1.8. Строительство дополнительных слоев оснований

Дополнительными слоями оснований называют слои, размещаемые непосредственно на земном полотне. На дополнительном слое строят дорожное основание. Строительство дополнительного слоя производят при необходимости обеспечения требуемой по расчету прочности или морозостойкости дорожной одежды, а также для осушения верхней части земляного полотна и дорожной одежды или предохранения земляного полотна от глубокого промерзания.

Различают дополнительные слои по назначению – подстилающие, теплоизолирующие и дренирующие.

Толщину подстилающего слоя назначают из условия обеспечения заданной прочности всей конструкции дорожной одежды.

Для обеспечения морозостойкости толщину подстилающего слоя определяют

, (1.30)

где - глубина промерзания, м;

- толщина дорожной одежды, достаточная по условию требуемой прочности ().

Подстилающий слой строят на ширину земляного полотна, если преследуют цель одновременно использовать его в качестве дренирующего слоя, или только на ширину основания при обеспеченном водоотводе.

Строительство подстилающего слоя включает следующие рабочие операции:

- подвозка материала (песок, отвальные шлаки, минеральные отходы промышленности);

- разравнивание и профилирование материала на земляном полотне;

- уплотнение катками на пневматических шинах с поливкой водой при влажности материала меньше оптимальной.

Теплоизолирующие слои применяют в целях улучшения воднотеплового режима за счет уменьшения глубины промерзания земляного полотна. Это позволяет снизить высоту капиллярного поднятия воды и уменьшить увлажнения верхней части земляного полотна. Для теплоизолирующих слоев применяют полистирол плотностью 30…60 кг/м³и водонасыщением не более 10…20%; пенно- и газобетон со стальной арматурой; пенослой, получаемый путем вспучивания смол (полиуретановых, формальдегидных и др.); легкие цементобетоны (400…500 кг/м³).

Жесткие пенопласты, пенно-и газобетоны используют в виде готовых плит. Стироловый гранулированный заполнитель в передвижных бетономешалках перемешивают с цементом и минеральными мелкозернистыми материалами. Полученную смесь укладывают бетоноукладочными машинами на синтетическую пленку и уплотняют легкими катками.

Толщина теплоизолирующих слоев зависит от коэффициентов теплопроводности расположенной на них дорожной одежды теплоизоляционного материала, и может быть от 5,0 до 15,0 см.

Наилучшими теплозащитными свойствами характеризуются золошлаковые смеси, укрепленные цементом. Теплоизолирующие слои позволяют уменьшать толщину дорожной одежды и соответственно расход дорожно-строительных материалов.

В условиях избыточного увлажнения для осушения дорожной одежды и верхней части земляного полотна устраивают дренирующие слои. В тех случаях, когда вся поступающая в дренирующий слой вода может разместиться в его порах, дренирующий слой устраивают только под дорожной одеждой по принципу объемного поглощения (рис.1.7, а).

Для снижения толщины дренирующего слоя и обеспечения выхода свободной воды из него дренирующие слои устраивают на всю ширину земляного полотна (рис.1.7, б) [4].

Рис.1.7. Дренирующие слои: а – по принципу объемного поглощения; б – на всю ширину земляного полотна; 1 – покрытие; 2 – основание; 3 - дренирующий слой; 4 – капиллярная вода

Наиболее распространенным материалом для дренирующих слоев является песок. Чем крупнее песок и меньше в нем пылеватоглинистых частиц, тем выше его фильтрующие и водоотводящие свойства. Для районов с избыточным увлажнением коэффициент фильтрации песка должен быть более 5 м в сутки при ширине земляного полотна 12,0 м. Содержание глинистых частиц должно быть не более для крупнозернистых песков 7%, мелкозернистых 3…4%.

Строительство дренирующих слоев состоит из следующих рабочих операций:

- доставка песка (песчано-гравийной смеси) автомобилями-самосвалами и ссыпание материала в кучи на определенном расстоянии друг от друга;

- разравнивание песка бульдозером или автогрейдером;

Рис.1.8. Схема работ по строительству песчаного дополнительного слоя:

1 – распределенный песок; 2 – разравнивание песка бульдозером; 3, 4 - подвезенный песок

- уплотнение материала дренирующего слоя с поливкой водой.

Уплотняющие средства выбирают с учетом толщины дренирующего слоя. Степень плотности песка в слое должна быть равной или больше единицы. Если влажность песка меньше оптимальной, его уплотнение производят вибрационными катками. При необходимости увлажнение песка производят поливомоечными машинами.

Расход воды составит (т/м²)

, (1.31)

где - толщина отсыпаемого слоя песка;

- наибольшая плотность скелета песка т/м³;

- коэффициент, учитывающий испарение части воды (в жаркую погоду более 25^оС,);

, - оптимальная и естественная влажность песка, доли единицы.

Песчаные дренирующие слои могут постепенно заиливаться мелкоземом под действием капиллярного поднятия воды. Возможно их заиливание сверху при проникновении воды через обочину. Заиливание и переувлажнение песчаного дренирующего слоя приводит к потере им несущей способности и образованию деформаций на покрытии. Это вызывает необходимость укладывать сверху и снизу песчаного дренирующего слоя противозаиливающие слои.