает воду, которая отводится в дренаж. Подходит для пучинистых грунтов. В качестве материала для отмостки вокруг дома используется утрамбованная водоупорная глина. Сверху укладывается гравий или плитка на слой песка.

Скрытая отмостка сделана из профилированной мембраны, геотекстиля и слоя щебня, прикрытого сверху грунтом, который засевают газонной травой. Минус такого покрытия — по нему нельзя ходить.

Как сделать бетонную отмостку вокруг дома своими руками

Для бетонного покрытия важно сделать правильную бетонную смесь с соблюдением пропорций цемента, песка, щебня и воды. Для получения 1 м³ бетона марки М 250 для отмостки дома нужно взять 332 кг цемента М 400, 1 080 кг щебня фракции до 20 мм, 750 кг песка и примерно 215 л воды.

Сделайте траншею по размеру отмостки на глубину 30 см. Уложите слой глины и щебня. Можно разделить слои геотекстилем.

Установите опалубку на нужное расстояние и уложите поперек бруски, которые выполняют роль температурных компенсационных швов, предотвращающих растрескивание.

Уложите бетонную смесь и уплотните виброплитой, которая обеспечит высокое качество финишных работ. Бетонный настил должен возвышаться над грунтом примерно на 7 см.

Как сделать мягкую отмостку из глины и щебня

Отмостка из щебня состоит из нескольких слоев. Первый слой делают из жирной глины с наименьшим содержанием песка, так как она более прочная и водонепроницаемая. Выкопайте по периметру траншею глубиной 50 см. Уложите и утрамбуйте слой глины толщиной 15 см с уклоном в 3-5 градусов. Покройте слоем рубероида или ПВХ-пленки с припусками на фундамент и стенки траншеи и внахлест 10 см. Места соединения смажьте битумом. Уложите дренаж из песка 10–15 см и утрамбуйте, затем — геотекстиль и щебень.

Как правильно сделать отмостку плиткой

Отмостка из тротуарной или клинкерной плитки выглядит очень эстетично и ее легко уложить без участия специалистов. Порядок проведения работ похож на обустройство дорожки из монолитного бетона. Для устройства отмостки вокруг дома сначала нужно выкопать по периметру дома траншею глубиной 40 см, а затем с уклоном уложить слоеный пирог из глины, геотекстиля, песка и щебня. Сверху наыпать слой из 3 частей песка, 1 части цемента и плитку. Швы заделать песчано-цементной затиркой.

Гидроизоляция отмостки дома

Гидроизоляция защищает фундамент от разрушения и попадания влаги в подвал. Она может быть сделана по более сложной или простой технологии в зависимости от количества осадков и типа почвы. Для гидроизоляции используется рубероид, ПВХ-пленка, геотекстиль, профилированные мембраны. Полосу материала укладывают с заходом на фундамент на 20 см, швы замазывают битумом.

Отмостка дома с утеплителем

Нужно ли утеплять отмостку дома, зависит от климата и типа почвы. Глинистые, суглинистые и другие пучинистые почвы при морозах подвергаются пучению, разрушая фундамент. Чтобы избежать этого, а также снизить теплопотери здания, сверху необходимо проложить слой утеплителя из пенополистирола или пенополиуретана, либо проложить подушку из керамзита

Чем покрыть бетонную отмостку вокруг дома

Не всегда бетонное покрытие смотрится эстетично, поэтому сверху его можно облицевать брусчаткой, тротуарной плиткой, керамогранитом или засыпать цветным щебнем. Если нужна дополнительная защита покрытия, можно нанести сверху гидроизоляционные составы, которые проникают в поры и предотвращают попадание влаги.

Отмостка вокруг дома на участке с уклоном

Отмостку вокруг дома под уклоном лучше делать сразу после возведения фундамента. Нелишним будет устройство водоотвода и утепления, которое исключает промерзание фундамента. Ширина должна быть не менее 1 м, уклон от стен в направлении участка следует увеличить до 10 градусов, глубину сделать стандартную — 30–50 см.

Чем заделать щели между домом и отмосткой

Отмостка не должна иметь жесткого соединения с цоколем дома, чтобы не появилась трещина. Она может появиться из-за особенностей грунта, неравномерной усадки, нарушения технологии приготовления раствора и укладки отмостки. Сначала очистите щели от мусора и пыли, а затем устраните дефект с помощью выбранного материала в зависимости от размера щели и ваших предпочтений. Можно заполнить ее битумной мастикой, бетонным раствором, герметиком, монтажной пеной или закрепить демпферную ленту.

Отмостка вокруг дома, строительство отмостки вокруг фундамента, отмостка фундамента

СКИДКИ ДО 10% в марте 2021

Уважаемые посетители! Компания БрусLандия сообщает, что при заказе строительства дома из бруса или бревна, Вы получаете абсолютно БЕСПЛАТНО следующие услуги:

УСЛУГИ БЕСПЛАТНО:

Устройство на участке бытовки для проживания бригады (если нет других вариантов для проживания).

Доставка до участка материалов собственной техникой.

Разгрузка и складирование материала на участке.

Рабочий проект дома.

Перепланировка дома под ваш участок, без изменений количества материалов.

Технический надзор за качеством выполняемых работ. Гарантия 3 года. Гарантийное обслуживание дома.

Информация для заказчиков

Виды профилированного бруса

Профиль А — Это классический вид профиля, имеет широкий паз, компенсационный пропил сверху и снизу (он спасает брус от трещин). Брус плотно прилегает друг к другу, а для того чтобы дом при усадке не вело, венцы скрепляют деревянными нагелями (шкантами). Стыковки бруса в углах дома делаются по принципу ласточкиного хвоста, что обеспечивает отсутствие сквозных щелей в доме.

Профиль Б — Этот тип профиля, который часто называют финским или скандинавским, является самым популярным в строительстве домов из бруса. Он имеет двойной замок (что обеспечивает самое плотное прилегание венцов между собой), специальный пропил сверху и снизу (он спасает от растрескивания бруса). Лучшей теплоизоляции помогает джут (специальный уплотнитель который кладется между венцами). Также венцы дома скрепляются деревянными нагелями (для того чтобы брус не повело при усыхании). Брус в углах дома запиливается ласточкин хвост (для того, чтобы не было сквозных щелей в доме). Дом из бруса такого профиля очень прочный, теплый и обычно служит много лет без ремонта.

Профиль В — Если вы выбираете между профилированным брусом и бревном, этот профиль отличный вариант, так как имеет все преимущества варианта А, плюс с внешней стороны имитирует бревно. Между брусом кладется джут (самый лучший утеплитель, лучше мха и пакли во много раз). А венцы дополнительно скрепляются шкантами (это деревянные палочки для крепления бруса между собой). Такое крепление обеспечивает ровную усадку дома.

зачем нужна, виды и способы отделки

Отмостка вокруг дома — функциональная часть ландшафтного дизайна. На самом деле, это лишь одно, и далеко не главное, ее назначение. Это обязательный элемент при строительстве дома, так как она призвана защищать грунт от намокания, ведь некоторые виды почвы из-за излишней влаги могут терять свои свойства и не выдерживать нагрузку дома.

Конструкция представляет собой широкую поверхность, или «ленту» из твердого или сыпучего материала, которая окружает фундамент дома. Она имеет непростую многослойную структуру, отвечающую по нормативам за тепло — и водозащитные свойства, грунта, фундамента и стен сооружения.

Согласно нормативной документации по периметру дома должна иметься в обязательном порядке отмостка, предназначенная для защиты грунта рядом с основанием здания от размывания.

Нет никакого стандарта в нормативных документах, прописывающего правильное выполнение отмостки. Имеется лишь некоторая документация, в которой говорится об ее назначении, ширине, угле уклона и соотношении с прилегающим участком. Есть рекомендации о соответствии ширины отмостки с шириной свеса карниза от стены дома. Так, она должна выходить на 20-30 см дальше внешнего края кровли. К подобным нормативным документам относятся:

ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
ГОСТ 7473-94. Смеси бетонные.
СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений.

Значение ширины по нормативам:

на песчаном грунте она должна быть не менее 70 см;
на глинистом — не менее 100 см;
при просадочном грунте I типа — более 150 см;
при просадочном грунте II типа — более 200 см.

Угол наклона отмостки от фундамента по нормативам:

угол должен находиться в интервале от 1 до 10 %;
на просадочных грунтах минимальное значение должно составлять 3%.

Уклон, выраженный в процентах, есть соответствие высоты и ширины. Так при уклоне в 3 % имеется в виду, что на метр ширины приходится 3 см высоты. Уклон больше указанных величин может приводить к таким последствиям, как соскальзывание при прохождении по ней зимой.

Если для основания дома рылся котлован, ширина отмостки должна быть до 40 см от его края. А ее толщина на внешней окантовке — не меньше 5-7 см.

Далее стоит разобраться зачем нужна отмостка вокруг дома и какие функции она выполняет.

Зачем необходима отмостка

Функции конструкции:

Теплоизоляционная. Одним из слоев отмостки является утеплитель. Он позволяет избежать больших тепловых потерь дома, оберегая его основание от вспучивания из-за морозов. Теплоизоляция особенно актуальна для цокольных этажей.
Защита от грунтовых и талых вод. В дождливый сезон поднимается уровень грунтовых вод, а ранней весной тает снег. Это приводит к разрыхлению грунта, который может впоследствии не выдержать вес выстроенной на нем конструкции и просесть. Особенно теряют свои несущие характеристики при размытии глина и суглинок. Что может привести к появлению трещин в фундаменте и на стенах дома. Отмостка же защищает грунт от воздействия влаги.
Предотвращение вспучивания грунта. Дождевая вода, стекающая с крыши, впитывается в землю, из-за чего она пучинится. Далее вода из грунта, проникая в фундамент, приводит к его планомерному разрушению.
Декоративная. Верхняя часть может быть заасфальтирована, забетонирована, выложена плиткой или же задекорирована любым способом. Она является часть архитектурному проекта сооружения и позволяет облагородить придомовую территорию.

Отсутствие отмостки у основания дома — есть несоответствие нормативам, последствия которого не заставят себя долго ждать.

На какой стадии строительства дома делать отмостку

Чаще всего ее делают после окончания строительства. Однако чтобы уберечь фундамент от нежелательного воздействия атмосферных осадков, отмостку желательно сделать до наступления зимы. Независимо от стадии строительных работ. Есть также рекомендации ее выполнить по завершении отлива фундамента.

Виды отмосток

Бетонная, или жесткая

Представляет собой литую бетонную поверхность вдоль фундамента всего дома. Состоит из двух слоев подстилающего — подушки (толщиной не менее 20 см) и верхнего — бетона (не менее 10 см толщины). Бетон заливается в опалубку с предварительно утрамбованной глиной, мокрым песком, уложенными тепло — и гидроизоляционными материалами и армированной сеткой. Глина является хорошей защитой от воды и неплохим утеплителем.

Необходимо следить, чтобы на поверхности бетона не оставалось разрывов и трещин, куда может проникнуть вода. Следует оставить зазор между фундаментом и отмосткой для температурных расширений бетонного монолита. Он потом заделывается герметиком, либо засыпается песком, а также может заполняться листами рубероида, покрывающего фундамент. Не стоит забывать выдерживать наклон в сторону от фундамента. Можно сделать жесткую отмостку из асфальта или асфальтобетона. Тогда опалубка для них не нужна в силу их пластичности и устойчивости к деформациям.

При заливке бетона не стоит забывать о компенсационных (температурных, деформационных) швах в опалубке. Для раствора следует использовать марку не меньше М400, это избавит от частого его ремонта.

Преимуществами этого вида являются прочная и надежная конструкция, длительный период эксплуатации, высокая защита от воздействия влаги. К недостаткам можно отнести дороговизну, большой фронт работ, неэстетичный вид, требующий дополнительно финишной отделки.

Из щебня и гравия

В данном случае сначала вокруг основания дома в вырытой траншее, глубиной до 40 см, утрамбовывается глина, выдерживая уклон. Затем поверх нее выкладывается водонепроницаемая пленка и засыпается щебнем и декоративным гравием. Мягкая отмостка называется еще скрытой. Если вместо щебня и гравия использовать щебень и песок, то сверху их можно засыпать грунтом и засеять газоном или красивыми растениями. В последнее время наиболее часто вместо пленки используются мембранные гидроизоляционные материалы. Для утепления между двумя слоями такого материала добавляется утеплитель.

Достоинствами этого вида считаются небольшая цена, быстрая работа, эстетичный вид, не нуждающийся в декоре. Но есть один существенный минус — по ней нельзя ходить из-за мягкой структуры.

Декоративная

На гидроизоляционный материал, выстланный на утрамбованную поверхность, выкладывается либо сухая песчано-цементная смесь, либо бетон. Затем на это основание укладывается тротуарная плитка, клинкерный кирпич или брусчатка.

Во время работы надо обратить внимание на возможное наличие корней. Если их не удалить при подготовительных работах, они могут в дальнейшем разрушить отмостку. Желательно завершить ее край заглубленным бордюром.

Для заливки одному человеку потребуется примерно столько времени:

40-50 мин на 1 м² — на закладку основания, сооружение опалубки и выкладку бетона, если имеется в наличии готовая бетонная смесь, то времени понадобится в 2 раза меньше;
60-70 мин на 1 м² — на подготовку подушки и выкладывание плитки.

Отмостка вокруг дома является не предметом дополнительного его облагораживания, а насущной необходимостью. Она продлит срок службы и прочность фундамента и стен, защитит прилежащий грунт от проникновения воды.

Какую отмостку вокруг лома вы будете делать?

Нужна ли отмостка для свайного фундамента: мнение экспертов

Отмостка свайного фундамента вокруг жилого дома выполняет защитные функции, предупреждая проникновение атмосферных осадков внутрь фундаментных и стеновых конструкций. В этой статье – технология выполнения отмостки вокруг дома на сваях, в том числе – винтовых.

Отмостка: виды и назначение

Отмостка – это широкая полоса с уклоном от здания из прочных материалов, способных выдержать средние механические нагрузки (вес человеческого тела, садовая мебель, велосипеды, детские прогулочные коляски).

Назначение отмостки

Отмостка, сочетающаяся с остальными элементами декора, может стать отличным украшением участка
Украшение фасада здания – отмостка, выполненная в едином стиле со всеми постройками на участке, увязанная в одной цветовой гамме, служит настоящим украшением самого здания и окружающего ландшафта.
Защита фундаментов и техподполья от сырости и влаги (обеспечение надёжной гидроизоляции) во время выпадения атмосферных осадков. Фундаменты, защищенные от сырости, обладают повышенной прочностью и долговечностью, способны служить надёжной опорой для здания многие годы.
Обеспечение теплоизоляции подвальных помещений и фундаментов – утепление отмостки, выполненное специальными материалами, позволяет значительно улучшить теплоизоляцию техподполья или подвала дома. Теплый подвал позволяет увеличить полезную площадь дома, в нем располагают ванные, сауны, кухни и прочие помещения.
Создание прогулочной зоны вокруг домов и построек прочего назначения. Такие пешеходные зоны вокруг дома позволяют избежать загрязнения обуви в дождливые дни, что весьма удобно. В зимний период пользоваться пешеходной зоной для прогулок вовсе не безопасно – существует угроза обрушения с крыш домов слежавшегося снега или сосулек.

Требования к защитной полосе

Бутовой отмостке не страшны никакие природные испытания

Устройство отмостки вокруг дома должно удовлетворять определенным требованиям, которые необходимо соблюдать, если принято решение устроить защитную полосу своими руками.

Главное требование к материалам для устройства защиты фундаментов по периметру здания – высокие водоотталкивающие способности.

Материалы требуется выбирать самые надёжные и прочные, не пропускающие воду. Часто используют пластичные глины, бетон, специальную плитку из керамического и натурального камня, асфальт, кирпич или мембраны. Прекрасно смотрится отмостка дома из природного камня (булыжник, бут).

При устройстве отмостки своими руками руководствуются двумя критериями: шириной и уклоном.

Уклон конструкции необходим для гарантированного стока вод от стен здания на дворовую территорию. Обычно предусматривают уклон не менее 5% для конструкции из отдельных плит или камней. Для бетонных или асфальтовых покрытий достаточно предусмотреть уклон в сторону двора в диапазоне от 3 до 5 %.

Ширина пояса отмостки вокруг дома напрямую зависит от конструкций крыш, важно предусмотреть ширину полосы от вылета карниза кровли не менее чем на 20 см. Такая конструкция позволит отвести дождевые и талые воды от стен дома на безопасное расстояние.

Очень важно устройство защитной полосы выполнить с обязательным зазором от стены дома (20 мм). Деформационный шов позволит предупредить неравномерную осадку конструкций, которые могут повлечь изменение уклона и возникновение деформационных трещин на строительных конструкциях.

Зачем нужна отмостка зданиям на сваях

Конструкционная схема отмостки свайного основания достаточно проста

При устройстве свайных оснований под здания (в том числе с помощью винтовых свай), часто возникает вопрос о необходимости возведения отмостки на таких объектах. Многие строители, возводящие дома своими руками, отказываются от устройства отмостки вокруг здания, считая, что она не нужна. Но это сильное заблуждение.

Обычно свайные фундаменты возводят на слабых или водонаполненных грунтах, которые имеют низкую несущую способность. Дождевые воды способны быстро размыть слабые грунты, в результате чего возникнет опасность подтопления фундаментов.

Если фундаментное основание возведено из винтовых металлических свай, мокрый грунт послужит ускорением для развития коррозийных процессов.

Металлические опорные стержни быстро придут в негодность, потребуется их замена. Демонтаж винтовых свай с заменой части опор – достаточно трудоемкая и дорогостоящая операция, поэтому лучше сразу предусмотреть вокруг дома устройство отмостки.

Как построить надёжную отмостку своими руками

В устройстве отмостки есть свои тонкости, но эту работу вполне можно выполнить самостоятельно, обладая некоторыми строительными навыками, сделать это совсем не трудно.

Стоит заметить, что отмостка состоит из двух слоев:

Верхнее покрытие – необходимо выполнить дорожку вокруг дома из надёжных материалов, которые не пропускают воду. Обычно выбор материала остается за хозяином дома, который руководствуется собственным вкусом и финансовыми возможностями.
Подстилающая подушка – этот слой требуется выполнить из глины, щебня или гальки, также используется крупный песок. Устройство подстилающей подушки выполняют с обязательным уплотнением используемых материалов.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как соорудить отмостку своими руками.

Технология укладки

Вдоль периметра дома выкапывается неглубокая траншея, глубина которой зависит от применяемых материалов. Во время выполнения земляных работ из земли удаляются старые корни, пни, строительный мусор.

На дно траншеи укладывают пластичную глину, тщательно разминая комья и утрамбовывая слой. Поверх глиняного замка укладывают слой гидроизоляционного материала, затем засыпают гравийно-песчаную смесь. Засыпанный слой следует тщательно утрамбовать.

Общая глубина подушки составляет от 20 до 30 см. Устройство подушки своими руками выполнить совсем не сложно.

Если отмостка выполняется на участке с высоким уровнем грунтовых вод, обязательно нужна дренажная система, которая не позволит скапливаться дождевым и почвенным водам у стен дома. Сделать дренаж можно разными способами, но для надёжности нужна специальная дренажная труба с отверстиями.

Посмотрите видео, как выполнить установку дренажной системы одновременно с монтажом отмостки.

Дренажные трубы укладываются ниже наружного края отмостки, для чего следует вырыть отдельную траншею, в которой на дне требуется предусмотреть песчано-гравийное основание. Трубы с перфорированными стенками изолируют геотекстилем. Вода из труб будет поступать в специальный колодец, который тоже потребуется сделать на участке.

В местах соединения цокольной поверхности с отмосткой следует предусмотреть устройство прокладки из влагостойкого строительного материала, которая предупредит повреждения цоколя при сезонных подвижках почвы.

Расчет и параметрическое исследование слоя фундамента дорожного покрытия из мелкозернистого латеритного грунта, обработанного цементом

Открытый архив в сотрудничестве с Японским геотехническим обществом

открытый архив

Реферат

В этом исследовании рассматривается применение экспериментальных результатов к проектирование дорожного полотна. Во-первых, в нем рассматривается конструкция слоя фундамента дорожного покрытия из мелкозернистого латеритного грунта, обработанного цементом, с использованием американского эмпирического и французского механистико-эмпирических методов, разработанных AASHTO (Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта) и LCPC (Central Лаборатория дорог и мостов) соответственно.Затем проводится сравнение результатов, полученных с помощью этих двух методов проектирования дорожного покрытия, с результатами, предоставленными в Руководстве по проектированию дорожного покрытия CEBTP (Экспериментальный центр исследований и исследований в строительстве и общественных работах) для тропических стран. Замечено, что существует очень небольшая разница между толщиной слоев дорожного покрытия (D), полученной с помощью механико-эмпирического метода LCPC проектирования дорожного покрытия и эмпирического метода проектирования дорожного покрытия AASHTO. Однако толщина покрытия (D), полученная с помощью метода проектирования покрытия LCPC, ниже, чем толщина, полученная с помощью метода проектирования покрытия AASHTO, примерно на 8%, тем самым снижая поступление значительного количества латеритного грунта на рабочую площадку.Кроме того, наблюдается, что значения толщины (D), полученные с помощью методов проектирования покрытия LCPC и AASHTO, в 1–1,9 раза ниже, чем значения, указанные в руководстве по проектированию покрытия CEBTP, используемом в течение нескольких десятилетий в тропиках. Это значительное уменьшение количества мелкозернистого латеритного грунта, обработанного цементом, необходимого для изготовления дорожного покрытия, является экономически выгодным для руководителей проектов и благоприятно для окружающей среды. Были предложены регрессионные зависимости на основе ключевых параметров, а именно модуля упругости M _R, модуля упругости E, коэффициента слоя a _i и структурного числа SN.Они обеспечивают прочные взаимосвязи, которые дают хорошие линейные корреляции.

Ключевые слова

Эмпирический метод проектирования дорожного покрытия AASHTO

Механистико-эмпирический метод проектирования дорожного покрытия LCPC

Эмпирический метод проектирования дорожного покрытия CEBTP

Параметрическое исследование

Мелкозернистый грунт, обработанный цементом

Латерит

layer

Subbase layer

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

Ссылки на статьи

Глава 3 — NHI-05-037 — Geotech — Мосты и конструкции

Геотехнические аспекты дорожных покрытий Справочное руководство

Глава 3.0 Геотехнические аспекты проектирования и эксплуатации дорожного покрытия

3.1 Введение

Удовлетворительные характеристики покрытия зависят от правильной конструкции и функционирования всех ключевых компонентов системы покрытия.К ним относятся:

Изнашиваемая поверхность, обеспечивающая достаточную гладкость, сопротивление трению и герметизацию или отвод воды с поверхности (, т.е. , чтобы минимизировать аквапланирование).
Связанные структурные слои (, т. Е. , асфальт или портландцементный бетон), которые обеспечивают достаточную несущую способность, а также препятствуют проникновению воды в лежащие ниже несвязанные материалы.
Несвязанные слои основания и основания, которые обеспечивают дополнительную прочность — особенно для гибких систем дорожного покрытия — и которые устойчивы к вызванному влагой износу (включая разбухание и замерзание / оттаивание) и другим видам деградации ( e. грамм. , размываемость, наложение штрафов).
Земляное полотно, обеспечивающее равномерное и достаточно жесткое, прочное и устойчивое основание для вышележащих слоев.
Дренажные системы, которые быстро удаляют воду из системы дорожного покрытия до того, как вода ухудшит свойства несвязанных слоев и земляного полотна.
Лечебные меры, в некоторых случаях, такие как улучшение / стабилизация почвы или геосинтетика для повышения прочности, жесткости и / или дренажных характеристик различных слоев или для обеспечения разделения между слоями ( e.грамм. , чтобы предотвратить загрязнение мелкими частицами).

Традиционно эти вопросы дизайна делятся между многими группами внутри агентства. Геотехническая группа обычно отвечает за определение характеристик основания земляного полотна. Группа материалов может нести ответственность за разработку подходящей смеси асфальтобетона или портландцемента и смеси несвязанного заполнителя для использования в качестве основы. Группа дорожного покрытия может отвечать за конструктивную («толщину») конструкцию.Строительная группа может нести ответственность за обеспечение того, чтобы конструкция дорожного покрытия была спроектирована. Тем не менее, общий успех конструкции — , то есть , удовлетворительные характеристики дорожного покрытия в течение его расчетного срока службы — является целостным следствием правильной конструкции всех этих ключевых компонентов.

Имея в виду этот целостный взгляд, данная глава основывается на введении из главы 1 и расширяет основные геотехнические соображения при проектировании дорожного покрытия ( i.е. , факторы, влияющие на пункты 3-6 выше). Акцент делается на «общей картине», на выявлении ключевых геотехнических проблем и описании их потенциального воздействия на конструкцию и характеристики дорожного покрытия. Большинство вопросов, представленных здесь, подробно рассматриваются в последующих главах, и ссылки на эти последующие разделы даются по мере необходимости. Краткая история методов проектирования дорожной одежды AASHTO также включена, чтобы проиллюстрировать, как соображения геотехнического проектирования стали важнее и популярнее с течением времени.

3.2 Основные понятия

Тротуары представляют собой слоистые системы, разработанные для достижения следующих целей:

для обеспечения прочной конструкции, способной выдержать приложенные транспортные нагрузки (несущая способность).
, чтобы обеспечить гладкую поверхность износа (качество езды).
для обеспечения износостойкой поверхности, устойчивой к скольжению (безопасность).

Кроме того, система должна иметь достаточную долговечность, чтобы она не вышла из строя преждевременно из-за воздействий окружающей среды (вода, окисление, температурные воздействия).

Несвязанные слои почвы в дорожном покрытии обеспечивают значительную часть общей структурной способности системы, особенно для гибких покрытий (часто более 50 процентов). Как показано на Рисунке 3-1, напряжения, создаваемые в системе дорожного покрытия транспортными нагрузками, являются самыми высокими в верхних слоях и уменьшаются с глубиной. Следовательно, более качественные и, как правило, более дорогие материалы используются в более нагруженных верхних слоях всех систем дорожного покрытия, а материалы более низкого качества и менее дорогие используются для более глубоких слоев дорожного покрытия (рис. 3-2).Такая оптимизация использования материалов сводит к минимуму затраты на строительство и максимизирует возможность использования местных материалов. Однако этот подход также требует большего внимания к слоям более низкого качества в конструкции (, то есть , земляное полотно), чтобы снизить затраты на покрытие в течение жизненного цикла. Хорошие долгосрочные характеристики нижних слоев означают, что верхние слои можно поддерживать (восстанавливать), избегая при этом более дорогостоящей полной реконструкции, обычно связанной с разрушением фундамента.

Рисунок 3-1. Ослабление напряжений, вызванных нагрузкой, с глубиной.

Рисунок 3-2. Изменение качества материала в зависимости от глубины в системе дорожного покрытия с идеальными дренажными характеристиками.

Как и все геотехнические конструкции, тротуары будут сильно подвержены влиянию влаги и других факторов окружающей среды. Вода мигрирует в структуру дорожного покрытия посредством сочетания поверхностной инфильтрации (, например, , через трещины в поверхностном слое), краевых притоков ( e.грамм. , от неадекватно дренированных боковых каналов или несоответствующих обочин) и от нижележащего уровня грунтовых вод (, например, , через капиллярный потенциал в мелкозернистых грунтах фундамента). В холодных условиях влага может подвергаться сезонным циклам замораживания / оттаивания. Влага в системе дорожного покрытия почти всегда отрицательно сказывается на характеристиках дорожного покрытия. Он снижает прочность и жесткость несвязанных материалов дорожного покрытия, способствует загрязнению крупнозернистого материала из-за миграции мелких частиц и может вызвать набухание ( e.грамм. , морозное пучение и / или расширение грунта) и последующее уплотнение. Влага также может вносить существенные пространственные изменения в свойства и эксплуатационные характеристики дорожного покрытия, что может проявляться либо в виде локальных повреждений, таких как выбоины, либо в более глобальном масштабе, как чрезмерная шероховатость. Следовательно, проектирование геотехнических аспектов дорожных покрытий должно быть сосредоточено на выборе нечувствительных к влаге свободно дренируемых материалов основания и основания, стабилизации чувствительных к влаге грунтов земляного полотна и адекватного дренажа любой воды, которая проникает в систему дорожного покрытия.Выбор материала и его характеристики описаны более подробно позже в главе 5, а конструкция дренажа дорожного покрытия рассматривается в главе 7.

3.

3 Основные геотехнические вопросы

Геотехнические проблемы при проектировании дорожного покрытия можно разделить на две категории: (1) общие вопросы, которые задают общий тон конструкции — например, , новый дизайн по сравнению с реабилитационным; и (2) конкретные технические вопросы — например, , определение жесткости и прочности земляного полотна. Геотехнические аспекты каждой из этих категорий кратко представлены в следующих подразделах.Опять же, цель здесь — дать обзор широкого круга геотехнических проблем при проектировании дорожного покрытия. Более подробное рассмотрение каждого из этих вопросов будет предоставлено в следующих главах.

3.3.1 Общие вопросы

Новое строительство против реабилитации против реконструкции

Первый вопрос, с которым приходится сталкиваться при проектировании дорожного покрытия, заключается в том, предполагает ли проект новое строительство, восстановление или реконструкцию. Как определено в главе 1, новое строительство — это строительство системы дорожного покрытия на новой трассе, которая ранее не строилась.Реабилитация определяется как ремонт и модернизация существующей дорожной одежды, находящейся в эксплуатации. Как правило, это включает ремонт / удаление и строительство дополнительных связанных слоев дорожного покрытия (, например, , асфальтобетонные покрытия) и может включать частичную или полную переработку или рекультивацию. Реконструкция определяется как полное удаление существующей системы дорожного покрытия, обычно вплоть до верхних частей грунта основания включительно, и замена новой конструкции дорожного покрытия.Новое строительство было традиционным направлением большинства процедур проектирования дорожного покрытия, хотя в последние годы этот акцент сместился на восстановление и реконструкцию, поскольку дорожные агентства переключились с расширения системы на обслуживание и сохранение системы.

Сравнение нового строительства и реабилитации с реконструкцией оказывает значительное влияние на несколько ключевых геотехнических аспектов проектирования дорожного покрытия. Как более подробно описано в главе 4, новое строительство обычно требует значительных «традиционных» работ по определению характеристик площадки — e.грамм. , изучение геологических и почвенных карт, программы бурения, лабораторные испытания образцов скважин, геофизические исследования недр и т. Д. Мало что будет известно заранее о профилях и свойствах почвы вдоль новой трассы, поэтому сравнительно всесторонняя разведка недр и характеристика материала программа обязательна. Разведка также обычно включает оценку условий выемки и насыпи вдоль трассы. Доступ часто ограничен из-за неблагоприятных условий местности.

Для проектов реабилитации, с другой стороны, часто доступны исходные проектные документы и записи о ходе строительства, которые предоставляют существенную справочную информацию о подземных условиях вдоль трассы проекта. Свойства материала (, например, , жесткость основания), определенные во время первоначального проектирования, могут больше не иметь значения (, например, , из-за загрязнения мелкими частицами земляного полотна), поэтому могут потребоваться новые испытания либо на основе лабораторных испытаний образцов, взятых из скважин. через существующее покрытие или в результате испытаний на месте, таких как динамический конический пенетрометр (DCP — см. главу 4), снова через скважины через существующую конструкцию покрытия.Неразрушающий контроль с помощью дефлектометров падающего груза (FWD — см. Главу 4) очень часто используется для определения свойств материала на месте при проектировании реабилитации. Судебно-медицинская оценка повреждений существующего покрытия также может помочь выявить недостатки в нижележащих несвязанных слоях. Однако, поскольку нижележащие несвязанные слои не обнажаются и не удаляются в типичных проектах реабилитации, любые недостатки этих слоев должны быть компенсированы повышенной структурной способностью и т. Д., в добавленных поверхностных слоях.

Оригинальная проектная документация и строительная документация также часто доступны для проектов реконструкции. Информация об исходном профиле геологической среды, как правило, остается актуальной для проекта реконструкции. Однако подробные характеристики материалов из исходной проектной документации, как правило, бесполезны, поскольку исходные материалы дорожного покрытия вплоть до верхней части фундамента и часто включая ее полностью удаляются и заменяются во время реконструкции.Хотя прямое испытание вновь обнаженного грунта основания теоретически возможно в проектах реконструкции, это будет происходить только после начала строительства и, таким образом, будет слишком поздно для целей проектирования. Следовательно, свойства грунта основания для проектов реконструкции, как правило, должны определяться на основе исходных проектных документов, отбора проб и испытаний из скважины, а также испытаний FWD, как и при проектировании реабилитации. Определение характеристик нового или переработанного несвязанного основания и основных материалов в проектах реконструкции обычно проводится с помощью лабораторных испытаний, как при проектировании нового строительства.

Влияние нового строительства на реконструкцию и реконструкцию на характеристики площадки и геологоразведку подробно описано в главе 4. Различные методы определения характеристик геотехнических материалов в этих различных типах проектов подробно описаны в главе 5.

Естественное земляное полотно против обрезки и насыпи

Устройство дорожной одежды на естественном основании — классический «учебник» по проектированию дорожной одежды. Подповерхностный профиль (включая глубину до коренных пород и уровень грунтовых вод) определяется непосредственно из программы геологоразведочных работ, а свойства земляного полотна, необходимые для проектирования, могут быть взяты из испытаний естественного грунта основания в его естественном состоянии и в его уплотненном состоянии если верхний слой фундамента должен быть обработан и повторно уплотнен или удален и заменен во время строительства.Этот вопрос более подробно обсуждается в главе 4.

Однако трасса для большинства проектов автомагистралей не всегда соответствует топографии участка, и, следовательно, потребуются различные выемки и насыпи. Геотехническое проектирование дорожного покрытия потребует дополнительных особых соображений в отношении участков выемки и насыпи. Также следует обратить внимание на переходные зоны — например. , между выемкой и участком на уровне уклона — из-за возможности неравномерной опоры дорожного покрытия и подземного водотока.

Основной дополнительной проблемой для разрезов является дренаж, так как окружающий участок будет иметь уклон в сторону конструкции дорожного покрытия, а уровень грунтовых вод в разрезах будет, как правило, ближе к низу участка дорожного покрытия. Также может потребоваться стабилизация чувствительных к влаге естественных грунтов основания. Устойчивость срезанных склонов, прилегающих к дорожному покрытию, также будет важной проблемой проектирования, но она обычно рассматривается отдельно от конструкции самой дорожной одежды.

Насыпи для насыпных участков сооружаются из хорошо уплотненного материала, и во многих случаях это приводит к более высокому качеству земляного полотна, чем естественный грунт фундамента.Проблемы дренажа и грунтовых вод, как правило, будут менее критичными для тротуаров на насыпях, хотя эрозия боковых откосов из-за стока тротуаров может быть проблемой наряду с долговременной инфильтрацией воды. Основными дополнительными проблемами для дорожного покрытия на участках насыпи будут устойчивость откосов насыпи и осадки либо из-за сжатия самой насыпи, либо из-за консолидации мягких грунтов основания под насыпью (опять же, обычно оценивается инженерно-геологическим отделом как часть конструкции насыпи проезжей части).

Информацию по уклону грунта и конструкции насыпи можно найти в справочном руководстве для FHWA NHI 132033 (FHWA NHI-01-028). Конструкция с усиленным уклоном (часто альтернатива там, где требуются крутые склоны насыпи) рассматривается в справочном руководстве для FHWA NHI 132042 (FHWA NHI-00-043). Расчет скального откоса описан в справочном руководстве FHWA NHI 132035 (FHWA NHI-99-007).

Воздействие на окружающую среду

Условия окружающей среды существенно влияют на характеристики как гибкого, так и жесткого покрытия.В частности, влажность и температура являются двумя переменными, определяемыми окружающей средой, которые могут существенно повлиять на свойства слоя и земляного полотна и, таким образом, на характеристики покрытия. Некоторые из воздействий окружающей среды на материалы дорожного покрытия включают следующее:

Асфальтовые материалы демонстрируют различные значения модуля упругости в зависимости от температуры. Значения модуля могут изменяться от 2 до 3 миллионов фунтов на квадратный дюйм (от 14 000 до 20 000 МПа) или более в холодные зимние месяцы до примерно 100 000 фунтов на кв. Дюйм (700 МПа) или менее в жаркие летние месяцы.
Хотя свойства цементного материала, такие как прочность на изгиб и модуль упругости, не подвержены значительному влиянию нормальных температурных изменений, градиенты температуры и влажности могут вызывать значительные напряжения и прогибы — и, следовательно, повреждение и деформации покрытия — в жестких плитах покрытия.
При отрицательных температурах вода в почве замерзает, и модуль упругости несвязанных материалов дорожного покрытия может возрасти до значений в 20–120 раз выше, чем значения до замерзания.
Процесс замерзания может сопровождаться образованием и последующим оттаиванием линз льда. Это создает зоны с очень низкой прочностью в конструкции дорожного покрытия.
При таянии сверху вниз весной вода задерживается над еще замерзшей зоной; это может значительно снизить прочность геоматериалов.
При прочих равных условиях жесткость несвязанных материалов уменьшается с увеличением влажности. Влага имеет два отдельных эффекта:
- Во-первых, он может влиять на состояние напряжения посредством всасывания или порового давления воды. Крупнозернистые и мелкозернистые материалы могут показывать более чем пятикратное увеличение модуля упругости при высыхании. На модули связных грунтов влияют сложные взаимодействия глина-вода-электролит.
- Во-вторых, он может повлиять на структуру почвы за счет разрушения цементации между частицами почвы.
Связанные материалы не подвержены прямому воздействию влаги. Однако чрезмерная влажность может привести к отслаиванию асфальтобетонных смесей или может иметь долгосрочное воздействие на структурную целостность цементно-связанных материалов.
Цементно-связанные материалы также могут быть повреждены во время циклов замораживания-оттаивания и влажно-сушки, что приводит к снижению модуля упругости и увеличению прогибов.

На все повреждения дорожного покрытия в той или иной степени влияют факторы окружающей среды. Однако зачастую очень сложно учесть эти эффекты в процедурах проектирования дорожного покрытия.

3.3.2 Особые проблемы

Типы и свойства материалов

Основные типы материалов, встречающихся в системах дорожного покрытия, перечислены в Таблице 3-1.Геотехнические материалы, которым посвящено настоящее руководство, включают нестабилизированные гранулированные материалы основания / основания (включая вторичные материалы), нестабилизированные грунты земляного полотна, механически и химически стабилизированные грунты земляного полотна и группы коренных пород.

Свойства материала, представляющие интерес при проектировании дорожного покрытия, можно разделить на следующие категории:

Физические свойства ( например, , классификация почвы, плотность, содержание воды)
Жесткость и / или прочность ( e.грамм. , модуль упругости, модуль реакции земляного полотна, CBR)
Термогидравлические свойства ( например, , коэффициенты дренажа, проницаемость, коэффициент теплового расширения)
Характеристики, связанные с эксплуатационными характеристиками ( например, , характеристики остаточной деформации при повторной нагрузке)

Подробная информация о процедурах определения геотехнических свойств, необходимых для проектирования дорожного покрытия, приведена в главе 5. Обратите внимание, что не все свойства материалов будут одинаково важны с точки зрения их влияния на конструкцию и характеристики дорожного покрытия, и не все свойства требуются для всех. процедуры проектирования дорожного покрытия.Жесткость, обычно определяемая количественно в единицах модуля упругости (см. Главу 5), является наиболее важным геотехническим свойством при проектировании дорожного покрытия и явно включается в большинство текущих процедур проектирования дорожного покрытия (, например, , Руководство по проектированию дорожных покрытий AASHTO 1993 г.). Более новые механистически-эмпирические процедуры проектирования, такие как разработанные в недавно завершенном проекте NCHRP 1-37A, требуют дополнительной информации о свойствах материала, особенно в отношении термогидравлического поведения и рабочих характеристик.

Коренная порода заслуживает здесь краткого особого упоминания, потому что ее присутствие на небольшой глубине под конструкцией дорожного покрытия может оказать значительное влияние на конструкцию дорожного покрытия (Глава 8), дизайн (главы 5 и 6) и эксплуатационные характеристики (Глава 6). Хотя точное измерение свойств коренных пород, таких как жесткость, редко, если вообще когда-либо, требуется, необходимо учитывать влияние неглубоких (менее 3 м (10 футов) глубины) коренных пород на анализ дорожного покрытия. Это особенно верно для процедур обратного расчета FWD, используемых для оценки жесткости материала на месте при проектировании реабилитации (см. Главу 4).

Дренаж

Еще в 1820 году Джон Макадам заметил, что, независимо от толщины конструкции, многие дороги в Великобритании быстро разрушались, когда земляное полотно было насыщено:

«Дороги никогда не могут быть полностью безопасными до тех пор, пока не будут полностью поняты, приняты и приняты меры в соответствии со следующими принципами: а именно, что естественная почва действительно выдерживает вес транспорта: пока она сохраняется в сухом состоянии, он будет нести любой вес, не утонув, и что он действительно несет дорогу и экипажи; что эта естественная почва должна быть предварительно сделана совершенно сухой, а затем необходимо накрыть ее непроницаемым для дождя покрытием, чтобы сохранить ее в в этом сухом состоянии; что толщина дороги должна регулироваться только количеством материала, необходимого для образования такого непроницаемого покрытия, и ни в коем случае не исходя из его собственной несущей способности.
ошибочное мнение, так долго действовал на и так упорно придерживались, что путем размещения большого количества камня под дорогами, лекарство будет найдено для потопления в мокрой глине или других мягких грунтах, или другими словами, что в Дорога может быть искусственно сделана достаточно прочной, чтобы перевозить тяжелые вагоны, хотя грунт находится во влажном состоянии, и с помощью таких средств предотвратить неудобства естественной почвы, получающей воду от дождя или других причин, вызвало большинство дефектов грунта. дороги Великобритании.»(Макадам, 1820 г.)

Сегодня широко признано, что избыток влаги в слоях дорожного покрытия в сочетании с интенсивным движением и влагочувствительными материалами может сократить срок службы. Замораживание этой влаги часто вызывает дополнительное ухудшение характеристик.

Влага в земляном полотне и конструкции дорожного покрытия может поступать из многих различных источников (Рисунок 3-3). Вода может просачиваться вверх от высокого уровня грунтовых вод или течь вбок от краев тротуара и обочин.Однако наиболее значительным источником избытка воды на тротуарах обычно является просачивание через поверхность. Стыки, трещины, края уступов и различные другие дефекты поверхности обеспечивают легкий доступ для воды.

Рисунок 3-3. Источники влаги в системах дорожного покрытия (NHI 13126).

Основной целью при проектировании дорожного покрытия является предотвращение насыщения основания, основания, земляного полотна и других чувствительных материалов дорожного покрытия или даже постоянного воздействия высоких уровней влажности, чтобы свести к минимуму проблемы, связанные с влажностью.Ниже приведены три основных подхода к контролю или уменьшению проблем с влажностью:

Не допускайте попадания влаги в систему дорожного покрытия. Методы предотвращения попадания влаги на тротуар включают обеспечение соответствующих поперечных и продольных уклонов для быстрого стекания поверхностных вод и герметизацию всех трещин, стыков и других неоднородностей для минимизации инфильтрации поверхностных вод.
Используйте материалы и конструктивные особенности, нечувствительные к воздействию влаги. Материалы, которые относительно нечувствительны к воздействию влаги, включают зернистые материалы с небольшим количеством мелких частиц, цементно-стабилизированные и тощие бетонные основания, а также базовые материалы, стабилизированные асфальтом ¹. Соответствующие конструктивные особенности жестких покрытий включают дюбели и расширенные плиты для уменьшения разломов, а также включение основания между основанием и земляным полотном для уменьшения эрозии и обеспечения дренажа с дна. Конструктивные особенности гибких дорожных покрытий включают мощение по всей ширине для устранения продольных швов, стабилизированные асфальтом базовые слои и использование основания для уменьшения эрозии и улучшения дренажа.
Быстро удаляет влагу, попавшую в систему дорожного покрытия. Доступны различные дренажные системы для удаления лишней влаги. Такие элементы, как дренажные канавы и канавы, предназначены для постоянного понижения уровня грунтовых вод под тротуаром, тогда как другие элементы, такие как проницаемые основания и краевые стоки, предназначены для удаления инфильтрационной воды с поверхности.

Проектирование дренажа дорожного покрытия более подробно описано в главе 7. Дополнительные подробности можно найти в Christopher and McGuffey (1997) и в справочном руководстве по курсу FHWA NHI 131026 «Проектирование подземного дренажа дорожного покрытия ».

Особые условия

Особые проблемные почвенные условия включают морозное пучение, набухающие или расширяющиеся почвы и просадочные почвы.

Замерзание / оттаивание: Основным эффектом является ослабление, которое происходит в период весеннего оттаивания. Морозное пучение зимой также может привести к серьезному ухудшению работоспособности дорожного покрытия (повышенной шероховатости). Требования к условиям замораживания / оттаивания: а) почва, чувствительная к заморозкам; (б) отрицательные температуры; и (c) наличие воды.

Набухающие или расширяющиеся грунты: Набухание относится к локальным изменениям объема расширяющихся грунтов дорожного полотна по мере поглощения ими влаги. По оценкам, ущерб тротуарам из-за обширных почв составляет более 1 миллиарда долларов в год.

Складывающиеся грунты: Складывающиеся грунты имеют метастабильные структуры, которые значительно уменьшаются в объеме при насыщении. Илистые лессовые отложения — самый распространенный тип просадочных грунтов. Собственные грунтовые основания просадочных грунтов перед строительством необходимо пропитать водой и прикатать с помощью тяжелого уплотнительного оборудования.Если насыпи автомагистралей должны быть построены на просадочных грунтах, могут потребоваться специальные восстановительные меры для предотвращения крупномасштабного растрескивания и неравномерного оседания.

Выявление потенциально проблемных грунтов является основной задачей геотехнического проектирования дорожного покрытия. Подходы к проектированию и меры по смягчению последствий для этих особых условий подробно описаны в главе 7.

Улучшение почвы

Естественные почвы на строительной площадке часто непригодны для использования в конструкции дорожного покрытия.Они могут иметь неправильную градацию, недостаточную прочность и / или жесткость или недостаточную устойчивость к набуханию. Некоторые из этих недостатков можно устранить путем смешивания двух или более грунтов и / или обеспечения соответствующей механической стабилизации (уплотнения). Другие недостатки, особенно для земляного полотна, могут потребовать смешивания стабилизирующих добавок, таких как битумные вяжущие или известь, портландцемент или другие пуццолановые материалы, с природным грунтом. Хотя основной целью этих добавок обычно является улучшение прочности и жесткости почвы, их также можно использовать для улучшения обрабатываемости, уменьшения набухания и обеспечения подходящей строительной платформы.Геосинтетические материалы также могут использоваться в качестве армирующих материалов для почвы, а также в качестве фильтровальных и дренажных слоев.

В экстремально мягких почвенных условиях могут потребоваться специальные методы улучшения грунта, такие как водостоки, насыпные насыпи, надбавка, легкая насыпка (, например, , геопена) и т. Д. Эти методы обычно оцениваются инженерно-геологическим отделом как часть проектирование проезжей части. Эти методы кратко обсуждаются в главе 7.

Краткое изложение методов стабилизации, наиболее часто используемых в дорожных покрытиях, типов грунтов, для которых они наиболее подходят, и их предполагаемого воздействия на свойства грунта, представлено в таблице 3-2.Входные данные при проектировании улучшенных почв будут рассмотрены в главе 5, а подробные сведения о выборе и применении методов обработки для конкретных проблем будут рассмотрены в главе 7. Уплотнение, одна из ключевых геотехнических проблем при проектировании и строительстве дорожного покрытия, рассматривается в главе 5 ( определение исходных данных для проектирования) и Глава 8 (вопросы строительства).

Rapid

903

903 03

Таблица 3-2. Методы стабилизации дорожных покрытий (из Rollings and Rollings, 1996).
Метод	Грунт	Эффект	Примечания
Смешивание	Умеренно пластичный	Нет	Слишком сложно смешивать
				Другое
	Уменьшение поломки
	Известь	Пластик	Сушка	Rapid
Немедленное увеличение прочности			Rapid
Rapid
Долговременное пуццолановое цементирование			Медленное
Крупное с мелкими частицами			То же, что и с пластиковыми грунтами	Зависит от количества пластиковых мелких частиц
0
Цемент		Пластик	Аналог извести	Менее выраженный
	Цементирование зерен	Пластик	Гидратация цемента
	Крупнозернистый	Цементирование зерен		Цемент	Крупнозернистый	Усиление / связывание, водостойкость	Асфальтовый цемент или жидкий асфальт
Мелкие частицы	То же, что и крупнозернистый	Жидкий асфальт
Мелкий	Нет	Смесь	0 шлаки	Илы и крупные частицы	Действует как наполнитель	Более плотный и прочный
Зерновой цемент	Медленнее, чем цемент			Илы и крупные частицы
Разное. методы	Переменная	Переменная	Зависит от механизма

3.4 Чувствительность конструкции дорожного покрытия к геотехническим факторам

В то время как наиболее важным слоем для характеристик дорожного покрытия является поверхностный слой, геотехнические слои тесно переплетаются в конструкции дорожного покрытия. Например, жесткость или прочность грунта земляного полотна является прямым входом в большинство процедур проектирования дорожного покрытия, и, таким образом, ее влияние на конструкцию конструкции можно оценить количественно.На рис. 3-4 показано влияние коэффициента несущей способности земляного полотна в Калифорнии (CBR — см. Главу 5) на требуемую толщину и вклад несущей способности несвязанного зернистого основного слоя в гибком дорожном покрытии, спроектированном в соответствии с процедурами 1993 AASHTO (см. 2). Вклад зернистой основы в общую конструктивную способность варьируется от 50% для низкого значения CBR земляного полотна, равного 2, до практически нуля при высоком значении CBR, равного 50. Влияние качества основного слоя на конструкцию конструкции покрытия аналогично показано на рисунке 3-5.Дополнительные примеры чувствительности конструкции покрытия к различным геотехническим факторам приведены в главе 5.

Рисунок 3-4. Влияние прочности земляного полотна на конструкцию покрытия (Руководство по проектированию AASHTO 93: W ₁₈ = 10M, надежность 85%, S _o = 0,4, ΔPSI = 1,7, a ₁ = 0,44, a ₂ = 0,14, м ₂ = 1).

Рисунок 3-5. Влияние прочности основания на конструкцию покрытия (Руководство по проектированию AASHTO 93: W ₁₈ = 10M, надежность 85%, S _o = 0.4, ΔPSI = 1,7, a ₁ = 0,44, м ₂ = 1, CBR земляного полотна = 4).

Хороший индикатор общей чувствительности конструкции дорожного покрытия к геотехническим воздействиям. влияние опоры земляного полотна на стоимость дорожного покрытия, как показано на Рисунке 3-6. Например, при загруженности 10 миллионов ESAL и CBR земляного полотна 8 стоимость 1000 квадратных ярдов (850 м ²) площади поверхности составляет приблизительно 9800 долларов для асфальтового слоя и 3000 долларов для нижележащего основания и гранулированного материала. заимствовать, на общую стоимость дорожного покрытия в размере 12 800 долларов за 1000 квадратных ярдов поверхности.Если бы значение CBR земляного полотна было всего 4, та же площадь участка дорожного покрытия стоила бы 15 600 долларов, или более чем на 20% больше.

Рисунок 3-6. Ориентировочная стоимость покрытия для различных условий крепления земляного полотна (Б. Вандре, личное сообщение).
Нажмите здесь, чтобы увидеть текстовую версию изображения

Примечания:

Предполагаемые удельные затраты составляют: асфальт — 1,25 долл. США / дюйм толщиной; необработанная основа — 0,30 $ / дюйм толщины; гранулированный заем — 0,20 $ / дюйм толщины.
Толщина, используемая при оценке затрат, основана на надежности 90%.
Минимальная толщина гранул или основания составляет 6 дюймов.
Толщина / стоимость асфальта меняется только в зависимости от ESAL, потому что значение базовой опоры является постоянным.
Единицы: 1 дюйм = 25 мм; 1 ярд ² = 0,85 м ².

Также важно с самого начала признать, что, хотя многие геотехнические факторы, влияющие на характеристики дорожного покрытия, могут быть явно включены в процесс проектирования, другие важные соображения не могут.Например, возможность разрушения склона под дорожным покрытием, построенным на боковом выезде с холма, обычно не рассматривается как часть «конструкции дорожного покрытия», даже если такой отказ может быть гораздо более разрушительным для дорожного покрытия, чем недостаточная жесткость грунтового основания (см. Рисунок 3-7).

Рисунок 3-7. Обрушение откоса под дорожным покрытием (http://www.geoengineer.com/).

Банкноты

Вызванное влагой удаление материалов, стабилизированных асфальтом, может быть проблемой для некоторых заполнителей и некоторых асфальтовых вяжущих.Вернуться к тексту

% PDF-1.4
%
295 0 объект>
эндобдж

xref
295 86
0000000016 00000 н.
0000002628 00000 н.
0000002016 00000 н.
0000002712 00000 н.
0000002902 00000 н.
0000003637 00000 н.
0000004166 00000 н.
0000004388 00000 п.
0000004465 00000 н.
0000005156 00000 н.
0000005662 00000 н.
0000005966 00000 н.
0000006455 00000 н.
0000006683 00000 п.
0000006923 00000 п.
0000007878 00000 н.
0000008000 00000 н.
0000008683 00000 п.
0000009509 00000 н.
0000009630 00000 н.
0000010602 00000 п.
0000011288 00000 п.
0000011938 00000 п.
0000011974 00000 п.
0000012095 00000 п.
0000012778 00000 п.
0000013662 00000 п.
0000014585 00000 п.
0000014730 00000 п.
0000014881 00000 п.
0000015038 00000 п.
0000015300 00000 п.
0000015457 00000 п.
0000015608 00000 п.
0000015753 00000 п.
0000016674 00000 п.
0000019344 00000 п.
0000019938 00000 п.
0000020184 00000 п.
0000021830 00000 п.
0000023483 00000 п.
0000025950 00000 п.
0000029163 00000 п.
0000032620 00000 н.
0000036857 00000 п.
0000038933 00000 п.
0000043387 00000 п.
0000047677 00000 п.
0000049776 00000 п.
0000052487 00000 п.
0000055421 00000 п.
0000058921 00000 п.
0000062566 00000 п.
0000066090 00000 н.
0000067839 00000 п.
0000077167 00000 п.
0000077288 00000 п.
0000077487 00000 п.
0000077604 00000 п.
0000078255 00000 п.
0000078372 00000 п.
0000078495 00000 п.
0000079116 00000 п.
0000079238 00000 п.
0000079359 00000 п.
0000080024 00000 п.
0000080145 00000 п.
0000080660 00000 п.
0000080778 00000 п.
0000081469 00000 п.
0000081586 00000 п.
0000082088 00000 п.
0000082211 00000 п.
0000082594 00000 п.
0000082716 00000 н.
0000083556 00000 п.
0000083678 00000 п.
0000083877 00000 п.
0000083999 00000 н.
0000084364 00000 п.
0000084487 00000 п.
0000085305 00000 п.
0000085427 00000 п.
0000085858 00000 п.
0000085981 00000 п.
0000086438 00000 п.
трейлер
] >>
startxref
0
%% EOF

297 0 obj> поток
xb«g`0a`c` | Ȁ

Основание или земляное полотно: улучшение почвенных условий

Прочное основание — залог успешного строительного проекта.Плита на земле и тротуары обычно рассчитаны на поддержку твердого основания, которое должно быть однородным по своей природе, чтобы поддерживать конструкцию над ним. Основание будет располагаться поверх земляного полотна, которое обычно представляет собой естественный грунт или улучшенный грунт, который был уплотнен. Важно, чтобы у основания были твердые края и стыки, чтобы предотвратить растрескивание и растрескивание бетона.

Как определяется земляное полотно?

Земляное полотно состоит из естественного грунта, который был утрамбован, чтобы выдерживать нагрузки над ним.Это слой, который требуется во многих конструкциях, таких как тротуары и плиты, хотя он должен иметь определенные характеристики. Земляное полотно может нуждаться в специальных дренажных сооружениях для пропускания воды, если оно состоит из непроницаемой почвы, и его следует укладывать в пределах плюс-минус 1,5 дюйма от указанной отметки.

Нет единообразия в отношении условий основания и земляного полотна, но обычно земляное полотно представляет собой естественный грунт, в то время как основание представляет собой слой почвы или заполнитель поверх земляного полотна.

Насколько толстым должно быть земляное полотно?

Земляное полотно должно быть достаточно толстым, чтобы выдерживать действующие на него нагрузки. Чем тяжелее нагрузки, тем толще должно быть земляное полотно, поскольку у вас может быть земляное полотно толщиной до 12 дюймов и даже толще, как правило, для шоссе. Тем не менее, материал земляного полотна обычно дешевле, чем материал поверхности, и может предотвратить выход воды на поверхность.

Преимущества уровня подосновы

Сплошной слой основания должен обладать следующими преимуществами:

Обеспечивает прочность и поддержку вышележащего покрытия
Обеспечить дренаж и защиту от замерзания
Предотвращение оседания на тротуар и плиту на уклоне
Можно использовать повторно, если вы решите сменить покрытие.
Не допускать рабочих к грязи
Создание обрабатываемой поверхности перед укладкой готового покрытия
Снижение затрат на строительство

Типичные материалы основания

Некоторые из наиболее часто используемых материалов основания включают:

Бетон вторичный
Гранулированный наполнитель
Промышленный агрегат
Щебень
Постный бетон
Переработанные материалы, такие как щебень или кирпич

Улучшение материала земляного полотна

Если материала земляного полотна недостаточно для выдерживания необходимых нагрузок, необходимо провести дополнительную работу, чтобы сделать материал пригодным для строительства.Обычно материал земляного полотна улучшается за счет установки геотекстиля. Они используются для предотвращения перемешивания мягкого или несоответствующего грунта, которое может повлиять на конструктивную способность земляного полотна. Геотекстиль должен обладать определенными механическими и гидравлическими свойствами, чтобы гарантировать, что они имеют правильные характеристики для предполагаемого использования.

Основания и основания для бетонных покрытий

Из материалов конференции по транспорту GAP 2019 : В «Проектировании и строительстве оснований и оснований для бетонных покрытий» Шринат Рао, Хешам Абдуалла и Томас Ю, П.Е. используйте сочетание данных и тематических исследований, чтобы показать влияние, которое основание / подоснование оказывает на повышение или понижение общих характеристик бетонного покрытия.Тематические исследования, включенные в этот документ, подтверждают существенное влияние дренажа на структурные и функциональные характеристики бетонных покрытий. Хорошо спроектированные и построенные дренажные системы имеют решающее значение для долговременной эксплуатации дорожного покрытия, особенно в районах, где высока вероятность повреждения из-за влаги.

1. ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Базовый слой — это слой конструкции дорожного покрытия непосредственно под слоем покрытия. Обычно он состоит из высококачественного заполнителя, такого как щебень, щебень или песок, который обеспечивает равномерную опору фундамента и подходящую рабочую платформу для строительного оборудования.Основание может состоять из несвязанных материалов, таких как гравий или щебень, или стабилизированных материалов, таких как материалы, обработанные асфальтом, цементом или известью. Основание основания обычно представляет собой гранулированный заем, который размещается между основанием и земляным полотном. Он может быть выполнен в виде обработанного или необработанного слоя. Необработанные или несвязанные слои основания из заполнителя имеют те же характеристики, что и земляное полотно в конструкции дорожного покрытия. Требования к качеству материала по прочности, пластичности и градации для основания не такие строгие, как для основания.Фундамент должен быть более высокого качества, чем земляное полотно, основание часто не используют, если земляные основания высокого качества. В зависимости от условий площадки также могут проводиться улучшения земляного полотна. Однако роль различных базовых и подосновных слоев и обоснование использования разных базовых типов и слоев недостаточно хорошо задокументированы, поскольку многие агентства определяют стандартные или типовые базовые и подосновные уровни на основе исторических показателей и своего собственного опыта. Например, неясно, где и почему следует использовать обработанную основу или почему один тип обработанной основы предпочтительнее другого.

Инженеры по дорожным покрытиям в целом согласны с тем, что слои фундамента выполняют важные функции, включая обеспечение равномерной опоры, контроль откачки и эрозии, защиту от морозного пучения и уменьшение повреждений материалов дорожного покрытия, связанных с влажностью. Основываясь исключительно на структурном анализе, преимущества несвязанного агрегатного основания не могут быть продемонстрированы, поскольку структурные модели, используемые в механистически-эмпирическом (МЕ) проектировании дорожного покрытия, не показывают значительного влияния слоев фундамента на его характеристики.Со структурной точки зрения наиболее эффективным средством обеспечения надлежащей структуры является обеспечение достаточной толщины поверхности из бетона или асфальта. Однако опыт показывает, что бетонные покрытия, уложенные непосредственно на земляное полотно, не работают в большинстве случаев из-за перекачки и миграции мелких частиц, что приводит к изменчивости опоры фундамента. Таким образом, должно быть ясно, что слои фундамента выполняют иную функцию, чем поверхностный слой, который является основным структурным компонентом, способным противостоять приложенным нагрузкам.Однако при оценке преимуществ слоев фундамента часто предпринимаются попытки количественно оценить преимущества только с точки зрения структурного эффекта.

СВЯЗАННЫЕ С: Проектирование оптимального содержания асфальта в асфальтобетонных основаниях

В конечном итоге преимущества, обеспечиваемые слоями фундамента, могут быть связаны со структурными и функциональными характеристиками; однако преимущества больше заключаются в предотвращении плохих событий, которые могут привести к локальным или прогрессирующим сбоям и повышенной шероховатости.Относительно простые идеализированные структурные модели, используемые в проектах ME, не предназначены для рассмотрения сложных механизмов, участвующих в отказах, возникающих в результате проблем земляного полотна и фундамента. Это не означает, что текущие конструкторские модели ME несовершенны; Для процедур проектирования было бы непрактично и непрактично моделировать сложные механизмы разрушения, связанные с проблемами фундамента. Для целей проектирования покрытия качественного понимания механизма разрушения и защиты от этих повреждений достаточно для разработки эффективных конструкций слоев покрытия, которые позволяют избежать проблем с фундаментом.Не разрушающийся со временем тротуарный фундамент заменять не нужно. Постоянный фундамент имеет очевидные преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, а также может иметь значительные экономические преимущества. В перегруженных районах отсутствие необходимости замены фундамента может быть очень полезным для ускорения реабилитации и реконструкции дорожного покрытия.

2. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ В ЖЕСТКИХ ТРУБАХ

Фундамент с жестким покрытием оказывает менее заметное влияние на несущую способность конструкции, и основная функция слоев фундамента — обеспечивать равномерную опору для бетонных плит.Равномерный и качественный опорный слой улучшает характеристики жесткого покрытия больше, чем более прочная и неоднородная опора (ACPA 2007, Hein et al. 2017). Фундамент с жестким покрытием выполняет следующие функции:

Обеспечьте равномерную поддержку слоя PCC с соответствующей жесткостью.
Предложите стабильную строительную платформу.
Предотвратить потерю опоры плиты из-за эрозии и перекачки.
Обеспечивает устойчивость к морозному пучению и расширению почвы.
Отделить земляное полотно от основного конструктивного элемента.
Улучшение дренажа и предотвращение повреждений, связанных с влажностью.
Обеспечивает постепенный вертикальный переход модулей слоев (жесткости) от плиты к земляному полотну.

Если основные функции фундамента с жестким покрытием не будут должным образом учтены в процессе проектирования или он не построен должным образом, система покрытия может не достичь желаемых характеристик. Кроме того, неправильное использование слоя фундамента под жестким покрытием может привести к преждевременным выходам из строя.Например, тип и толщина основания и подосновы должны выбираться в зависимости от конкретных условий площадки. Чаще всего тип базы и суббазы выбирается на основе множества факторов, таких как политика агентства, стоимость и доступность материалов, а также прошлый опыт. В этих условиях тип основания и толщину следует выбирать в соответствии с потребностями (например, дренаж, защита от морозного пучения, защита от набухания и нестабильности грунта) строительной площадки.

3.КАЧЕСТВЕННОЕ ОПИСАНИЕ ФУНДАМЕНТА

3.1 Как работают жесткие покрытия

Плиты

PCC имеют модуль упругости на порядок выше, чем у асфальтобетона. Типичная прочность на изгиб составляет около 700 фунтов на квадратный дюйм, а модуль упругости — около 5 миллионов фунтов на квадратный дюйм. Следовательно, в отличие от гибких конструкций дорожного покрытия, которые постепенно передают нагрузку от колес на нижние слои (см. Рисунок 1), транспортная нагрузка, прикладываемая к жестким конструкциям дорожного покрытия, в первую очередь распределяется бетонными плитами по более широкой площади, прежде чем она передается на слои под плиты (Hein et al.2017). По существу, реакции покрытия, индуцированные в слое под бетонными плитами, включая напряжения (т.е. давление) и деформации, а также прогибы, относительно меньше.

Рисунок 1. Распределение нагрузки в гибком покрытии Рисунок 2. Распределение нагрузки в жестком покрытии

Предыдущие исследования показали, что вызванное нагрузкой сжимающее напряжение на верхней части земляного полотна в жестком покрытии существенно ниже, чем его несущая способность. Например, нагрузка на шину 12000 фунтов с контактным напряжением 100 фунтов на квадратный дюйм, приложенное к типичной жесткой конструкции дорожного покрытия, вызывает сжимающее напряжение около 7 фунтов на квадратный дюйм для угловой нагрузки.В этом случае индуцированное напряжение на поверхности земляного полотна снижается до 3 фунтов на квадратный дюйм для внутренней нагрузки. Такие наблюдения подтверждают, что бетонные покрытия получают желаемую конструктивную способность от бетонных плит и, следовательно, однородность и стабильность опорных слоев в жестких покрытиях более важны, чем их жесткость и прочность (ACPA 2007).

3.2 Механизмы отказа

Назначение равномерной опоры для бетонного покрытия — гарантировать, что дорожное покрытие достигнет своего срока службы и равномерно распределяет нагрузки по фундаменту на протяжении всего срока службы.Равномерная опора может быть достигнута за счет уменьшения влияния трех ключевых факторов: морозного пучения, перекачки мелкозернистых грунтов и изменения объема грунта. Другие факторы, ответственные за неравномерную опору, включают изменчивость уплотнения, выемки / насыпи и переходов, а также неэффективную дренажную систему. В таблице 1 приведены причины и последствия неоднородной опоры для характеристик бетонного покрытия и рекомендуемые практические решения для устранения такой проблемы (Hein et al.2017, ACPA 2007, ACPA 1995, Christopher et al.2006, Snethen et al. 1977).

Таблица 1. Механизмы разрушения и рекомендуемые решения для получения однородной опоры

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ И ПУНКТОВ ДЛЯ БЕТОННОГО ДВУХСТОРОННЕЙ ДВИЖЕНИЯ

Выбор типа основания и основания для данного проекта должен основываться на (1) функции слоя основания / основания со структурой дорожного покрытия, (2) улучшении краткосрочных и долгосрочных характеристик, (3) рентабельности подход и (4) местный опыт (Hall et al. 2005). Модуль реакции земляного полотна (известный как значение k) обычно используется для количественной оценки жесткости (прочности) жесткой опоры дорожного покрытия.Составное значение k является представителем жесткости фундамента дорожного покрытия, состоящего из основания и основания. Значение k определяется испытанием пластины под нагрузкой в соответствии с AASHTO T122 и ASTM D1196. Жесткость опоры дорожного покрытия можно увеличить, поместив основание и слой основания поверх земляного полотна. Однако не рекомендуется увеличивать прочность (или жесткость) опоры для уменьшения толщины PCC, для ускорения процесса строительства или в качестве альтернативы для повышения долговечности основания. Увеличение значения k в пределах обычного диапазона не оказывает существенного влияния на требуемую толщину бетонной плиты (ACPA 2007).

Агрегатная основа и вспомогательная основа с 15% или более мелкими частицами (т.е. проходящая через сито № 200) очень подвержены перекачке. Использование не подверженных эрозии или обработанных материалов основания и основания может контролировать и предотвращать перекачивание. При использовании несвязанных гранулированных материалов следует соблюдать требования AASHTO M155, озаглавленные «Стандартные технические условия на гранулированный материал для контроля перекачки под бетонное покрытие» (AASHTO 2004). В целом, чем выше интенсивность движения грузовиков, тем лучше следует выбирать материалы с меньшим содержанием мелких частиц и меньшей пластичностью.

Более жесткие основания не обязательно являются лучшей опорой для жестких покрытий, поскольку они не соответствуют форме изогнутых плит PCC и могут привести к потере опоры, более высоким напряжениям скручивания и последующему растрескиванию. Следует отметить, что при более толстой бетонной плите, более высокой прочности бетона использование дюбелей и расширенных плит более экономично для существенного снижения потенциала растрескивания в бетонных плитах и перекачивания материалов. Жесткая опора может вызвать растрескивание из-за более высоких напряжений в плитах, вызванных окружающей средой.Это может нанести вред относительно молодым бетонным плитам, что приведет к развитию случайных трещин. Рекомендуется, чтобы прочность на сжатие цементно-обработанных оснований и тощих бетонных оснований составляла от 300 до 800 фунтов на квадратный дюйм и от 750 до 1200 фунтов на квадратный дюйм, соответственно (Hein et al., 2017).

Стабилизированные основания, включая основания, обработанные цементом, и основания из тощего бетона, могут расширяться и сжиматься из-за колебаний влажности и температуры. Эти движения могут иногда вызывать напряжения, превышающие прочность свежеуложенного поверхностного ОКК (когда прочность свежеуложенного ОКК низкая, поскольку он гидратируется и набирает прочность), тем самым увеличивая возможность растрескивания в раннем возрасте в слое ОКК.Кроме того, шероховатая поверхность раздела плита-основание увеличивает силы трения на границе раздела из-за чрезмерного осевого ограничения объемной усадки, а также теплового расширения и сжатия (Hall et al. 2005). Чтобы снизить этот потенциальный риск, обычно между цементно-стабилизированным основанием и слоем ОКК имеется разделительный слой, снимающий сцепление (например, пластиковый лист). Однако несвязанное основание вносит меньший вклад в долговременные усталостные характеристики бетонного покрытия по сравнению с полностью сцепленным основанием, и это, возможно, необходимо учитывать в процессе проектирования дорожного покрытия, например, путем увеличения толщины слоя PCC.Это меньшая проблема для плотных, обработанных асфальтом оснований, которые достаточно гибки и не расширяются и не сжимаются из-за тепловых эффектов в той же степени, что и цементно-стабилизированные основания.

Для создания дренируемых базовых слоев могут использоваться проницаемые гранулированные или стабилизированные основания с дренажной системой или свободно дренируемые основания. Проницаемые гранулированные слои следует использовать только там, где есть вероятность повреждения дорожного покрытия влажностью на дорогах со средним и большим движением грузовиков, и они должны быть надлежащим образом спроектированы и изготовлены.Тем не менее, агентство-собственник должно иметь обязательство по регулярному осмотру и текущему обслуживанию краевых дренажных отверстий или открытой (освещенной дневным светом) области дренажного слоя заполнителя. Основание с открытой структурой требует подходящего разделительного слоя под ним, чтобы предотвратить попадание мелких частиц земляного полотна в основание и их засорение. Это может быть основание из необработанного заполнителя с надлежащей сортировкой, подходящая геотекстильная ткань или слой грунта земляного полотна, обработанный достаточным количеством извести или цемента для достижения хорошей долгосрочной стабильности и сопротивления эрозии.Стабилизированные дренажные слои открытого типа содержат очень мало заполнителя, проходящего через сито № 200. Содержание асфальтобетона обычно составляет от 1,6 до 1,8 процента по массе заполнителей. Обработанные цементом слои открытого градиентного дренажа обычно производятся с отношением воды к цементу 0,37 и содержанием цемента от 185 до 220 фунтов / ярд3 (Hein et al., 2017). Проницаемые основания должны быть достаточно прочными, чтобы противостоять движению строительных материалов и мощению без деформации (Hall et al. 2005). Рекомендуемые значения проницаемости находятся в диапазоне от 500 до 800 футов / день с учетом стабильности оснований (Hein et al.2017).

Для отвода воды, просачивающейся с поверхности, в слои основания, особенно в ситуациях, когда условия влажности не очень жесткие, рекомендуется использовать «освещенный» слой основания, который открыт на открытом воздухе по краю дорожного покрытия. Дневное освещение позволяет воде медленно стекать из конструкции дорожного покрытия без использования краевых водостоков. Освещенные основания хорошо подходят для проезжей части с ровным уклоном (1 процент и менее) и неглубоких канав, где трудно вывести дренажные трубы на достаточную высоту над канавой.Тем не менее, он требует тщательной конструкции и периодического обслуживания, чтобы не допускать засорения обнаженной кромки почвы, растительности и мусора. Типичные мероприятия по техническому обслуживанию включают прополку и удаление мусора вручную. Нижняя часть открытого края освещенного основания должна быть не менее чем на 6 дюймов выше линии 10-летнего ливневого отвода канавы, чтобы вода не попадала в освещенное основание во время или после сильного дождя. Дневное освещение основных слоев более «щадящее», чем использование краевых водостоков.В случае краевых водостоков существует вероятность захвата воды в слоях дорожного покрытия, вызывая эффект «ванны» и приводя к значительно большему ущербу, если они забиваются из-за несоблюдения регулярного технического обслуживания или неправильной установки. Однако при правильном уходе краевые стоки эффективны и эффективно отводят воду из системы дорожного покрытия, особенно в районах с высоким уровнем грунтовых вод и срезанными участками.

5. ПРИМЕРЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ОСНОВАНИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХСТОРОННЕЙ ДВИЖКИ

5.1 U.S. 460 Bypass, округ Аппоматтокс, штат Вирджиния

Проект расположен на объездной дороге США 460 в северной части округа Аппоматтокс, штат Вирджиния. Секция гладкого бетонного покрытия с шпонками (JPCP) длиной примерно 2,8 мили объездной дороги U.S 460 показала преждевременное разрушение в нескольких местах примерно через 5 лет (т. Е. В 1998 г.) после укладки. Инженеры и исследователи Департамента транспорта штата Вирджиния провели полевые и лабораторные исследования для выявления причин преждевременных отказов и оценки состояния участка дорожного покрытия (Hossain and Elfino 2005, Elfino and Hossain 2007).Проект расположен в условиях влажного и морозного климата, и среднесуточная посещаемость (ADT) в 2003 году составляла 13 000 человек, из которых 10% составляли грузовые перевозки.

5.1.1 Устройство и конструкция

Байпас US 460 был спроектирован так, чтобы выдерживать эквивалент 8 миллионов нагрузок на одну ось (ESAL) с расчетным сроком службы 30 лет. Для этого участка использовался следующий дизайн:

9,0-дюймовая плита из JPCP с дюбелями и шагом 15 футов.
4,0-дюймовый цементно-стабилизированный дренажный слой открытого типа (OGDL).
6,0-дюймовый цементно-обработанный грунт с использованием 10% гидравлического цемента по объему.
Сращенный бетон от 9,0 до 6,0 дюймов с переменной глубиной без привязного плеча.
4,0-дюймовые агрегатные базовые материалы для плеча (VDOT тип 1, размер 21A).
Трап краевой УД-4 в соответствии со стандартами дренажно-отводной трубы краевой.

Грунт земляного полотна был классифицирован как красная глина и ил А-7-5 с CBR 9.

5.1.2 Производительность

Визуальный осмотр был проведен для определения причины преждевременного разрушения дорожного покрытия.Результаты исследования показали, что около 24% плит в восточном направлении были повреждены, по сравнению с 12% плит в западном направлении. На дорожном покрытии были обнаружены трещины в средней части плиты, сломанные уплотнения стыков, обрыв и накачка обочины полосы движения, а также нарушение стыков. Были проведены полевые и лабораторные исследования для определения причин повреждений дорожного покрытия. Общее наблюдение за лабораторными и полевыми исследованиями можно резюмировать следующим образом:

Большая часть дренажного слоя была забита и заполнена красной почвой (см. Рисунок 3а).
Трещины распространяются через дренажный слой в образце керна трещины в середине плиты.
Вода, скопившаяся под плитой, наблюдалась под поврежденными плитами во время отбора керна.
OGDL не выходил за краевой дренаж на некоторых участках (см. Рисунок 3b).

Рис. 3. Замена плиты (2005 г.): (а) разрыв открытого дренажного слоя над краевым дренажем и (б) засоренный дренажный слой

5.1.3 Извлеченный урок / Резюме

Плохая дренажная система и повышенное движение грузовиков могут существенно повлиять на характеристики дорожного покрытия.
Если OGDL не будет продолжен до краевого дренажа, захваченная вода в дренажном слое будет просачиваться вертикально и вызывать увеличение влажности основания / основания и земляного полотна.
Вода истирает цементное основание / основание грунта при повторяющихся тяжелых нагрузках, что приводит к локальной потере опоры, разрушению, что приводит к повреждениям покрытия, включая структурные и долговечные. Рис. 4.

Рис. 4. Повреждения покрытия (2018 г.): (а) растрескивание в середине плиты (структурное повреждение) и (б) разрушение стыка (нарушение прочности).

5.2 U.S. 63, Callaway County, штат Миссури

Наводнение реки Миссури значительно повредило тротуары, водопропускные трубы, мосты и т. Д. В Джефферсон-Сити, штат Миссури, что привело к закрытию дорог, задержке движения и экономическому ущербу для города. Дорога была полностью размыта из-за наводнения в 1993 году. Проект расположен на южном направлении US-63 в округе Каллавей, штат Миссури, через реку Миссури от Джефферсон-Сити, штат Миссури. Первоначальная конструкция дорожного покрытия секций US 63, идущих на юг, состояла из 9 дюймов совместного железобетонного покрытия (JRCP) с расстоянием между стыками 61 фут на 4 дюймах плотного отсортированного щебеночного основания.Исследователь и инженеры Министерства транспорта штата Миссури (MoDOT) провели всестороннее исследование с целью дальнейшего улучшения конструкции дорожного покрытия из 63 секций США с целью противодействия такой среде. Главный вывод исследования привел к разработке новой стандартной спецификации для толстого дневного скального основания, способного отводить воду от конструкции дорожного покрытия и улучшать несущую способность конструкции дорожного покрытия.

СВЯЗАННЫЕ С: Влияние наклонных плеч на отклик дорожного покрытия

5.2.1 Конструкция и конструкция

Новая конструкция секции US 63 состояла из 12 дюймов гладкого бетонного покрытия с шпонками (JPCP) с 15-футовым расстоянием между стыками на 24-дюймовом основании из дневной скальной породы и была построена в 1994 году. Это была первая реализация дневной скальной основы в Миссури. Основание 24 дюйма было выбрано для увеличения несущей способности конструкции, а также для улучшения дренажа во время сильных дождей или паводков. Уровень поднялся примерно на 6 футов из-за повреждений от наводнения.Освещенное каменное основание размещалось на вершине земляного полотна. Перед размещением 24-дюймового основания каменной наброски на верхней поверхности земляного полотна для эффективного удаления воды из конструкции дорожного покрытия был предусмотрен поперечный градиент от среднего к внешнему откосу насыпи. Почвы земляного полотна на этом участке представлены грунтами А-6 и А-7-6.

5.2.2 Производительность

Визуальный осмотр разрезов US-63, проведенный в 2016 году, показал, что все разрезы находятся в отличном состоянии и отсутствуют признаки трещин или разломов (см. Рисунок 5a).В начале 2018 года была проведена вторая съемка, которая показала отличные условия, которые можно отнести к эффективности дневного скального основания (см. Рисунок 5b). Участок дорожного покрытия был построен в октябре 1994 года и показал очень хорошие результаты с минимальными трещинами, трещинами и шероховатостью. С момента постройки секции было проведено минимальное обслуживание, и все стыки выглядят превосходно. Секция пережила еще одно наводнение в 1995 году и поддерживалась в хорошем состоянии. Успех этого покрытия был приписан освещенному дневным светом двухфутовому каменному основанию и его превосходным дренажным характеристикам.После 24 лет относительно интенсивного движения секция US 63 по-прежнему находится в отличном структурном состоянии, и ремонт не проводился. Измерения IRI проводились с 2007 по 2017 год для проекта, и данные показывают постоянство шероховатости дорожного покрытия в течение 10 лет первоначального срока службы.

Рисунок 5. Характеристики дорожного покрытия US-63, округ Каллавей, штат Миссури: (a) производительность в 2016 году и (b) производительность в 2018 году

5.2.3 Усвоенный урок

Стабильность и дренируемость основного материала важны для улучшения характеристик дорожного покрытия во время сильных дождей или наводнений.
Первоначальное основание, рассыпчатая щебень плотностью 4 дюйма, было заполнено песком и относительно недренировано. Бетонное покрытие, построенное на плотном каменном основании, имеет высокий риск быть поврежденным во время наводнений из-за неэффективной дренированности основания.
Использование толстого дневного скального основания значительно улучшило долговременные характеристики дорожного покрытия. 24-дюймовая освещенная каменная основа была эффективна для удаления воды из конструкции дорожного покрытия, что улучшило характеристики JPCP и устранило повреждения, связанные с влажностью.

5,3 США 23, округ Монро, Мичиган

В 1992 году Департамент транспорта штата Мичиган построил дорогу для испытаний агрегатов на южном направлении US-23 с основной целью изучения влияния морозостойкого крупного заполнителя на прочность бетона. Проект начинается к северу от развязки US-23 и US-223 и заканчивается на границе между Мичиганом и Огайо. Испытательная дорога была построена из бетонных смесей, включающих пять различных крупных заполнителей (группы от A до E) с различной степенью морозостойкости-оттаивания.Типом крупного заполнителя для группы A был щебень из известняка 6AA, группы B — доменный шлак 6AA, группы C — натуральный гравий 6A, группы D — измельченный известняк из другого карьера, а группа E — природный гравий. Все остальные факторы конструкции бетонной смеси остались прежними. Среднегодовой дневной трафик (AADT) составлял около 20 000, из них 18% коммерческого (Hansen et al. 2007, Quiroga 1992).

5.3.1 Проектирование и изготовление

Исходное покрытие было снято с существующего песчаного основания.Новая конструкция дорожного покрытия состояла из 10,5-дюймового соединенного железобетонного покрытия (JRCP) с расстоянием между стыками 27 футов, на 4-дюймовом проницаемом асфальтовом основании (ATPB) на 3-дюймовом слое сепаратора гравия. Половина каждой из пяти тестовых секций была построена на исходном грунтовом основании с плохим дренированием, а другая половина построена на хорошо дренирующемся проницаемом песчаном грунте для оценки влияния слоя основания на характеристики бетона. Существующий материал основания имел гораздо более тонкую смесь по сравнению с новым основанием, что сильно влияло на дренажные свойства материалов.Существующее основание считалось непроницаемым, а новое основание очень дренируемым. Другая половина была построена на специально отобранном подоснове с хорошим дренажем, которая показала чрезвычайно высокие значения дренируемости в диапазоне от 198 до 288 футов / день, что значительно превышает требования спецификации 7,7 футов / день. Почва земляного полотна под конструкцией дорожного покрытия состоит из влажной глины. Во время реконструкции были выполнены подрезы земляного полотна на участках с неустойчивым уклоном с последующей установкой 4.Нижний дренаж и засыпка 0 дюймов.

5.3.2 Производительность

Основной целью тестовой дороги было изучение влияния замораживания-оттаивания на характеристики дорожного покрытия. На всех участках JRCP не было обнаружено никаких повреждений, связанных с проблемами замораживания-оттаивания, таких как разрушение суставов или D-растрескивание. ATPB был основным фактором в предотвращении D-трещин наряду с хорошей системой воздушных пустот в бетоне. Были измерены прогибы средней панели, и под хорошо дренирующим основанием прогибы были меньше по сравнению с существующим плохим основанием.Также наблюдалось ослабление стержня дюбеля, что способствовало более высоким прогибам и плохой передаче нагрузки. Спустя 23 года все секции работали хорошо, за исключением секции B. Секция B (т.е. тип заполнителя представляла собой доменный шлак) обнаружила значительные трещины в средней панели шириной полосы примерно в 75 процентах панелей проезжей части для грузовиков, за которыми следовали растрескивание трещин. После 19 лет эксплуатации произведен капитальный ремонт. В результате отбора керна было замечено, что в единичном случае произошло некоторое незначительное разрушение ATPB на краю трещины, что вызвало некоторые проблемы с эрозией на участке B.На всех стыках не наблюдалось откачивания, а трещина на стыках составляла менее 0,04 дюйма. В целом, проект показал себя очень хорошо с точки зрения устойчивости к замерзанию-оттаиванию, долговечности, дренажа и повреждений. Характеристики замораживания-оттаивания были приписаны хорошо дренирующему слою ATPB, который предотвращает накопление воды на дне слоя PCC.

5.3.3 Извлеченные уроки

Хорошо дренируемая конструкция основания / основания улучшила характеристики дорожного покрытия, а также устойчивость к замораживанию-оттаиванию.
Более высокие прогибы средней панели наблюдались для «существующего» основания с плохим дренированием по сравнению с основанием с хорошим дренажем.
ATPB может отводить воду с дорожного покрытия, предотвращать его насыщение, что устраняет эффект повреждения от замерзания-оттаивания и повреждений, связанных с влажностью.

5,4 Онтарио, Канада

Министерство транспорта Онтарио (MTO) отвечает за управление 10 300 милями дорог с твердым покрытием, при этом жесткие тротуары составляют около 6% от общего количества.MTO Онтарио провел несколько судебно-медицинских расследований и собрал информацию от других дорожных агентств в Северной Америке, чтобы разработать спецификацию для трех типов слоев открытого градиентного дренажа (OGDL). Они разделили OGDL на три типа; (1) необработанный, (2) обработанный асфальтобетон и (3) обработанный портландцемент. Начиная с начала 1980-х годов, MTO построило серию испытательных участков для контроля работы дренажной системы и дорожного покрытия. Ключевые аспекты проектирования уровней OGDL включают:

Проницаемость OGDL (обеспечение отвода воды от проезжей части).
Стабильность / прочность (для правильного размещения и уплотнения, а также для поддержки поверхности дорожного покрытия).
Коллекторная система (убедитесь, что вода, попадающая на тротуар, будет отведена от проезжих полос, и обеспечит долгосрочную работу системы — не засоряется).
Защита OGDL (убедитесь, что OGDL и дренажная система не забиты мелким заполнителем и частицами почвы, снижающими проницаемость системы).

Основываясь на ключевых результатах исследования OGDL, MTO разработало новые спецификации, требующие, чтобы 4-дюймовый слой OGDL был помещен под бетонную плиту во всех новых конструкциях жесткого покрытия (Marks et al.1992, Hajek et al. 1992 г., Брэдбери и Казмеровски 1993 г. и Казмеровски и др. 1999). Градация OGDL состоит из крупных агрегатов, удерживаемых на сите № 4. Поскольку необработанные заполнители не считались достаточно стабильными, чтобы поддерживать строительное движение без искажений, OGDL обрабатывают 1,8-процентным асфальтовым цементом. Кроме того, продольная дренажная система была изменена, чтобы быть интегрированной с OGDL, чтобы вода, попадающая в систему, как можно скорее покидала дорожное покрытие.OGDL следует выдвигать на 3 фута за край бетонного покрытия или мощеной обочины, если таковая имеется.

5.4.1 Проектирование и конструкция

В этом разделе демонстрируется проектирование и строительство шоссе с использованием трех типов басов OGDL. Шоссе 115 находится недалеко от города Перерборо. Участок шоссе 115 Pererborough общей протяженностью 10,20 мили был построен в 1991 году с тремя различными OGDL для оценки характеристик каждого типа. Первый участок (длиной 0,6 мили) состоял из 8 дюймов JPCP на 4 дюйма необработанного OGDL с увеличением процента прохождения No.4 для повышения устойчивости слоя на 4 дюймах основания из заполнителя, более 12 дюймов в основании из заполнителя. Вторая секция была аналогична первой, но с 4-дюймовым основанием, обработанным цементом (200 фунтов / ярд ³), вместо необработанного OGDL. Третий участок был аналогичен первому, но с основанием, обработанным асфальтовым цементом (1,8 процента), вместо необработанного OGDL. Агрегатная база 4.0 использовалась в качестве фильтрующего слоя между OGDL и земляным полотном. Продольный дренаж был размещен под обочиной, на расстоянии 2 футов от края полосы движения.Отверстия диаметром 4 дюйма были размещены на расстоянии 330 футов от выемок на проезжей части. OGDL, обработанный цементом, был помещен в бетонную опалубку, которая использовалась для укладки бетона, и, как сообщается, во время укладки проблем не было. Незначительные повреждения поверхности обработанного цементом OGDL наблюдались при укладке бетонного покрытия. OGDL, обработанный цементом, отверждался «орошением» водой каждые 2 часа в течение 8 часов. Обработанный асфальтом OGDL был уложен с использованием асфальтоукладчика горячей смеси без каких-либо проблем с укладкой.Необработанный OGDL был размещен с помощью грузовиков и грейдера для достижения проектного профиля.

5.4.2 Производительность

Лабораторные испытания были проведены для оценки проницаемости трех OGDL. Результаты показали, что все три типа OGDL соответствовали исходным требованиям по проницаемости и стабильности. Необработанный OGDL мог нести строительный транспорт без каких-либо значительных повреждений. Испытания FWD, проведенные в 1992-1993 годах, показали, что прогиб OGDL, обработанного цементом, был на 17 процентов меньше, чем OGDL, обработанного асфальтом, и примерно на 28 процентов меньше, чем необработанного OGDL.В целом дорожное покрытие шоссе 115 имеет отличные характеристики. В этом контракте было задокументировано несколько вопросов, связанных со строительством в конце сезона, включая: доставка бетона в холодную погоду, нестабильность земляного полотна при переходе от пропила к насыпи и преждевременное растрескивание из-за поздней распиловки поперечных швов.

В 2005 году была проведена оценка покрытия для определения и определения приоритетности требований к восстановлению бетонного покрытия. Оценка включала в себя подробное обследование состояния поверхности дорожного покрытия, испытание дефлектометра падающего груза (FWD), испытание материалов земляного полотна и слоя дорожного покрытия, сканирование MIT для проверки выравнивания дюбелей, а также испытание с помощью радиолокатора (GPR) и испытательные ямы на обочине проезжей части. для проверки работы дренажной системы.Результаты исследования дорожного покрытия, завершенного в 2005 году, выявили 0,5 процента плит с трещинами (2 плиты) в восточном направлении от шоссе и 2,4 процента (50 плит) в западном направлении в возрасте 13 лет. К этому времени дорожное покрытие выдержало примерно 4,67 миллиона эквивалентных нагрузок на одну ось (ESAL). Эти плиты были заменены на строительном контракте в 2006 году. Большинство замен перекрытий приходилось на резку, чтобы заполнить переходные зоны. Кроме того, в 2011 году бетонное покрытие было подвергнуто алмазной шлифовке для обеспечения гладкости / трения, а в 2014 году — нарезано канавками.По состоянию на 2017 год на тротуар было нанесено около 13,3 миллиона ESAL.

5.4.3 Извлеченные уроки

Открытые дренажные слои и их дренажная система должны быть защищены от проникновения штрафов. Перемещение мелких частиц почвы, таких как илистая глина, под действием повторяющейся нагрузки на ось, может привести к преждевременному разрушению дорожного покрытия.

Слои

OGDL должны быть отделены от земляного полотна с помощью зернистого слоя. Было обнаружено, что использование зернистых слоев более эффективно, чем использование геотекстиля.
Непрерывность OGDL и дренажной системы для удаления воды с дорожного покрытия имеет решающее значение для предотвращения попадания воды в структуру дорожного покрытия.
OGDL не следует оставлять без крышки на длительное время или на зиму.
Обработанный асфальтом OGDL может быть легче завершен, когда слой остынет ниже температуры 150 ^o

6. РЕЗЮМЕ

Целью данной статьи было выявить и задокументировать полезную информацию, относящуюся к влиянию фундамента дорожного покрытия на характеристики бетонного покрытия.В функции фундамента дорожного покрытия входит предотвращение откачки, защита от воздействия мороза, дренаж, предотвращение изменения объема земляного полотна, повышенная несущая способность конструкции и устойчивая строительная платформа. Основная функция основания — предотвращать перекачивание, поэтому оно должно быть свободно дренируемым или иметь высокую устойчивость к эрозии. На основе данных / полевых исследований были обобщены различные тематические исследования влияния фундамента дорожного покрытия на характеристики бетона. Эти тематические исследования показывают влияние основания / основания в плане увеличения или уменьшения общих характеристик покрытия.Тематические исследования, включенные в этот документ, подтверждают существенное влияние дренажа на структурные и функциональные характеристики бетонных покрытий. Плохо спроектированные или построенные дренажные системы отрицательно сказываются на характеристиках дорожного покрытия, в то время как отвод воды через хорошо спроектированную и хорошо построенную дренажную систему имеет решающее значение для долговременной эксплуатации дорожного покрытия в областях, где высока вероятность повреждения влажностью.

ОБ АВТОРАХ

Шринат Рао и Хешам Абдуалла работают в Applied Research Associates, Inc .Томас Ю, П.Е., работает в Федеральном управлении автомобильных дорог (FHWA), которое выступило нефинансовым спонсором GAP 2019.

ССЫЛКИ

ААШТО М155-04. (2004). Стандартные технические условия на сыпучий материал для контроля закачки под бетонное покрытие . Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия.

ААШТО М147-17. (2017). Стандартные технические условия на материалы для заполнителей и грунтово-агрегатных оснований, оснований и поверхностных слоев .Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия.

ААШТО Т222-81. (2017). Стандартный метод испытаний для неповторяющихся статических нагрузок на плиты грунтов и компонентов гибких дорожных покрытий для использования при оценке и проектировании дорожных покрытий в аэропортах и на автомагистралях . Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия.

ACPA. (1995). Основания и основания для бетонных покрытий. Технический бюллетень TB011P. Американская ассоциация бетонных покрытий.

ACPA. (2007). Основания и основания для бетонных покрытий . Технический бюллетень EB204P. Американская ассоциация бетонных покрытий.

ASTM D1196 / D1196M-12. (2016). Стандартный метод испытаний грунтов и компонентов гибких дорожных покрытий на неповторяющуюся статическую нагрузку на плиты для использования при оценке и проектировании дорожных покрытий в аэропортах и на автомагистралях . Книга стандартов, 04.03, ASTM International, West Conshohocken, PA.

Брэдбери, А., и Казмеровски, Т. (1993). Полевая оценка различных типов открытых дренажных слоев, Ежегодная конференция транспортной ассоциации Канады, Оттава, Онтарио.

Кристофер Б. Р., Шварц К. и Будро Р. (2006). Геотехнические аспекты дорожных покрытий , FHWA NHI-14-014. Федеральное управление шоссейных дорог, Вашингтон, округ Колумбия.

Эльфино, М. К., Хоссейн, М. С. (2007). «Подземный дренаж и преждевременные повреждения бетонного покрытия: пример из Вирджинии.” Отчет об исследованиях в области транспорта, № 2004 (1), стр. 141–149.

Hajek, J., Kazmierowski, T.J., Sturm, H., Bathurst, R.J., and Raymond, G.P. (1992). Полевые характеристики слоев открытого дренажа, Ежегодное собрание Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия,

Хайн, Д.К., Рао, С., Тайабджи, С., и Ли, Х. (2017). Основания и основания для бетонных покрытий , Отчет № FHWA-HIF-16-005, Федеральное управление автомобильных дорог, Вашингтон, округ Колумбия.

Холл, J.В., Маллела Дж. И Смит К. (2005). Стабилизированное и дренируемое основание для жесткого покрытия — Руководство по проектированию и строительству . Отчет № IPRF-01-G-002-021 (G). Фонд исследований инновационных покрытий, Программа технологий бетонных покрытий в аэропортах, Федеральное управление гражданской авиации.

Хоссейн, М.С., Эльфино, М.К. (2005). Судебно-медицинская экспертиза бетонного покрытия: U.S. 460, Appomattox Bypass . VTRC 06-R9. Совет по исследованиям транспорта Вирджинии, Шарлоттсвилл, Вирджиния

Хансен, В., Стэнтон, Дж. Ф., и Беннет, А. (2017). US-23 Aggregate Test Road, долгосрочная оценка эффективности . Отчет № СПР-1652. Департамент транспорта штата Мичиган. Лансинг, штат Мичиган.

Kazmierowski, T.J., Marks, P. and Anderson, P., (1999). Разработка методов укладки дренажного слоя открытого типа с цементной обработкой в Онтарио, Transportation Research Record 1673, Paper No. 99-0410, Вашингтон, округ Колумбия, 1999.

Marks, P., Hajek, J, Sturm, H, и Kazmierowski, T.Дж. (1992). Опыт Онтарио с дренажными слоями дорожного покрытия, Ежегодная конференция Транспортной ассоциации Канады, Квебек, Квебек.

Снетен, Д. Р., Джонсон, Л. Д., Патрик, Д. М. (1977). Оценка целесообразной методологии выявления потенциально обширных почв , Отчет № FHWA-RD-77-94. Федеральное управление шоссейных дорог, Вашингтон, округ Колумбия.

Кирога, Х. (1992). Общая долговечность и характеристики дорожных покрытий PCC .Материалы и технологии, инженерия и наука (MATES). № 70. Департамент транспорта штата Мичиган. Лансинг, штат Мичиган.

Бетонные основания и подосновы

Опубликовано 12 марта 2019 г.

Строительные компании, которым поручено построить дом, следят за тем, чтобы стропила и фермы выдерживали крышу. Точно так же при строительстве мостов опоры моста требуют особого внимания, поскольку они предназначены для распределения нагрузки.

От парковок до автомагистралей — все, что должно выдерживать нагрузку, должно иметь прочное и устойчивое основание.

Вот почему тротуары требуют прочного и прочного основания. Несущие нагрузку миллионов транспортных средств, проезжающих по ним, тротуары требуют прочности и адекватного распределения нагрузки, чтобы обеспечить надежную платформу для транспортировки.

Техника строительства тротуаров с годами претерпела значительные изменения. В этой статье мы подробно познакомимся с миром бетонных оснований и подстилок.

История бетонных оснований

Необходимость использования оснований и подоснов — не современное научное достижение, а скорее обычное явление среди первых строителей. Римская империя, известная своими достижениями в строительных технологиях, уже в 500 г. до н.э. построила более 53000 миль дорог для облегчения передвижения войск и припасов.

Римляне осознали важность сохранения грунтового основания от постоянного ухудшения, вызванного их повозками и колесницами.Известные туристические достопримечательности, такие как Аппиева дорога, были построены из нескольких слоев камней, которые сформировали основание, основание и поверхность.

По мере того, как автомобили продолжали развиваться и увеличиваться в размерах и весе, потребность в более прочном дорожном покрытии росла, что привело к ключевым инновациям в области дорожного строительства. Современные дороги разительно отличаются от римской Аппиевой дороги, но суть — потребность в базе — остается прежней.

Что такое бетонное основание / основание?

В терминологии бетонного покрытия земляное полотно — естественный грунт, на котором построено дорожное покрытие, — должен быть защищен и уплотнен, чтобы гарантировать, что он останется на своем месте и не будет поврежден.Это делается путем укладки основания, слоя заполнителя, который помещается над земляным полотном для предотвращения смещения грунта.

Выступая в качестве основного несущего элемента, основание имеет решающее значение для равномерного распределения нагрузки по земляному полотну. Качество основания имеет решающее значение для срока службы дорожного покрытия. Во многих случаях высококачественная основа изжила весь срок службы поверхности, что означает, что после того, как поверхность ухудшилась, необходимо нанести только новый поверхностный слой.

Почему так важна база?

Современное строительство сильно зависит от бетона, и на то есть веские причины.Бетон обеспечивает прочность и долговечность, которые ищут строители, и по низким ценам. Однако у мощного сжатия есть обратная сторона — ему не хватает гибкости.

Дороги подвергаются интенсивному движению в течение года, и при работе с таким объемом трафика требуется гибкость. Если бетонные плиты, образующие самый верх тротуара, не имеют надлежащей опоры снизу, они могут прогнуться. Любые потенциальные «мягкие места» в земляном полотне могут позволить бетону просесть из центра или подняться с краев.

Бетонные плиты из-за своей жесткости могут треснуть. Поскольку бетон сильно сжат и тяжел, он может треснуть под собственным весом, если не будет обеспечено подходящее основание.

Всегда ли необходимо бетонное основание?

Основание под дорожным покрытием не является обязательным требованием, но с тех пор, как в 1891 году в Америке было установлено первое цементное покрытие, промышленность в целом перешла на использование цементного основания и подоснов.

Надлежащим образом подготовленные основание и основание являются предпосылкой для достижения однородности конструкции дорожного покрытия.

Даже если бетонная плита укладывается поверх гранитного основания, отсутствие однородности при отсутствии основания создаст несколько проблем. Например, сложнее получить надлежащий сорт и оптимальную плоскую структуру без тщательно подготовленного основания.

Помимо однородности, усадка поверхности также представляет серьезную проблему.Бетон склонен к усадке, и по мере его усадки наличие основания снижает вероятность растрескивания бетонной поверхности. Без основания бетонная поверхность будет относительно легко треснуть из-за отсутствия опоры.

Какая оптимальная толщина основания?

Толщина основания необъективна и зависит от множества факторов. Некоторые из факторов:

Стабильность земляного полотна под тротуаром
Стабильность и топография окружающей местности с тротуаром
Тип нагрузки, которой будет подвергаться тротуар

Например, основание толщиной три дюйма на жилом подъездной дороги на устойчивой почве может хватить.Однако, напротив, бетонное покрытие на стоянке грузовиков требует оптимальной толщины основания более шести дюймов.

Прежде чем определиться с толщиной основания, важно понимать, что основание — это всего лишь один элемент конструкции дорожной одежды. Есть несколько других факторов, таких как глубина основания и тип используемого строительного материала, которые могут повлиять на толщину основания.

Наконец, запланированная толщина бетонного покрытия сама по себе также влияет на определение надлежащей толщины основания.

Каковы преимущества бетонного основания и основания

Существует несколько материалов, используемых при строительстве мостовой, оснований и оснований, но бетон по-прежнему остается самым популярным выбором среди строителей.

По сравнению с другими материалами, бетон по-прежнему обеспечивает большую безопасность, чем любой другой строительный материал, благодаря более длительному сроку службы.

Несколько исследований показали, что бетон — это долговечный материал, который в лучшем случае может прослужить до 50 лет.

Бетон со временем корродирует медленнее, чем другие материалы, что приводит к меньшему количеству выбоин, меньшей потребности в ремонте и меньшему заносу автомобиля, поскольку поверхность бетона более прочная и обеспечивает большее трение.

Кроме того, бетон на 100% пригоден для вторичной переработки и является одним из наиболее перерабатываемых строительных материалов в мире. В отличие от других материалов, таких как асфальт, он не улучшает засыпку земли в вашем штате, но может вносить свой вклад в окружающую среду и использоваться для нового строительства.

Прочность и долговечность, обеспечиваемые бетонными основаниями, во многом способствовали их широкому использованию в строительной отрасли, и их популярность, похоже, не ослабевает.

(PDF) Влияние материалов основания дорожного покрытия на реакцию жесткого покрытия

IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 671 (2020) 012085

JPCP был построен непосредственно на обработанном земляном полотне, но в последние десятилетия увеличение транспортных нагрузок

побудило использовать либо низкопрочные несвязанные материалы в качестве подстилающего слоя, либо более высокого уровня —

Бетонный материал качества

в качестве основного слоя под JPCP, так как использование основного слоя снижает напряжения

в JPCP и земляном полотне, вызванные перекачкой воды, воздействием мороза, усадкой и набуханием земляного полотна

.Более конкретно, под основанием понимается инженерный слой, расположенный между подготовленным земляным полотном

и жестким покрытием или слоем основания. Это обеспечивает множество функций, таких как минимизация воздействия замерзания

, предотвращение перекачки, обеспечение дренажного пути и распределение приложенных нагрузок. Подосновной слой

состоит из гранулированного материала или стабилизированного материала, такого как обработанный цемент или асфальт [7-9]. Целью статьи

является оценка влияния материалов основания дорожного покрытия на реакцию жесткого покрытия

с использованием программного обеспечения для трехмерного анализа методом конечных элементов (EverFE).Таким образом, были исследованы несколько соответствующих параметров

, включая толщину и свойства каждого слоя фундамента

дорожного покрытия.

2. Трехмерный метод конечных элементов

С развитием высокопроизводительных компьютеров использование 3D-FEM: трехмерного программного обеспечения конечных элементов

для анализа дорожных покрытий быстро растет, поскольку исследователи стремятся к лучшему

понимать реакцию покрытия на дорожные и экологические нагрузки.Метод конечных элементов

— это численный подход к анализу перемещений и напряжений в конструкциях, в котором моделируемая конструкция

разделена на элементы, соединенные узлами. Число, тип и расположение элементов

влияет на точность результатов [10-18], и, таким образом, программное обеспечение для анализа конечных элементов

делится на две категории: общее программное обеспечение конечных элементов, такое как ANSYS [19] и ABAQUS. [20], в которых

анализируют любую конструкцию, а также специальное программное обеспечение методом конечных элементов для анализа дорожной одежды.Программное обеспечение для дорожного покрытия

может быть основано на трехмерных твердых элементах или классической теории тонких пластин: KENSLAB [7],

FEACONS [21], WESLAYER [22], LLISLAB [23] и JSLAB [24] являются примерами Программа конечных элементов

, использующая классическую теорию тонких пластин, в то время как EverFE [13] представляет собой трехмерную программу анализа методом конечных элементов

, первоначально разработанную университетами Вашингтона и штата Мэн для имитации откликов

сочлененного ровного жесткого покрытия, подверженного различным воздействиям. транспортные нагрузки и температурный градиент

эффектов.LLISLAB [23] и EVERFE [13] — два наиболее распространенных типа программного обеспечения FE, используемых для жестких покрытий модели

, но EverFE был выбран в этом исследовании для моделирования характеристик жесткого покрытия

при колесных нагрузках из-за его преимуществ перед другими программного обеспечения. EverFE — одно из немногих программных средств трехмерного конечного элемента

, специально разработанного для анализа бетонных дорожных покрытий с сочленениями,

и несколько исследований показывают хорошее соответствие результатов анализа между полевыми данными и числовыми данными

EverFE [25-29] .

EverFE обладает многими другими важными особенностями, включая: 1) способность моделировать до девяти

смежных плит в матрице 3 × 3, соединенных между собой продольными и поперечными швами; 2) совокупность

блокировок поперечных стыков может быть смоделирована для моделирования передачи сдвига с линейными или нелинейными вариантами

; 3) для моделирования усадки плиты

могут применяться нелинейные или линейные температурные градиенты в системе покрытия; 4) к системе дорожного покрытия могут применяться различные конфигурации осевой нагрузки; 5)

поперечных и продольных швов можно шпонировать и связывать соответственно; 6) многослойные базовые слои могут быть

с несвязанными или связанными условиями; и 7) визуализация результатов анализа (моменты,

напряжений и смещений) и отклик покрытия из любой точки модели может быть легко извлечен из

3. Дискретизация с помощью конечных элементов

Для моделирования системы дорожного покрытия в рамках программы EverFE

использовались пять различных методов дискретизации. Жесткое покрытие, основной слой и слои основания были дискретизированы с использованием 20-гранных квадратичных кирпичных элементов

с прямолинейными сетками.