2.4 Проектирование конструктивных элементов городских дорог Проектирование земляного полотна.

Прочность земляного полотна обеспечивает устойчивость дорожной одежды, ее долговечность. При проектировании земляного полотна необходимо учитывать следующие основные факторы:

- качество грунтов;

- уровень грунтовых вод;

- рельеф местности;

- климатические условия;

- тип водоотводящих сооружений;

- возведение земляного полотна, его уплотнение.

На рис.2.5. показаны поперечные профили земляного полотна.

а)

б)

Рис. 2.5. Поперечные профили земляного полотна: а) дорога с кюветным профилем: 1- поверхность дорожной одежды; 2- корыто проезжей части; 3- обочина; 4- откос; 5- бровка дорожного полотна; 6- дорожная одежда; 7- кювет; 8- корыто тротуара, примыкающего к проезжей части; 9- корыто тротуара, отдельно от проезжей части зелеными насаждениями; б) дорога с лотковым профилем.

Способы устройства корыта.

Дорожные одежды размещаются в корыте – углублении в поверхности земляного полотна. Глубина корыта соответствует толщине дорожной одежды, но если обочины присыпные, то глубина корыта меньше, если с бортами – то больше (рис. 2.6).

Первый способ устройства корыта: разработка котлована в грунте земляного полотна с вывозом грунта. Применяют в устойчивых грунтах при постройке дорог в выемках или нулевых отметках (рис. 2.6 а); Второй способ: устройство обочин за счет грунта, вынимаемого из корыта (полукорытный профиль, рис. 2.6 б); третий способ: отсыпка обочин из привозных грунтов (присыпные обочины),используется при малопригодных грунтах земляных полотен (например, сыпучих, рис. 2.5 в)

а)

б)

Рис. 2.6. Способы устройства корыта.

Способы устройства земляного полотна:

- в нулевых отметках, используются на местных дорогах, в пустынях и т.д.;

- в насыпях (рис. 2.7 а);

- в выемках (рис. 2.7 б);

- в полунасыпях, полувыемках, используются на косогорах (рис. 2.7 в).

а)

б)

в)

Рис. 2.7Способы устройства земляного полотна.

При устройстве загородных дорог грунт для возведения земляного полотна берут из резервов, из выемкив насыпь, складывают в кавальеры (на обрезах дороги); земляное полотно на городских улицах и дорогах проектируют в соответствии с проектом вертикальной планировки улиц по всей их ширине и в увязке с планировкой прилегающих территорий. Используют, главным образом, привозные грунты, которые должны быть обязательно дренирующими – гравийные, песчаные, скальные. Не допускаются илистые, торфяные, солевые грунты, смерзшиеся, пылеватые суглинки и глины. При высоком уровне грунтовых вод нельзя применять грунты, имеющие способность к высокому капиллярному подъему воды. Насыпи устраивают из однородных грунтов, отсыпаемых на всю ширину земляного полотна горизонтальными слоями толщиной, обеспечивающей необходимое их уплотнение. Плотность грунтов земляного полотна должна составлять 95…98 % от оптимальной (). Ширину земляного полотна под проезжие части принимают на 1 метр больше ширины проезжей части с учетом установки бортовых камней и сопряжения дренирующих слоев проезжей части и тротуаров. Поверхности земляного полотна под дорожными одеждами придают уклоны, соответствующие уклонам проезжей части (), направленные в сторону лотков, кюветов, дренажей. Для обеспечения устойчивости земляного полотна большое значение имеет тип грунта.

Классификация грунтов представлена в табл. 2.4.

Таблица 2.4.

Типы глинистых грунтов

Супесь	легкая крупная	1-7
	пылеватая
	тяжелая пылеватая
Суглинок	легкий	7-12
	легкий пылеватый
	тяжелый	12-17
	тяжелый пылеватый
Глина	песчанистая	17-27
	пылеватая
	жирная	> 27

Таблица 2.5.

Группы грунтов по степеням пучинистости

Песок гравелистый крупный и ср. крупности	I (непучинистый)
Песок крупный, ср. крупности, мелкий, супесь	II (слабопучинистый)
Супесь, суглинок легкий, суглинок тяжелый, глины	III (пучинистый)
Песок пылеватый, супесь пылеватая, суглинок тяжелый пылеватый	IV (сильно пучинистый)
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый	V (чрезмерно пучинистый)

Пучинами называют деформации дорожных одежд, проявляющиеся зимой во взбугривании и потере ровности дорожной одежды, а в период оттаивания – в проломах дорожной одежды, вызываемых резким снижением прочности грунта земляного полотна. Вызываются накоплением в земляном полотне зимой большого количества влаги. Образуются ледяные прослойки (донники), раздвигающие грунт, вызывая поднятие (пучение дорожной одежды). Весеннее оттаивание – вскрытие пучин – ведет к снижению прочности грунта и дорожной одежды. Дорожные одежды начинают разрушаться под действием движения автомобилей. Образованию пучин способствуют грунты, имеющие высокий капиллярный подъем (до 2 м.), а также высокий уровень грунтовых вод.

Возвышение поверхности земляного полотна над уровнем грунтовых вод устанавливают с учетом гидрологических и климатических условий. При этом нормируется возвышение дна корыта над наивысшем уровнем грунтовых вод. В городских условиях, при невозможности поднять земляное полотно, предусматривают следующие мероприятия:

- понижение уровня грунтовых вод на величину H-h, где H – отметка основания подстилающего слоя, а h – высота капиллярного подъема воды в грунте земляного полотна (рис. 2.9);

- устройство теплоизолирующих и капиллярнопрерывающих слоев из шлака, щебня, гравия, геотекстиля (рис 2.8);

Рис. 2.8 7Устройство дополнительного слоя из геотекстиля: а- между основанием и земляным полотном; б, в – под дорожной одеждой.

- если под проезжей частью проходит траншея для подземных коммуникаций, то её засыпают песчаными грунтами, с отводом воды из траншеи.

Рис. 2.9Понижение уровня грунтовых вод в городских условиях.

На заболоченных участках принимают следующие решения: сохранение, частичное или полное удаление торфяного слоя, так как насыпи на болотах подвергаются значительным осадкам. На магистральных улицах делают полное выторфовывание. При большой толщине торфа устраивают песчаные сваи (вертикальные дрены): пробуривают скважины до плотного основания и засыпают их песком. В основании насыпи делают прослойки из дренирующего грунта толщиной 0,5 – 2 м.

Крутизну откосов насыпей и выемок принимают с учетом их высоты (глубины), типа грунтов земляного полотна, гидрологических и климатические условий.

Например: 1:1,5 используют для песка, гравия, щебня; 1:1 - для крупнообломочных грунтов. Для обеспечения устойчивости и декоративности используют засев трав, одерновку, георешетки, мощение, бетонные и железобетонные плиты, подпорные стенки (рис. 2.10).

Рис. 2.10Укрепление откосов георешеткой с засевом трав (а, б); Г-образный штырь (анкер) для крепления георешетки (в).