1.2 Підготовка дорожнього полотна до будівництва
1.2.1 Підготовка земляного полотна
Будівництво дорожнього одягу проводиться, як правило, через рік після зведення земляного полотна. За цей період земляне полотно зазнає деякі зміни, пов'язані з кліматичними умовами району будівництва, рухом будівельного транспорту, пристроєм споруд водовідведень і т.д. Тому перед спорудою дорожнього покриття необхідно виконати підготовчі роботи, які включають:
- планування верхньої частини земляного полотна;
- додаткове зміцнення підстилаючого шару;
- доуплотнение.
Роботи по плануванню і профілізації земляного полотна проводять автогрейдерами, після того, як грунт підсохне і досягне оптимальної вогкості.
Зміцнення поверхневого шару (завтовшки 5-10 см) проводять, якщо грунт земляного полотна володіє невисоким модулем пружності. Грунт покращують мінеральними матеріалами (гравієм, шлаком, кам'янистими відходами) або дрібнозернистим матеріалом (піском, золою віднесення і т. д.).
При зміцненні грубозернистим мінеральним матеріалом його розрівнюють на поверхні земляного полотна бульдозерами і автогрейдерами, після чого ущільнюють важкими катками з металевими вальцами, які частково вдавлюють матеріал в грунт.
При поліпшенні дрібнозернистими матеріалами їх, після розрівнювання, перемішують з грунтом за допомогою грунтосмесительных машин, фрез, розпушувачів і автогрейдерів з кирковщиками і потім ущільнюють важкими пневмоколісними катками.
Доуплотненіє проводять подовжніми човниковими проходами пневмо-колісних катків від брівок земляного полотна до його середини з перекриттям суміжних слідів на 1/3 ширини ущільнюваної смуги. Нерівності після пневмоколісних катків загладжуються двома-трьома проходами автогрейдера і, при необхідності, земляне полотно доуплотняется легкими катками з гладкими металевими вальцами.
1.2.2 Будівництво додаткових шарів підстав
Додаткові шари підстав діляться за призначенням:
- на підстилаючі;
- теплоизолирующие;
- дренирующие.
Підстилаючі шари застосовуються в цілях досягнення необхідної міцності або морозостійкості дорожнього одягу.
Як матеріали для пристрою підстилаючого шару використовують місцеві відвальні шлаки, мінеральні відходи промисловості і піски. При цьому скорочується витрата міцних дорогих матеріалів, що зменшує вартість дорожнього одягу.
Підстилаючий шар будують на всю ширину земляного полотна, якщо він одночасно використовується і як дренирующего, або тільки на ширину підстави.
Товщину підстилаючого шару визначають або з умови забезпечення заданої міцності всього дорожнього одягу, або з умови забезпечення її морозостійкості. В останньому випадку
(1.1)
де Н пс - товщина підстилаючого шару, м;
Н м - глибина промерзання, м;
Н до - товщина дорожнього одягу, м.
Будівництво підстилаючого шару включає:
- завезення матеріалу на земляне полотно;
- розподіл матеріалу бульдозером або розподільником ДС-54;
- ущільнення додаткового шару катками.
Підстилаючий шар залежно від його товщини може влаштовуватися багатошаровим. Технологічна товщина шару, що укладається, встановлюється відповідно до можливостей грунтоуплотняющей машини.
Теплоїзолірующие шари застосовуються в цілях поліпшення водно-теплового режиму дорожнього одягу за рахунок зменшення глибини промерзання земляного полотна.
Із зниженням глибини промерзання зменшується необхідна товщина дорожнього одягу, що дає економію дорожньо-будівельних матеріалів.
Для теплоизолирующих шарів застосовуються як дорожні, так і спеціальні теплоизолирующие матеріали.
Якнайкращими теплозахисними і технологічними властивостями володіють: золошлаковые суміші, укріплені цементом; фунти, укріплені гранульованими доменними шлаками; укріплені грунти з добавками легких заповнювачів; металургійні шлаки і продукти їх переробки.
Як спеціальні теплоизоляторов застосовують: жорсткі пенопласты, пено- і газобетони у вигляді готових плит; гранули спученого стиропора в суміші з грунтом або спучена вулканічна пемза, оброблена органічним терпким; водостойкие торфоплиты і т.д.
Товщина теплоизолирующих шарів залежить від теплопровідності матеріалів дорожнього одягу і теплоізоляційного матеріалу.
Технологія пристрою теплозахисного шару залежить від виду теплоизолирующего матеріалу.
Дренірующие шари використовуються для осушення дорожнього одягу і можуть бути трьох видів:
1) за принципом об'ємного поглинача;
2) на всю ширину земляного полотна;
3) з використанням трубчастих воронок і дрен (малюнок 1.1).
Для дренирующих шарів найбільш доцільні грубозернисті матеріали з коефіцієнтом фільтрації не менше 3 м/сут: крупний пісок, гравій, шлак, черепашка, щебінь.
Малюнок 1.1 - Схеми осушення дренирующего шару: а -дренирующий шар за принципом об'ємного поглинача; б - дренирующий шар на всю ширину земляного полотна; в - осушення дренирующего шару за допомогою трубчастих воронок; г - осушення дренирующего шару за допомогою подовжніх трубчастих дрен; 1 - покриття; 2 – верхній шар підстави; 3 - нижній шар підстави; 4 - дренирующий шар; 5 – укріплене узбіччя; 6 - смуга шириною 0,75 м, закріплена трав'яною рослинністю; 7 - вал з щебеня або гравію шириною 0,25 м; 8 - трубчасті воронки; 9 - приймальна частина воронки; 10 - рів; 11 - подовжні трубчасті дрены; 12 - поперечні трубчасті дрены для скидання води; 13 - оголовок з бетону; 14 - зміцнення вихідної частини трубчастих воронок; Про - узбіччя; П - покриття
Будівництво дренирующих шарів при використовуванні піску складається з наступних операцій:
- доставка піску автосамоскидами на земляне полотно і зсипання його в купи;
- розрівнювання піску круговими проходами автогрейдера або човниковим способом бульдозером на всій довжині захватки;
- ущільнення піщаного шару пневмоколісними катками з поливанням водою.
Ступінь густини піску в дренирующем шарі повинен бути рівним або більше одиниці. Для цього при ущільненні стежать за оптимальною вогкістю піску.
Недоліками піщаних дренирующих шарів є їх замулювання і перезволоження, що приводить до втрати ними несучій здатності і утворенню деформацій на покритті. Це викликає необхідність укладати зверху і знизу дренирующего шару противозаиливающие шари з дрібнозернистих топочных шлаків або інших матеріалів, що збільшує вартість будівництва.
Розроблені конструкції земляного полотна, які передбачають укладання між дренирующим шаром і земляним полотном килима з синтетичних нетканих матеріалів типу «геотекстиль», «дорнит», «бидим». Укладання цих матеріалів дає можливість понизити товщину піщаного шару і захистити його від перезволоження і замулювання.
Дренірующий шар, що займає всю ширину земляного полотна, не працює у весняний період через промерзання узбіч. Нагляди показали, що відтавання дренирующего шару в першу чергу відбувається під дорожнім одягом і в самий останній період під узбіччями. Тому при всіх капітальних покриттях осушення дренирующего шару необхідне виконувати з використанням трубчастих дрен і воронок.
Трубчасті воронки використовують при надлишку води у фільтруючому шарі до 2-3 л/м2 в доба. Їх укладають під узбіччями через 3-15 м. Приймальну частину воронки діаметром 80-100 мм обробляють щебенем, спочатку крупним 35-50 мм, а потім дрібним 5-10 мм Відведення води здійснюється за допомогою асбоцементных або гончарних труб. Стик труби і воронки обгорнули толем, битуминированной папером або поліетиленовою плівкою.
При великих подовжніх ухилах, у виїмках і нульових місцях, а також при витраті води більше 3-5 л/м2 в доба використовують трубчасті дрены. Їх укладають уздовж узбіч з пристроєм поперечних випусків через 250-300 м і у всіх знижених місцях подовжнього профілю. Поперечні випуски з'єднуються подовжніми трубами, які в нижній половині мають пропилы шириною 1-3 мм або отвір діаметром до 7 мм Труби діаметром 8-10 см можуть бути винилпластовые, поліетиленові або полипропиленовые. Найдешевшими є асбоцементные і гончарні.
Подовжні труби укладають в траншеї шириною 0,2-0,4 м і глибиною 0,5-0,8 м на підстилаючий шар з грунтощебня або гравієвої суміші завтовшки 5-10 см. Цю подушку заздалегідь ретельно ущільнюють механічними трамбівками для уникнення просіли труби. Засипку труб здійснюють щебенем або гравієм. При обгортанні дренажних труб синтетичними фільтруючими матеріалами їх засипку можна здійснювати піском.