Автомобильные дороги - важнейшее звено общей транспортной системы страны, без которого не может функционировать ни одна отрасль народного хозяйства. Автомобильные дороги представляют собой комплекс инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения круглогодичного, непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетной нагрузкой и установленными скоростями в любое время года и в любых условиях погоды. В состав этого комплекса входят земляное полотно, дорожная одежда, мосты, трубы и другие искусственные сооружения, обустройство дорог и защитные дорожные сооружения, здания и сооружения дорожных и автотранспортных служб.

Параметры и состояние всех элементов дороги и дорожных сооружений определяют технический уровень и эксплуатационное состояние дороги.

Основные транспортно-эксплуатационные показатели автомобильных дорог и дорожных сооружений:

скорость;

пропускная способность;

непрерывность;

удобство и безопасность движения;

способность пропускать автомобили и автопоезда с осевой нагрузкой и общей массой, соответствующими категории дороги.

На автомобильных дорогах общего пользования организуется дорожная служба, основной задачей которой является осуществление комплекса работ и мероприятий по ремонту и содержанию дорог и сооружений на них и организации движения, обеспечивающих требования к транспортно-эксплуатационным показателям дорог.

Дорожная служба содержит дорогу, ремонтирует, обустраивает ее и организует движение транспортных потоков, т.е. обеспечивает функционирование дороги как транспортного сооружения. Эксплуатируют дороги автотранспортные предприятия и владельцы транспортных средств. Используют (эксплуатируют) многие дорожные сооружения участники движения - водители, пассажиры и пешеходы. Поэтому в общем виде под эксплуатацией автомобильных дорог понимают целесообразное и эффективное использование дорог автомобильным транспортом для перевозки грузов и пассажиров. Применительно к дорожной отрасли более правильным будет термин "техническая эксплуатация дорог и организация движения", под которым следует понимать систему планово-предупредительных и ремонтно-восстановительных работ, а также организационно-технических мероприятий, обеспечивающих удобное и безопасное движение автомобилей и наиболее эффективное использование дорог для перевозки грузов и пассажиров.

Уровень развития и техническое состояние дорожной сети существенно влияют на экономическое и социальное развитие как страны в целом, так и ее отдельных регионов, поскольку надежные транспортные связи способствуют повышению эффективности использования основных производственных фондов, трудовых и материально-технических ресурсов, повышению производительности труда.

Дорожное хозяйство находится на сложном этапе развития, когда от преимущественного строительства новых дорог дорожные организации постепенно и неуклонно переходят к повышению технического уровня и эксплуатационного состояния существующих дорог, капитальности дорожных одежд, реконструкции дорог и мостов. На первое место выдвигаются задачи повышению скорости, удобства и безопасности движения, инженерного оборудования и удобства дорог, архитектурного эстетического оформления.

Рост интенсивности движения и особенно доли в ней большегрузных автомобилей, автомобильных поездов и автобусов привел к существенному возрастанию изнашиванию и разрушающего воздействия автомобилей на дорогу, следствием чего является увеличение потребности в ремонтно - восстановительных дорожных работах, их объемов; эта тенденция в ближайшей перспективе будет неизбежно нарастать.

Дорожная сеть - национальное богатство республики, которое нужно беречь, преумножать и эффективно использовать.

Повышение эффективности дорожного строительства связанно с поиском новых материалов, прежде всего вяжущих, которые позволяют заменить битумы и снизить расход цемента. Такими вяжущими могут стать полимерные материалы при снижении стоимости их производства. Большой экономический эффект может дать замена природных каменных материалов песками, укрепленными грунтами, побочными продуктами и отходами промышленности, искусственными материалами.

Рисунок 3.1 - Дорожная сеть Республики Казахстан

Важнейшей задачей экономического развития Казахстана является повышение эффективности инвестиций во всех сферах хозяйственной деятельности и резкое улучшение качества продукции. Высокие требования предъявляются в связи с этим и к проектированию автомобильных дорог, и к автодорожному строительству в целом. Автомобильные дороги - весьма капиталоемкие и в то же время одни из наиболее рентабельных инженерных сооружений. Проектирование автомобильных дорог должно быть направлено на достижение их высоких транспортно-эксплуатационных качеств при минимуме материалоемкости строительства и строительных затрат.

Правильно запроектированная автомобильная дорога обеспечивает безопасность движения как одиночных автомобилей с расчетными скоростями, так и транспортных потоков с высокими уровнями удобства даже в самые напряженные периоды работы дорог, надежность и долговечность земляного полотна, дорожных одежд, искусственных сооружений и т.д. В проектировании автомобильных дорог при оценке вариантов проектных решений предпочтение отдают не только самым экономичным инженерным решениям, но и чаше всего тем, которые обеспечивают наиболее гармоничное вписывание полотна дорог в окружающий ландшафт и оказывают наименее отрицательное воздействие на окружающую среду. Обязательными элементами проектных решений являются мероприятия по охране окружающей среды.

Сегодня при проектировании автомобильных дорог предпочтение отдают современным технологиям и методам производства изысканий, основанным, прежде всего, на использовании высокопроизводительных методов сбора информации о местности: использованию ГИС-технологий при изысканиях автомобильных дорог и сооружений на них, методам наземной и аэрокосмической цифровой фотограмметрии, системам спутниковой навигации "GPS", методам электронной тахеометрии, наземного лазерного сканирования местности и геофизическим методам инженерно - геологических изысканий.

Одним из самых важных этапов дорожно-строительных работ является этап проектирования дорожного покрытия. Это важный момент хотя бы потому, что дорога - важный элемент сообщения между городами и регионами. Автомобильная дорога - инженерное сооружение, предназначенное для движения автомобилей. Основными элементами являются: земляное полотно, дорожная одежда, проезжая часть, обочины, искусственные и линейные сооружения и все виды обстановки.

Для того, чтобы проектирование дорожного покрытия, при строительстве дорог, было выполнено на высоком уровне, требуется выполнение нескольких факторов. Во-первых, выделение средств на текущий ремонт дорог и ремонт дорожного покрытия. Во-вторых, выбрать хорошую компанию для укладки дорог и дорожного строительства.

Дорога работает в очень тяжелых условиях, на нее постоянно воздействуют тяжелые и интенсивные транспортные нагрузки, низкие зимние и высокие летние температуры, разрушающее влияние воды во всех ее физических состояниях, поэтому правильное проектирование и строительство дорог требует глубоких знаний всех условий ее будущей работы и мер по повышению долговечности, а для поддержания нормального функционирования требуется регулярный и своевременный ремонт дорог.

В большинстве стран мира дорожно строительные работы - серьезный вопрос, обсуждаемый на государственном уровне. Так, проводимая Федеральной Дорожной Администрацией США политика увеличения инвестиций на техническое обслуживание стала результатом успешных разработок стратегической программы исследования дорог. Строительство дорог сегодня и в долгосрочной перспективе должно быть основано на качественном проектировании, разумной экономии финансовых и материальных ресурсов, гарантиях сохранения окружающей среды.

Проектирование дорожного покрытия автодороги и дорожное строительство. У автомобильной шоссейной дороги имеются земляное полотно, основание, одно или несколько покрытий проезжей части (дорожная одежда), обочины, мосты, средства регулирования дорожного движения.

Укладка дорог выполняется из строительного грунта и передает нагрузки от проходящих автомобилей в рассредоточенном виде на земляное полотно. Укладка асфальта может осуществляться из асфальтобетона, литого асфальта, щебня, щебня с битумной пропиткой, бетона на портландцементе, гравия или пропитанного грунта.

В практике проектных институтов нередко применяют различные подходы к планированию, управлению изыскательскими, проектными и эксплуатационными работами, связанными с развитием внутрихозяйственных дорог. Поэтому дороги местного значения служат важным звеном в подготовке специалистов. В условиях интенсивного развития агропромышленного комплекса землеустроители должны уметь не только правильно разместить дорожную сеть каждого сельского района, межхозяйственного объединения, конкретного предприятия, но и провести технико-экономический анализ вариантов проекта, определить объекты первоочередного строительства дорожных сооружений. В их обязанности входит также контроль порядка использования земель, отвода территорий под строящиеся автомобильные дороги; они должны хорошо знать все элементы дороги как инженерного сооружения, а также постоянно изучать нормативы и модели, разрабатываемые для проектирования дорожных сооружений. В процессе проведения изысканий, проектирования и строительства дорог бывают случаи, когда специалисты, работающие по заданию одних ведомств, не учитывают интересов других. В результате возникают конфликты между различными организациями, что влечет за собой новые затраты труда и средств на составление проектов реконструкции дорог или на изменение местоположения переездов через них, на расширение полосы отвода, размещение подъездных путей и др.

На начальном этапе строительства нужно выполнить целый ряд изысканий. Непосредственно строительства касаются геологические и геодезические изыскания, которые определяют тип и материальную базу будущего строительного сооружения. Конечно качество проведения изысканий должны быть очень высокими, так как это будет сильно влиять на строительные затраты и долговечность конструкций.

Земляное полотно дороги - будущая основа (или фундамент) инженерного сооружения. К земляному полотну предъявляют ряд требований, соблюдение которых на прямую влияет на качество строящейся дороги. Оно должно хорошо выдерживать запроектированные нагрузки, а также противостоять природным разрушающим факторам (выветриванию).

Этап строительства дороги требует больших материальных и трудовых вложений. От организации строительства будут зависеть сроки его завершения и сдачи в эксплуатацию. Чтобы строительство протекало "гладко", нужно заранее предусмотреть кучу различных факторов как квалификация рабочих, пути производства и доставки строительных материалов, расположение участков или баз подрядных организаций и др.

Дорожная одежда это слои песка щебня и асфальта, которые укладываются на земляное полотно. Иногда применяют армирование сетками Верхние слои дорожной одежды должны иметь уклоны для удаления осадков Прочность дорожного полотна должна соответствовать категории строящейся дороги чтобы нормально воспринимать действующие нагрузки.

Горная дорога выглядит очень красиво, однако, ее строительство сопряжено с большими трудностями. Необходимо определить оптимальный маршрут горной трассы, чтобы избежать лишних затрат. Причем, нужно предусмотреть ряд специальных сооружений, которые будут защищать дорогу от схода лавин и селевых потоков.

Укладка асфальта - один из наиболее известных и эффективных способов строительства надёжного и практичного дорожного покрытия.

При асфальтировке используется асфальтовое дорожное покрытие, которое состоит из тщательно подобранного по гранулометрическому составу песка, каменной (бутовой) муки и литого асфальта. Материалы смешиваются смесительной установкой при температуре ок.175° С, при которой асфальт находится в расплавленном состоянии, смесь доставляется на место, рабочие на специальной установке производят укладку дорог, асфальтирование дорог осуществляется в горячем состоянии.

Асфальтобетонное покрытие состоит из слоев толщиной 5-7,5 см смеси (приготовленной при температуре около 175° С) взятых в нужной пропорции щебня разных размеров, песка, каменной муки и расплавленного асфальта в качестве вяжущего. Асфальтобетон и гладкий асфальт укладываются на основание бетона, рассчитанное на соответствующие дорожные нагрузки. Асфальтировка выполняется на надежном основании с подстилающим слоем из классифицированного материала. В нижних слоях щебень крупнее, что повышает прочность покрытия и дает экономию, а в верхних - мельче, благодаря чему обеспечивается водонепроницаемость и износостойкость поверхности.

Укладка асфальта обычно производится с помощью спецтехники или же вручную. Если речь идёт о крупном объёме работ, достойном уровне качества и быстрых темпах, то использование спецтехники при укладки асфальта практически необходимо. Укладка ведётся обычно с помощью тяжелого катка-асфальтоукладчика, позволяющего получать покрытие без малейших дефектов или неровностей.

В идеале укладка асфальта выполняется в хороших условиях: на предварительно выровненное основание и в хорошую погоду. При укладке асфальта используются асфальтобетонные смеси, отличающихся как размером зерна, так и эксплуатационными характеристиками и ценой.

Цикл работ по укладке асфальта включает предварительные земляные работы, выравнивание основания, покрытие смесью (в один или несколько слоёв), а затем - уборку территорию. При необходимости ремонта покрытия и укладке нового асфальта выполняется демонтаж имеющегося повреждённого покрытия, обработка эмульсией на битумной основе - и прочие шаги, характерные для укладки нового асфальта.

Работы по асфальтировке могут вестись в любое время суток: как днём, так и ночью, когда нагрузка на дорогу существенно меньше.

Асфальтобетонное покрытие имеет ряд положительных свойств и высоких транспортно-эксплуатационных показателей: медленное изнашивание под действием тяжелых транспортных средств; сравнительно высокая прочность и устойчивость к воздействию климатических факторов и воды; гигиеничность (не пылит и легко очищается от пыли и грязи); простота ремонта и усиления покрытия.

Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями непрерывно изменяются в связи с тем, что транспортные нагрузки и интенсивность движения постоянно увеличиваются. Еще 20-30 лет назад двухслойные асфальтобетонные покрытия толщиной 10-12 см на щебеночном основании 18-25 см применяли на дорогах высоких категорий. Теперь такие конструкции пригодны только для дорог низших (IV и V) категорий, а на дорогах II и I категорий конструкции стали более мощными, в основании все чаще применяется тощий (укатываемый) бетон толщиной 20-35 см, а суммарная толщина укладываемого асфальта равна 18-25 см.

Сроки службы асфальтобетонных покрытий зависят не только от качества асфальтобетона, но и от конструкции дорожной одежды. Одинаковое по качеству асфальтобетонное покрытие по-разному работает на различных основаниях.

Так, в асфальтобетонных покрытиях, уложенных на основания из монолитного цементобетона, появляются трещины из-за теплофизической несовместимости материалов покрытия и основания, т.е. швы и трещины в цементобетонных основаниях повторяются в асфальтобетонных покрытиях.

Щебеночные основания лишены этого недостатка, однако, они подвержены неравномерным усадкам, происходящим из-за взаимного перемещения зерен щебня под влиянием многократных воздействий транспортных нагрузок.

Покрытия из асфальтобетонных смесей следует устраивать в сухую погоду. Укладку асфальта (асфальтировку) следует производить при температуре окружающего воздуха.

Земляное полотно служит основанием для наиболее дорогого и важного элемента дороги - дорожной одежды. Прочность, долговечность и высокие эксплуатационные качества дорожной одежды в значительной степени зависят от прочности и устойчивости земляного полотна. Земляное полотно в целом и его отдельные части находятся под действием сил собственного веса, подвижной нагрузки и различных природно-климатических факторов. Очень важно спроектировать и построить земляное полотно так, чтобы под действием этих сил оно не изменяло своей формы и было устойчиво в целом, как земляной массив. Конструкцию земляного полотна выбирают исходя из категории дороги, качества грунтов, типа дорожной одежды, природно-климатических условий района строительства дороги.

На основе опыта строительства и теоретических обоснований разработаны и применяются при проектировании типовые поперечные профили земляного полотна в насыпи высотой и в выемке глубиной до 12 м. Эти поперечные профили отвечают требованиям прочности и устойчивости земляного полотна, гарантирующим прочность и ровность дорожной одежды. Дорожные работы проводятся по мере необходимости. Срок службы автодорог составляет 20-30 лет, мостов - от 50 до 100 лет.

6. Машины и оборудование для строительства дорог с асфальтобетонным покрытием