Пример конструктивных слоев при мощении автостоянки булыжником: булыжник (фр. 120-160 мм) или гранитная шашка (100х100х100 мм); монтажный слой из пескоцемента (с расходом пескоцемента 6 см); тощий бетон М 100 - 0,15 м; щебень гранитный марки 1200-800 фр. 40-70 мм с расклинцовкой - 0,19 м; песок I класса ГОСТ 8736-93* - 0,25 м; теплоизоляционные плиты Пеноплэкс (Тип 45) - 0,04 м; песок I класса ГОСТ 8736-93* - 0,05 м; геосинтетический материал “Тайпар SF-56”; уплотненный грунт земляного полотна. Пример дорожной конструкции в зоне водосборного лотка, представлен на рис. 1.
Рис. 1. Конструктивный разрез мощения булыжником в зоне водосборного лотка: 1 - булыжник фр. 120-160 мм; 2 - гранитная шашка 100 х 100 х 100 мм; 3 - монтажный слой из пескоцемента - 0,03 м; 4 - монтажный слой из пескоцемента - 0,08 м; 5 - щебень гранитный фр. 40-70 мм - 0,26 м; 6 - песок - 0,30 м; 7 - Пеноплэкс - 0,04 м; 8 - выравнивающий слой из песка 0,03-0,05 м; 9 - бетон; 10 - водосборный лоток; 11 - труба дренажная; 12 - дорнит.
В разработанной конструкции дорожной одежды применяются материалы: булыжник для мощения, гранитная шашка и современные, такие как теплоизоляционные плиты Пеноплэкс. Рассмотрим конструктивные особенности этих слоев дорожной одежды более подробно.
Булыжными называют мостовые, устраиваемые из мелкого валунного камня - «кругляка» (или булыжника в его естественном виде) или крупного грубо колотого камня, называемого шашкою. Первые булыжные мостовые появились в Санкт-Петербурге в 1714 году, когда Петр I издал указ, в котором велел доставлять в город «дикий камень». Со временем, булыжные мостовые сменились торцовыми, из деревянных брусков, а позднее – асфальтовыми. Таким образом, технология мощения булыжником была утрачена и забыта. В последнее время, при благоустройстве территорий памятников истории и культуры, на отдельных участках дорог, вновь начали использовать булыжник.
На первый взгляд, устройство булыжной мостовой может показаться простым процессом, однако это не совсем так. Мощение булыжником включает в себя следующие операции: подготовка основания, сортировка булыжника по высоте и ширине (в плане), укладка булыжника, расщебенка пустот, трамбование, засыпка песком и укатка.
В Технических условиях на работы по мощению и ремонту проезжих частей улиц, устройству и ремонту тротуаров на 1932 год, пишется о правилах булыжного мощения: «При мощении булыжным камнем таковой должен сажаться на место в песок насухо, c полным прижатием к ранее установленным камням, без прослойки песка между ними, препятствующего постановке следующих камней, вплотную к ранее уложенным, а также заполнению промежутков между камнями щебнем. Кроме того, каждый камень (однообразный по высоте с соседним) должен сажаться суженным концом вниз (тычком), без навалки и укрепляться в устойчивое положение ударом молотка. Каждый камень должен ставиться так, чтобы он соприкасался с окружающими его камнями не менее, чем в трех точках, рассоложенных по его периметру, а не сосредоточенных в какой-нибудь одной его части. Не допускается укладка камней с оставлением четырехугольных зазоров между ними; зазоры должны быть треугольными и иметь наименьший возможный по величине размер» (рис. 2). Порядок мощения при различных профилях дорожного покрытия показан на рис. 3. При несоблюдении вышеуказанных правил, возможна потеря устойчивости отдельных камней в дорожном покрытии, их выжимание под ударами колеса и, как следствие, разрушение целых участков мостовой.
Рис. 2. Примеры мощения булыжником: А) Пример неправильного мощения булыжником. Недочеты: 1) По линии А-Б сквозной шов по направлению движения. 2) Четырехугольные зазоры c, с, c. 3) Плохая сортировка камней по величине в плане. 4) Плохая сортировка камней по высоте. 5) Камень «d» чрезмерной высоты по сравнению со средней высотой остальных камней (врезался в грунт) и кроме того установлен в неустойчивое положение. 6) Камень «к» уложен плашмя. 7) Имеющий в плане форму камень «м» уложен по направлению движения.
Б) Пример правильной и неправильной укладки булыжных камней Заштрихованные камни I и II, имеющие угловатую форму, уложены с недостаточной возможной плотностью: пунктиром показана более правильная укладка их в плане, чем достигнуто уменьшение пустот между одними и теми же камнями до минимума, а именно: вместо больших пустот 1-6-7-3-2-1 и 3-8-9-5-4-3 получены значительно меньшие зазоры 2-7-3-2 и 3-8-4-3, т. е. более плотное мощение.
К сожалению, булыжные мостовые не очень удобны для ходьбы, поэтому при рассмотрении булыжника для мощения в Санкт-Петербурге архитекторами, первоначально прорабатывался вариант устройства ровной поверхности дорожного покрытия наиболее посещаемых исторических участков архитектурного комплекса. Предлагалось скалывать верхнюю грань булыжника (приблизительно на 1/3 его высоты) и выкладывать его сколом вверх. При такой обработке камней не нарушается эстетика и внешний вид исторической территории, а дорожное покрытие становится более удобным для пешеходного движения. Впоследствии такой вариант не был реализован, главным образом, из-за больших трудозатрат и булыжные мостовые уступили место дорожным покрытиям из колотой гранитной шашки.
Рис. 3. Мощение булыжником при различных профилях дорожного покрытия
Эксплуатационные и транспортные показатели дорожного покрытия зависят не только от вида и качества, применяемых для его устройства материалов, но и, главным образом, от конструкции основания дорожной одежды. Наряду с требуемой прочностью, должна быть обеспечена морозоустойчивость дорожной одежды и земляного полотна.
Например, Санкт-Петербург находится на территории сезонного промерзания грунтов. Грунты за теплое время года набирают влагу, которая в зимнее время замерзает, увеличиваясь в объеме. Таким образом, происходит морозное пучение - увеличение объема влажного грунта при замерзании в нем воды, приводящее к подъему слоя промерзающего грунта. Морозное пучение вызывает неравномерное поднятие промерзающих толщ. Неодинаковая величина поднятия объясняется различиями в условиях промерзания: неоднородностью грунта, неравномерностью увлажнения и другими факторами. В результате, нарушается сплошность и ровность дорожного покрытия.
Морозоустойчивость дорожной конструкции считается обеспеченной, если расчетная величина морозного пучения не превышает допустимую (таблица на рис. 4).
Согласно действующих норм дорожные покрытия из булыжного и колотого камня относятся к переходным и соответствуют переходному типу дорожной одежды. Допустимая величина морозного пучения для таких дорожных одежд должна быть не более 10 см (рис. 4). Однако, учитывая назначение территории и эксплуатационные требования к ней, в расчетах, допустимое морозное пучение принималось как для капитальных дорожных одежд. Это обстоятельство подтверждает тот факт, что нормативные и методические документы по мелкоштучным дорожным покрытиям из булыжника, колотой гранитной шашки и искусственных камней мощения требуют уточнений.
Рис. 4. Допустимая величина морозного пучения
Проблема неблагоприятных грунтов на Заячьем острове усугублялась наличием разветвленной сети инженерных коммуникаций, размещающихся в проезжей части дороги на небольшой глубине. Это препятствовало устройству дополнительных слоев основания дорожной одежды, выполняющих морозозащитную функцию. Кроме того, мелкоштучное дорожное покрытие из булыжника и колотой гранитной шашки имеет большое количество швов, которые являются дополнительным источником поступления воды в основание дорожной одежды.
В связи с вышеуказанными фактами, специалистами института «Ленгипроинжпроект» было принято решение об использовании в основании дорожной одежды теплоизоляционного материала Пеноплэкс.
Плиты Пеноплэкс производятся методом экструзии из полистирола общего назначения в соответствии с ТУ 5767-006-56925804-2007 и имеют все необходимые сертификаты и заключения. Процесс экструзии полистирола обеспечивает получение пеноматериала с однородной структурой, состоящей из закрытых ячеек размером 0,1-0,2 мм. В сочетании с водостойкими свойствами полистирола ячеистая структура обеспечивает практически полное отсутствие водопоглащения, а также высокую прочность на сжатие и низкую теплопроводность материала. Немаловажным преимуществом плит Пеноплэкс является способность сохранять свои теплотехнические и физические характеристики при многократном замораживании и оттаивании. Прогнозируемый срок службы материала составляет не менее пятидесяти лет.
Размеры плит Пеноплэкс в плане 600 х 2400 мм, а толщина может быть от 40 до 100 мм. Толщина плиты определяется расчетом на морозоустойчивость дорожной конструкции. При реконструкции дорожных покрытий Петропавловской крепости использованы плиты Пеноплэкс толщиной 40 мм. Технические характеристики плит Пеноплэкс представлены в таблице на рис. 5.
Рис. 5. Основные технические характеристики плит Пеноплэкс для дорожного строительства
Применение теплоизоляционных плит Пеноплэкс в дорожной одежде автостоянки позволило сократить сроки и стоимость строительства за счет уменьшения толщины дорожной одежды, объема выемки и вывоза грунта. В последующем, можно прогнозировать уменьшение эксплуатационных расходов на ремонт дорожного покрытия, за счет уменьшения неравномерных деформаций морозного пучения и исключения влияния коммуникаций на температурный режим в несущих слоях основания дороги.
Технология и организация устройства термоизолирующих прослоек из плит Пеноплэкс при строительстве дорог разработаны СОЮЗДОРНИИ.
Плиты укладываются вручную, располагая их длинной стороной вдоль дороги. Выравнивание термоизолирующего слоя производят подсыпкой песка под плиты с контролем нивелировкой. Стыковка плит осуществляется за счет шпунта, имеющегося на плите. Плиты следует укладывать таким образом, чтобы поперечные швы в соседних рядах плит располагались вразбежку (т. е. в одной точке не должны соединяться 4 плиты, рис. 6). Первый над плитами слой дорожной одежды или земляного полотна должен отсыпаться толщиной не менее 0,30 м в плотном теле по способу от себя.
В Санкт-Петербурге теплоизоляционные плиты Пеноплэкс применялись при капитальном ремонте и строительстве дорожных покрытий пешеходной зоны на Малой Садовой улице, Малой Морской улице, 6-й и 7-й линий Васильевского острова и других объектах. Помимо городских дорог Пеноплэкс применяется на автотрассах в различных регионах России, а также в промышленно-гражданском строительстве.
До февраля следующего года все работы по благоустройству и замене инженерных коммуникаций, как планируют представители заказчика, должны быть завершены. Один из самых крупных и главных музейных ансамблей Петербурга будет продолжать радовать своих посетителей не только историческими памятниками, но и красивыми и удобными дорогами.
Рис. 6. Схема укладки плит Пеноплэкс в один ярус при мощении
