Попов В.Г. Строительство автомобильных дорог

Подождите немного. Документ загружается.

По условиям увлажнения верхней толщи грунтов различают 3 типа местности:

1 тип - сухие участки. Поверхностный сток обеспечен, грунтовые воды не

влияют на увлажнение верхней толщины грунтов, почвы подзолистые, без признаков

заболачивания;

2 тип - сырые места с избыточным увлажнением в отдельные периоды года.

Поверхностный сток не обеспечен, грунтовые воды не влияют на увлажнение верхних

толщин грунтов, почвы средне- и сильноподзолистые, полуболотные с признаками

заболачивания;

3 тип - мокрые места с постоянным избыточным увлажнением. Грунтовые воды

или длительностоящие (более 30 суток) поверхностные воды влияют на увлажнение верхних

толщин грунтов, почвы торфяно-болотные и полуболотные.

Для надежной работы дорожной одежды необходимо в течение года обеспечить

постоянство водно-теплового режима земляного полотна. Для этого требуется поднять

бровку земляного полотна над источником увлажнения на высоту, которая обеспечивает

равнопрочность земляного полотна на всем участке автомобильной дороги.

Земляное полотно как основание дороги возводится из естественных и искусственных

грунтов.

Грунты для дорожного строительства классифицируются на крупнообломочные,

песчаные и глинистые (табл. 13). Наибольшее распространение имеют глинистые грунты,

которые по показателю текучести подразделяются на твердые, полутвердые, пластичные и

текучие.

Грунты по степени увлажнения и допустимой влажности разделяются на

недоувлажненные, нормальные и повышенной влажности (табл. 14, 15, 16).

При замерзании по степени пучинистости грунты классифицируются на 5 групп (табл.

17).

Для определения типов грунтов, их плотности и влажности в полевых условиях

необходимо пользоваться табл. 18...21.

Для обеспечения устойчивости и прочности рабочего слоя земляного полотна и

дорожной одежды необходимо возвышать поверхность покрытия от 0,90 до 2,4 м над

расчетным УГВ верховодкой или длительностоящими (более 30 суток) поверхностными

водами (табл. 22, 23).

При невозможности выполнения этих требований в стесненных местах (путепроводы,

населенные пункты и т. д.) верхнюю часть земляного полотна следует устраивать на 2/3

глубины промерзания из непучинистых грунтов.

Возвышение бровки насыпи на дорогах, проходящих в открытой местности,

назначают над расчетной высотой снегового покрова не менее, м:

1,2 - для дорог I категории;

0,7 - для дорог II категории;

0,6 - для дорог III категории;

0,5 - для дорог IV, I-c категорий;

0,4 - для дорог V, II-с, III-с категорий.

Прочность земляного полотна зависит от равномерного послойного уплотнения

грунтов.

Коэффициент уплотнения зависит от типа покрытий и глубины расположения грунта

от его поверхности (табл. 24).

Таблица 13

Классификация грунтов по дорожно-строительным свойствам

Виды

грунтов

Распределение

части по

крупности, % от

сухой массы

Содержани

е песчаных

частиц, %

от массы

сухого

грунта

Число

пласти

чности

Пригодность грунтов для дорожного

строительства

при сооружении

земляного полотна

при укреплении

вяжущими

материалами

Крупнообломочные

Щебенис

тый

Крупнее

10 мм - более 50

- - Весьма пригоден

Частицы менее 50 мм

используют как

гранулометрические

добавки

Дресвян

ый

Крупнее

2 мм - более 50

- - Весьма пригоден

Весьма пригоден при

разнозернистом составе

Песчаные

Песок

гравелис

тый

Крупнее

2 мм - более 25

- - Весьма пригоден

Весьма пригоден для

укрепления цементом

Песок

крупный

Крупнее

0,5 мм - более 50%

- - Пригоден Пригоден

Песок

средней

крупност

Крупнее 0,25 мм -

более 50 %

Пригоден

Менее пригоден, чем

крупный

Песок

мелкий

Крупнее 0,10 мм -

более 75 %

- -

Пригоден, но менее

устойчив

Пригоден для

укрепления цементом

или эмульсией

Песок

пылеват

ый

Крупнее 0,05 мм -

более 75 %

- - Малопригоден Малопригоден

Глинистые

Супесь Легкая крупная 50 1...7 Весьма пригоден Весьма пригоден

Супесь

Легкая пылеватая 20...50 1...7 Малопригоден Пригоден

Тяжелая пылеватая 20 1...7 Непригоден Малопригоден

Суглино

Легкий 40 7...12 Пригоден Пригоден

Легкий пылеватый 40 7...12 Малопригоден Пригоден

Тяжелый 40 12...17 Пригоден

Пригоден с

ограничением

Тяжелая пылеватая 40 12...17 Малопригоден Малопригоден

Глина

Песчанистая 40 17...27 Пригоден Малопригоден

Пылеватая

полужирная

Не

нормируется

17...27 Малопригоден Малопригоден

Жирная

Не

нормируется

27 Непригоден Непригоден

Таблица 14

Степени увлажнения грунтов

Разновидность грунта по степени увлажнения Влажность грунта

Недоувлажненный Менее 0,9 W

Нормальной влажности от 0,9 W

до W

доп

Повышенной влажности от W

доп

до W

nр

Переувлажненный Более W

пр

Примечание:

- оптимальная влажность;

доп

– допустимая влажность;

nр

– максимально возможная влажность грунта при коэффициенте уплотнения 0,90.

Насыпи

Для насыпей разрешается без ограничений применять грунты и отходы

промышленности, мало меняющие прочность и устойчивость под воздействием погодно-

климатических факторов и имеющие влажность от 0,9 W

(оптимальной влажности) до W

доп

(допустимой влажности).

При использовании в насыпях высотой более 2,0 м грунтов с влажностью,

превышающей допустимую, необходимо предусматривать мероприятия:

осушение грунтов естественным путем или обработка активными веществами

(негашеная известь, золы уноса, цемент, гипс и т. д.);

высушивание или обжиг грунта горячим воздухом или газом на особо важных

объектах в ограниченных объемах;

отжатие избыточной воды путем устройства промежуточных слоев из сухого грунта

или зернистого песка;

устройство в нижних слоях «обойм» или «полуобойм» из грунтов оптимальной

влажности толщиной до 1 м, обернутых геотекстильным материалом.

Для просушивания в естественных условиях грунт укладывают в валы и

периодически перелопачивают механизмами в благоприятных условиях. В качестве

осушителя можно применять сухой грунт в соотношении 1:2... 1:4 путем смешения его с

переувлажненным грунтом и выдержки до уплотнения 7...14 часов.

Введение активных добавок в количестве 0,5...5,0 % от массы грунта требует

применения фрез, распределительных или грунтосмесительных машин. Между обработкой

грунта добавками и уплотнением необходимо соблюдать перерыв: при обработке цементом и

известью - 4...6 ч, золами уноса - 14...18 ч.

Таблица 15

Допустимая влажность грунтов

Грунт

Допустимая влажность (доли

оптимальной) при требуемом

коэффициенте уплотнения

1...0,98 0,95

Пески пылеватые, супеси легкие пылеватые не более 1,35 не более 1,6

Супеси легкие и пылеватые 0,8…1,25 0,75…1,35

Супеси тяжелые пылеватые и суглинки легкие и легкие

пылеватые

0,85…1,15 0,80…1,20

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые, глины 0,95...1,05 0,90-1,15

Примечание. При возведении насыпей в зимних условиях влажность песчаных и

непылеватых супесчаных грунтов не должна превышать 1,3 W

, супесчаных

пылеватых и суглинков легких - 1,2 W

, других связных грунтов - 1,1 W

Таблица 16

Оптимальная влажность грунтов

№ п/

Наименование грунтов

Оптимальная

влажность, %

№ п/

Наименование грунтов

Оптимальная

влажность, %

Пески мелкие и

пылеватые 8...14

Суглинки тяжелые и

тяжелые пылеватые 14...20

2 Супеси легкие и тяжелые 9...15 7 Глины пылеватые 16...26

3 Супеси пылеватые 16...20 8 То же жирные 20...30

4 Суглинки легкие 12...18

Черноземы

суглинистые

20...255 Суглинки пылеватые 15...22

Таблица 17

Классификация грунтов по степени пучинистости

Группа

грунта

по

степени

пучения

Пучини-

стость грунта

Грунт рабочего слоя

Величина

относител

ьного

морозного

пучения

Среднее значение

относительного

морозного пучения

при глубине

промерзания до 1,5

м, %

1 2 3 4 5

Непучини-

стый

Песок гравелистый крупный и средней

крупности с содержанием частиц

мельче 0,05 мм до 2 %

1 1

Слабопучини

стый

Песок гравелистый крупный и средней

крупности с содержанием частиц

мельче 0,05 мм до 15 %

1...2

Песок мелкий с содержанием частиц

мельче 0,05 мм менее 15 %.

Супесь легкая крупная

1...4

1...2

2...4

Сильнопучи

нистый

Песок пылеватый 7...10

2...4

7...10

III Пучинистый

Супесь легкая крупная 4...7

1-2

2-4

Супесь легкая 4...7

1...2

4...7

Сильнопу-

чинистый

Супесь пылеватая 7...10

2...4

7...10

Окончание табл. 17

Чрезмер-

нопучинисты

Супесь тяжелая пылеватая 10

4…7

III Пучинистый Суглинок легкий 4...7

2…4

4…7

Чрезмер-

нопучини-

стый

Суглинок легкий пылеватый 10

4…7

III Пучинистый Суглинок тяжелый, глины 4...7

2…4

4-7

Сильнопу-

чинистый

Суглинок тяжелый пылеватый, глины 7...10

2…4

7…10

Примечание. Над чертой - показатели пучения при 1 типе увлажнения рабочего

слоя, под чертой - при 2 и 3 типе увлажнения.

Типы грунтов, плотность, влажность, консистенцию можно определить в полевых

условиях.

Таблица 18

Полевые способы определения типов грунтов

Грунты

Способы определения грунтов

растирания на

ладони

рассматривани

е в лупу и

глазом

определение состояния определение

способности к

скатыванию в шнур

сухого влажного

Песок

Ощущение

песчаной массы

Видны

песчаные

частицы

Сыпучие

Непластичн

ое

Не скатывается

Супесь

легкая

Преобладают

крупные

песчаные

частицы

Песчаные

частицы

преобладают

над

глинистыми

частицами

Комья легко

рассыпаются

от давления

руки

- -

Супесь

тяжелая

Преобладают

мелкие

песчаные

частицы

То же Цементация -

Трудно скатывается в

шнур, распадается на

кусочки размером 3...5

мм

Супесь

пылевата

Впечатление

сухой муки

Песка мало,

преобладают

пылеватые

частицы

Цементации

нет

Состояние

плывунное

Шарик при

встряхивании легко

растекается в

лепешку, в шнур не

скатывается

Суглинок

легкий

Чувствуются

песчаные

частицы,

комочки

раздавливаются

легко

Ясно видно

присутствие

песчинок на

фоне тонкого

порошка

При

раздавливан

ии требуется

некоторое

усилие

Пластичнос

ть и

липкость

малая

Длинного шнура не

получается

Окончание табл. 18

1 2 3 4 5 6

Суглинок

пылеват

ый

Песка мало,

комочки

раздавливаются

легко

Видны тонкие

пылевидные

частицы

Комья не

тверды, под

ударом

молотка

рассыпаютс

я на мелкие

кусочки

Пластичны

й, липкий

Длинного шнура не

получается, так как он

рвется на кусочки

диаметром 3 мм

Суглинок

тяжелый

При растирании

в сухом

состоянии

чувствуется

присутствие

песка. Комочки

раздавливаются

с трудом

То же То же

То же, но в

большей

степени

При раскатывании дает

длинный шнур

диаметром от 1 до 2 мм.

Шарики при

сдавливании в лепешку

трескаются по краям

Глины

При растирании

в сыром

состоянии

песчаных частиц

не чувствуется.

Комочки

раздавливаются

с большим

трудом

Однородная

глинистая

тонкая

порошкообраз

ная масса, не

содержащая

частиц

крупнее 0,25

мм

Твердый в

кусках, при

ударе

молотком

колется на

отдельные

куски

Очень

пластичны

й, липкий и

мажущийся

При раскатывании дает

прочный длинный

шнур диаметром не

менее 1 мм. Легко

скатывается в шарики,

при сдавливании в

лепешку не трескается

по краям

Таблица 19

Определение плотности связных грунтов

Степень плотности

грунта

Характеристика плотности

Рыхлый

Лопата свободно входит в грунт. При выбрасывании куски грунта

распадаются. При бурении буровая ложка легко уходит в грунт

Средней плотности

Лопата нажимом ноги погружается в грунт на штык. Вынутые

куски распадаются. Буровая ложка от 10 оборотов уходит на

глубину 15...20 см. Инструмент вращается сравнительно легко.

Плотный

Лопата в грунт идет с трудом. Куски грунта разламываются

руками с усилием. От 10 оборотов с нагрузкой на шарнирный

хомут 1 человека буровая ложка уходит на глубину 10...15 см

Очень плотный

Лопата в грунт не погружается. Разработку ведут с помощью

кирки и лома. Куски руками не разламываются. Бурение

производится змеевиком с пригрузом 1...2 человека, от 10

оборотов змеевик погружается на 5...7 см

Таблица 20

Определение влажности грунтов

Степень влажности Характеристика влажности

Сухой При растирании грунт пылит и не дает ощущения прохладной массы

Маловлажный Грунт дает ощущение прохладной массы

Влажный

При сжатии в руке вода из грунта не сочится, но приложенная

непроклеенная бумага к грунту промокает

Очень влажный

При сжатии грунта в руке вода выделяется слабо. Грунт сильно

пачкает руки и при встряхивании на ладони расползается в лепешку

Водонасыщенный

При сжатии в руке из грунта вода сильно сочится, в спокойном

состоянии (на доске) грунт расползается

Таблица 21

Определение консистенции глинистых грунтов

Консистенция грунта Характеристика грунта

Твердая

Грунт разламывается с трудом, от удара распадается на куски,

маловлажен, почти сухой, под давлением не формируется

Тугопластичная

Грунт разламывается на куски. Под давлением формируется (палец

с усилием вдавливается в грунт), шнур скатать не удается

Мягкопластичная

Грунт вязкий, прилипает к инструменту, от собственного веса

форма не меняется, при раскатывании дает длинные плоские

шнуры диаметром не менее 0,5 мм, слегка пачкает руки

Текучая

Грунт мягкий, сильно пачкает руки, от собственного веса без

встряхивания расплывается по горизонтальной поверхности

Таблица 22

Толщина слоя в верхней части земляного полотна из непучинистых грунтов

Вид покрытия, тип дорожной одежды

Толщина слоя непучинистого или

слабопучинистого грунта от

поверхности покрытия, м, по зонам

II III, IV, V

Покрытия цементобетонные монолитные 1,2 1,0

Покрытия железобетонные или армобетонные

сборные

1,0 1,0

Покрытия асфальтобетонные дорожной одежды

капитального типа

1,0 0,80

Покрытия асфальтобетонные дорожной одежды

облегченного типа; из щебня, гравия и песка,

обработанные вяжущими

0,80 0,80

Дорожные одежды переходного типа 0,50 -

Примечание. При использовании грунтов с К

менее 0,5 м/сут. следует под дорожной

одеждой устраивать на всю ширину земляного полотна дренирующий слой толщиной не менее

0,20 м из песчаных грунтов с К

не менее 1 м/сут., или дренирующую прослойку из

геотекстильного материала толщиной не менее 4 мм с водопроницаемостью не менее 50 м/сут. с

выпуском полотнищ на откосы насыпи.

Таблица 23

Возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод,

верховодкой или длительностоящими (более 30 сут.) поверхностными водами

Грунт земляного полотна

Наименьшее возвышение поверхности покрытия,

м, по дорожно-климатическим зонам

II III IV V

Песок мелкий, супесь легкая крупная,

супесь легкая

1,10

0,90

0,70

0,75

0,55

0,50

0,30

Песок пылеватый, супесь пылеватая

1,50

1,20

1,0

1,10

0,80

0,50

Суглинок легкий и суглинок тяжелый,

глины

2,20

1,60

1,80

1,40

1,50

1,10

0,80

Супесь тяжелая пылеватая, суглинок

легкий пылеватый, суглинок тяжелый

пылеватый

2,40

1,80

2,10

1,50

1,80

1,30

1,20

0,80

Примечание. Над чертой приведено возвышение поверхности покрытия над

уровнем грунтовых вод, верховодкой или длительностоящими (более 30 сут.) водами;

под чертой - над поверхностью на участках с необеспеченным водоотводом или над

уровнем кратковременно (менее 30 сут.) стоящих поверхностных вод.

Таблица 24

Коэффициент уплотнения грунтов

Тип покрытия

Коэффициент уплотнения

насыпей

Выемок и

естественных

оснований низких

насыпей

на глубину от поверхности покрытия, м

до 1,5 1,5...6,0 более 6,0 до 1,2

Покрытия монолитные и на

цементогрунтовых основаниях

1,0 0,95...0,98 0,98 1,0

Покрытия сборные из

железобетонных плит,

асфальтобетонные, дорожные одежды

облегченного типа

0,98 0,95 0,98 0,98

Дорожные одежды переходного типа 0,95 0,95 0,95 0,95

Примечание. Коэффициент уплотнения - это отношение плотности скелета

грунта в конструкции к максимальной плотности при стандартном уплотнении по

ГОСТ 22733-77.

Насыпи следует возводить на прочных основаниях. К слабым следует относить

основания, имеющие слой толщиной менее 0,5м из слабых грунтов (торф, сапропель и т. д.),

в пределах активной зоны. Ориентировочно за толщину активной зоны принимается ширина

насыпи понизу.

При строительстве насыпей на слабых основаниях необходимо предусматривать

мероприятия:

уменьшение собственного веса насыпи за счет устройства ее из легких материалов

(шлак, керамзит и т. д.);

увеличение коэффициента заложения откоса от 1:5 до 1:10;

отсыпка насыпи на жесткий настил;

предварительное осушение основания.

Насыпи, как правило, возводят из однородных грунтов, отсыпаемых на всю ширину

земляного полотна горизонтальными или слабонаклонными (до 20 ‰) слоями толщиной

0,15...0,5 м.

При сооружении насыпей из неоднородных грунтов следует соблюдать следующие

правила.

1. Рабочий слой насыпи отсыпается из непучинистых или слабопучинистых грунтов.

2. Дренирующие грунты следует располагать в верхних, а водонепроницаемые - в

нижних слоях насыпи.

3. Грунты и промышленные отходы, подверженные изменениям в объеме и теряющие

устойчивость при увлажнении, следует располагать в средней по высоте части насыпи,

перекрывая их отдельными тонкими (до 10 см) прослоями песка или геотекстильного

материала.

4. Возведение насыпи из неоднородных грунтов, состоящих из песка, суглинка и

гравия, разрешается в виде естественной карьерной смеси.

Запрещается бессистемная отсыпка различных по своим свойствам грунтов в

насыпь.

Возведение насыпи «в задел» для естественной осадки без уплотнения грунта не

допускается, за исключением устройства нижней части ее на болотах с удалением

торфа.

Возведение насыпей на устойчивых склонах от 1:5 до 1:10 производится с

обязательным снятием растительного слоя; на склонах косогора от 1:3 до 1:5 устраивают

уступы высотой до 1,0 м; на склонах более 1:3 - полунасыпь-полувыемку или на полке, не

ухудшая устойчивости склона.

Крутизну откосов насыпи высотой до 2,0 м следует назначать не более 1:3, а высотой

более 2,0 м - определять по табл. 25.

Таблица 25

Крутизна откосов насыпи

Грунты насыпи

Наибольшая крутизна откосов насыпи высотой, м

от 2,0

до 6,0

до 12,0

в нижней части - 0...6,0 м в верхней части - 6,0...12,0м

Глыбовые и валунные из

слабовыветривающих пород

1:1...1:1,3 1:1,3...1:1,5 1:1,3...1:1,5

Песчаные, за исключением

мелких и пылеватых песков

1:1,5 1:1,75 1:1,5

Песчаные мелкие

пылеватые, глинистые и

лессовые, золы и

золошлаковые смеси

1:1,5

1:1,75

1:2

1:1,75

1:2

Примечание. Под чертой указана крутизна откосов для пылеватых грунтов.