Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Проектирование земполотна П2-01 к СНиП.doc
Скачиваний:
295
Добавлен:
22.02.2016
Размер:
16.06 Mб
Скачать

Уширение насыпи и выемок

5.33 Уширение земляного полотна при реконструкции и ремонте дорог проектируют для устройства дополнительных полос проезжей части переходно-скоростных полос, площадок для стоянки автомобилей или для доведения ширины земляного полотна до норм категории, установленной для данной дороги.

Уширение земляного полотна может быть односторонним или двухсторонним (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 — Схемы уширения земляного полотна

в насыпях: в выемках:

а) двухстороннее в) двухстороннее

б) одностороннее г) одностороннее

5.34 Двухстороннее (симметричное) уширение — это уширение, при котором ось существующей дороги остается без изменения и совмещается с осью уширенной дороги. При этом уширение происходит путем досыпки насыпи или срезки откосов выемки с двух сторон. Такое уширение целесообразно при высоте насыпей и глубине выемок до 2—3 м.

5.35 Одностороннее (несимметричное) уширение — это уширение, при котором ось реконструируемой дороги смещена в сторону от оси старой дороги, а уширение производят путем досыпки насыпи или срезки откоса выемки с одной стороны.

5.36 Для обеспечения надежного сопряжения присыпаемого грунта с грунтом существующего земляного полотна при высоте насыпи более 2 м и косогорах крутизной до 1:3 на откосах предусматривают уступы высотой до 0,5 м с уклоном 50 ‰ .

В насыпях из песчаных грунтов уклон уступов проектируют к оси дороги, в глинистых — от оси дороги.

5.37 При высоте насыпи до 2 м и крутизне косогоров до 1:5, как правило, проектируют рыхление грунта на откосах рыхлителем на глубину до 0,2—0,25 м.

5.38 Толщину уплотняемого слоя грунта присыпаемой насыпи принимают из расчета коэффициента уплотнения не менее плотности грунта реконструируемой насыпи, но не ниже требований таблицы 5.2.

5.39 В местах уширения к земляному полотну предъявляются следующие требования:

— новые грунты в насыпь должны быть уложены слоями с поперечным уклоном в сторону откосов для исключения застоя воды на поверхности отсыпанных слоев (так называемой верховодки);

— фильтрующие грунты необходимо применять в верхней части земляного полотна и в откосах. При укладке фильтрующих грунтов в нижние слои толщину слоя следует принимать не меньше высоты капиллярного поднятия для этих грунтов;

— степень уплотнения отсыпаемых слоев должна быть не меньше, чем существующего земляного полотна;

— крутизну откосов необходимо принимать с учетом требований 5.18 настоящего Пособия;

— при насыпях, симметрично уширяемых, высотой до 2 м допускается применять любые грунты. При высоте насыпей свыше 2 м, а на дорогах I категории — 3 м пригодны только песчаные грунты. На сухих участках (I тип местности) допускается использование супесчаных непылеватых грунтов, для 2 и 3 типа местности по увлажнению нижнюю часть полосы уширения отсыпают из песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сут и высотой капиллярного поднятия до 35 см.

Исправление продольного профиля

5.40 Исправление продольного профиля при реконструкции дороги осуществляется путем увеличения высоты насыпей и глубины выемки существующей дороги.

5.41 При изменении продольного профиля на участках дороги, проходящей в выемке, можно выделить ряд характерных участков (рисунок 5.3):

— участок увеличения глубины выемки — I ;

— участок уменьшения глубины выемки — II ;

— участок, где выемка заменяется насыпью — III ;

— участок увеличения высоты насыпи по подошве к выемке — IV.

1 — линия поверхности земли; 2 — положение красной линии до реконструкции; 3 — то же после реконструкции;

i1, i2 — максимальный продольный уклон до и после реконструкции

Рисунок 5.3 — Схема расположения смежных участков изменения глубины выемки и высоты насыпи при смягчении продольного уклона:

I — участок увеличения глубины выемки;

II — участок уменьшения глубины выемки;

III — участок, где выемка заменяется насыпью;

IV — участок увеличения высоты насыпи

5.42 При использовании в земляном полотне различных по водопроницаемости грунтов следует соблюдать следующие требования (см. рисунок 5.4):

— разнородные грунты следует размещать в теле насыпи горизонтальными слоями;

— поверхностям слоев водонасыщаемых грунтов придают двухскатный поперечный профиль с уклоном 20—40 ‰ , что способствует стоку из насыпи просачивающейся воды;

— из слоев водопроницаемых грунтов должен быть обеспечен вывод воды на откосы;

— не разрешается уширение водонепроницаемым грунтом насыпей, построенных из дренирующих грунтов.

1 — связный грунт; 2 — песчаный грунт; 3 — снимаемый растительный грунт; h — минимальная толщина песчаного слоя

Рисунок 5.4 — Схемы допустимого взаиморасположения грунтов в теле насыпи:

а) симметричное уширение;

б) несимметричное уширение;

в) уширение с наращиванием насыпи по высоте

6 Регулирование водно-теплового режима земляного полотна

6.1К специальным мероприятиям по регулированию водно-теплового режима относят конструктивно-технологические решения, предусматривающие:

— ограничение увлажнения от различных источников (повышение требований к обочине и разделительной полосе, увеличение поперечных уклонов, устройство боковых канав (кюветов), гидроизолирующих и капилляропрерывающих прослоек, дренажей глубокого заложения);

— улучшение свойств грунта в верхней части рабочего слоя (улучшение зернового состава грунтов, укрепление их вяжущими);

— отвод воды (устройство прослоек, дренажей мелкого заложения);

— регулирование теплового режима (устройство теплоизолирующих слоев).

6.2 Устройство гидроизолирующих, капилляропрерывающих и теплоизолирующих слоев и прослоек, дренирующих прослоек, специальных дренажей следует предусматривать на участках дороги, где технически невозможны или экономически нецелесообразны традиционные мероприятия по регулированию водно-теплового режима грунтов земляного полотна и где имеется опасность пучинообразования.

6.3 Снижение увлажнения земляного полотна за счет повышения требований к обочине и разделительной полосе достигается присыпкой обочин и разделительной полосы дренирующими песчаными грунтами, устройством лотков, водосборных колодцев и поперечных труб, способствующих отводу поверхностных вод за пределы проезжей части и уменьшающих накопление влаги в активном слое земляного полотна, укреплением верхней части обочин и разделительной полосы.

6.4 Увеличение поперечного уклона верха земляного полотна позволяет снизить приток влаги в грунты от атмосферных осадков и поверхностных вод. Однако верхний предел поперечного уклона не должен превышать 50 ‰ для обеспечения устойчивости дорожной конструкции.

6.5 Устройство боковых канав предусматривают для отвода поверхностных вод от земляного полотна. При этом, как правило, необходимо обеспечить продольный уклон в канавах не менее 5 ‰ для предупреждения их от заиливания и заноса в процессе эксплуатации дороги.

6.6 Гидроизолирующие прослойки устраивают под дорожной одеждой на всю ширину земляного полотна, чтобы не допустить увлажнения от атмосферных осадков, проникающих под дорожную одежду (рисунок 6.1а), или на глубине не менее 1,2 м от верха покрытия, но не ниже 0,2 м от поверхности земли (рисунок 6.1б) при наличии близких к поверхности грунтовых вод или поверхностных вод для предупреждения переувлажнения верхней части рабочего слоя земляного полотна. Если увлажнение рабочего слоя происходит от всех трех источников увлажнения (осадки, грунтовые и поверхностные воды), то устраивают две гидроизолирующие прослойки, заключая грунт в верхней части земляного полотна в обойму (рисунок 6.1в).

1 — глинистый грунт; 2 — гидроизолирующий материал;

3 — грунт пониженной влажности в обойме

Рисунок 6.1 — Конструкции земляного полотна с гидроизолирующими прослойками

6.7 Капилляропрерывающие прослойки устраивают для ограничения притока влаги в верхние слои земляного полотна от грунтовых или поверхностных вод на глубину не менее 1,2 м от верха покрытия и не менее 0,2 м над уровнем грунтовых вод (рисунок 6.2).

1 — песок; 2 — трубчатый дренаж; 3 — глинистый грунт;

4 — капилляропрерывающая прослойка

Рисунок 6.2 — Конструкция дорожной одежды с капилляропрерывающей прослойкой

6.8 Гидроизолирующие и капилляропрерывающие прослойки необходимо предусматривать при целесообразности снижения высоты насыпи на отдельных участках дороги, для снижения объема земляных работ, уменьшения толщины морозозащитного и дренирующего слоя, основания дорожной одежды за счет увеличения расчетных показателей грунтов земляного полотна, имеющих более низкую влажность. Окончательное решение о применении гидроизолирующих и капилляропрерывающих прослоек принимают на основании технико-экономического расчета, доказывающего эффективность их применения.

6.9 Для устройства гидроизолирующих прослоек применяют материалы, обеспечивающие изоляцию грунта от всех видов влаги. К ним относят грунты, обработанные вяжущими (битумом, цементом и др.), изол (ГОСТ 10296), полиэтиленовую пленку толщиной 0,2 мм, стабилизированную 2 % канальной сажи (ГОСТ 10354), нетканые синтетические материалы, пропитанные битумом или другим водоотталкивающим материалом.

6.10 Капилляропрерывающие прослойки устраивают из материалов, предназначенных для гидроизолирующих прослоек, указанных выше, а также из нетканых синтетических материалов, имеющих низкую фильтрацию в поперечном направлении и высокую (более 30 м/сут) — в продольном направлении, гидрофобизированных грунтов на основании гидрофобизаторов катионных [1]. Кроме того, для устройства капилляропрерывающих прослоек могут применяться зернистые фильтрующие материалы (гравий, щебень), толщина слоев которых должна быть 10—15 см. Для предупреждения заиливания зернистых материалов и перемешивания их с грунтом снизу необходимо предусматривать фильтр из мелкого гравия толщиной 3—5 см или нетканых синтетических материалов.

6.11 Дренажи глубокого заложения предназначены для понижения уровня грунтовых вод, что позволяет снизить влагонакопление в верхней части земляного полотна. Устраивают их, как правило, в выемках и нулевых местах. Примеры устройства закрытого подкюветного дренажа приведены в разделе 7.

6.12 Наряду с заменой глинистого грунта в верхней части рабочего слоя земляного полотна на менее пучинистый могут применяться мероприятия по улучшению свойств грунта путем введения гранулометрических добавок, обработкой вяжущими и другими материалами. В качестве вяжущих могут применяться наряду с битумом, цементом, известью отходы и побочные продукты промышленности (зола уноса, цементная пыль, шлаки и др.), а также гидрофобизаторы.

6.13 Для отвода воды, поступающей сверху от атмосферных осадков и снизу от грунтовых вод, применяют дренирующие прослойки. Рекомендуется также применение прослоек, совмещающих функции дренирования, разделения вышележащих слоев дорожной одежды и грунтов, а также армирования земляного полотна и снижения неравномерности пучения.

6.14 Дренирующие прослойки укладывают непосредственно под дорожную одежду по всей ширине земляного полотна с выпусками полотнищ на откосы или в дренаж на 0,5—1,0 м (рисунок 6.3).

Дренирующие прослойки устраивают из нетканых синтетических материалов, способных фильтровать воду в поперечном направлении в плоскости холста. Коэффициент фильтрации таких материалов должен быть не ниже 30 м/сут с учетом заиливания.

1 — песок; 2 — трубчатый дренаж;

3 — глинистый грунт; 4 — дренирующая прослойка

Рисунок 6.3 Конструкция дорожной одежды с дренирующей прослойкой

6.15 Применяемые прослойки должны соответствовать действующим нормативным документам и отвечать следующим требованиям:

— выдерживать без повреждения нагрузки, возникающие при укладке и уплотнении вышележащих слоев, а также при движении автомобилей по дороге;

— противостоять воздействию неравномерного морозного пучения и осадки грунтов без разрывов и проломов;

— не изменять существующих свойств при различной степени влагонакопления и температуре;

— не заиливаться, не подвергаться разрушающему воздействию микроорганизмов и агрессивных вод;

— их устройство должно быть технологичным.

6.16 Для отвода избыточной воды из рабочего слоя земляного полотна в весенний период работы конструкции широко применяют, особенно при реконструкции и капитальном ремонте дорог, дренажи мелкого заложения, которые представляют собой ровики, заполненные фильтрационным зернистым материалом. Глубина их размещения не должна превышать, как правило, 2 м. Дренажи мелкого заложения устраивают при наличии интенсивного увлажнения от атмосферных осадков.

6.17 В условиях Беларуси, особенно в северных и северо-восточных районах, где глубина промерзания дорожной конструкции достигает 1,6—1,8 м и более, при проектировании реконструкции и ремонта дорог с признаками пучиноопасности для обеспечения морозоустойчивости земляного полотна экономически целесообразно устройство теплоизолирующих слоев, которые позволяют полностью предотвратить промерзание земляного полотна или обеспечить допустимую глубину промерзания по условиям влагонакопления и пучения.

6.18 Для устройства теплоизолирующих слоев применяют материалы с более эффективными теплоизолирующими свойствами, чем у грунтов и обычных дорожно-строительных материалов.

При близком залегании грунтовых вод, когда глубина их нахождения меньше, чем глубина промерзания конструкции, или при длительно застаивающихся поверхностных водах рекомендуется использовать материалы с низким коэффициентом теплопроводности, например, пенопласт, позволяющий при небольшой толщине слоя (до 10—15 см) полностью предотвратить промерзание грунтов земляного полотна и уменьшить миграцию влаги в верхние слои рабочего слоя в зимний период, исключить морозное пучение грунтов.

В других случаях могут быть использованы легкие бетоны, теплоизоляционные композиции из укрепленных вяжущим местных материалов (грунтов) или отходов промышленности, заполнителей (перлит, аглопорит, гранулы полистирола и измельченные отходы пенопласта, керамзит и др.), которые способствуют снижению глубины промерзания земляного полотна и уменьшению неравномерности морозного пучения.

6.19 Теплоизолирующие материалы изменяют температурный режим покрытия и могут повысить возможность образования гололеда на его поверхности, т.е. создать угрозу безопасности движения транспортных средств по дороге. Поэтому места расположения теплоизоляционного слоя следует выбирать таким образом, чтобы обеспечить идентичный режим дорожных одежд с теплоизолирующими слоями и без них. Так теплоизолирующие слои из материалов с коэффициентом теплопроводности менее 0,05 Вт/(м  к) следует располагать на глубине более 0,5 м от поверхности покрытия. В этом случае частота образования гололеда на участках с теплоизолирующими слоями не превышает 10 % по сравнению с участками дороги, имеющими традиционную конструкцию дорожной одежды.

6.20 Следует иметь в виду, что теплоизолирующие свойства теплоизоляционных материалов, как правило, обратно пропорциональны их прочностным характеристикам, поэтому для предотвращения образования гололеда и неравномерных остаточных деформаций теплоизоляционные материалы с более низкими значениями коэффициента теплопроводности должны находиться в конструкции на большей глубине.

Теплоизоляционные материалы должны сохранять свои свойства под воздействием влаги, температуры и агрессивных вод, быть биостойкими, выдерживать нагрузки, возникающие при укладке и уплотнении вышележащих слоев дорожной одежды.

Ширина теплоизолирующего слоя должна быть больше ширины проезжей части на 1—2 м для изоляции и защиты грунтов земляного полотна под дорожной одеждой от действия холода со стороны обочин.

6.21 При проектировании реконструкции и капитального ремонта пучинистых участков дорог необходимо максимально использовать существующую дорожную одежду и земляное полотно.

Для принятия обоснованных решений по методам регулирования водно-теплового режима дорожной конструкции необходимо проведение детальных инженерно-геологических обследований отдельных участков дороги, подверженных пучинообразованию, с целью получения достоверных данных о состоянии земляного полотна, водоотводных и дренажных устройств.

6.22 Оценка состояния земляного полотна, водоотводных и дренажных устройств осуществляется на основании изучения материалов эксплуатационной службы, визуальных и инструментальных обследований. В результате должны быть получены материалы, характеризующие:

— наличие и состояние пучинистых участков с недостаточной несущей способностью грунта земляного полотна;

— наличие и состояние водоотводных и дренажных устройств, грунтовые и гидрологические условия;

— конструкцию земляного полотна и дорожной одежды, толщину, материал и состояние отдельных конструктивных слоев;

— прочность дорожной конструкции на всем протяжении реконструируемой дороги.

6.23 Участки автомобильной дороги с недостаточной несущей способностью грунтов земляного полотна должны быть детально обследованы в весенний период с целью установления причин избыточного увлажнения. Прежде всего необходимо установить источник увлажнения земляного полотна (глубину залегания грунтовых вод, наличие и продолжительность застоя поверхностных вод у насыпи, степень увлажнения земляного полотна выпадающими осадками), вид грунтов, тип и толщину конструктивных слоев, наличие дренажных устройств и их способность к дальнейшей работе.

6.24 Мероприятия по регулированию водно-теплового режима земляного полотна назначают исходя из наличия и состояния водоотводных и дренажных устройств, прочности существующей дорожной одежды и принятых решений по реконструкции дороги.

6.25 На участках уширения проезжей части при частичной потере прочности (коэффициент запаса прочности Кпр > 0,8) из-за переувлажнения грунтов земляного полотна и неукрепленных слоев дорожной одежды необходимо предусматривать устройство ровиков уширения и принятие мер по улучшению условий отвода поверхностных и понижения уровня грунтовых вод в зависимости от выявленных источников увлажнения. Ровики уширения устраивают на величину уширения проезжей части и укрепительной полосы, заглубляя их не менее чем на 5 см ниже существующего дренажного слоя и обеспечивая тем самым отвод избыточной влаги через обочины в резервы. Уклон дна резервов уширения в направлении обочины назначают равным 40 ‰, крутизна откоса ровика уширения должна быть не менее 1:1,5.

6.26 Основными мероприятиями, позволяющими уменьшить влажность в грунтах земляного полотна, в зависимости от источников увлажнения, являются:

— прочистка существующих канав с доведением их уклона до величины не менее 3 ‰ и обеспечением отвода воды к пониженным местам;

— углубление существующих и прокопка новых продольных и поперечных канав;

— присыпка обочин дренирующими песчаными материалами, способствующими улучшению отвода поверхностных вод за пределы полотна и уменьшающими накопление влаги в активном слое земляного полотна;

— изоляция земляного полотна от проникновения атмосферных осадков через обочины и проезжую часть;

— устройство закрытого дренажа, каптажа переувлажнения очагового характера, выхода ключей, водяных линз, а также в выемках и нулевых местах с целью понижения уровня грунтовых вод.

6.27 При значительной потере несущей способности конструкции (Кпр< 0,8), когда не представляется возможным устранить источник увлажнения без снятия дорожной одежды, когда дорожная одежда полностью разрушена и ее использование неэффективно или увеличение толщины конструкции нецелесообразно, необходима полная замена всей конструкции. В этом случае производят разборку дорожной одежды и назначают мероприятия по снижению влагонакопления грунтов верхних слоев земляного полотна (замена или улучшение свойств грунта, устройство дренажных и теплоизолирующих слоев и прослоек, гидроизолирующих и капилляропрерывающих прослоек).

6.28 В неблагоприятных природно-климатических условиях, когда основное увлажнение происходит от уровня грунтовых вод, в отдельных случаях целесообразно старую конструкцию оставить в теле насыпи, что будет способствовать улучшению водно-теплового режима верхних слоев земляного полотна и дорожной одежды. На основании технико-экономического сравнения сопоставляют это решение со способом, основанным на разборке старой дорожной одежды и использовании материалов после переработки в новой конструкции.