2.8. Подготовка поверхности земполотна и строительство дополнительных слоев основания

2.8.1. Конструкции поперечных профилей дорожных одежд. Способы устройства корыта

Дорожная одежда может иметь различные поперечные профили. Если дорожную одежду устраивают через ко­роткий промежуток времени после возведения земляного полотна, то корыто устраивают одновременно с земляным полотном. Если же этот промежуток длительный, измеряе­мый несколькими месяцами, то во избежание скапливания воды в корыте его устраивают непосредственно перед по­стройкой дорожной одежды. В обоих случаях корыто может быть с присыпными или полуприсыпными обочинами. Корытный профиль создают двумя способами. В первом

172

земляное полотно отсыпают до уровня, соответствующего низу дорожной одежды, т.е. до поверхности, на которой будет расположено основание.

При втором способе земляное полотно возводят до от­метки Н,.

При первом способе земляное полотно будет с при­сыпными обочинами. Одновременно с отсыпкой земля­ного полотна в этот же год отсыпают обочины из грунта привозного или надвигаемого из дорожных резервов буль­дозерами. Грунт отсыпают и уплотняют послойно, чтобы образовать корыто требуемой глубины для размещения дорожной одежды.

173

При возведении земляного полотна в насыпях оно долж­но быть несколько недосыпано и сделано шире. Величина поправок определяется расчетом.

При полуприсыпных обочинах насыпь возводят ниже на величину АН и шире проектной на 2АНт:

Присыпные обочины присыпаются грейдеров-элевато-ром или бульдозером из боковых резервов, а на высоких насыпях грунт привозят скреперами или автомобилями-самосвалами (лучше с боковой разгрузкой). Корыто с по­луприсыпными обочинами устраивают грейдером за 8— 24 круговых прохода, в зависимости от ширины корыта, его глубины, плотности грунта и типа грейдера. Корыто соз­дается за счет вырезки грунта в пределах проезжей части и

174

отсыпки его обочины. При устройстве полу присыпных обо­чин приходится вторично разрабатывать ранее отсыпанный и уплотненный грунт, что вызывает лишние затраты, но качество построенного корыта несколько лучше.

Обочины уплотняют послойно катками на пневматиче­ских шинах. Окончательно планируют обочины и корыто грейдером, проверяют правильность устройства корыта в поперечном направлении шаблоном, а в продольном — конт­рольным нивелированием.

Устройство корыта лучше начинать с пониженных переломных точек продольного профиля. Если проектом предусмотрены укрепительные полосы, корыто устраива­ют не только в пределах проезжей части, но и на ширину укрепительных полос. Иногда для лучшего стока воды краям дна корыта на ширину по 0,8 м придают поперечный уклон 120%.

Корыто в выемке вырезают обычно скреперами одно­временно с устройством боковых канав и отделкой зем­ляного полотна. Грунт дна корыта должен быть хорошо уплотнен. Коэффициент уплотнения — не ниже 0,95—0,98: в этом случае грунты даже при длительном воздействии во­ды не так легко теряют устойчивость. Корыто уплотняют самоходными катками с гладкими вальцами массой 8-10 т по четыре-восемь проходов по одному следу, а в отдельных случаях — при постройке насыпей и дорожной одежды в один год — для уплотнения используют самоходные трам­бующие машины или трамбующие плиты экскаваторов, обеспечивающие уплотнение грунта на значительную глу­бину (от 0,5 до 1,2 м).

При приемке корыта отклонения от проектных разме­ров должны быть не более: по ширине — 5 см; поперечных уклонов — 5%; высотных отметок — 5 см.

Если в конструкции дорожной одежды предусмотре­но устройство сплошного дренирующего слоя, то земля­ное полотно возводят до дна корыта, поверхность хорошо уплотняют и планируют. Затем вывозят на обочины дре-нирующий материал, который разравнивают и уплотняют, после чего отсыпают обочины грейдером-элеватором или

175

автомобилями-самосвалами с боковой разгрузкой. Грунт обочин уплотняют катками на пневматических шинах. Окончательную планировку выполняют грейдерами. В ко­рыте потом устраивают дорожную одежду.

При постройке цементно-бетонных покрытий обочины отсыпают после устройства покрытия.

При серповидном поперечном профиле обочины не от­сыпают, земляное полотно планируют, ему придают двух­скатный поперечный профиль с уклонами 15%, поверхность хорошо уплотняют самоходными катками с гладкими валь­цами, затем устраивают дорожную одежду.

Покрытия гравийные и другие из аналогичных мел­козернистых материалов (шлак, ракушка и т. д.) на доро­гах 5 категории строят серповидного типа на земляном полот­не (а), возведенном с двускатным профилем с уклонами 40—60%о, а иногда полукорытного профиля при необхо­димости утолщения покрытия по ширине проезжей час­ти (б).

2.8.2. Дополнительные слои оснований. Материалы. Технология строительства

Дополнительными слоями оснований являются слои из минеральных материалов, размещаемые непосредственно на земляном полотне. На дополнительном слое строят до­рожное основание. Строительство дополнительного слоя производят при необходимости обеспечения требуемой по

176

расчету прочности или морозостойкости дорожной одежды, для осушения верхней части земляного полотна и дорожной одежды, для предохранения земляного полотна от глубокого промерзания. Слои являются связующими между собствен­но дорожной одеждой, ее основными несущими слоями и верхней частью земляного полотна. Они позволяют в ряде случаев исправлять недостатки в конструкции земляного полотна. Поэтому дополнительные слои основания в лю­бое время года должны противостоять переувлажнению и хорошо сопротивляться сдвигу. В случае строительства до­полнительных слоев из минеральных материалов и грунтов, укрепленных органическими или минеральными вяжущи­ми, они должны обладать достаточной сопротивляемостью растяжению при изгибе.

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

Подстилающие слои располагают на грунте земляного полотна.

Подстилающие слои применяют в целях достижения требуемой прочности или морозостойкости дорожной одеж­ды. В первом случае сокращается расход прочных и дорого­стоящих материалов, так как можно использовать местные малопрочные материалы, отвальные шлаки, минеральные отходы промышленности и пески.

Толщину подстилающего слоя определяют из условия, что будет обеспечена заданная прочность всей дорожной одежде. Подстилающий слой строят на ширину земляного полотна, если преследуют цель одновременно использо­вать его в качестве дренирующего, или только на ширину основания. Подстилающий слой может быть одно- и много­слойным, особенно песчаный, если необходимо обеспечить морозостойкость дорожной одежды, конструкция которой достаточна по прочности.

Строительство подстилающего слоя состоит из следую­щих рабочих операций:

1. подвозка материала;

2. распределение его; *■

3. уплотнение.

177

Строительство последующих слоев, если одного не­достаточно, состоит из этих же операций. Толщину укла­дываемого слоя устанавливают в зависимости от средств уплотнения.

Дополнительные слои из песчано-гравийной или пес-чано-щебеночной смеси оптимального гранулометрическо­го состава разрешается приготавливать непосредственно на дороге.

Смесь в момент укладки должна иметь влажность, близкую к оптимальной, с отклонением не более 10%. При недостаточной влажности смесь следует увлажнять за 20— 30 мин до начала уплотнения.

Смешение грунтов и отходов промышленности с вяжу­щими материалами следует осуществлять:

на дороге, специальной площадке или в карьере, ис­пользуя однопроходные грунтосмесительные машины и дорожные фрезы;

в смесительных установках, как правило, с принуди­тельным перемешиванием.

Для достижения требуемой плотности и ровности сло­ев грунтов, укрепленных вяжущими материалами, следует применять уплотнение, сочетающее предварительное ви­брирование смеси вибробрусом укладчика и укатку само­ходными катками вибрационными или на пневматических шинах.

Бетонные смеси с. легкими заполнителями, пористые каменные материалы, обработанные вяжущими, укреплен­ные грунты и золошлаковые смеси с легкими заполните­лями следует приготовлять в смесителях принудительного перемешивания.

Температура смеси при укладке должна быть не ниже 5°С.

Бетонные смеси с легкими заполнителями следует укла­дывать на подготовленное земляное полотно с помощью бетоноукладочных машин.

Теплоизолирующие слои применяют в целях улучше­ния воднотеплового режима за счет уменьшения глубины промерзания земляного полотна, чем достигают снижение

178

высоты капиллярного поднятия воды и уменьшения пере­увлажнения верхней части земляного полотна.

Одновременно со снижением глубины промерзания уменьшается толщина дорожной одежды и получается эко­номия дорожно-строительных материалов.

В качестве теплоизолирующего слоя могут быть при­менены как слои дорожных, так и специальных теплоизо­лирующих материалов.

Можно совместить задачу получения прочной и теп­лоизолирующей одежды. Строительство дорожной одеж­ды из одного слоя асфальтобетона толщиной 30—40 см, обладающего теплоизолирующими свойствами, водноте-пловой режим земляного полотна из суглинистого грунта улучшает, и не наблюдается переувлажнения его верхнего слоя.

Специальный материал для теплоизолирующих слоев должен обладать низкой теплопроводностью, незначитель­ной сжимаемостью, однородностью, малой водонасыщае-мостью (не более 10%), которая не изменяется в течение срока службы дорожных одежд и не подвергается воздей­ствию микроорганизмов. Материал должен быть недоро­гим и несложным в укладке. Такими материалами могут быть: жесткий пенопласт, изготовленный на основе высо­кополимерных смол, в частности полистирол плотностью 30—60 кг/м³ и водонасыщением до 10% (реже 20%); пено- и газобетон со стальной арматурой; пенослой, получаемый путем вспучивания смол, например полиуретановых или фенолформальдегидных.

Движение построечного транспорта по теплоизолиру­ющему слою разрешается только после достижения проч­ности материала не менее 70% проектной.

Толщина теплоизолирующих слоев зависит от коэффи­циентов теплопроводности расположенной на них дорожной одежды и теплоизоляционного материала. С уменьшением плотности теплоизоляционного материала снижается те­плопроводность и тем меньше может быть толщина слоя. Чем ближе теплоизоляционный слой к поверхности покры­тия, тем толще он должен быть. С течением времени неко-

179

торые теплоизоляционные материалы насыщаются водой, что сказывается на повышении их теплопроводности.

При строительстве дренирующих слоев используют слои трех видов. В тех случаях, когда вся поступающая в дренирующий слой вода может разместиться в его порах, дренирующий слой устраивают по принципу объемного поглощения. Эти слои располагают только под дорожной одеждой, без устройства из них выпусков. После насту­пления жаркой погоды вода просачивается к грунтовым водам. Вода в дренирующем слое с некоторым запасом его по толщине на высоту капиллярного поднятия не оказывает вредного воздействия на дорожную одежду.

180

Для снижения толщины дренирующего слоя за счет увеличения объема пор и возможного выхода воды из него в типовых проектах для дорог I—III категорий предусмотрены дренирующие слои на всю ширину земляного полотна.

В целях сокращения расхода материала на дренирующий слой, а также для уменьшения его толщины при обеспечении выхода излишков воды применяют дренирующие слои перво­го типа с выпуском из них воды трубчатыми воронками.

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 дренирующих слоев желательны пески с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут., гравий, шлак, ракушка, щебень обладаю­щие большой прочностью и коэффициентом фильтрации. Из них можно строить слои меньшей толщины с меньшим расходом материалов.

Крупнозернистые материалы особенно целесообразны, потому что имеют больший модуль упругости, чем песок, и слой из них может удовлетворять требованию подстилаю­щего и теплоизолирующего слоев.

Строительство дренирующих слоев состоит из следую­щих рабочих операций:

1. доставка материалов автомобилями-самосвалами и осыпание их в кучи на определенном расстоянии друг от друга;

2. при применении автогрейдеров разравнивание ма­ териала в следующую смену (на другой захватке) путем круговых проходов с выездом для разворота с земляного

181

п олотна; при разравнивании песка бульдозером эту опера­цию производят немедленно после доставки каждой партии автомобилями-самосвалами;

3) уплотнение дренирующего слоя с поливкой водой (вид и тип катка зависят от материала, подлежащего уплотне­нию, предпочтительны катки на пневматических шинах).

Необходимо достижение наибольшей плотности песка в дренирующем слое во избежание возможных неоднородных по площади просадок дорожной одежды. Уплотняющие средства выбирают с учетом толщины дренирующего слоя. Нежелательно назначать такую толщину, при которой песок нужно укладывать в два, тем более в три слоя с разравнива­нием и уплотнением каждого из них. Требуемую плотность песка определяют по методу стандартного уплотнения. Степень плотности песка в дренирующем слое должна быть равной единице или больше единицы.

Следует учитывать, что чем мельче песок, тем меньше его наибольшая плотность. Оптимальная влажность песка увеличивается у мелких песков по сравнению с крупными. Если влажность песка меньше оптимальной, его уплотне­ние производят вибрационными машинами. Целесообразно

182

производить поливку песка поливомоечными машина­ми. В жаркие солнечные дни расход воды увеличивают на 20—25%. Доставка песка автомобилями-самосвалами на большие расстояния приводит к необходимости применять минеральные материалы, позволяющие снизить их расход за счет меньшей толщины слоя.

Вопросы для самоконтроля

1. Чем обусловлена необходимость расчета и учета по­ правок по ширине и высотным отметкам при устройстве корыта под дорожную одежду?

2. В каких случаях следует отдавать предпочтение при­ сыпным обочинам и в каких полуприсыпным?

3. В чем состоит подготовка дна корыта к устройству до­ рожной одежды?

4. Какие материалы используются для устройства до­ полнительных слоев оснований? Чем обуславливается их выбор?

1. Как по назначению различают дополнительные слои?

5. Какие параметры дополнительных слоев оснований подлежат контролю в процессе строительства?

183