Дополнительный слой основания – нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозо-защитного, дренирующего, выравнивающего и других слоев.
Слои одежды располагаются по принципу снижения их прочности в соответствии с уменьшением напряжений по глубине.
Основные типы дорожных покрытий или дорог разных категорий:
| Категория дорог | Типы покрытий | Материалы покрытий |
| I | Усовершенствованные | |
| А. капитальныеБ. облегченные | Цементобетонные (монолитные и сборные), асфальтобетонные, укладываемые в горячем и теплом состоянии, из прочных щебеночных материалов, обработанных вяжущими битумами.Из щебеночных и гравийных материалов, обработанных жидкими органическими, вяжущими веществами, из холодного асфальтобетона, из грунта, обработанного вяжущими битумами | |
| II | Переходные | Щебеночные из каменных материалов и шлака, грунтов и местных слабых минералов, обработанных жидкими, вяжущими органическими веществами, мостовые из булыжного и колотого камня |
| III | Низшие | Грунтовые, укрепленные различными местными материалами |
Материалами для основания служат щебень, грунтощебень, гравий, грунт, обработанный вяжущими веществами, а для дополнительного слоя – крупнозернистый песок, гравелистые грунты, раздробленная горная порода и другие местные материалы.
На временных забойных и отвальных дорогах устраивается обычно однослойная дорожная одежда из выровненной горной массы с подсыпкой щебеночного или гравийного материала. Для скользящих съездов соединительных и хозяйственных дорог устраивается однослойное покрытие из гравия или взорванной скальной вскрыши слоем в несколько десятков сантиметров, которое разравнивается бульдозерами и автогрейдерами и укатывается движущими автомобилями. Из капитальных покрытий распространение нашли железобетонные и цементообразные покрытия, которые обладают высокой износостойкостью и удовлетворительными характеристиками по сцеплению. Толщина таких покрытий принимается в зависимости от осевой нагрузки: 100-120 кН (машины типа КрАЗ) – 22 см; до 340 кН (БелАЗ-7522, БелАЗ-75401, БелАЗ-7526) – 29-39 см; до 480 кН (БелАЗ-7548, БелАЗ-7523, БелАЗ-7527) – 40-45 см; до 760 кН (БелАЗ-7509) – 48-58 см.
Нижний слой таких дорог делают из песка, ракушечника, щебня, металлургического шлака, песчанно-гравийной массы, а также из породы, обработанной битумом или цементоми. Толщина подстилающего слоя должна быть не менее 15 см.
Для уменьшения температурных напряжений цементобетонные покрытия устраивают из отдельных плит (длиной 6-9 м), разделенных между собой швами сжатия (с упругими прокладками) и расширения, заливаемые битумными мастиками. Получили распространение в карьерах и монолитные цементобетонные покрытия.
Для автосамосвалов грузоподъемностью 110-180 т с высокими нагрузками на ось целесообразно устройство покрытий нового типа – цементобетонных из струно-бетона. При этом толщина их составляет для машин грузоподъемностью 110-180 т – 60-70 см.
Асфальтобетонные покрытия из-за быстрого износа удовлетворительно работают при движении автомобилей грузоподъемностью менее 25 т.
Получили распространение в карьерах одно- и двухслойные покрытия из каменных материалов: щебеночные, грунтощебеночные и гравийные, обработанные черными вяжущими веществами. В двухслойной одежде верхний слой устанавливается из: дробленого щебня, гравия хорошего качества, отходов обогащения. Толщина таких одежд при эксплуатации автомобилей грузоподъемностью 110-180 т превышает 1 м.
Исследования позволяют рекомендовать конструкции дорожных покрытий для самосвалов грузоподъемностью 27-180 т:
| Породы земляного полотна | Грузоподъемность автосамосвала, т | ||||
| 27 | 40 | 75 | 110 | 180 | |
| Рыхлые | |||||
| Толщина покрытия, см | 10-15 | 10-15 | 15-20 | 15-20 | 15-20 |
| Крупность щебня, мм | 40-20 | 40-20 | 40-20 | 40-20 | 40-20 |
| Толщина основания, см | 40-50 | 50-60 | 60-70 | 80-85 | 100-105 |
| Крупность щебня, мм | 70-40 | 70-40 | 70-40 | 150-120 | 150-120 |
| Скальные и полускальные | |||||
| Толщина покрытия, см | 10-15 | 10-15 | 10-15 | 15-20 | 15-20 |
| Крупность щебня, мм | 40-20 | 40-20 | 40-20 | 40-20 | 40-20 |
| Толщина основания, см | 20 | 25-30 | 30-35 | 30-40 | 30-40 |
| Крупность щебня, мм | 70-40 | 70-40 | 70-40 | 70-40 | 70-40 |
На временных дорогах (а также при устройстве дорог в холодное время года и на неустойчивых грунтах) целесообразно устройство железобетонных покрытий (сплошных и колейных).
Пропускная способность полосы П (автомобиль/ч) автодороги в одном направлении
П = 60(К∂tм)-1 = 1000ν(К∂S)-1
где К∂ - коэффициент неравномерности движения К∂ = 1,25÷1,75;
tм – интервал времени между автомобилями, мин;
S – расстояние между автосамосвалами, м
Расстояние между самосвалами должно быть не менее тормозного пути.
S ≥ 0,278 V tp + 3,9 ·δV2/(1000ψm + ω0± i) + lм
где tp– время реакции водителя и время приведения тормозов в действие (tp= 1÷2 с);
lм – длина машины, м
δ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля (для автомобилей с гидромеханической трансмиссией при движении с грузом δ = 1,03÷1,01; при движении порожняком δ = 1,085÷1,07; для автомобилей с электромеханической трансмиссией δ = 1,1÷1,15);
ψm – коэффициент сцепления колеса с дорогой при торможении;
i – уклон автодороги в ‰.
ω0 – удельное основное сопротивление движению автомобиля, Н/кН:
| Дороги | Тип покрытия | ω0, Н/кН |
| Главные откаточные | Бетонное, асфальтобетонное, гидронизированное шоссе, брусчатка | 15-20 |
| Гравийное покрытие | 25-30 | |
| Щебеночное покрытие | 30-45 | |
| Забойные и отвальные дорожные проезды | Грунтовые укатанные проезды в забоях | 50-80 |
| Грунтовые укатанные проезды на отвалах | До 150 | |
| Грунтовые неукатанные проезды | 250-300 |
Провозная способность дороги Ма (т/сутки) определяется:
Ма = Пуq/fp
где Пу – пропускная способность ограничивающего участка дороги (автомобилей/сутки);
fp – коэффициент резерва пропускной способности (fp = 1,75÷2);
q – грузоподъемность автомобиля, т
СОДЕРЖАНИЕ И РЕМОНТ ДОРОГ В КАРЬЕРАХ
Содержание и ремонт дорог в карьерах находится в ведении дорожной службы, в задачу которой входит обеспечение запланированных прочности и ровности покрытий дорог, сцепления колес автомобиля с покрытием и пылеподавление при эксплуатации покрытий переходного и низшего типов.
Прочность дорожной одежды достигается восстановлением слоя износа, ровность – ликвидацией неровностей, сцепление колес с покрытием – удалением снега и грязи, посыпка песком, мелким щебнем и т.д. Обеспыливание производится обработкой покрытий черными вяжущими веществами (битум, дорожный деготь) и пылесвязывающими материалами (универсин, растворы хлористых солей и т.д.). Ровность покрытия определяет скорость движения автомобилей и является важным условием обеспечения требуемой производительности автосамосвала.
Содержание дорог включает работы по уходу за дорогой и дорожными сооружениями.
В весеннее-осенний период важным является поддержание поперечного профиля земляного полотна, обеспечивающего сток воды по водоотливным сооружениям, очистка дорог от грязи, просыпавшейся горной породы и т.д. С этой целью в этот период осуществляется периодическое профилирование карьерных дорог (1-4 раза в месяц). В летний период асфальтобетонные, черные щебеночные и черные гравийные покрытия размягчаются и становятся пластичными, в зимний – появляются трещины. Переменные нагрузки от колес с различной интенсивностью движения вызывают волны и сдвиги на покрытии. В летний период важное значение имеет предотвращение пыли на дорогах, т.к. пыль ухудшает условия работы водителей и повышает износ автомобилей.
В целях обеспыливания рекомендуется обработка разливом пылесвязывающего вещества (хлористого кальция, универсина и др.) на предварительно выровненную сухую поверхность покрытия поливочными машинами. Расход пылесвязывающих веществ составляет 0,5-1,5 л на 1 м2 покрытия, а продолжительность обеспыливания 15-100 суток в зависимости от типа материала.
В зимний период особое значение имеют работы по очистке дорог от снега и борьба с гололедицей. Причем необходимо обеспечить коэффициент сцепления колес с дорогой не менее 0,3. Уборка выпавшего снега осуществляется бульдозерами, грейдерами, снегоочистителями, из которых роторные и фрезерно-роторные наиболее эффективны, т.к. способны разрабатывать слежавшиеся массы снега. Борьба с оледенением осуществляется рассыпкой сыпучих материалов (песка, золы, котельного шлака, гравия и т.д.) с примерным расходом материалов – 0,1-0,4 м3 на 1000 м2 покрытия или обработкой химическими веществами, разрушающими кристаллическую структуру льда (поваренная соль, хлористый кальций и т.д. в составе 50 г/л) с расходом раствора – 120-200 л/м2 (для предупреждения коррозии машин и механизмов в растворы вводятся до 7% антикоррозийных добавок).
К текущему ремонту относятся работы по предупреждению и устранению мелких повреждений дороги и дорожных сооружений: заделка трещин и выбоин, исправления просадок, засыпка выбоин, профилирование дороги, исправление повреждений земляного полотна.
Средний ремонт проводится 1-2 раза в год и включает в себя работы по ликвидации износа дороги: поверхностная обработка асфальтобетонных, черных, щебеночных и гравийных покрытий, замена отдельных плит, выравнивание покрытий с добавлением щебня или гравия, поверхностная обработка дороги.