Дорожные покрытия сооружаются на трамвайных путях, расположенных на совмещенном полотне в одном уровне с проезжей частью улицы, на переездах через трамвайные пути при любом полотне, а также на территориях депо и вагоноремонтных заводов (мастерских).
На обособленном и самостоятельном полотне дорожное покрытие может устраиваться при песчаном балласте в пределах жилой застройки и на продольных уклонах более 50%; при щебеночном балласте — в пределах остановочных пунктов. Кроме того, покрытия применимы в случаях, когда это необходимо или целесообразно по архитектурным или санитарно-гигиеническим соображениям. В этих случаях покрытия могут быть облегченными, не рассчитанными на нагрузку от безрельсового транспорта. В общем случае, кроме пропуска автомобильного движения, дорожное покрытие должно обеспечить отвод поверхностных вод и внешнее благоустройство городской улицы.
На внутризаводских путях дорожные покрытия применяются реже, преимущественно на переездах или в стесненных межцеховых проездах, где поперечники недостаточны для независимого размещения железнодорожного пути и автомобильной дороги. Иногда при размещении путей внутри -цехов или складов в одном уровне с полом также устраиваются дорожные покрытия, предусматривающие пропуск автомобилей, грузоподъёмных средств и технологического транспорта. На путях горячих цехов металлургических заводов выполняются специальные покрытия с целью защиты путевой конструкции от механического и теплового воздействия продуктов плавки.
Дорожные и специальные покрытия рельсовых путей в соответствии с задачами, которые они выполняют, должны быть достаточно прочными и износостойкими, должны обеспечивать необходимое сцепление для колес безрельсовых экипажей, отвечать требованиям благоустройства. Кроме этого, очень важно обеспечить ремонтопригодность, технологичность конструкции дорожного покрытия, возможность применения машин и механизмов при строительстве и эксплуатации, наконец, сравнительную экономичность его применения.
Покрытие проезжей части улицы, имеющее обычно одинаковую продольную и поперечную жесткость, под колесной нагрузкой от безрельсового транспорта работает сравнительно равномерно. Рельсо-шпальная решетка под более сложным комплексным воздействием колес трамвая, а также колес безрельсовых экипажей упруго деформируется независимо от деформации покрытия. Эта несогласованность нагрузок во времени и характере действия, а также значительно различающаяся жесткость основания приводят к тому, что дорожное покрытие в пределах трамвайного полотна быстро разрушается. Особенно интенсивно нарушается покрытие в зоне непосредственного контакта с рельсом. Постоянные вертикальные перемещения рельса под нагрузкой, продольный угон, боковые отжатия, вибрация при проходе транспорта и другие факторы неизбежно приводят к разрушениям покрытия. Действие силовых факторов усугубляется еще и тем, что при эксплуатационном уплотнении балласта под шпалами и в ящиках он оседает и постепенно, опять-таки особенно в прирельсовой зоне, нарушается целостность основания дорожного покрытия.
Поверхностная вода, проникая в прирельсовые разрывы покрытия, ведет к увеличению размеров упругих и к ускорению накопления остаточных деформаций балластного слоя, основания покрытия и пути в целом. При этом следует иметь в виду неравнопрочность основания. В самом деле, сопротивляемость нагрузке основания дорожного покрытия в сечениях над шпалой и над шпальным ящиком будет неодинаковой. Кроме того, сама мощность слоя покрытия, ограниченная высотой рельса, будет меньше, чем это требуется типовыми конструкциями уличной проезжей части. Дорожное покрытие в пределах стрелочных переводов будет еще менее долговечным. Все это необходимо учитывать при выборе вида дорожного покрытия для рельсовых путей.
Можно выделить три группы, объединяющие все применяемые в настоящее время виды дорожных покрытий: штучные, сплошные и сборно-совмещенные.
К группе штучных покрытий относятся мостовые из каменных материалов и плиты, бетонные и железобетонные. Для замощения трамвайных путей применялись естественные камни из твердых пород; брусчатка, мозаика, булыжник, а также искусственные камни: клинкер и брусчатка, изготовленная из шлака. Камни, применяемые для этой цели, имеют форму, близкую к параллелепипеду (клинкер и брусчатка), кубическую (мозаика), неправильную (булыжник); высота их колеблется от 10 до 18 см. Основание под каменные мостовые чаще всего выполняется из песка слоем от 40 до 90 мм. Мостовые из штучного камня довольно устойчивы и сравнительно недороги, особенно булыжные. Однако большая трудоемкость укладки и ремонта, необходимость высокой квалификации укладчиков, сложность механизации работ по сооружению и содержанию такого пути приводят к тому, что эти покрытая находят все меньшее и меньшее распространение.
Наиболее перспективным видом штучного покрытая является покрытие из железобетонных плит. Экспериментальные работы в области покрытий такого рода в нашей стране ведутся уже давно (с 1957 г). Накопленный опыт и проведенные исследования позволили ввести ГОСТ 1923:1.1—83 и ГОСТ 19231.0—83 на плиты железобетонные для покрытий трамвайных путей. Утвержденная этими стандартами конструкция плит применима «практически со всеми типами верхнего строения пути: на совмещенном, обособленном и самостоятельном полотне; в междупутье, на обочине и в междурельсовом пространстве; с железнодорожными и трамвайными рельсами; при нормальной и увеличенной ширине междупутья. Кроме того, плиты могут быть использованы при сооружении остановочных площадок, переездов и переходов через пути.
Железобетонные плиты для покрытия трамвайных путей рассчитываются на автомобильную нагрузку Н30 (на проезд автомобилей массой 30 т) для совмещенного полотна и переездов и на нагрузку Н10 (соответственно массой 10 т) для самостоятельного и обособленного полотна, переходов и остановочных площадок. Важно, что размеры плит в плане унифицированы: один и тот же тип плит может быть уложен в междупутье и в колее (при повороте на 90°).
Рис. 56. Железобетонные плиты дорожного покрытия
Плиты в зависимости от назначения подразделяются на типы: 1П — для путей на деревянных шпалах; 2П — для путей на железобетонных шпалах; 3П— для путей на деревянных и на железобетонных шпалах. Кроме того, плиты 1П и 2П выпускаются двух размеров: для укладки в колее и междупутье на прямых участках пути (рис. 56, а и в) и для укладки на обочине и на кривых участках пути в колее (рис.56, б и г). Плиты 3П предназначаются для укладки на обочине и на кривых участках пути в междупутье (рис. 56, д).
Плиты обозначаются марками (табл. 31), состоящими из буквенно-цифровой группы, которая содержит обозначения типа плиты и ее номинальные размеры: длину и ширину в дециметрах (округленно до целых) и толщину в сантиметрах. Например, марку 1П 14.21.12 следует расшифровывать так: плита типа 1П шириной 1400 мм, длиной 2070 мм, толщиной 120 мм, предназначенная для укладки в колее и междупутье на прямых участках пути. Плиты укладываются на специально подготовленное основание из щебня мелких фракций (от 5 до 20 мм), гранитного отсева, а при песчаном балласте — из песка, стабилизированного цементом.
Применение железобетонных плит позволяет ввести элементы индустриализации в устройство дорожных покрытий, комплексно его механизировать, обеспечить устойчивость, долговечность, высокий уровень благоустройства. Однако наличие дорожного покрытия существенно затрудняет работы по выправке пути, исключает свободный доступ к рельсовым скреплениям, повышает трудоемкость перешивки пути, подкрепления болтов, добивки костылей и некоторых других технологических операций.
Таблица 31. Характеристики железобетонных плит дорожного покрытия
* Только для укладки на прямых участках пути и кривых радиусом 20 м и более.
Следует отметить, что на участках пути с тяжелыми условиями эксплуатации применение дорожных покрытий из железобетонных плит не допускается.
Наиболее широко в настоящее время применяются сплошные покрытия (иногда их называют бесшовными). Оплошные асфальтовые (асфальтобетонные) покрытия трамвайных путей должны устраиваться двухслойными: нижний слой толщиной 40 мм из крупнозернистого асфальтобетона, верхний толщиной 30 мм — мелкозернистый асфальтобетон. При этом прирельсовую зону покрытия рекомендуется на всю толщину выполнять из мелкозернистого асфальтобетона.
Крупнозернистый асфальтобетон — смесь щебня (фракции 25—40 мм), песка и минерального порошка-наполнителя на битумной основе. Мелкозернистый асфальтобетон отличается в основном размерами частиц щебня (до 15 мм). Применение мелкозернистого песчаного асфальта, не содержащего щебня вообще, для устройства дорожных покрытий трамвайных путей не рекомендуется.
Внутри колеи покрытие должно укладываться в одном уровне с верхом губки желобчатого рельса, с наружной стороны колеи — на 4—5 мм ниже верха головки рельса. Если путь уложен из железнодорожных рельсов, покрытие не должно мешать свободному проходу реборды.
Сплошное покрытие имеет ряд бесспорных преимуществ. Процесс укладки асфальта может быть почти полностью механизирован, а асфальтовое покрытие Обеспечивает вполне удовлетворительный поверхностный водоотвод, однотипность проезжей части улицы по всему поперечнику. Однако асфальтовые покрытия в трамвайных путях неустойчивы, они служат не более 3—5 лет. Кроме того, ремонт трамвайных путей с асфальтовым покрытием, их текущее содержание и контроль за их состоянием весьма трудоемки, так как требуют вскрытия и последующего восстановления асфальтового слоя.
В ряде городов страны испытывались в качестве дорожного покрытия асфальтобетонные кирпичи — мелкозернистый асфальтобетон, спрессованный в специальных формах. Уложенные на уплотненном щебеночном основании, они вскоре сливаются и перестают отличаться от сплошного покрытия.
Для предохранения асфальта от разрушений в прирельсовой зоне пробовали укладывать вдоль рельса ленты из рядов брусчатки, фасонных керамических или бетонных блоков, рейки из битумных смесей, резины и др. Все эти варианты не получили широкого распространения.
На переездах — пересечениях трамвайных путей с городскими улицами — независимо от вида дорожного покрытия — должны укладываться желобчатые рельсы или железнодорожные рельсы с контррельсами.
Рис. 57. Устройство контррельсового желоба на переезде
На внутризаводских путях могут быть применены все описанные выше виды дорожных покрытий. Кроме того, как уже указывалось, возможно применение покрытий из чугунных плит или огнеупорного кирпича, уложенных на основание из песка или гранулированного шлака. На пересечениях внутризаводских путей с безрельсовыми дорогами при небольших размерах движения наряду с обычными дорожными покрытиями допускается укладка переездных настилов из брусьев, шпал и других деревянных материалов. Необходимый для прохода подвижного состава желоб на внутризаводских переездах обеспечивается особой «опрокинутой» укладкой контррельса головкой под головку путевого рельса и подошвой к обрезу деревянного настила (рис. 57). Ширина желоба при этом должна быть в пределах 70—90 мм, а глубина — 50 мм. Сборно-совмещенные покрытия — основания, в которых функции покрытия выполняются одним из элементов бесшпального основания пути, описаны в п. 18.
При выборе варианта дорожного покрытия, как, впрочем, и других элементов конструкции пути, необходимо учитывать архитектурно-градостроительные требования. Путь и его элементы должны хорошо «вписываться» в архитектурный ансамбль города и украшать, а не ухудшать его внешний облик.
Контрольные вопросы
- Какие типы рельсов преимущественно применяются при строительстве трамвайных (внутризаводских) путей?
- Перечислите детали стыкового скрепления.
- Как устроены изолирующие и токопроводящие стыки?
- Перечислите основные виды и детали промежуточного скрепления.
- В чем различие температурно-напряженного и температурно-ненапряженного пути?
- Назовите основные виды сварки рельсовых стыков.
- Что такое угон пути?
- Что такое шпальная эпюра?
- В чем состоят достоинства и недостатки деревянных (железобетонных) шпал?
- Каково назначение балластного слоя?
- Перечислите основные виды шпальных и бесшпальных оснований.
- В каких случаях устраиваются дорожные покрытия на трамвайных (внутризаводских) путях?
- Какие виды дорожных покрытий применяются?