14.7. Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды

В районах избыточного увлажнения и глубокого зимнего промерзания должна быть обеспечена устойчивость дорожных одежд для всех типов против нарушения ровности при неравномерном вспучивании грунтов земляного полотна.

Проверка не проводится, если земляное полотно на всю глубину промерзания состоит из непучинистых и слабопучинистых грунтов или толщина дорожной одежды превышает 2/3 глубины промерзания.

Процессы зимней миграции влаги приводят к накоплению и замерзанию воды в порах грунта, вызывая неравномерные поднятия покрытия и нарушение его ровности, а в бетонных покрытиях – появление трещин и ступеней между плитами.

При весеннем оттаивании грунта может происходить разрушение покрытия при проездах тяжелых автомобилей. Расчеты дорожных одежд с учетом деформаций вспучивания основаны на теории зимнего влагонакопления в земляном полотне. Определенное расчетом вспучивание грунта земляного полотна и морозозащитного слоя должно быть меньше вспучивания, допускаемого покрытием.

Максимальное, без разрушения неравномерное морозное пучение нежестких дорожных одежд (морозоустойчивость) определяют исходя из простейшего допущения, что вспучившийся участок образует цилиндрическую поверхность.

Расчетную высоту пучения определяют для каждого участка дороги, отличающегося по гидрогеологическим условиям от смежных.

Прочность дорожной одежды под воздействием морозного пучения обеспечивается при условии

l_доп  (l_пуч+l_мз), (14.20)

где допустимое неравномерное вспучивание l_доп не должно превышать 0,2-0,6 предельного для дорожной одежды и составляет для различных типов покрытий:

• цементобетонные монолитные – 3 см;

• асфальтобетонные и сборные цементобетонные – 4 см;

• усовершенствованные облегченные – 6 см;

• переходных типов – 10 см;

l_пуч – расчетное ожидаемое пучение грунта земляного полотна, см; l_мз – то же материалов морозозащитного слоя, см.

Расчет морозоустойчивости выполняют для районов активного сезонного промерзания грунта земляного полотна в неблагоприятных грунтово-геологических и гидрологических условиях. В процессе расчета необходимо принимать во внимание теплотехнические свойства материалов, составляющих слои дорожной одежды, которые могут существенно влиять на глубину промерзания грунта под дорожной одеждой (особенно в случае укладки специальных теплоизолирующих прослоек).

При расчете морозоустойчивости общая приведенная толщина дорожной одежды с учетом теплотехнических свойств материалов

, (14.21)

где h_i – толщина слоев из морозоустойчивых материалов, м; _i – эквивалентные теплотехнические свойства этих материалов.

В условиях избыточного увлажнения и сезонного промерзания грунтов, характерных для Беларуси, наряду с обеспечением требуемых прочности и осушения конструкции необходимо, чтобы конструкция была морозоустойчива.

Специальные меры по морозозащите требуются в случае, когда земляное полотно возводится из сильнопучинистых и чрезмернопучинистых грунтов. В этом случае толщина стабильных слоев дорожной одежды из условия морозоустойчивости должна быть не менее значений, приведенных на рис. 14.20, в зависимости от района строительства дороги.

Рис. 14.20. Карта изолиний минимальных допустимых толщин стабильных слоев дорожной конструкции из условий морозоустойчивости при земляном полотне, сложенном из сильнопучинистых и чрезмернопучинистых грунтов (в числителе – для капитальных дорожных одежд, в знаменателе – для облегченных)

Основными мероприятиями, направленными на обеспечение морозоустойчивости конструкции, являются следующие:

• использование непучинистых или слабопучинистых грунтов для сооружения верхней части земляного полотна, находящегося в зоне промерзания;

• устройство морозозащитных слоев из стабильных материалов, не изменяющих своего объема при промерзании в увлажненном состоянии, или теплоизоляционных слоев, задерживающих ход и снижающих глубину промерзания земляного полотна;

• применение специальных устройств, предохраняющих земляное полотно от неблагоприятного воздействия отрицательных температур воздуха и источников увлажнения.