4. Обеспечение морозоустойчивости дорожных одежд и земляного полотна Общие вопросы

4.1. В районах сезонного промерзания грунтов на участках дорог, находящихся в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях, наряду с требуемой прочностью должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд и земляного полотна.

4.2. Не требуется специальных мер по морозозащите конструкций: а) в районах с глубиной промерзания менее 0,6 м; б) при земляном полотне, сложенном на всю глубину промерзания из непучинистых грунтов или слабопучинистых грунтов (см. приложение 7. табл. 30); в) в случаях, когда общая толщина дорожной одежды превышает²/₃, глубины промерзания.

4.3. Основные мероприятия, способствующие обеспечению требуемой морозоустойчивости дорожной одежды и земляного полотна:

а) использование непучинистых или слабопучинистых грунтов (см. приложение 7, табл. 30) для сооружения верхней части земляного полотна, находящегося в зоне промерзания;

б) обеспечение достаточного возвышения покрытия над уровнем грунтовых или поверхностных вод;

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

г) применение специальных устройств, предохраняющих земляное полотно от неблагоприятного воздействия отрицательных температур воздуха;

д) понижение уровня грунтовых вод;

е) устройство капилляропрерывающих и водоизоляционных прослоек.

Оптимальное решение нужно принимать на основании технико-экономического сравнения вариантов отдельных или сочетания нескольких мероприятий.

4.4. Конструкция достаточно морозоустойчива, если удовлетворяется условие:

(l_пуч+l_мз) <l_доп, (4.1)

где l_пуч- расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна;

l_мз- расчетное пучение морозозащитного слоя из материала, не удовлетворяющего требованиямп. 4.7и4.8настоящей Инструкции, а также пучение верхней части земляного полотна, устроенной из слабопучинистых грунтов, в том числе укрепленных малыми дозами вяжущего;

l_доп- допускаемое зимнее вспучивание покрытия.

4.5. Конструкции рассчитываются на морозоустойчивость для характерных участков или групп участков дороги, сходных по грунтово-гидрологическим условиям, имеющих одинаковое покрытие, одну и ту же конструкцию земляного полотна, а так же в равной мере обеспеченных местными строительными материалами.

4.6. Метод расчета дорожных конструкции на морозоустойчивость следует выбирать с учетом: а) типа местности по условиям увлажнения; б) отношения расчетной глубины промерзания к расстоянию от поверхности покрытия до расчетного уровня грунтовых вод; в) вида материла (стабильного традиционного, теплоизоляционного, конструктивно-теплоизоляционного), применяемого для морозозащиты конструкции.

Требования к морозозащитным (стабильным) и теплоизоляционным материалам

4.7. Для устройства морозозащитных слоев нужно применять зернистые материалы, такие, как щебень, песчано-гравийные смеси, шлаки и непучинистые грунтыIгруппы(см. приложение 7, табл. 30), характеризующиеся К_пуч< 1 %. В этом случае характеристикуl_мзне следует вводитьв формулу (4.1).

Материалы и грунты II группы (см. приложение 7, табл. 30) характеризующиеся К_пуч=1¸2 % и коэффициентом фильтрации не менее 1 м/с, после их проверки на морозоустойчивость (приложение 6) также могут быть использованы для устройства морозозащитных слоев. При этом характеристикуl_мзнадо вводить в расчетпо формуле (4.1). Значениеl_мзравно произведению толщины морозозащитного слоя на К_пуч.

4.8. В районах, не обеспеченных кондиционными зернистыми материалами, следует шире применять для устройства морозозащитных слоев грунты, укрепленные вяжущими, и гидрофобизированные.

Грунты, укрепленные цементом, должны отвечать следующим требованиям: 1) коэффициент морозного пучения не должен превышать 2 %; 2) коэффициент морозоустойчивости не должен быть ниже 0,65 при температуре замораживания -5°С.

Пределы прочности при сжатии R_сжи изгибеR_изгстандартных лабораторных образцов из укрепленных цементом грунтов должны находиться в диапазоне, указанномв табл. 4.1.

4.9. Теплоизоляционные слои нужно устраивать из материалов с более эффективными теплозащитными свойствами, чем у грунтов и обычных дорожно-строительных материалов.

Для теплоизоляции дорожной конструкции могут быть применены: а) полимерные материалы (пенопласты); б) легкие бетоны, в которых содержатся пористые заполнители (керамзит, аглопорит гранулы полистирола, измельченный пенопласт); в) металлургические шлаки; г) золошлаковые смеси как обработанные цементом, битумом или битумной эмульсией, так и не обработанные; д) композиции из местных материалов или грунтов, легких заполнителей и вяжущих, приготовленные способом смещения в установке; е) битумоминеральные смеси - обычные и с легкими заполнителями. Перечисленные смеси и исходные материалы должны удовлетворять требованиям к дорожно-строительным материалам по соответствующим ГОСТам, СНиПам и инструкциям.

Таблица 4.1

Группа исходного грунта по степени пучинистости (приложение 7, табл. 30)	Пределы прочности укрепленного цементом грунта, МПа		Группа исходного грунта по степени пучинистости (приложение 7, табл. 30)	Пределы прочности укрепленного цементом грунта, МПа
	Rсж	Rизг		Rсж	Rизг
II	0,7-1,0	0,1-0,2	IV	1,6-2,0	0,4-0,5
III	1,0-1,5	0,2-0,3	V, VI	>2,0	>0,5

4.10. Среди указанных в п. 4.9материалов весьма важное место занимают такие новые прогрессивные материалы, как грунты, укрепленные вяжущим веществом, с добавкой легких (пористых) заполнителем. К этим композициям как к материалам, применяемым для устройства конструктивных теплоизоляционных слоев, предъявляются соответствующие требования в отношении физико-механических и теплофизических свойств, учитывающие вид укрепляемого грунта и пористого заполнителя, а также условия работы этого материала в конструкции - климатические и грунтово-гидрологические особенности местности, тип покрытия, интенсивность и состав движения, местоположение слоя в конструкции. Коэффициент теплопроводности их не должен превышать 0,6 Вт/мК; предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов в возрасте 28 и 7 суток - соответственно 1,0-2,0 и 0,6-1,5 МПa; предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов-балочек в возрасте 28 сут. - 0,1-0,2 МПа; коэффициент морозного пучения - не более 1 %.

Примечание. Коэффициент теплоусвоения материала Si определяют по формуле п. 4.35.

Рис. 4.1. Переходные клиновидные конструкции (примеры):

а - на подъезде к мосту в виде утолщения теплоизоляции; б - то же, но с утолщенным морозозащитным слоем; в - при сопряжении двух участков с разной высотой пучения; 1 - песок средней крупности; 2 - теплоизолирующий слой из битумоцементогрунта с пористым заполнителем; 3 - асфальтобетон III марки; 4 - асфальтобетон: I марки; 5 - клиновидное утолщение; 6 - то же, песчаного слоя; 7 - пучинистый грунт; 8 - слабопучинистый грунт; L - длина переходного участка