Nawierzchnia drogi - Road surface

Naprawianie drogi za pomocą walca drogowego
Czerwona nawierzchnia ścieżki rowerowej w Holandii
Ekipa budowlana układająca asfalt nad wykopem światłowodowym w Nowym Jorku

Nawierzchnia drogi ( British English ) lub chodnik ( American English ), jest trwały materiał powierzchniowy ustanowione na powierzchni przeznaczone do podtrzymywania kołowego lub nożnego ruchu , takich jak drogi lub chodnika . W przeszłości powszechnie stosowano nawierzchnie żwirowe , kostkę brukową i granitową , ale w większości zostały one zastąpione asfaltem lub betonem układanym na ubitym podłożu . Mieszanki asfaltowe są stosowane w budowie nawierzchni od początku XX wieku i są dwojakiego rodzaju: drogi utwardzone i drogi nieutwardzone. Metalowe jezdnie są wykonane tak, aby wytrzymać obciążenie pojazdów i dlatego są zwykle budowane na często używanych drogach. Drogi nieutwardzone, znane również jako drogi żwirowe, są nierówne i mogą wytrzymać mniejszy ciężar. Nawierzchnie dróg są często oznakowane, aby kierować ruchem .

Obecnie na jezdniach i chodnikach o niewielkim natężeniu zaczynają być stosowane metody nawierzchni przepuszczalnej . Nawierzchnie mają kluczowe znaczenie dla krajów takich jak Stany Zjednoczone i Kanada , które są w dużym stopniu uzależnione od transportu drogowego. Dlatego rozpoczęto projekty badawcze, takie jak Długoterminowa wydajność nawierzchni, aby zoptymalizować cykl życia różnych nawierzchni drogowych.

Zagospodarowanie nawierzchni drogowych

Stara rzymska droga, prowadząca z Jerozolimy do Beit Gubrin , przylegająca do regionalnej autostrady 375 w Izraelu
Różne warstwy drogi, w tym warstwa asfaltu. Całkowitą grubość nawierzchni można zmierzyć za pomocą ekwiwalentu granulowanego podłoża

Transport kołowy stworzył potrzebę lepszych dróg. Ogólnie rzecz biorąc, naturalne materiały nie mogą być zarówno wystarczająco miękkie, aby tworzyć dobrze ukształtowane powierzchnie, jak i wystarczająco mocne, aby wytrzymać pojazdy kołowe, zwłaszcza gdy są mokre, i pozostają nienaruszone. Na terenach miejskich zaczęto opłacać budowę brukowanych ulic, aw rzeczywistości pierwsze brukowane ulice, jak się wydaje, zostały zbudowane w Ur w 4000 pne. Drogi sztruks zostały zbudowane w Glastonbury , w Anglii w 3300 roku pne i dróg cegła-betonowa zostały zbudowane w cywilizacji doliny Indusu na subkontynencie indyjskim ze w tym samym czasie. Ulepszenia w metalurgii sprawiły, że do roku 2000 pne narzędzia do cięcia kamienia były powszechnie dostępne na Bliskim Wschodzie iw Grecji, umożliwiając brukowanie lokalnych ulic. Warto zauważyć, że w około 2000 pne, minojskiej zbudowano 50 km utwardzoną drogą z Knossos North Krety przez góry do Gortyna i Lebena , port na południowym wybrzeżu wyspy, która miała bocznych kanalizacji, 200 mm grubości nawierzchni z piaskowca bloki spojone zaprawą gliniasto - gipsową , pokryte warstwą bazaltowych płyt i miały oddzielne ramiona . Droga ta mogłaby być uważana za lepszą niż jakakolwiek droga rzymska . Drogi rzymskie różniły się od prostych sztruksowych do brukowanych, wykorzystujących głębokie koryta z ubitego gruzu jako warstwy spodniej, aby zapewnić ich suchość, ponieważ woda wypływała spomiędzy kamieni i fragmentów gruzu, zamiast zamieniać się w błoto w gliniastej glebie.

Chociaż były próby ponownego odkrycia rzymskich metod, przed XVIII wiekiem niewiele było użytecznych innowacji w budowie dróg. Pierwszym zawodowym budowniczym dróg, który pojawił się podczas rewolucji przemysłowej, był John Metcalf , który wybudował około 180 mil (290 km) drogi do rogatek , głównie na północy Anglii, od 1765 r., kiedy Parlament uchwalił ustawę zezwalającą na utworzenie trustów rogatek dla budować nowe drogi płatne w rejonie Knaresborough.

Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet jest powszechnie uznawany za twórcę pierwszego naukowego podejścia do budowy dróg we Francji w tym samym czasie co Metcalf. W 1775 r. napisał memorandum o swojej metodzie, która stała się powszechną praktyką we Francji. Polegała ona na warstwie dużych skał, przykrytych warstwą mniejszego żwiru.

Pod koniec XVIII i na początku XIX wieku nowe metody budowy autostrad zostały zapoczątkowane przez pracę dwóch brytyjskich inżynierów: Thomasa Telforda i Johna Loudona McAdama . Metoda Telford budowy dróg polegała na wykopaniu dużego rowu, w którym posadowiono fundament z ciężkiej skały. Zaprojektował również swoje drogi w taki sposób, aby opadały w dół od centrum, umożliwiając odwadnianie, co stanowi znaczne usprawnienie pracy Trésaguet. Nawierzchnia jego dróg składała się z łamanego kamienia. Firma McAdam opracowała niedrogi materiał nawierzchniowy z gruntu i kruszywa kamiennego (tzw. makadam ). Jego metoda budowy dróg była prostsza niż metoda Telforda, ale bardziej skuteczna w ochronie jezdni: odkrył, że masywne fundamenty ze skały na skale są niepotrzebne i twierdził, że sama rodzima gleba będzie wspierać drogę i ruch na niej, o ile jest pokryta skorupa drogowa, która chroni glebę pod spodem przed wodą i zużyciem. Rozmiar kamieni miał kluczowe znaczenie dla teorii budowy dróg McAdama. Dolna 200-milimetrowa (7,9 cala) grubość drogi była ograniczona do kamieni nie większych niż 75 milimetrów (3,0 cali).

Nowoczesny asfalt został opatentowany przez brytyjskiego inżyniera budowlanego Edgara Purnella Hooleya , który zauważył, że rozsypana na jezdni smoła zatrzymuje kurz i tworzy gładką powierzchnię. W 1901 roku wykupił patent na asfalt.

Hooley jest 1901 patentu na asfalcie polegała mechanicznego mieszania smoły i kruszywa przed leżała w dół, a następnie prasowanie mieszaniny z walcem . Smołę zmodyfikowano przez dodanie niewielkich ilości cementu portlandzkiego , żywicy i smoły .

Asfalt

Zbliżenie asfaltu na podjeździe
Układanie asfaltu

Asfalt (w szczególności asfaltobeton ), nazywany czasem nawierzchnią elastyczną ze względu na charakter, w jakim rozkłada obciążenia, jest szeroko stosowany od lat 20. XX wieku. Lepki charakter spoiwa bitumicznego pozwala betonowi asfaltowemu wytrzymywać znaczne odkształcenia plastyczne , chociaż zmęczenie spowodowane powtarzającym się obciążeniem w czasie jest najczęstszym mechanizmem niszczenia. Większość nawierzchni asfaltowych układa się na podłożu żwirowym, które na ogół jest co najmniej tak grube, jak warstwa asfaltowa, chociaż niektóre nawierzchnie asfaltowe „pełnej głębokości” układa się bezpośrednio na rodzimym podłożu . Na obszarach o bardzo miękkim lub ekspansywnym podłożu, takim jak glina lub torf , może być wymagane grube podłoże żwirowe lub stabilizacja podłoża cementem portlandzkim lub wapnem . W tym celu zastosowano również geosyntetyki polipropylenowe i poliestrowe, aw niektórych krajach północnych zastosowano warstwę płyt styropianowych, aby opóźnić i zminimalizować przenikanie szronu do podłoża.

W zależności od temperatury, w której jest stosowany, asfalt dzieli się na mieszankę ciepłą, mieszankę ciepłą, mieszankę półciepłą lub mieszankę zimną. Gorącą mieszankę asfaltową nakłada się w temperaturze powyżej 150°C za pomocą swobodnie pływającej jastrychu . Ciepłą mieszankę asfaltową nakłada się w temperaturze 200–250 °F (95–120 °C), co skutkuje zmniejszonym zużyciem energii i emisją lotnych związków organicznych . Mieszanka asfaltowa na zimno jest często stosowana na drogach wiejskich o mniejszej objętości, na których gorąca mieszanka asfaltowa zbytnio chłodziłaby się podczas długiej podróży z wytwórni asfaltu na plac budowy. Nawierzchnia asfaltobetonowa będzie na ogół budowana dla głównych autostrad o dużej objętości, o średnim rocznym dziennym obciążeniu ruchem większym niż 1200 pojazdów dziennie. Zaletami jezdni asfaltowych są stosunkowo niski poziom hałasu, stosunkowo niski koszt w porównaniu z innymi metodami układania nawierzchni oraz łatwość naprawy. Wady to mniejsza trwałość niż inne metody układania nawierzchni, mniejsza wytrzymałość na rozciąganie niż beton, skłonność do śliskości i miękkości w czasie upałów oraz pewna ilość zanieczyszczeń węglowodorowych do gleby i wód gruntowych lub cieków wodnych .

W połowie lat 60. po raz pierwszy zastosowano gumowany asfalt , mieszając okruchy gumy ze zużytych opon z asfaltem. Asfalt gumowy może być stosowany w przypadku opon, które w przeciwnym razie wypełniałyby wysypiska i stwarzałyby zagrożenie pożarowe, ale wykazują większe zużycie w cyklach zamrażania-rozmrażania w strefach umiarkowanych ze względu na niejednorodne rozszerzanie i kurczenie się składników innych niż gumowe. Aplikacja asfaltu gumowanego jest bardziej wrażliwa na temperaturę iw wielu miejscach może być stosowana tylko w określonych porach roku.

Wyniki badań długoterminowych korzyści akustycznych gumowanego asfaltu są niejednoznaczne. Wstępne nałożenie gumowanego asfaltu może zapewnić 3–5 decybeli (dB) redukcję emisji hałasu emitowanego przez oponę-nawierzchnię; Przekłada się to jednak tylko na 1–3 decybeli (dB) w całkowitym obniżeniu poziomu hałasu komunikacyjnego (ze względu na inne składowe hałasu komunikacyjnego). W porównaniu z tradycyjnymi pasywnymi środkami tłumiącymi (np. ściany dźwiękochłonne i nasypy ziemne), gumowany asfalt zapewnia krótsze i mniejsze korzyści akustyczne przy zazwyczaj znacznie większych kosztach.

Beton

Betonowa jezdnia w San Jose w Kalifornii
Betonowa droga w Ewing , New Jersey . Oryginalna nawierzchnia została ułożona w latach 50. XX wieku i od tego czasu nie została znacząco zmieniona.

Powierzchnie betonowe (w szczególności beton portlandzki ) są tworzone przy użyciu mieszanki betonowej cementu portlandzkiego, grubego kruszywa , piasku i wody. Praktycznie we wszystkich nowoczesnych mieszankach będą również dodawane różne domieszki w celu zwiększenia urabialności, zmniejszenia wymaganej ilości wody, złagodzenia szkodliwych reakcji chemicznych i innych korzystnych celów. W wielu przypadkach dodawane będą również zamienniki cementu portlandzkiego, takie jak popiół lotny . Może to obniżyć koszt betonu i poprawić jego właściwości fizyczne. Materiał nakłada się w postaci świeżo zmieszanej zawiesiny i poddaje obróbce mechanicznej w celu zagęszczenia wnętrza i wypchnięcia części zawiesiny cementowej na powierzchnię, aby uzyskać gładszą, gęstszą powierzchnię wolną od plastra miodu. Woda pozwala mieszaninie połączyć się molekularnie w reakcji chemicznej zwanej uwodnieniem .

Powierzchnie betonowe zostały podzielone na trzy popularne typy: łączone gładkie (JPCP), łączone wzmocnione (JRCP) i wzmocnione w sposób ciągły (CRCP). Jedynym elementem, który wyróżnia każdy typ, jest system łączenia używany do kontrolowania rozwoju pęknięć.

Jedną z głównych zalet nawierzchni betonowych jest to, że są one zazwyczaj mocniejsze i trwalsze niż jezdnie asfaltowe. Mogą być również rowkowane, aby zapewnić trwałą powierzchnię odporną na poślizg. Poprzednią wadą było to, że miały wyższy koszt początkowy i mogły być bardziej czasochłonne w budowie. Koszt ten można zazwyczaj zrekompensować długim cyklem życia nawierzchni i wyższym kosztem bitumu. Nawierzchnię betonową można z czasem konserwować, stosując szereg metod znanych jako renowacja nawierzchni betonowych, które obejmują szlifowanie diamentem , modernizację kołków , uszczelnianie połączeń i pęknięć, szycie krzyżowe itp. Szlifowanie diamentowe jest również przydatne w zmniejszaniu hałasu i przywracaniu odporności na poślizg w starsza nawierzchnia betonowa.

Pierwszą ulicą w Stanach Zjednoczonych wyłożoną betonem była Court Avenue w Bellefontaine w stanie Ohio w 1893 roku. Pierwsza mila betonowego chodnika w Stanach Zjednoczonych znajdowała się na Woodward Avenue w Detroit w stanie Michigan w 1909 roku. Po tych pionierskich zastosowaniach Lincoln Stowarzyszenie Autostrad (Highway Association) , założone w październiku 1913 roku w celu nadzorowania tworzenia jednej z najwcześniejszych transkontynentalnych autostrad Stanów Zjednoczonych ze wschodu na zachód dla ówczesnego nowego samochodu, zaczęło tworzyć „mile sadzonek” specjalnie utwardzonych dróg w różnych miejscach w Ameryce Środkowy zachód, począwszy od 1914 na zachód od Malty w stanie Illinois , przy użyciu betonu o określonym „idealnym odcinku” dla autostrady Lincoln w Lake County w stanie Indiana w latach 1922 i 1923.

Drogi betonowe mogą wytwarzać więcej hałasu niż asfalt, ze względu na hałas opon na pęknięcia i złącza dylatacyjne. Betonowa nawierzchnia złożona z wielu płyt o jednakowej wielkości będzie wytwarzać w każdym pojeździe okresowe dźwięki i wibracje, gdy jego opony przejeżdżają przez każde złącze dylatacyjne. Te monotonne, powtarzające się dźwięki i wibracje mogą powodować zmęczenie lub hipnozę kierowcy podczas długiej podróży.

Nawierzchnia kompozytowa

Przykład nawierzchni kompozytowej: mieszanka asfaltowa na gorąco nałożona na nawierzchnię z betonu portlandzkiego

Nawierzchnie kompozytowe łączą podwarstwę z betonu portlandzkiego z warstwą asfaltu. Są one zwykle używane do renowacji istniejących jezdni, a nie do nowych konstrukcji.

Warstwy asfaltowe są czasami nakładane na zniszczony beton, aby przywrócić gładką powierzchnię ścieralną. Wadą tej metody jest to, że ruch w połączeniach pomiędzy leżącymi poniżej płytami betonowymi, czy to spowodowany rozszerzalnością i kurczeniem termicznym, czy też ugięciem płyt betonowych pod naciskiem osi ciężarówki , zwykle powoduje odblaskowe pęknięcia w asfalcie. Aby zmniejszyć spękania odblaskowe, nawierzchnia betonowa jest rozbijana w wyniku wyłamywania i osadzenia, pękania i osadzenia lub procesu gruzowania . Geosyntetyki można stosować do kontroli pęknięć odbitych. Przy procesach pękania i osadzania oraz pękania i osadzania, na beton jest upuszczany duży ciężar, aby wywołać pękanie, a następnie ciężki wałek jest używany do osadzania powstałych kawałków w podłożu.

Główną różnicą między tymi dwoma procesami jest sprzęt używany do rozbijania nawierzchni betonowej i wielkość powstałych kawałków. Teoria głosi, że częste małe pęknięcia rozłożą naprężenia termiczne na szerszym obszarze niż sporadyczne duże złącza, zmniejszając naprężenia na leżącej powyżej nawierzchni asfaltowej. „Gruzowanie” to pełniejsze szczelinowanie starego, zużytego betonu, skutecznie przekształcające starą nawierzchnię w podłoże z kruszywa dla nowej drogi asfaltowej.

W procesie powlekania bielą beton z cementu portlandzkiego jest odnawiany na zniszczonej drodze asfaltowej.

Recykling

Frezarka do asfaltu w Boise, Idaho

Uszkodzoną nawierzchnię można ponownie wykorzystać podczas renowacji jezdni. Istniejąca nawierzchnia jest kruszona i może być szlifowana na miejscu w procesie zwanym frezowaniem . Nawierzchnia ta jest powszechnie nazywana nawierzchnią z destruktu asfaltowego (RAP). RAP można przetransportować do wytwórni asfaltu, gdzie będzie składowany do wykorzystania w nowych mieszankach nawierzchni lub może być poddany recyklingowi na miejscu przy użyciu technik opisanych poniżej. Aby uzyskać więcej informacji na temat mieszanek asfaltowych zawierających RAP i inne materiały pochodzące z recyklingu, patrz Beton asfaltowy .

Metody recyklingu na miejscu

  • Gruzowanie nawierzchni: Istniejąca nawierzchnia betonowa jest frezowana na cząstki wielkości żwiru. Wszelkie wzmocnienia stalowe są usuwane, a nawierzchnia gruntowa jest zagęszczana w celu utworzenia warstwy podkładowej i/lub warstwy podbudowy dla nowej nawierzchni asfaltowej. Nawierzchnia gruntowa może być również zagęszczana do użytku na drogach żwirowych.  
  • Recykling na miejscu na zimno: Nawierzchnia bitumiczna jest mielona lub mielona na małe cząstki. Rozdrobnione asfalty miesza się z emulsją asfaltową, spienionym bitumem lub miękkim bitumem w celu odmłodzenia starzonego lepiszcza asfaltowego. Można również dodać nowe kruszywo . Powstała mieszanka asfaltowa jest utwardzona i zagęszczona. Może służyć jako wierzchnia warstwa nawierzchni lub może być pokryta nowym asfaltem po utwardzeniu.
  • Recykling na gorąco: Nawierzchnia bitumiczna jest podgrzewana do 120-150°C, mielona, ​​połączona ze środkiem odmładzającym i/lub lepiszczem asfaltowym pierwotnym i zagęszczana. Można go następnie pokryć nowym betonem asfaltowym. Ten proces zwykle polega na recyklingu górnych dwóch cali (50 mm) lub mniej i może być stosowany do korygowania wad powierzchniowych, takich jak koleiny lub polerowanie. Aby zachować stan lepiszcza asfaltowego i uniknąć nadmiernej emisji węglowodorów, ogrzewanie jest zazwyczaj osiągane stopniowo za pomocą nagrzewnic na podczerwień lub gorącego powietrza.
  • Rekultywacja na całej głębokości : Cała grubość nawierzchni asfaltowej i materiału znajdującego się pod nią jest sproszkowana, aby zapewnić jednorodną mieszankę materiału. Środek wiążący lub materiał stabilizujący można zmieszać w celu utworzenia warstwy podbudowy dla nowej nawierzchni lub można go pozostawić niezwiązany, tworząc warstwę podbudowy. Powszechnie stosowane środki wiążące obejmują emulsję asfaltową, popiół lotny, wapno hydratyzowane, cement portlandzki i chlorek wapnia. Można również dodać kruszywo pierwotne, RAP lub pokruszony cement portlandzki, aby poprawić gradację i właściwości mechaniczne mieszanki. Ta technika jest zwykle stosowana w przypadku uszkodzeń konstrukcyjnych nawierzchni, takich jak pęknięcia aligatora, głębokie koleiny i odpadanie poboczy.

Powierzchnia bitumiczna

Bitumiczna obróbka powierzchni (BST) lub chipeal jest stosowana głównie na drogach o małym natężeniu ruchu, ale także jako warstwa uszczelniająca w celu odmłodzenia nawierzchni asfaltobetonowej. Zwykle składa się z kruszywa rozprowadzonego na rozpylonej emulsji asfaltowej lub skróconym cemencie asfaltowym. Kruszywo jest następnie osadzane w asfalcie poprzez walcowanie go, zwykle za pomocą wałka z gumowymi oponami . Ten rodzaj powierzchni jest opisywany za pomocą wielu różnych pojęć regionalnych, w tym „uszczelnienie wiórowe”, „smoła i wiór”, „olej i kamień”, „powłoka uszczelniająca”, „uszczelnienie natryskowe”, „wykończenie powierzchni”, „mikropowierzchnia” lub jako po prostu „bitum”.

BST jest używany na setkach mil autostrady Alaska i innych podobnych drogach na Alasce , terytorium Jukonu i północnej Kolumbii Brytyjskiej . Łatwość stosowania BST jest jednym z powodów jego popularności, ale drugim jest jego elastyczność, co jest ważne, gdy jezdnie układane są na niestabilnym terenie, który na wiosnę topnieje i mięknie.

Inne rodzaje BST obejmują mikroukładanie nawierzchni, uszczelnienia szlamowe i Novachip. Są one tworzone przy użyciu specjalistycznego i autorskiego sprzętu. Najczęściej stosuje się je na obszarach miejskich, gdzie chropowatość i luźny kamień związany z uszczelkami wiórowymi jest uważany za niepożądany.

Cienka powierzchnia membrany

Cienka powierzchni membrany (TMS) jest olej -treated agregat , który jest położony w dół na na drogach żwir łóżka, tworząc drogę bezpyłowe. Droga TMS zmniejsza problemy z błotem i zapewnia bezkamieniowe drogi dla lokalnych mieszkańców, gdzie ruch ciężarówek jest znikomy. Warstwa TMS nie dodaje znaczącej wytrzymałości strukturalnej, dlatego jest stosowana na drogach drugorzędnych o małym natężeniu ruchu i minimalnym obciążeniu. Budowa obejmuje minimalne przygotowanie podłoża, a następnie pokrycie kruszywem asfaltowym na zimno o grubości od 50 do 100 milimetrów (2,0–3,9 cala) . Wydział Operacyjny Ministerstwa Autostrad i Infrastruktury w Saskatchewan jest odpowiedzialny za utrzymanie 6102 kilometrów (3792 mil) autostrad z cienką membraną (TMS).

Pieczęć Otta

Uszczelnienie Otta to tania nawierzchnia drogowa wykorzystująca mieszankę bitumu i tłucznia o grubości 16–30 milimetrów (0,63–1,18 cala) .

Żwirowa powierzchnia

Wiadomo, że żwir był powszechnie używany do budowy dróg przez żołnierzy Cesarstwa Rzymskiego (patrz droga rzymska ), ale w 1998 r. w Yarnton w hrabstwie Oxfordshire w Wielkiej Brytanii znaleziono drogę o nawierzchni wapiennej, uważaną za datowaną na epokę brązu. . Nakładanie żwiru lub „ metalowanie ” ma dwa różne zastosowania w nawierzchniach drogowych. Określenie Żwir dotyczy łamanego kamienia lub żużla stosowanych w budownictwie lub naprawy dróg lub kolei , i pochodzi od łacińskiego Metallum , które oznacza zarówno „ kopalnia ” i „ zdobycz ”. Termin pierwotnie odnosił się do procesu tworzenia jezdni żwirowej. Trasa jezdni byłaby najpierw wykopana kilka stóp w dół i, w zależności od lokalnych warunków, mogły zostać dodane francuskie dreny lub nie. Następnie układano i zagęszczano duże kamienie, a następnie kolejne warstwy mniejszych kamieni, aż nawierzchnia drogi składała się z małych kamieni zagęszczonych w twardą, trwałą nawierzchnię. „Drogowy metal” stał się później nazwą odłamków kamiennych zmieszanych ze smołą w celu utworzenia asfaltu do nawierzchni drogowych . Droga z takiego materiału nazywana jest „ drogą szutrową ” w Wielkiej Brytanii, „ drogą utwardzoną ” w Kanadzie i USA lub „ drogą szczelną ” w niektórych częściach Kanady, Australii i Nowej Zelandii.

Nawierzchnia ziarnista może być używana przy natężeniu ruchu, w którym średni roczny ruch dzienny wynosi 1200 pojazdów dziennie lub mniej. Istnieje pewna wytrzymałość strukturalna, jeśli nawierzchnia drogi łączy podłoże i podłoże i jest pokryta dwuziarnistym kruszywem uszczelniającym z emulsją. Oprócz 4929 kilometrów (3063 mil) nawierzchni ziarnistych utrzymywanych w Saskatchewan, około 40% dróg Nowej Zelandii to niezwiązane struktury nawierzchni ziarnistych.

Decyzja, czy wybrukować drogę szutrową, czy nie, często zależy od natężenia ruchu. Stwierdzono, że koszty utrzymania dróg żwirowych często przewyższają koszty utrzymania dróg utwardzonych lub poddanych obróbce nawierzchniowej, gdy natężenie ruchu przekracza 200 pojazdów dziennie.

Niektóre społeczności uznają za sensowne przekształcenie swoich mało uczęszczanych dróg utwardzonych na nawierzchnie kruszywa.

Inne powierzchnie

Układarki (lub paviours ), zazwyczaj w formie prefabrykowanych betonowych bloków, są często wykorzystywane w celach estetycznych, lub czasami w portowych urządzeń, które widzą długi czas trwania załadunku nawierzchni. Rozściełacze są rzadko używane w obszarach, w których występuje ruch pojazdów z dużą prędkością.

Cegła , kostka brukowa , kostka brukowa , drewniane deski i chodniki z bloczków drewnianych, takie jak chodnik Nicolson , były kiedyś powszechne na obszarach miejskich na całym świecie, ale w większości krajów wyszły z mody ze względu na wysokie koszty pracy wymaganej do ich układania i konserwacji , i zazwyczaj są przechowywane tylko ze względów historycznych lub estetycznych. W niektórych krajach są jednak nadal powszechne na lokalnych ulicach. W Holandii kostka brukowa wróciła do łask od czasu przyjęcia w 1997 r. ważnego ogólnokrajowego programu bezpieczeństwa ruchu drogowego . W latach 1998-2007 ponad 41 000 km miejskich ulic zostało przekształconych w lokalne drogi dojazdowe z ograniczeniem prędkości do 30 km. /h, w celu uspokojenia ruchu . Jednym z popularnych środków jest użycie kostki brukowej – hałas i wibracje spowalniają kierowców. Jednocześnie często zdarza się, że ścieżki rowerowe wzdłuż drogi mają gładszą nawierzchnię niż sama droga.

Podobnie, chodniki z makadamu i asfaltu można czasami znaleźć zakopane pod asfaltobetonem lub cementem portlandzkim, ale dziś rzadko są budowane.

Istnieją również inne metody i materiały do ​​tworzenia chodników, które wyglądają jak chodniki ceglane. Pierwsza metoda tworzenia tekstury cegieł polega na podgrzaniu nawierzchni asfaltowej i użyciu metalowych drutów do odciśnięcia wzoru cegieł za pomocą zagęszczarki do wytłoczenia asfaltu . Podobną metodą jest użycie gumowych narzędzi do tłoczenia w celu dociśnięcia cienkiej warstwy cementu w celu uzyskania betonu dekoracyjnego . Inną metodą jest użycie szablonu z wzorem cegły i nałożenie materiału powierzchniowego na szablon. Materiały, które można zastosować w celu nadania koloru cegle i odporności na poślizg, mogą mieć wiele form. Przykładem jest użycie barwionej zaczynu betonowego modyfikowanego polimerami, który można nakładać przez wyrównywanie lub natryskiwanie. Innym materiałem jest termoplast zbrojony kruszywem, który można nagrzewać na wierzchnią warstwę powierzchni cegieł. Innymi materiałami do powlekania tłoczonego asfaltu są farby i dwuskładnikowa powłoka epoksydowa .

Implikacje akustyczne

Wiadomo, że wybory nawierzchni jezdni wpływają na intensywność i spektrum dźwięku pochodzącego z interakcji opona/powierzchnia. Pierwsze zastosowania badań hałasu pojawiły się na początku lat siedemdziesiątych. Na zjawiska hałasu duży wpływ ma prędkość pojazdu.

Rodzaje nawierzchni jezdni przyczyniają się do różnicowego efektu akustycznego do 4 dB , przy czym nawierzchnie typu chip seal i rowkowane są najgłośniejsze, a nawierzchnie betonowe bez przekładek są najcichsze. Powierzchnie asfaltowe zachowują się pośrednio w stosunku do betonu i uszczelniają wióry . Wykazano, że gumowany asfalt daje marginalne 3–5 dB zmniejszenie emisji hałasu wytwarzanego przez opony oraz marginalnie dostrzegalne 1–3 dB zmniejszenie całkowitej emisji hałasu drogowego w porównaniu z konwencjonalnymi zastosowaniami asfaltu.

Pogorszenie powierzchni

Pogarszający się asfalt

Ponieważ systemy nawierzchni zawodzą przede wszystkim z powodu zmęczenia (podobnie jak w przypadku metali ), uszkodzenia nawierzchni zwiększają się wraz z czwartą siłą nacisku na poruszających się po niej pojazdów. Zgodnie z testem drogowym AASHO , mocno obciążone ciężarówki mogą wyrządzić ponad 10 000 razy więcej szkód niż normalny samochód osobowy. Z tego powodu stawki podatku dla ciężarówek są wyższe niż dla samochodów w większości krajów, chociaż nie są one nakładane proporcjonalnie do wyrządzonych szkód. Uważa się, że samochody osobowe mają niewielki praktyczny wpływ na żywotność nawierzchni, z punktu widzenia zmęczenia materiałów.

Inne tryby awarii obejmują starzenie się i ścieranie powierzchni. Z biegiem lat lepiszcze w bitumicznej warstwie ścieralnej staje się sztywniejsze i mniej elastyczne. Gdy będzie wystarczająco „stary”, powierzchnia zacznie tracić agregaty, a głębokość makrotekstury dramatycznie wzrośnie. Jeśli żadne czynności konserwacyjne nie zostaną wykonane szybko na warstwie ścieralnej, powstaną wyboje . Cykl zamrażania-rozmrażania w zimnym klimacie drastycznie przyspieszy degradację nawierzchni, gdy woda przeniknie do powierzchni. Nanocząstki gliny i koloidalnej krzemionki mogą być potencjalnie stosowane jako skuteczne powłoki przeciwstarzeniowe w stosunku do promieniowania UV w nawierzchniach asfaltowych.

Jeśli droga jest nadal zdrowa pod względem konstrukcyjnym, bitumiczna obróbka powierzchni, taka jak pokrycie wiórowe lub wykończenie powierzchni, może przedłużyć żywotność drogi przy niskich kosztach. Na obszarach o zimnym klimacie opony z kolcami mogą być dozwolone w samochodach osobowych. W Szwecji i Finlandii opony z kolcami do samochodów osobowych stanowią bardzo duży udział kolein na nawierzchni .

Właściwości fizyczne odcinka nawierzchni można zbadać za pomocą ugięcia z ciężarem opadającym .

Opracowano kilka metod projektowania w celu określenia grubości i składu nawierzchni drogowych wymaganych do przenoszenia przewidywanych obciążeń ruchem w danym okresie czasu. Metody projektowania nawierzchni stale ewoluują. Wśród nich są metody projektowania Shell Pavement oraz Amerykańskie Stowarzyszenie Urzędników Dróg i Transportu (AASHTO) 1993/98 „Przewodnik projektowania konstrukcji nawierzchni”. W ramach procesu NCHRP opracowano przewodnik projektowania mechanistyczno-empirycznego, w wyniku czego powstał przewodnik projektowania mechanicznego empirycznego nawierzchni (MEPDG), który został przyjęty przez AASHTO w 2008 r., chociaż wdrażanie MEPDG przez państwowe departamenty transportu przebiegało powoli.

Dalsze badania chodników prowadzone przez University College London doprowadziły do ​​opracowania wewnętrznej, sztucznej nawierzchni o powierzchni 80 metrów kwadratowych w ośrodku badawczym zwanym Laboratorium Dostępności Pieszych i Środowiska Ruchu (PAMELA). Służy do symulacji codziennych scenariuszy, od różnych użytkowników nawierzchni po różne warunki nawierzchni. Istnieje również placówka badawcza w pobliżu Auburn University , NCAT Pavement Test Track , która służy do testowania eksperymentalnych nawierzchni asfaltowych pod kątem trwałości.

Oprócz kosztów naprawy, stan nawierzchni drogowej ma skutki ekonomiczne dla użytkowników dróg. Zwiększają się opory toczenia na nierównej nawierzchni, podobnie jak zużycie części pojazdu. Szacuje się, że złe nawierzchnie drogowe kosztują przeciętnego amerykańskiego kierowcę 324 USD rocznie na naprawę pojazdów, czyli łącznie 67 miliardów USD. Oszacowano również, że niewielka poprawa stanu nawierzchni może obniżyć zużycie paliwa o 1,8-4,7%.

Znakowania

Oznaczenia nawierzchni drogowej są stosowane na utwardzonych jezdniach w celu zapewnienia wskazówek i informacji kierowcom i pieszym. Może mieć postać markerów mechanicznych, takich jak kocie oczka , kropki i paski z dudnieniami , lub markerów niemechanicznych, takich jak farby, termoplastyczne , plastikowe i epoksydowe .

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki