Машины для устройства земляного полотна и асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог

 
 
 
 
 
В. П. Ложечко 
 
 
 
 
 
 
МАШИНЫ ДЛЯ УСТРОЙСТВА 
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 
И АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ 
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2022



УДК 625.7/8 
ББК 39.311-06-5 
Л71 
 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор кафедры транспортных  
и технологических систем Тюменского индустриального университета  
Серебренников А. А. 
 
 
 
 
 
Ложечко, В. П. 
Л71  
Машины для устройства земляного полотна и асфальтобетонных 
покрытий автомобильных дорог : учебное пособие / В. П. Ложечко. - 
Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 168 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-0974-2 
 
Даны основные понятия и принципы сооружения земляного полотна и 
асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Описаны свойства грунтов 
и асфальтобетонов, конструкции и технологические возможности машин для 
устройства земляного полотна, производства, укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей. Представлены методы контроля качества уплотнения дорожностроительных материалов. 
Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Наземные 
транспортно-технологические комплексы», «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», «Проектирование технологических машин и 
комплексов». Может быть полезно специалистам, занимающимся вопросами 
создания и использования машин для строительства автомобильных дорог. 
 
 
УДК 625.7/8 
ББК 39.311-06-5 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-0974-2 
” Ложечко В. П., 2022 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 



СОДЕРЖАНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………. 5 
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.………………………………… 6 
1.1. Историческая справка.…………………………………………………… 6 
1.2. Классификация автомобильных дорог.………………………………… 13  
2. СООРУЖЕНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА.………………………………….. 16 
2.1. Конструкции земляного полотна.………………………………………. 16 
2.2. Классификация грунтов.………………………………………………... 18 
2.3. Физико-механические свойства дисперсных грунтов.……………….. 23 
2.4. Требования к грунтам для земляного полотна.……………………….. 27 
2.5. Технология работ по сооружению земляного полотна.………………. 32 
3. МАШИНЫ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ.…………………………………36 
3.1. Классификация методов и средств для уплотнения грунтов.………… 36 
3.2. Вопросы теории уплотнения грунтов.…………………………………. 41 
3.3. Машины статического действия для уплотнения грунтов.…………… 
47 
   3.3.1. Гладковальцовые катки.……………………………………….. 47 
   3.3.2. Катки на пневматических шинах.……………………………... 
52   
   3.3.3. Кулачковые катки.……………………………………………… 
55 
   3.3.4. Решетчатые катки.……………………………………………… 
58 
3.4. Трамбующие машины.…………………………………………………... 60 
3.5. Вибрационные машины для уплотнения грунтов.……………………. 64  
   3.5.1. Работа вибрационных машин.…………………………………. 
64 
   3.5.2. Вибрационные катки для уплотнения грунтов.………………. 
71 
   3.5.3. Вибрационные плиты.………………………………………….. 
76 
3.6. Рекомендации по выбору и использованию грунтоуплотняющего 
оборудования.………………………………………………………………… 80 
4. УСТРОЙСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ.…………………… 87 
4.1. Конструкции дорожных одежд и условия работы  
асфальтобетонных покрытий.………………………………………………. 87 
4.2. Структура и свойства асфальтобетона.………………………………… 92  
4.3. Асфальтобетонные заводы.…………………………………………….. 96  
4.4. Машины для транспортирования и укладки асфальтобетонной  
смеси…………………………………………………………………………. 104 
4.5. Новые технологии укладки асфальтобетонных смесей.…………….. 121 
5. МАШИНЫ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ…... 129 
5.1. Особенности уплотнения асфальтобетонных смесей.……………….. 129 
5.2. Катки статического действия.…………………………………………. 132 
5.3. Вибрационные катки для уплотнения асфальтобетонных смесей….. 135 
ϯ


5.4. Комбинированные катки для уплотнения асфальтобетонных  
смесей………………………………………………………………………... 138 
5.5. Рекомендации по выбору и использованию катков для уплотнения 
асфальтобетонных смесей.…………………………………………………. 143 
6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ 
МАТЕРИАЛОВ.………………………………………………………………….. 149 
6.1. Виды контроля.………………………………………………………… 149 
6.2. Контроль плотности грунтов.…………………………………………. 151 
6.3. Контроль плотности асфальтобетонных покрытий.…………………. 158 
6.4. Контроль ровности и сцепления дорожных покрытий.……………… 
162 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.……………………………………………………….. 166  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ϰ


ВВЕДЕНИЕ 
 
Согласно Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 
2030 года, основными задачами в области развития сети автомобильных дорог 
являются: создание системы автомагистралей и скоростных дорог; строительство новых и реконструкция существующих автомобильных дорог для увеличения пропускной способности дорожной сети с учетом прогнозируемой интенсивности движения транспортных потоков; развитие автодорог федерального значения на подходах к международным автомобильным пунктам пропуска 
на государственной границе РФ, к морским и речным портам, аэропортам, 
крупным транспортным узлам. 
Осуществление технологических операций для выполнения строительства 
современных автомобильных дорог требует наличия высокоэффективной техники и оборудования. При использовании техники, способной в короткие сроки 
производить работы в больших объемах, необходимо обеспечить создание новых технологий производства строительных работ по устройству земляного полотна и асфальтобетонных покрытий, которые позволят уменьшить затраты материальных, энергетических и трудовых ресурсов. 
Номенклатура машин для строительства автомобильных дорог весьма велика. Многие из них универсальны и используются в других областях строительства (землеройно-транспортные машины, дробильно-сортировочное оборудование и др.), поэтому в настоящем пособии основное внимание уделено машинам для устройства асфальтобетонных покрытий и уплотнения дорожностроительных материалов. 
Роль операции по уплотнению в долговечности законченного сооружения 
часто бывает решающей, хотя ее стоимость может составлять менее 3  общих 
затрат на строительство. Особенно это касается строительства асфальтобетонных покрытий, когда степень уплотнения материалов является определяющим 
фактором для их прочности, износостойкости и долговечности. В связи с этим 
правильный подбор и использование необходимой уплотняющей техники приобретает решающее значение. 
Это пособие будет полезно тем, кто желает получить основные первоначальные сведения о технологиях строительства конструктивных слоев дорожных одежд, методах и средствах для устройства земляного полотна и асфальтобетонных покрытий, о методах контроля качества уплотнения дорожностроительных материалов. 
 
 
ϱ


1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 
 
1.1. Историческая справка 
 
Развитие техники дорожного строительства сопутствует общему прогрессу 
человечества. Это подтверждается историей развития того или иного государства. Так, расцвет Римской империи обусловлен многими факторами, в том 
числе, и наличием разветвленной дорожной сети. 
Особенно интенсивно строились дороги римлянами от 400 лет до н. э. по 
400 лет н. э. К этому времени около 30 дорог вело в Рим. Не случайно говорят: 
«Все дороги ведут в Рим». Технологии тогдашнего строительства можно позавидовать и сейчас Толщина дорожной одежды, состоявшей тогда из гравия, 
булыжного и тесаного камня, уложенных в известковый раствор (), составляла 
примерно 1 м. Проявлялась забота об обустройстве дорог. Использовались указатели расстояний и пересечения путей. Наибольшей известностью пользовалась Аппиева дорога (названа по имени цензора Аппия Клавдия), построенная в 
IV в. до н. э. (рис. 1.1). Длина дороги составляла около 570 км, а ширина - 4,3 м 
(). Это первая мощенная камнем дорога. 
 
 
 
Рис. 1.1. Общий вид сохранившегося участка Аппиевой дороги 
ϲ


Правда, известны и более протяженные дороги. Так, Царская (персидская) 
дорога - первая длинная дорога, которая вела из г. Сузы на Ближнем Востоке в 
г. Смирну (Измир, Турция) - длиной 2857 км. 
Аппиева дорога (via Appia) - древнейшая и самая знаменитая из великих 
римских дорог, известная в древности как regina viarum, или «царица дорог». 
Имея длину более 570 км, она соединяла Рим с портом Брундизием (совр. 
Бриндизи) на Адриатике, в пятке итальянского «сапога». Это была крупная военная магистраль, она связывала Рим с рядом важных морских портов, которые 
обеспечивали торговлю с Грецией и восточным Средиземноморьем. Благодаря 
превосходному качеству постройки Аппиева дорога использовалась еще в  
6 в. н. э. Даже в наши дни значительная часть этой живописной дороги сохранилась и пригодна к эксплуатации. 
В настоящее время самой длинной дорогой считается Панамериканское 
шоссе, проходящее от Аляски до Бразилии - 24 140 км. 
Самая высокогорная дорога расположена на высоте 5633 м и находится в 
Китае, между Тибетом и Синцзянем. Самая низкая дорога проходит в Израиле 
вдоль Мертвого моря - 393 м ниже уровня моря. 
После падения Древнего Рима возобновление строительства мощенных 
дорог в Европе началось только в ХIII в. с появлением мануфактур и капитализации общества. Первые европейские дорожники П. Трезаге (Франция) и  
Т. Тельфорд (Англия) активировали отрасль тем, что поддержали переход к 
найму дорожных рабочих, который сочетался с введением оплаты за пользование дорогами. 
Эти дорожники, а позднее шотландец Дж. Мак-Адам, считаются основоположниками современного дорожного строительства. Их заслуга - массовое 
появление дорог на практике. В конце 18-го столетия, когда темпы дорожного 
строительства начали возрастать, наибольшее распространение получили дорожные одежды на основании из пакеляжа - камней, устанавливаемых широкой стороной на грунтовое или песчаное основание и расклиниваемых щебнем 
(последний слой) размером с орех. 
Следующий этап развития связан с переходом к дорожным одеждам только из щебня - к так называемому щебеночному шоссе, которое обычно связывают с именем шотландского дорожника Мак-Адама. Он был прост, дешев и 
отвечал требованиям времени. 
Дорожные одежды из каменных материалов были давно известны в России, но строились они по методу, близкому к методу Трезаге и в ограниченном 
числе случаев: участки дороги Петербург - Москва, Гродненское шоссе и др. В 
дальнейшем - только по методу Мак-Адама. В 1838 г. Комиссия проектов и 
смет Министерства путей сообщения «изъяснила, что так называемая французϳ


ская система шоссе, состоящая в употреблении различных слоев разной величины камней и щебенок, уже в России оставлена. Все способы устроения шоссе 
в просвещенных государствах Европы, употребляемые Главным управлением 
путей сообщения и публичных изданий, исследованы». 
В Санкт-Петербурге начали мостить улицы камнем в 1718 г. 18 июля того 
же года вышел сенатский Указ «Как мостить улицы камнем … и как устраивать 
ливнеотводы…». Мощение главных улиц было закончено в 1787 г. Тротуары из 
каменных плит начали настилать только в 1817 г., до этого устраивались только 
деревянные мостки. Мощение улиц совершенствовалось и в 1824 году. Указом 
предписывалось производить работы «рядовой стилкой одномерных булыжных 
камней». В 1832 г. было предложено для борьбы с шумом мостить улицы деревянными торцами. 
Цементобетонные дороги. В 1824 году Апсдин (Англия) получил патент 
на портландцемент. С этого момента стали строить участки, а затем дороги, с 
цементобетонным покрытием. 
В России первое бетонное покрытие было уложено на улице Петербурга в 
1913 г. В дальнейшем цементобетонные покрытия общей протяженностью  
20 км были уложены на внутризаводских проездах автомобильного завода в 
Нижнем Новгороде в 1931 г. и на опытных участках дороги Москва  Минск в 
1937 г. 
В 1838 году подполковник М. С. Волков описал применение асфальта при 
постройке тротуара через р. Рону в Лионе и попытку использования в Париже 
вместо естественного асфальта искусственного, приготовляемого на основе 
остатков от перегонки каменного угля. В том же году капитан Буттац покрыл 
около 100 м тротуара у Тучкова моста в С.-Петербурге и полосу на мостовой из 
искусственного асфальта. Аналогичные работы проводились и в Одессе. 
Международную известность получили первые покрытия, уложенные в 
Париже на площади Согласия и на террасе Зимнего дворца в Петербурге. 
Также начались работы в Америке в 1871 г. Покрытия из трамбованного и 
укатанного асфальта начали получать распространение на улицах больших городов: Парижа Лондона, Берлина. Во многих странах тогда началось серьезное 
изучение физико-механические свойства дорожно-строительных материалов. 
В России исследования в области физико-механических свойств асфальтобетона начались после неудачной попытки привлечения в 1929 году американских и германских фирм к строительству дорог в Москве, Московской области 
и Харькове. Опыт показал, что ни формальное использование оправдавших себя в условиях США составов асфальтобетонов (метод рецептов), ни германский 
«метод минимума пустот», применявшийся без предварительного изучения физико-химического взаимодействия отечественных органических вяжущих с миϴ


неральными компонентами асфальтобетона, не дали положительных результатов - построенные участки покрытий быстро разрушились. 
В 1885-86 гг. К. Ф. Бенц, а в 1887 г. Г. Даймлер приступил к серийному 
изготовлению автомобилей. Уже в 1895 году во Франции состоялись автомобильные гонки Париж - Руан, на которых была достигнута средняя скорость  
24 км/ч. В 1893 г. Генри Форд изготовил автомобиль на велосипедных колесах. 
Число автомобилей стало расти: в 1900 году - 8000 шт., 1905 г. - 78 тыс. шт.,  
1910 г. - 468,5 тыс. шт., 1918 г. - 6 196 617 шт. Темпы роста автомобильного 
парка США представлены на рис. 1.2. 
 
 
 
Рис. 1.2. Темпы роста количества автомобилей по годам в США 
 
Появление автомобилей дало толчок развертыванию масштабного дорожного строительства в США. Не случайно говорят: «Америка не потому строит 
дороги, что она так богата, напротив, она так богата именно потому, что непрерывно строит дороги…». 
В настоящее время в США ряд магистральных дорог имеет такую загруженность, что даже многополосное движение в одну сторону не справляется с 
потоком автомобилей (рис. 1.3). Дорожная сеть постоянно совершенствуется, 
увеличивается пропускная способность дорог: количество полос движения, 
устраиваются сложные развязки (рис. 1.4) и т. п. 
В России первые автомобили появились в 1901 г., когда в США их было 
уже 23 тыс. В 1908 г. начали выпускать автомобили на Русско-Балтийском заводе в Риге. До эвакуации завода в 1916 г. было изготовлено 460 шт. 
Динамика роста парка легковых автомобилей в РФ с 1970 года показана на 
рис. 1.5. По данным Росстата РФ общее количество автомобилей, включая авϵ


тобусы и грузовые машины, в 2021 году приблизилось к 59 млн, в том числе 
легковых автомобилей - более 50 млн ед. 
 
 
 
Рис. 1.3. Общий вид транспортного потока в час пик 
 
 
 
 
Рис. 1.4. Общий вид на многоярусную развязку дорог 
 
 
 
Рис. 1.5. Динамика роста парка легковых автомобилей в РФ 
ϭϬ