1.2.4. Прогноз хода осадки основания насыпи во времени

Прогноз длительности осадки осуществляют по схеме одномерного сжатия при условии, что водопроницаемость и скорость отжатия поровой воды в горизонтальном направлении значительно меньше, чем в вертикальном направлении.

В результате прогноза осадки слабого основания во времени должно быть рассчитано:

время достижения требуемой интенсивности осадки в зависимости от типа дорожной одежды;

время достижения конечной осадки.

Таким образом, прогноз хода осадки во времени выполняется для двух участков консолидационной кривой, называемых участками первичной и вторичной осадок (рис. 6).

сут

Рис. 6. Общий вид кривой консолидации

Прогноз хода осадки на участке первичной фильтрационной консолидации выполняют по формуле

,

где – коэффициент, величина которого зависит от степени консолидации (табл. 5);

– расчётный путь фильтрации воды, принимаемый при одностороннем дренировании, равным мощности слабого слоя, м;

– коэффициент консолидации слабого грунта, м²/с.

Таблица 5

Значения коэффициента в зависимости от степени консолидации

U, %		U, %
20	0,03	70	0,40
30	0,07	80	0,57
40	0,12	85	0,69
50	0,20	90	0,85
60	0,29	95	1,13

На участке вторичной фильтрационной консолидации прогноз осадки во времени осуществляют по формуле

,

где – относительная осадка соответственно на момент окончания первичной и вторичной фильтрационной консолидации;

Т_I, Т_II – время окончания участка первичной и вторичной стадий консолидации;

– консолидационный параметр, определяемый как тангенс угла наклона участка вторичной осадки, принимаемый равным 0,03–0,05.

Для нахождения времени завершения полной осадки принимают

и решают приведенное выше уравнение относительно T_II

.

По полученным данным строят график хода осадки во времени (рис. 6), анализируя который решают вопрос о сроках возведения насыпи и дорожной одежды.

Раздел 2. Дорожные одежды

2.1. Общие положения проектирование дорожных одежд (нежесткого и жесткого типов)

К дорожным одеждам относят, как правило, слоистые конструкции, состоящие из асфальтобетона или цементобетона и материалов или грунтов, укрепленных различными вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, гравия, песка и др.).

Различают следующие элементы дорожной одежды [2]:

покрытие – верхняя часть дорожной одежды, состоящая из одного или нескольких слоев из наиболее прочных материалов, воспринимающая усилия от колес автомобилей и непосредственно подвергающаяся воздействию атмосферных факторов. Покрытие обеспечивает необходимые транспортно-эксплуатационные качества дорожной одежды (сцепление, износ и др.) и восприятие горизонтальных (тормозных) усилий. По поверхности покрытия может быть устроен слой износа в виде одиночной или двойной поверхностной обработки, предохраняющий основной слой покрытия от непосредственного соприкосновения с колесами автомобилей, т. е. от истирания под действием касательных усилий и от воздействия природных факторов. Слой износа восстанавливается каждые два-три гола и не учитывается в расчете дорожной одежды;

несущий слой основания – один или несколько слоев, расположенных под покрытием, обеспечивающих восприятие, главным образом, вертикальных напряжений, а также перераспределение и снижение давления на нижележащие слои дорожной одежды и грунт земляного полотна. Верхний слой основания устраивают из прочных каменных материалов, обработанных вяжущим, нижний слой – из щебенистых смесей, необработанных вяжущим, или грунтов, обработанных вяжущим;

дополнительный слой основания – один или несколько слоев, выполняющих, кроме снижения давления на грунт, в зависимости от климатических и грунтово-гидрологических условий роль дренирующего, морозозащитного или теплоизолирующего слоя. Как правило, дополнительные слои устраивают из песка, песчано-гравийной смеси и других местных материалов, в естественном состоянии имеющих коэффициент фильтрации не менее 1–2 м/сут, или из местных грунтов, укрепленных вяжущими, а также из материалов с малым коэффициентом теплопроводности.

Дорожную одежду укладывают на грунт земляного полотна, верхняя часть которого до глубины, равной 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия, согласно СНиП 2.05.02-85^* [1], называется рабочим слоем.

Рабочий слой грунта воспринимает нагрузку от автомобильного транспорта, он находится в зоне воздействия повторяющихся в годовом цикле природных факторов, т. е. подвергается замораживанию, оттаиванию, сезонному переувлажнению и др., поэтому к нему предъявляются повышенные требования по плотности и несущей способности.

Дорожная одежда и грунт рабочего слоя составляют дорожную конструкцию.

Классификация дорожных одежд по СНиП [1] приведена в табл. 6.

Таблица 6

Тип дорожной одежды	Вид покрытия	Материалы, применяемые для устройства покрытия
Капитальный	Усовершенствованное	Горячая асфальтобетонная смесь (2-3 слоя)
		Монолитный цементобетон
Облегченный	То же	Горячая и холодная асфальтобетонные смеси (1-2 слоя) Каменные материалы, укрепленные вяжущим в установке, методом смешения на дороге или пропитки Щебень с двойной поверхностной обработкой и др.
Переходный	Переходное	Щебень прочных пород по способу заклинки Грунты и малопрочные каменные материалы, укрепленные вяжущими и др.
Низший		Щебеночно-гравийно-песчаная смесь и малопрочные каменные материалы и шлаки Грунты, укрепленные местными вяжущими материалами

Проектирование дорожных одежд ведется комплексно с учетом свойств земляного полотна и представляет собой единый процесс конструирования и расчета их на прочность, морозоустойчивость и дренирующую способность, а также технико-экономического обоснования вариантов.

Таким образом, проектирование дорожной одежды состоит из последовательно выполняемых этапов:

I – конструирование – предварительное назначение конструкции дорожной одежды;

II – расчет – проверка предварительно назначенной дорожной одежды на прочность, морозоустойчивость и осушение;

III – технико-экономическое сравнение вариантов дорожных одежд и выбор наиболее целесообразного варианта.

Расчеты дорожной одежды выполняются для однотипных участков дороги, имеющих:

один тип земляного полотна (насыпь, нулевые отметки или выемка);

одинаковые грунтово-гидрологические условия (один тип и схему увлажнения рабочего слоя грунта).