19.8. Земляное полотно автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах

«Верхняя часть земляного полотна, находящаяся в непосредственном контакте с дорожной одеждой, должна отсыпаться из грунтов, отвечающих определенным требованиям в отношении морозоустойчивости; эти грунты на определенную глубину должны быть уплотнены до требуемой плотности и защищены от увлажнения грунтовыми, надмерзлотными и поверхностными водами. В зависимости от рода грунта основания, степени предохранения его от увлажнения и достигнутого уплотнения назначают размеры конструктивных нижних слоев дорожной одежды и всей одежды в целом, при заданном типе покрытия и размерах, характере движения» (Н.А. Пузаков, 1970-1972 гг.).

Земляное полотно по первому принципу проектируют, преимущественно, в I₁ - Северной подзоне; по второму принципу - в I₂ - Центральной и в I₃ - Южной подзонах; а по третьему - в I₃ - Южной дорожно-климатической подзоне зоны вечной мерзлоты.

Земляное полотно проектируют в насыпях, выемки допускают только в исключительных случаях.

На участках с неустойчивым температурным режимом (выше минус 2°С), сложенных тяжелыми глинистыми грунтами (пылеватые суглинки и глины), осушение которых технически и экономически не оправдано, земляное полотно проектируют по второму принципу, предусматривая строительство земляного полотна в зимнее время с предварительной (за 2-3 месяца до постройки насыпи) расчисткой дорожной полосы от снега.

На сырых участках местности в подзоне 13 на легко осушаемых грунтах (пески, супеси, легкие суглинки) земляное полотно проектируют по третьему принципу, предусматривая проведение ранней весной (за год до сооружения насыпи) мероприятия по расчистке полосы отвода от леса, кустарника, мохорастительного покрова и устройству водоотвода.

Индивидуальное проектирование земляного полотна осуществляют на участках с особо сложными мерзлотно-грунтовыми и гидрогеологическими условиями местности. К ним относят участки:

с близким залеганием (до 1,5-2 м) ледяных линз и подземных льдов;

с признаками термокарстовых и солифлюкционных процессов, а также широким развитием наледей и буфов пучения.

Участки индивидуального проектирования выявляют на стадии рекогносцировочных изысканий для обоснования инвестиций в строительство. При подробных изысканиях проводят их детальное инженерно-геологическое обследование.

Пересечение автомобильных дорог с подземными коммуникациями запрещают на участках с льдонасыщенными грунтами, а также с наличием подземных льдов на глубине до уровня двойной мощности сезонно оттаивающего слоя. В исключительных случаях, когда пересечение дороги в другом месте требует значительных затрат, осуществляют индивидуальное проектирование пересечений с обеспечением надежной защиты грунтового основания от протаивания.

19.9. Требования к грунтам земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах

Для возведения насыпей применяют грунты, обеспечивающие необходимую прочность и устойчивость земляного полотна. Грунты классифицируют по двум основным группам: глинистые (супеси, суглинки и глины) и несцементированные обломочные грунты (крупнообломочные и песчаные). Разновидности грунтов внутри названных групп устанавливают согласно СНиП 2.05.02-85 и ГОСТ 25100-95.

Крупнообломочные и песчаные грунты (кроме пылеватых песков), а также водостойкие местные материалы (отходы дробильно-сортировочных фабрик, хорошо обожженные горелые породы и т.д.) допускают для возведения насыпей без ограничений. При этом максимальный размер ребер отдельных камней в грунтовом массиве, укладываемом в нижнюю часть земляного полотна, должен быть менее 2/3 толщины уплотняемого слоя, а в верхнюю часть (в пределах слоя толщиной 1 м) - менее 30 см. Не следует применять илистые грунты, жирные глины, трепелы и другие грунты, перечисленные в СНиП 2.05.02-85 (пп. 6.6.-6.7.) и ГОСТ 25100-95.

На марях и в местах с высокой влажностью (мокрые места) предпочтение следует отдавать несцементированным обломочным разномерным грунтам.

На всех типах местности можно применять также и глинистые грунты, удовлетворяющие требованиям табл. 19.12.

Таблица 19.12.

Требования к глинистым грунтам для возведения земляного полотна

Часть насыпи	Глубина расположения слоя от низа дорожной одежды, м	Покрытия капитальные			Покрытия усовершенствованные облегченные			Покрытия переходного и низшего типов
		Тип местности по характеру поверхностного стока, степени увлажнения и мерзлотно-грунтовым условиям (таблица 19.3)
		1 - сухие места	2 - сырые места	3 - мокрые места	1 - сухие места	2 - сырые места	3 - мокрые места	1 - сухие места	2 - сырые места	3 - мокрые места
Верхняя	До 1,5	Супеси легкие, суглинки легкие с содержанием пылеватых частиц менее 35 % и глинистых менее 15 %		Супеси легкие с содержанием пылеватых частиц менее 35 % и глинистых менее 5 %	Супеси легкие и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 50 % и глинистых менее 20 %		Супеси и суглинки легкие с содержанием пылеватых частиц менее 35 % и глинистых менее 15 %	Супеси легкие и суглинки, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 55 % и глинистых менее 25 %		Супеси легкие и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 40 % и глинистых менее 20 %
Нижняя неподтапливаемая	1,5-6	Супеси легкие, суглинки легкие с содержанием пылеватых частиц менее 35 % и глинистых менее 15 %		Супеси и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 55 % и глинистых менее 25 %	Супеси и суглинки легкие с содержанием пылеватых частиц менее 35 % и глинистых менее 15 %		Супеси и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 60 % и глинистых менее 20 %	Супеси легкие и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 40 % и глинистых менее 20 %
Нижняя подтапливаемая	1,5-6		Супеси легкие и суглинки легкие с содержанием пылеватых частиц менее 35 % и глинистых менее 15 %			Супеси лег-, кие и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 20 %	Супеси и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее 35 % и глинистых менее 15 %		Супеси и суглинки легкие, суглинки и глины с содержанием пылеватых частиц менее
									55 % и глинистых менее 25 %	40 % и глинистых менее 20 %

Примечания:

1. Коэффициент морозного пучения глинистых грунтов, отсыпаемых в верхнюю часть насыпи, должен быть менее 3 %, а в нижнюю часть - 5 %.

2. Степень засоленности глинистых грунтов, отсыпаемых в верхнюю часть насыпи, должна быть менее 0,25 г/см³ порового раствора, а в нижнюю часть - 0,5 г/см³.

Влажность глинистых грунтов, используемых для возведения земляного полотна, должна быть менее допустимой при требуемом коэффициенте уплотнения (табл. 19.13).

Таблица 19.13.

Допустимая относительная влажность грунта (в долях от оптимальной* влажности)

Грунты	Требуемый коэффициент уплотнения
	1-0,98	0,95	0,9
Супеси легкие	0,9-1,20	0,85-1,30	0,8-1,40
Суглинки легкие пылеватые	0,9-1,15	0,85-1,25	0,8-1,35
Глины, суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые	0,9-1,10	0.82-1,20	0,8-1,30
Глины пылеватые	0,9-1,05	0,90-1,15	0,8-1,20

* Значения оптимальной влажности для характерных грунтов зоны вечной мерзлоты можно определить через влажность предела текучести по следующим зависимостям (А.С. Плоцкого, 1974): супесь легкая W_oпт = 0,7W_тек; суглинок легкий пылеватый W_oпт = 0,6W_тек; суглинок тяжелый, глина пылеватая W_oпт = 0,55W_тек.

Степень пригодности глинистых грунтов для сооружения земляного полотна устанавливают испытанием грунтовых проб и образцов, отобранных в карьерах и резервах, с определением:

зернового состава (ГОСТ 12536-79);

влажности на границах раскатывания и текучести, объемного и удельного весов (ГОСТ 5180-84);

оптимальной влажности и максимальной плотности грунта (ГОСТ 22733-2002, ГОСТ 5180-84);

засоленности грунта методом водной вытяжки;

набухания по стандартной методике на приборе ПНГ;

коэффициента пучения грунта. Коэффициент пучения грунта определяют при температуре испытаний ниже минус 10-12°С, обеспечивающих натурные скорости промерзаний. Наименьший коэффициент уплотнения грунта в насыпях назначают в зависимости от расположения слоя грунта в насыпи по высоте, типа покрытия и дорожно-климатической зоны (табл. 19.14).

Таблица 19.14.

Наименьшие значения коэффициента уплотнения грунта К_у

Часть насыпи	Глубина расположения от низа дорожной одежды, м	Подзоны I дорожно-климатической зоны
		I1 - северная подзона			I2 - центральная подзона			I3 - южная подзона
		Тип дорожного покрытия
		Капитальное	Облегченное	Переходное и низшее	Капитальное	Облегченное	Переходное и низшее	Капитальное	Облегченное	Переходное и низшее
Верхняя	0,0-0,4 0,1-1,0 1,0-1,5	0,97-0,96 0,96-0,94 0,95-0,93	0,96 0,93 0,91	0,94 0,93 0,90	0,98-0,97 0,97-0,96 0,96-0,95	0,97 0,95 0,94	0,95 0,94 0,92	0,98-1,00 0,98-0,97 0,97-0,96	0,98 0,96 0,95	0,96 0,95 0,93
Нижняя неподтапливаемая	1,5-6,0	0,93-0,90	0,90	0,90	0,94-0,92	0,91	0,91	0,95-0,93	0,92	0,92
Нижняя подтапливаемая	1,5-6,0	0,96-0,93	0,93	0,92	0,97-0,94	0,94	0,93	0,98-0,95	0,95	0,95

Примечание: Большие значения К_у принимают для цементобетонных покрытий.