Jak zbudowane są amerykańskie drogi?

Drogi są integralną częścią dzisiejszego krajobrazu miejskiego. Dla kogoś, jazda po drogach cieszy się szybką, komfortową jazdą, dla kogoś problemem i wielogodzinnym trzęsieniem z korkami na wąskich drogach.

Dzisiaj udamy się na kilka budów w Teksasie i zobaczymy, jak budowana jest autostrada, dlaczego powierzchnia betonu trwa 30 lat bez gruntownego remontu (i ogólnie, dlaczego beton?), I zrozumiemy też, dlaczego ciężarówki od trzydziestu sześciotonowe "ogony" nie popychają drogi.

Zobacz także problem - Dlaczego w Stanach Zjednoczonych nie budować standardowych domów, jak w ZSRR, Życie amerykańskich kierowców ciężarówek, Ameryka w pracy na amatorskich zdjęciach, Jak budować niskie budynki mieszkalne w USA

(Razem 41 zdjęć)

Sponsor postu: W Ameryce, oni naprawdę robią dobre drogi, i oni też robią doskonałe amerykańskie meble tam. Które można kupić na stronie naszych partnerów mebeel.ru.

Źródło: ЖЖК /inżynieria-ru

1.

2. Właściwie już poruszyłem temat życia kierowców ciężarówek i urządzenia amerykańskiego systemu drogowego, dlatego ten post jest kontynuacją tematycznej opowieści o systemie dróg..

3. Tradycyjnie zacznijmy od opowieści. Pierwsza betonowa droga została położona w Stanach Zjednoczonych w 1930 roku w Indianie, a następnie w Illinois w 1940 roku. W Teksasie pierwsza betonowa autostrada pojawiła się dopiero w 1951 roku w mieście Fort Worth. Departament Transportu w Teksasie (DOT) bardzo szybko zdał sobie sprawę z poprawności wybranej ścieżki i zaczął aktywnie układać betonowe autostrady wzdłuż i w poprzek stanu, a dziś Teksas jest liderem w USA pod względem długości dróg betonowych, z 20 117 km autostrady.

4. Wszystkie drogi w USA można podzielić na kilka dużych grup, z których niektóre z kolei składają się z klas. Tak więc, zaczynając od najbardziej istotnych i mniej istotnych dróg klasyfikuje się do następujących grup: autostrad międzystanowych (oznaczone indeksem I), USA autostrad (USA), State drogowego (w tym przypadku - TX) dróg FM (FM, czyli gospodarstwa na rynek ), Drogi lokalne (ta grupa obejmuje inne drogi, takie jak Road (Rd), Avenue (Ave), Junction (Jct) i inne).

5. Rząd, reprezentowany przez US DOT, ustanawia pewne wymagania dotyczące budowy dróg, a wymagania te różnią się w zależności od klasy dróg do klasy. Zastrzegam, że w przeciwieństwie do drobnych kwestii transportowych, takich jak ograniczenia prędkości lub droga układania dróg, norm projektowych nie można zmienić za pomocą personelu DOT, wszystkie stany podlegają amerykańskiemu DOT i standardom budowlanym.

6. Zwracam również uwagę, że w przeciwieństwie do projektu (który jest jednolity we wszystkich stanach, znakach, wskaźnikach, oznaczeniach), technologie budowlane różnią się nieznacznie w różnych stanach, jest to spowodowane sejsmicznością niektórych stanów, warunków zimowych, bagien itp. US DOT prowadzi badania w zakresie technologii układania dróg i modyfikuje kody konstrukcyjne DOT. Ogólnie rzecz biorąc, system składania kodów i personelu DOT do US DOT jest bardzo mylący dla przeciętnego człowieka, prawdopodobnie napiszę osobny post później.

7. 6. Nie myślałem, że kiedyś wrócę do DOT, a tym bardziej, napiszę recenzję budowy drogi, bo natychmiast po skończeniu studiów na uniwersytecie ostro obróciłem los od budowy do zupełnie innej dżungli. Ale gdy już sam napisałem swoją rozprawę na temat transportu mostów do TX DOT, jak się okazało, nie można odejść od starej.

8. 7. Zatem, przed rozpoczęciem budowy, DOT powołuje publiczne przesłuchanie (zazwyczaj w sądzie lub w jego biurze). Każdy mieszkaniec obszaru, na którym droga zostanie zbudowana lub naprawiony, może wziąć udział w rozprawie i wydać opinię..

Aby ludzie nie mieli pytań, co i jak zostaną przerobione lub zbudowane, wszystkie plany DOT są na stronie internetowej (ostrożnie, bardzo ciężki rysunek), na przykład dla Dallas, przejdź do strony i spójrz na wszystkie bieżące projekty.

9. Projekt może zostać zmodyfikowany poprzez zbieranie opinii. Na przykład, mieszkańcy mogą spojrzeć na plan i powiedzieć, że należy zamknąć wyjście tej drogi na autostradę, dla bezpieczeństwa, lub zainstalować izolację akustyczną wzdłuż drogi, aby było cicho w sąsiednich kawiarniach.

10. Każda rozsądna propozycja zostanie rozpatrzona, a jeśli mieszkańcy mają rację, do projektu zostanie wprowadzona poprawka. Przesłuchanie jest zazwyczaj powoływane na wczesnych etapach projektu, gdy sporządzany jest tylko projekt, tak aby później nastąpiła mniejsza poprawka w przypadku całościowych poprawek..

Po zatwierdzeniu projektu przez lokalnych mieszkańców, DOT otrzymuje zielone światło do pracy..

11. Wszystkie autostrady oznaczone jako I i US są wykonane z betonu (z nielicznymi wyjątkami). Wynika to z faktu, że na tych drogach przepływają tranzytowe przepływy oraz największy przepływ zarówno samochodów, jak i towarów. Czym jesteś Mam drogę ah-some-there z asfaltu! Pobudzanie niektórych czytelników. Tak, drogi są bardzo często pokryte asfaltem - tak, to jest podróbka, pod asfaltem - beton. Zaraz po zużyciu betonu jest pokryty asfaltem, przed większymi naprawami. Taki zabieg ma na celu przedłużenie życia drogi i wciągnięcie czapki. Napraw, ponieważ przesunięcie betonu jest bardziej problematyczne i droższe niż wyrzucenie warstwy asfaltu na wierzch.

12. Wybór na korzyść betonu został dokonany w związku z kilkoma cechami tego ostatniego - jego wytrzymałością, trwałością, bezpretensjonalnością dla ładunku i nadwagą ciężarówki. Z minusów nawierzchni betonowej - jej problematyczne układanie i naprawa. Jeśli po rozkładarce droga jest gotowa w 8 godzin na przepływ maszyn, to otwarcie drogi betonowej zajmuje kilka miesięcy, ale wynik jest tego wart..

13. Tak więc, po otrzymaniu zielonego światła do pracy, DOT przede wszystkim zaczyna myśleć o tym, jak zamknąć drogę bez tworzenia korków. W tym celu, gdzieś na poboczu drogi znajdują się tymczasowe pasy (zazwyczaj tymczasowe domy są wykonane z asfaltu), lub droga jest przerobiona do przeniesienia na bok drogi. W każdym razie DOT nie może zamknąć drogi o więcej niż 30% przepustowości..

14. Najczęstszą DOT przebiegły i naprawy lub budowy odcinka pasa, najpierw dokonać jednej stronie drogi, przenosząc wszystkie zespoły na drugą stronę, a następnie niech przepływu na drodze, przy boku i środku drogi i zaczyna zadzierać z innej starej drogi.

15. Wszystkie obszary napraw są zawsze oznaczone dla kierowców z tablicami, żetonami i tablicami informacyjnymi, gdzie budowniczowie piszą szybkie wiadomości o aktualnym stanie drogi lub planowanym zamknięciu niektórych pasów ruchu w przyszłości. Na drogach o większej prędkości obecne strefy są ogrodzone granicami, ponieważ ruch na drodze nadal porusza się z prędkością 100 km / h..

16. Należy również zauważyć, że budowniczowie nie zapomnieć o liczeniu, występowała jako tymczasowy „pipok” przyklejone do nawierzchni drogi, takiego przycisku widocznym w nocy (często w obszarach naprawczych nie ma światła, ponieważ słupy nie są jeszcze zainstalowane) jak również odczuwane przez kierownicę podczas jazdy, pozwalając kierowcy na stwierdzenie, że był gapikiem.

17. Nawiasem mówiąc, kary pieniężne w strefach budowy są zawsze podwojone w przypadku wszystkich rodzajów naruszeń, przy czym szybkość jest szczególnie ostro karana, ponieważ Czasami budowniczowie pracują bez ochronnych krawężników. Policja z kolei uwielbia oglądać gwałcicieli w takich strefach.

18. Po tym, jak wszystko jest ogrodzone i przygotowane do pracy, rozpoczyna się sam proces budowlany..

19. Po pierwsze, usuwa się około metra skał, zazwyczaj rasa nie jest odbierana, ponieważ Może być stosowany do różnych kopców lub do rafinacji terytorium. Jeśli naprawy są w toku, zaczynają usuwać stare powłoki..

20. Następnie kładzie się poduszkę na drogę, zwykle jest to żwir, piasek i glina, po ułożeniu każdej warstwy wszystko jest starannie ubijane, ponieważ wtedy nie ma niczego, co mogłoby się poruszać w różnych kierunkach. Również budowana jest cała komunikacja i kolektory..

21. wyłożono warstwą podlewane, a następnie chlorek wapnia, - albo a 35% roztwór CaCl2 lub zaprawy, po którym to spychacze wyzwalających „które widły” pług określoną warstwę, po czym ponownie zagęszcza. Dlaczego? Faktem jest, że niezależnie od tego, w jaki sposób ubić podkładka nie jest w naturalnej postaci, to jest woda (zwłaszcza w piasku i gliny), a gdy woda odparowuje The prosyadet podkładka zmniejszenie współczynnika osiadania, wylano wapna. Z powodu reakcji chemicznej wapno zatrzymuje wodę w sobie, nie pozwalając jej na odparowanie i opuszczenie poduszki, tj. powstrzymując stały procent wody w poduszce, nie pozwalając jej opaść. Badania pokazują, że wydajność takiej poduszki jest o 80% lepsza w porównaniu z tylko zagęszczoną poduszką..

22. Po ułożeniu podkładki kładzie się podwójną warstwę asfaltu, warstwa ta jest stosunkowo cienka, grubość każdej warstwy wynosi zwykle 5-7 cm.

23. Dlaczego asfalt jest układany pod betonem? Istnieje kilka przyczyn takiego stanu rzeczy. Po pierwsze, beton jest kruchy z powodu awarii, aw razie opadnięcia gruntu natychmiast pojawią się pęknięcia, a jak już wspomniałem powyżej, naprawa betonu nie jest tak łatwa. Przyczyną ustępowania ziemi jest woda. Ułożenie warstwy gęstego asfaltu pod betonem, przygotować płaską powierzchnię i usunąć wszelkie możliwe osiadanie, ponieważ asfalt jest ciasno ubity i przyjmuje różnego rodzaju małe dziury i pęknięcia w ziemi, a po drugie służy jako hydroizolacja wody, zapobiegając przedostawaniu się pod beton przez termiczne połączenia betonowych spoin.

24. Chciałbym przypomnieć, że udział procentowy wody w poduszce położonej będzie się bardzo różnić w ciągu życia drogi z powodu wapna. Tak więc, powierzchnia drogi jest skłonność do osiadania, i jeśli zachodzi osiadanie i (czasem poddaje się podłoże pod poduszką) okazuje gładką monotoniczny fossa w którym przyjemny jazdy, i które nie powodują pęknięcia w betonie, dzięki bardziej elastycznego nawierzchni.

25. Po tych wszystkich problemach w końcu zaczyna się układanie zbrojenia dla betonu. Zwykle stosuje się standardowe zbrojenie stalowe o średnicy 16 mm (413 MPa). Po zebraniu armatury na ziemi, zostaje ona podniesiona na plastikowy lub metalowy stojak. Idealna pozycja zbrojenia wynosi od 1/3 do 1/2 grubości wiązania od górnej krawędzi, innymi słowy, tuż powyżej środka krawata.

26. Istnieją ku temu dwa powody: jeżeli zbrojenie zostanie umieszczone zbyt blisko powierzchni - zbrojenie może rdzewieć z braku materiału z góry, jeśli zostanie ono położone zbyt głęboko, stal nie ochroni betonu przed pęknięciami w górnej warstwie betonu.

27. Na plac budowy dochodzi stalowe zbrojenie z prętami o długości 18 m każdy, przy połączeniach zbrojenie jest nakładane, co jest obliczane przez inżynierów. W całej historii budowy inżynierowie "wywnioskowali" technologię nakładania się, co wyklucza nakładanie się całego zbrojenia na szerokość koryta drogi w jednym miejscu. Dzisiaj najczęściej używane są szachy, co doskonale widać na tym zdjęciu..

28. Zbrojenie w betonie służy do rozłożenia ładunku i zapobiegania pęknięciom powłoki. Odsetek stali w przekroju poprzecznym (prostopadle do przebiegu samochodu) wynosi zwykle 0,60%, w kierunku wzdłużnym (w kierunku samochodu) 0,85%.

29. Większość pęknięć w powłoce występuje w odległości 1-3 metrów, poprzecznie do przekroju drogi (prostopadle do ruchu maszyn), ponieważ samochody pchają kółka zakrywające w kierunku jazdy. Tam, gdzie naprężenie rozciągające betonu przekracza dopuszczalne obciążenie projektowe, pojawia się pęknięcie. Beton zachowuje się bardzo źle w napięciu, a stal - bardzo dobrze, więc razem kompensują swoje niedociągnięcia..

30. Nawiasem mówiąc, stosunkowo długi czas temu stwierdzono liniową zależność między liczbą i położeniem pęknięć w betonie a objętością stali w jastrychu. W ten sposób udowodniono, że wraz ze spadkiem powierzchni kontaktu stali z betonem następuje wzrost odległości między pęknięciami.

31. Następnie układarka zaczyna wypełniać kawałek drogi. W procesie układania konstruktorzy aktywnie dociskają beton za pomocą wibratorów, aby wypychać jak najwięcej powietrza z powłoki, powietrze zmniejsza wytrzymałość betonu. W pewnym momencie układacz musi wylać obszar z jednego połączenia termicznego do drugiego, cały kawałek drogi musi być solidny i bez spoin betonowych. Do mieszania używa się betonu typu III, jako Cząstki tego betonu są mniejsze, w porównaniu na przykład z typem I, ale nie należy również zapominać, że użycie mniejszych cząstek zwiększa przenikanie ciepła betonu podczas utwardzania, co wprowadza jego problemy w procesie utwardzania betonu. Czynnik temperatury otoczenia silnie wpływa na powstawanie pęknięć w powłoce..

32. W gorącym klimacie (Texas, Floryda), zwykle próbują położyć beton w nocy, ponieważ mieszanina traci mniej wilgoci. Zalecany zakres temperatur układania betonu wynosi od 10 do 25 ° C. W przeciwnym razie budowniczowie stosują betonowy system nawadniania, aby uniknąć pęknięć w procesie utwardzania betonu. Ale nie wolno nam zapominać, że dodatek wody zmniejsza procent wytrzymałości betonu, więc do podlewania używa się wielu małych technologii i sztuczek - najczęściej beton jest zawijany celofanem.

33. Innym czynnikiem, który silnie wpływa na betonową nawierzchnię i jej trwałość, jest rodzaj stosowanego gruzu, na przykład kamień rzeczny lub żwir kamieniołomu, mają różne wskaźniki rozszerzalności cieplnej, wytrzymałości i elastyczności. Tak więc, różne gruz jest jedną z przyczyn pojawienia się pęknięć, w przypadku zaniedbania jego właściwości. Szczegółowe badania różnych rodzajów gruzu przeprowadzono w latach 60. XX wieku..

34. Podczas wylewania każdej sekcji, wykonuje się betonowe cylindry o rozmiarze 10 (średnica) x 20 (wysokość) cm lub 15x30 cm, które leżą obok wypełnionego obszaru, po 3 dniach zostaną zabrane do laboratorium i uszkodzone, następnie obliczona zostanie wytrzymałość wylewanego betonu. Odbywa się to w celu zapewnienia, że ​​ułożony beton spełnia wszystkie wymagania. Odbywa się to na miejscu, tak aby cylindry były w takich samych warunkach jak beton. Jeśli wylejesz butle do fabryki produktów betonowych, z której pochodzą miksery betonowe, bardzo często pojawiają się zawyżone liczby. Jeżeli beton nie przejdzie testu - powłoka będzie musiała zostać zdemontowana i ponownie napełniona.

35. Zazwyczaj grubość jastrychu między drogami autostrady wynosi 30 cm, mniejsze 20 cm, jak pokazuje praktyka, ta grubość betonu położona na poduszce asfaltowej wytrzymuje obciążenia i nie wymaga drugiej stalowej siatki. Wraz ze wzrostem grubości betonu - pojawiają się pęknięcia, ponieważ beton nie ma wystarczającej ilości stali, aby rozprowadzić ładunki, a jednocześnie zmniejszyć grubość - beton nie wytrzymuje obciążenia samochodów.

36. Po przebiciu układarka zwykle pobiera szorstką powierzchnię, która pomaga spłynąć po deszczu, a także zwiększa współczynnik przyczepności kół samochodów z nawierzchnią drogi. Czasami chropowatość nie robi się od razu i przycina się już po użyciu specjalnej maszyny. Zwykle dzieje się to na monolitycznych mostach..

37. Ponadto, po wjechaniu na drogę, nie zapominają o podpisaniu, kiedy ten segment został wypełniony, przyda się on wówczas do celów naprawczych, a także wiedzieć, kiedy droga może zostać otwarta do tranzytu sprzętu budowlanego w tym procesie. Beton musi leżeć przez co najmniej 7 dni bez ładunku, po siedmiu dniach można prowadzić lekki sprzęt budowlany na drodze, ale nie należy zapominać, że beton zyska pełną wytrzymałość dopiero po 28 dniach, a jeśli z jakiegoś powodu ciężkie maszyny dostaną się do podłogi, konstrukcja beton może być całkowicie uszkodzony. Dlatego, jeśli gdzieś trzeba przejść przez drogę do ciężkiego dźwigu - pod nim układane są maty, lub beton pokrywa się grubą warstwą piasku..

38. Po 28 dniach droga jest w pełni sprawna. Żywotność drogi bez większych napraw wynosi 25 lat. W miastach Houston i Dallas znajdują się odcinki autostrady, które zostały zalane w 1960 roku i są nadal w doskonałym stanie. Witryny te są wykorzystywane do badań i obserwacji. Prace badawcze przygotowują dwa największe i najbardziej prestiżowe uniwersytety w Teksasie - w Austin (stolica Teksasu) oraz w Houston.

39. Dzisiaj w USA istnieje stosunkowo wiele eksperymentalnych obszarów nawierzchni betonowej, ponieważ Departament Transportu widzi przyszłość na konkretnych drogach. Segmenty takie znajdują się we wszystkich czterech strefach klimatycznych kraju i mają odmienny wygląd. Do 2001 r. Na kilkuset działkach obsadzonych w latach 1961-2001 pozostało 89 działek, które są monitorowane.

40. Na podstawie eksperymentów przeprowadzonych w latach 1999 i 2001 na podstawie działek w wieku od 25 do 40 lat, sformułowano kilka wniosków:

- w zależności od projektu i materiałów powłoka betonowa wytrzymuje obciążenia bez pękania przez 34 lata (średnio przez 8 lat w przypadku betonu asfaltowego);
- po 34 latach w ciągu następnych 5 lat tylko 16 segmentów stało się bezużytecznych i podlegało całkowitej wymianie;
- przez 20 lat kierowcy nie narzekali na pogorszenie komfortu jazdy, ale w niektórych obszarach podłoże "oddało", tworząc małe gładkie koryta bez pęknięć w górnej warstwie nawierzchni drogi;
- do roku 2012 na 89 stron doświadczalnych 34 pozostanie aktywnych (17 w Teksasie). Ich średnia wieku wynosi obecnie 31 lat. Pozostałe sekcje zostały przesunięte z powodu obecnej rozbudowy dróg, a prace naukowe zostały z powodzeniem zakończone do momentu przeniesienia..

41. Doświadczenia związane z układaniem konkretnych dróg są aktywnie przyjmowane przez USA z krajów azjatyckich i nie tylko. Chiny i Japonia, a także Australia i niektóre kraje europejskie aktywnie budują konkretne drogi, wykorzystując zgromadzone doświadczenie amerykańskich budowniczych dróg. W Stanach Zjednoczonych, kiedy tylko jest to możliwe, państwa próbują budować nowe drogi tylko z betonu, zmniejszając w ten sposób koszty utrzymania dróg w trakcie ich eksploatacji..

Cóż, następnym razem porozmawiam na temat betonu asfaltowego i powiem, dlaczego DOT tak bardzo nie lubi asfaltu.