2296

III – пучинистый, относительное морозное пучение от 4 до 7 % (Кпуч= 4÷7). К ним относятся супесь легкая, суглинок (легкий и тяжелый), глины.

IV – сильнопучинистый, относительное морозное пучение от 7 до 10 % (Кпуч= 7÷10). К ним относятся песок и супесь пылеватые, суглинок тяжелый пылеватый;

V – чрезмернопучинистый, относительное морозное пучение более 10 % (Кпуч > 10). К ним относятся супесь тяжелая пылеватая и суглинок легкий пылеватый.

Для того чтобы избежать образования пучин, рабочий слой земляного полотна в насыпях и выемках на глубине 1,2 м от поверхности цементобетонных и на глубине 1 м от поверхности асфальтобетонных покрытий во II дорожно-климатической зоне и на глубине 1 и 0,8 м соответственно в III дорожно-климатической зоне должен состоять из непучинистых или слабопучинистых грунтов (группа I или II).

На участках автомобильных дорог, где эти требования не выдержаны и установлено образование пучин, необходимо принимать следующие меры:

1)замена пучинистого грунта на непучинистый;

2)устройство дренирующих слоев из песка или щебеночных материалов в нижней части земляного полотна;

3)устройство водонепроницаемых капилляропрерывающих и водоизолирующих прослоек, в качестве которых могут быть применены термопластики (изол, бризол, броулин, гидроизоляционный материал на основе полиизобутилена), пленки (полиэтиленовая, поливинилхлоридная и полиамидная, амдор-2), основные рулонные материалы (гидроизол, рубероид, стеклорубероид) (рис. 16);

4)устройство морозозащитных и теплоизолирующих слоев. Гидроизоляция земляного полотна применяется для предотвращения

поступления влаги в тело земляного полотна: атмосферных осадков через обочины, неукрепленные или укрепленные щебнем или гравием, воды из кюветов при длительном стоянии поверхностных вод, грунтовых вод при промерзании для прерывания капиллярного поднятия грунтовых вод.

Местоположение гидроизолирующей прослойки выбирается в зависимости от источника поступления влаги (см. рис. 16).

Технология работ по устройству гидроизолирующих прослоек зависит от конструкции дорожной одежды и местоположения гидроизолирующей прослойки.

Морозозащитные слои – это слои дорожной одежды и верхней части земляного полотна из зернистых материалов, таких как щебень, песчаногравийные смеси, шлаки, непучинистые грунты I группы, а также грунты, укрепленные вяжущими и гидрофобизированные.

31

а)

б)

в)

Рис. 16. Конструкции земляного полотна с гидроизолирующими прослойками (ГП): а – гидроизоляция обочин и дорожных одежд; б – гидроизоляция дорог с переходным типом покрытия; в – гидроизоляция нижней части насыпи при длительном стоянии поверхностных вод; 1 – грунтовое основание; 2, 3 – гидроизолирующая прослойка из дренирующего грунта; 4 – дорожная одежда

Теплоизолирующие слои – это слои дорожной одежды из материалов с более эффективными теплозащитными свойствами, чем у грунтов и обычных дорожно-строительных материалов.

32

К таким материалам относятся полимерные материалы (пенопласты); легкие бетоны, в которых содержатся пористые заполнители (керамзит, аглопорит, гранулы полистирола, измельченный пенопласт); металлургические шлаки; золошлаковые смеси, обработанные и необработанные вяжущим; композиции из местных материалов или грунтов с добавкой легких заполнителей и вяжущих, приготовленных способом смешения в установке или на дороге; битумоминеральные смеси обычные или с легкими заполнителями (рис. 17).

Коэффициент теплопроводности таких материалов не должен превышать 0,6 Вт/мК, коэффициент морозного пучения не более 1 %. Кроме того, слои из этих материалов должны обладать достаточной прочностью.

Теплоизолирующие слои из пенопласта устраиваются редко из-за высокой стоимости этого материала. Пенопласт применяется в случае низкой несущей способности грунтового основания под насыпью для ее облегчения.

Рис. 17. Конструкция дорожной одежды с теплоизолирующими слоями: а – из укрепленных материалов и грунтов с легкими заполнителями; б – то же, с трубчатыми дренами; в – с морозоза-

щитным слоем из битумоминеральной смеси; 1 – покрытие; 2 – укрепленная часть обочины; 3 – неукрепленная часть обочины; 4 – укрепление откоса растительным грунтом с посевом травы; 5 – основание дорожной одежды;

6, 7 – теплоизолирующие и дренирующие слои; 8 – водоотводная труба; 9 – труба для отвода воды за пределы земляного полотна

В качестве легких заполнителей используются шлаки, щебень, песок, керамзит и др.

33

Для предохранения грунта земляного полотна под дорожной одеждой от промерзания со стороны обочин теплоизолирующий слой должен быть шире проезжей части на 0,8–1,0 м с каждой стороны.

Применение указанных методов при перестройке участков автомобильных дорог, подверженных пучинообразованию, сопряжено с необходимостью закрытия участка для движения транзитного автотранспорта и переноса его на существующие объездные автомобильные дороги или строительством новых объездных дорог, обеспечивающих движение в любых погодных условиях. Это связано со значительными капитальными вложениями и увеличением сметной стоимости реконструкции.

К другим методам борьбы с пучинообразованием на дорогах, которые не требуют закрытия транспортного движения, относятся:

1)строительство траншейных дренажей глубокого заложения;

2)устройство дренажей мелкого заложения на откосах;

3)устройство свай, заполненных известковым или цементным рас-

твором.

При устройстве дренажа глубокого заложения, который может быть

односторонний или двухсторонний, прикромочный и прикюветный (рис. 18, 19), преследуется цель понижения уровня грунтовых вод и тем самым уменьшение поднятия капиллярной воды.

Траншейный дренаж применяют в сложных случаях, если уровень грунтовых вод оказывает существенное влияние на влажность грунта рабочего слоя земляного полотна. В основном это третий тип местности по условиям увлажнения с расположением уровня грунтовых вод не глубже 1–1,5 м от поверхности на участках невысоких насыпей.

Работы выполняют в следующей последовательности:

-разработка грунта в траншее одноковшовым экскаватором «обратная лопата» или многоковшовыми роторными экскаваторами;

-планировка дна траншеи и уплотнение грунта вибротрамбовками;

-укладка щебеночного или гравийного слоя;

-укладка керамической или асбоцементной трубы с прорезями (для поступления воды в трубу) с соблюдением продольного уклона;

-подготовка, раскатка и укладка рулонов синтетического нетканого материала в траншее с креплением скрепками;

-засыпка трубы в траншее щебеночным или гравийным материалом;

-засыпка траншеи грунтом с помощью бульдозера с послойным разравниванием и уплотнением трамбовками.

Во всех случаях необходимо обеспечить выход воды из дренажных труб в пониженные места.

34

а)

Δh

б)

Δh

в)

Δh

г)

Δh

Рис. 18. Конструкции земляного полотна с траншейным дренажом: а, б – подкюветные двухсторонний и односторонний дренажи; в, г – прикромочные двухсторонний и односторонний дренажи; h – величина понижения уровня грунтовых вод

35

Рис. 19. Конструкция дренажа глубокого заложения: 1 – траншея; 2 – щебень крупный; 3 – асбестовая или керамическая труба с прорезями, обернутая нетканым водопроницаемым материалом; 4 – гидроизолирующая прослойка (рубероид, полиэтилен и т.д.); 5 – грунт засыпки (песок)

На обочинах устраиваются дренажи мелкого заложения. В этом случае дренажная труба укладывается в ровик вдоль кромки проезжей части для сбора воды из дренирующего слоя и осушения верхней части земляного полотна. Это может быть комбинированный прикромочный дренаж, комбинированный плоскостной дренаж или поперечные дренажи мелкого заложения (рис. 20, 21).

3

Рис. 20. Схема расположения поперечного дренажа мелкого заложения: 1– проезжая часть; 2 – обочина; 3 – поперечный дренаж мелкого заложения; 4 – откос земляного полотна

36

2.5. Перестройка и удлинение водопропускных труб

В процессе реконструкции автомобильной дороги при увеличении ширины земляного полотна, увеличении высоты насыпи или уположении откосов возникает необходимость удлинения водопропускных труб. При этом возможны два варианта:

а) полная перестройка водопропускной трубы, которая производится

вслучае, если по результатам диагностики существующая труба находится

внеудовлетворительном эксплуатационном состоянии;

б) удлинение водопропускной трубы без перестройки существующей части. Производится в случае, если состояние существующей трубы по данным диагностики позволяет ожидать ее нормальную работу до новой реконструкции дороги при нормальном содержании и ремонте.

Перестройка или удлинение водопропускных труб должна выполняться в сухое время года для предотвращения затопления котлована или влияния воды, протекающей через трубу при производстве работ. В некоторых случаях при необходимости полной перестройки трубы, по которой протекает большой поток воды, принимается решение о строительстве новой трубы рядом с существующей. Это обеспечивает строительство новой трубы в «сухих» условиях, а пропуск потока воды по существующей. После окончания строительства новой трубы производится демонтаж существующей с пропуском потока воды по новой.

При выполнении работ по перестройке труб необходимо организовать удобное движение транзитного и строительного автотранспорта. Это достигается устройством временных объездов. При невозможности его строительства (подземные коммуникации, ценные сельскохозяйственные земли, болота и т.д.) движение автотранспорта организуется по одной из полос движения, при выполнении работ на другой части насыпи. В этом случае организация работ усложняется, но он часто встречается при перестройке труб.

Полная перестройка железобетонной трубы включает следующие основные операции, многие из которых аналогичны новому строительству водопропускной трубы:

1. Разбивочные геодезические работы.

37

2.Установка временных дорожных знаков и указателей для организации дорожного движения.

3.Планировка бульдозером строительной площадки.

На строительной площадке устанавливается бытовой вагончик, электростанция, компрессор, бетономешалка, туалет, емкость для цемента, складируются необходимые дорожно-строительные материалы (песок, щебень и т.д.), а также элементы новой трубы.

4.Разборка существующей дорожной одежды в пределах будущего котлована с использованием материала для строительства объездной дороги или транспортированием на базу. Для выполнения работ применяются кирковщики, бульдозеры, фронтальные погрузчики, дорожные фрезы (для асфальтобетонного покрытия), автокраны (сборные бетонные покрытия) и автосамосвалы.

5.Разработка грунта земляного полотна вокруг трубы до уровня подошвы фундамента или основания. Для безопасности и удобства работ при разборке старой и монтаже новой трубы котлован по подошве должен быть шире основания старой трубы с двух сторон на 3 м для возможности прохода дорожных машин.

Откос котлована должен быть не круче 1:1 для обеспечения безопасности работ. Если через трубу в процессе ее перестройки возможно прохождение воды, котлован уширяется для устройства временного обводного русла, ширина и глубина которого определяются расчетом.

Возможно устройство котлована с креплением откосов, что позволяет увеличивать их крутизну и уменьшить объем земляных работ.

Для выполнения работ применяются экскаваторы «обратная лопата»

ибульдозеры.

6.Демонтаж трубы. Для выполнения работ применяются пневматические или электрические отбойные молотки, автокраны, бульдозеры, автомобили для транспортировки к месту складирования элементов разобранной трубы. Если лекальные блоки и основание трубы (гравийнопесчаный или щебеночный слой) не имеют дефектов, они используются при строительстве новой трубы. При наличии разрушений (трещины, значительные обломы) лекальные блоки или часть из них удаляется. Материал основания перемещается за пределы котлована бульдозером. Возможно использование материала основания для укрепления временного водоотводного русла.

7.Планировка и уплотнение дна котлована (при удалении основания

илекальных блоков). Для выполнения работ в случае отсутствия при строительстве новой трубы, заглубленной под портальные стенки, используются бульдозеры или автогрейдеры, в стесненных условиях вручную. Уплотнение грунта в основании трубы производится пневмокатками или виброплитами в стесненных условиях.

38

8.Устройство основания под портальные стенки. Основание уст-

раивается послойно с уплотнением из песчано-гравийной или щебеночной смеси на толщину, предусмотренную проектом.

Для выполнения работ используются автосамосвалы для транспортирования материала для устройства основания с базы до места производства работ. Разравнивание и распределение материала основания производится вручную. Уплотнение материала основания производится ручными трамбующими виброплитами.

9.Монтаж портальных стенок.

Производится монтаж двух портальных стенок на подготовленное основание (рис. 22). Для выполнения работ используется автокран и монтажники конструкций.

Рис. 22. Монтаж портальных стенок: 1 – котлован; 2 – основание под портальные стенки; 3 – портальные стенки; 4 – укосины для удержания стенок в вертикальном положении

10. Устройство основания под тело трубы и оголовки.

Для выполнения работ используются автосамосвалы для транспортирования материала основания с базы до места производства работ. Разравнивание материала производится вручную. Уплотнение материала производится послойно с помощью ручных вибротрамбовок (рис. 23).

Рис. 23. Устройство основания под тело трубы и оголовки: 1 – котлован; 2 – послойное основание под тело трубы и оголовки; 3 – портальные стенки; 4 – основание под тело трубы

39

11. Установка лекальных блоков. Установка лекальных блоков производится с использованием автокрана. При установке лекальных блоков под раструбные трубы предусматриваются разрывы для плотной укладки труб на лекальные блоки (рис. 24).

Рис. 24. Установка лекальных блоков под раструбные трубы: 1 – котлован; 2 – послойное основание под тело трубы и оголовки; 3 – портальные стенки; 4 – основание под тело трубы; 5 – лекальные блоки; 6 – разрывы лекальных блоков; 7 – раструбные трубы

При установке стандартных колец в тело трубы (согласно проекту) разрывы при установке лекальных блоков не делаются.

Так как укладываемые на лекальные блоки звенья трубы повторяют профиль, по которому уложены лекальные блоки, отметки лекальных блоков должны быть проверены с помощью нивелира. Уровень лекальных блоков регулируется толщиной слоя цементного раствора.

12. Бетонирование русла входного и выходного оголовков.

Бетонирование русла входного и выходного оголовков выполняется после устройства основания из песчано-гравийной или щебеночной смеси толщиной, соответствующей проекту (рис. 25). Производится с использованием автосамосвалов для транспортирования материала основания, бетоновоза для транспортирования бетонной смеси (не используется в случае приготовления бетонной смеси на месте), виброплиты для уплотнения основания и бетонной смеси.

13. Монтаж тела трубы, входного и выходного оголовков.

Монтаж звеньев трубы и оголовков производится с применением автокрана и монтажников строительных конструкций.

14. Омоноличивание швов и гидроизоляция трубы.

Швы портальных стенок и открылков конопатятся и заполняются цементным раствором, с уплотнением металлической шуровкой. Внутренние швы в теле трубы заполняются паклей с последующей заделкой цементным раствором.

40