12.1. Условия работы существующего земляного полотна и основные пути повышения его прочности и устойчивости
Вопросам обеспечения прочности и устойчивости земляного полотна автомобильных дорог в различных условиях его эксплуатации посвящены исследования Ю.М. Васильева, Э.М. Доброва, И.Е. Евгеньева, И.А. Золоторя, Н.Н. Иванова, В.Д. Казарновского, Н.Б. Корсунского, A.M. Кривисского, Э.К. Кузахметовой, Н.В. Орнатского, Н.А. Пузакова, В.И. Рувинского, В.М. Сиденко, А.Я. Тулаева, АИ. Ярмолинского и многих других ученых.
Установлено, что в процессе службы дороги под влиянием природных факторов и воздействием транспортных нагрузок прочность земляного полотна снижается и в нем начинают возникать деформации, нарушается устойчивость.
Изменение водно-теплового режима земляного полотна, особенно на автомобильных дорогах с водонепроницаемыми покрытиями, даже при благоприятных условиях увлажнения вызывает в грунте сложные физико-химические процессы. Влажность и плотность грунтов в течение года претерпевают существенные изменения, которые отражаются на условиях работы дорожных одежд и сокращают срок их службы.
На многих старых дорогах неоднородные и неравномерно уплотненные грунты земляного полотна при промерзании подвергаются морозному пучению, вызывающему образование трещин на покрытиях. Через трещины весной в верхнюю часть земляного полотна проникает поверхностная вода, способствуя увлажнению грунтов.
Весной при оттаивании ледяных линз и прослоек в земляном полотне появляется свободная вода и его прочность снижается. Величина модуля упругости при этом падает иногда на 25-40 %, что сопровождается образованием на дорожных покрытиях разрушений, особенно если коэффициент прочности дорожных одежд (отношение фактического модуля упругости к требуемому) меньше: для дорог I категории - 0,85; для дорог II категории - 0,80; для дорог - III и IV категорий - 0,75. На покрытиях автомобильных дорог, уложенных на изношенное основание и заниженное земляное полотно, весной обычно образуется сетка трещин в виде паутины, что свидетельствует о переувлажнении грунтов верхней части земляного полотна. При интенсивном движении грузовых автомобилей и автобусов на покрытиях нежесткого типа возникают просадки и колеи. В них задерживается поверхностная вода, также проникающая через трещины в земляное полотно. Даже при прочных дорожных одеждах поверхностная вода просачивается в тело насыпей. Наиболее интенсивное просачивание наблюдается в местах сопряжения проезжей части с обочинами. Установлено, что в процессе службы дорог в районах избыточного увлажнения с течением времени свойства грунтов верхней части земляного полотна ухудшаются.
При наличии усовершенствованных водонепроницаемых покрытий существенно уменьшается воздухообмен грунтов верхней части земляного полотна с атмосферой. В результате повышенной влажности грунта, особенно если в боковых резервах или канавах застаивается вода, пылеватые покровные суглинки через 15-20 лет превращаются в районах II дорожно-климатической зоны в оглеенные. Другими словами, связные грунты как бы своеобразно «стареют» в земляном полотне. На многих автомобильных дорогах нечерноземной зоны, имеющих заниженное земляное полотно, прочность грунтов постепенно снижается, соответственно уменьшается и прочность дорожных одежд. Поскольку интенсивность автомобильного движения с каждым годом возрастает, происходит постепенное уменьшение величины коэффициента прочности Кпр.
Откосы глубоких выемок и высоких насыпей также подвержены деформациям. К их поверхностным деформациям относят:
сползание дернового покрова по откосу выемки. Происходит оно в основном при связных грунтах после оттаивания;
воронкообразные или трубчатые выносы, которые образуются в местах выклинивания грунтовой воды или размывов на участках, где песок залегает под менее фильтрующим грунтом;
поверхностные сплывы иловатых грунтов при значительном расходе просачивающейся из откосов грунтовой воды.
Разрушения откосов, захватывающие большие объемы, наблюдаются: в результате просадок с образованием уступов, происходящих при высоком подъеме грунтовых вод; при образовании в пластических грунтах оползней, сползающих по круглоцилиндрическим поверхностям, которые большей частью не распространяются более чем на 6 м от бровки выемки; при сползании «блоками» по наклонной поверхности плотных подстилающих пород по тонким прослойкам, содержащим напорную воду, или по слою размягченных пластичных грунтов.
Природа поверхностных деформаций выемок и высоких насыпей чаще всего связана с образованием в грунте в течение зимы ледяных линз и прослоек, ориентированных параллельно откосам, то есть поверхностям, по которым происходит теплообмен. При оттаивании, особенно в дождливое время, когда грунт дополнительно насыщается влагой, верхняя часть откосов сползает. Плоскость сползания обычно совпадает с границей сезонного промерзания.
Сплывы чаще наблюдаются на южных, чем на северных откосах благодаря большей скорости оттаивания и потому большему содержанию в порах глинистых грунтов свободной воды.
Плохо уплотненное земляное полотно подвержено размывам, особенно при отсыпке его из макропористых грунтов, черноземов и пылеватых грунтов в районах с большим количеством выпадающих осадков и пересеченным рельефом местности. В степных районах Кубани и центральных черноземных областях нередки случаи, когда неукрепленные водоотводные канавы при продольном уклоне, превышающем 20-30 ‰, в течение одного года превращаются в глубокие рвы.
Таким образом, деформации земляного полотна всегда связаны с морозным пучением, сплывами откосов и их размывом, а также с размывом канав и обочин. Чтобы вылечить подверженное деформациям «больное» земляное полотно, необходимо знать его водно-тепловой режим.
В осенне-зимний период влажность верхних слоев земляного полотна увеличивается в результате проникания поверхностных вод через трещины покрытия, обочины и разделительную полосу, а также перемещения влаги из глубинных слоев грунта и боковых канав под дорожную одежду. Промерзание грунта земляного полотна представляет собой тепломассообменный процесс, связанный с непрерывной миграцией влаги в двухфазном состоянии (жидкая фаза и пар) и фазовыми превращениями: льдообразованием, испарением и конденсацией.
Земляное полотно промерзает по ширине неравномерно. Влага из нижней его части и с боков перемещается по направлению к дорожной одежде, где температура грунта наиболее низкая (рис. 12.1). Коэффициент температуропроводности дорожной одежды в 1,5-2 раза выше, чем грунта на обочинах, и особенно растительного грунта разделительной полосы. Влага под действием разности температур перемещается кверху. В зависимости от продолжительности зимы и температуры ледяные кристаллы в течение нескольких месяцев увеличиваются в объеме и покрытие подвергается морозному пучению.
Рис. 12.1. Неравномерность промерзания и оттаивания земляного полотна на автомобильных дорогах Московского узла:
1 - максимальная граница промерзания; 2 - границы оттаявшего грунта (сверху по датам); 3 - свободная вода, выделившаяся при оттаивании ледяных прослоек; 4 - направление отжатия свободной воды в период оттаивания грунтов; 5 - сплошной песчаный слой; 6 - основание дорожной одежды; 7 - асфальтобетонное покрытие; 8 - снег; 9 - уровень воды в канаве под снегом (25/III); 10 - ледяной слой на обочинах (20/IV); 11 - направление движения влаги по незамерзающим пленкам на поверхности грунтовых частиц к границе промерзающего грунта
На поверхности проезжей части появляются деформации, иногда приводящие к разрушению дорожной одежды. Места внешнего проявления деформаций называют пучинами. Процесс пучинообразования является круглогодичным и проходит последовательно пять стадий увлажнения (рис. 12.2).
Первая стадия - начальная, связанная с осенним периодом увлажнения. Влажность верхней часта земляного полотна вследствие инфильтрации свободной воды повышается до WЕ £ (0,65-0,7) WT, где WT - нижняя граница текучести грунта. Стадия продолжается до установления среднесуточной температуры воздуха -5°С. В это время пучение еще не наблюдается. Избыток свободной воды q в грунте отсутствует. Модуль упругости грунта при водонепроницаемых покрытиях и хорошем состоянии задернованных обочин всего на 10-15 % меньше, чем летом.
Вторая стадия - зимнее накопление влаги. При промерзании грунта накопленная с осени влага перераспределяется. С понижением температуры воздуха граница промерзания опускается, вызывая подтягивание влаги из талого слоя грунта в мерзлый. При сильных морозах (скорость промерзания по оси проезжей части vп не менее 4,5-5 см/сут) граница промерзания опускается быстро и влага из более глубоких теплых слоев грунта не успевает переместиться в верхнюю часть земляного полотна. При скорости vп £ 2,5 см/сут в грунте происходит интенсивное льдообразование, сопровождающееся неравномерным морозным пучением покрытия, приводящим к ухудшению его транспортно-эксплуатационных качеств.
Во время этой стадии в первую половину зимы при погодных условиях, близких к средней многолетней норме, в центральных, северных и северо-западных районах европейской части России влажность верхней части земляного полотна повышается до WЕ ³ (0,65-0,7) WT. Резко увеличивается и морозное пучение.
Рис. 12.2. Схема закономерности изменения во времени морозного пучения hпуч, модуля упругости Ео и влажности W грунтов земляного полотна во II и III дорожно-климатических зонах:
1 - влажность песчаного подстилающего слоя; 2 - влажность грунта верхней части земляного полотна; 3 - кривая промерзания; 4 - кривая оттаивания; 5 - ледяные линзы и прослойки; Z - глубина промерзания; I-V - стадии изменения влажности грунта
Третья стадия - вымерзание воды из песчаного подстилающего слоя дорожной одежды и установление равновесного состояния влаги в грунтах верхней части земляного полотна. В этот период наблюдается наиболее низкая зимняя температура. Глубина промерзания Z почти достигает максимума. По мере увеличения глубины увеличивается пучение. К концу третьей стадии пучение достигает максимума. Влажность земляного полотна практически не изменяется, влажность песчаного подстилающего слоя большей частью снижается из-за происходящего вымерзания. В южных районах с мягкими зимами, а также в районах с высокой влажностью воздуха вымерзание может и не наблюдаться.
Четвертая стадия - насыщение земляного полотна влагой. По мере оттаивания влажность грунта резко повышается. Морозное пучение уменьшается. Одновременно снижается модуль упругости грунта Ео. Избыток свободной воды q, выделяющейся в земляном полотне, отжимается по трещинам и порам грунта в корыто под действием движущихся грузовых автомобилей.
Повышение влажности связано с инфильтрацией свободной воды и конденсацией у верхней границы промерзания водяных паров. Относительная доля конденсационной воды по отношению к общему притоку воды, поступающему в корыто, увеличивается с приближением к югу.
Процесс изменения влажности земляного полотна зависит от скорости оттаивания. Чем продолжительнее затяжная весна (ночные заморозки сменяются теплыми солнечными днями без осадков), тем быстрее вследствие испарения днем и морозного вымерзания ночью уменьшается влажность грунта и, следовательно, меньше вероятность снижения модуля упругости грунта Ео. В годы с затяжной весной деформации на покрытиях почти не наблюдаются. При дружной весне, характеризуемой скоростью оттаивания 7-8 см/сут, наоборот, увеличивается количество деформаций на покрытиях из-за снижения прочности грунта и материала подстилающего слоя.
Осадки, выпадающие в период дружной весны, особенно если их количество превышает 60 мм, способствуют дополнительному увлажнению грунтов, которое может достигнуть величины, превышающей (0,85-0,9) WT. При столь значительной средней влажности грунтов верхней части земляного полотна в центральных районах европейской части удельный приток свободной воды в корыто нередко достигает 5-7 л/м2 в сутки. Процесс ее отжатия продолжается, пока влажность связных грунтов не снизится до We, меньшей (0,7-0,75) WT, и верхняя граница оттаивания не опустится глубже 1-1,2 м, что соответствует мощности несущего слоя грунта при современной расчетной нагрузке. Чем эффективнее работают дренирующий слой и дренажные устройства, тем быстрее восстанавливается летний режим земляного полотна, а потому быстрее повышается и модуль упругости грунта.
Пятая стадия - восстановление летнего водно-теплового режима земляного полотна при полном оттаивании. В грунтах остается лишь местами капиллярно-разомкнутая (подвешенная) вода, горизонт которой в центральных и северо-западных районах европейской части обычно расположен глубже 1м. Уменьшение влажности и увеличение плотности грунта связаны с высокой испаряющей способностью земляного полотна, особенно в насыпях, и опусканием уровня подземных вод почти до летней отметки.
Рассмотренная в общем виде закономерность изменения влажности относится лишь к верхней части земляного полотна глубиной до (2,5-3,0) D от поверхности проезжей части, где D - диаметр отпечатка колеса расчетного автомобиля.
Влажность грунтов, залегающих ниже 1,5-1,8 м, остается почти постоянной в течение года, даже в лесных районах II дорожно-климатической зоны, лишь незначительно повышаясь во время четвертой стадии. В лесных районах III зоны, где глубина промерзания z £ 1м, влажность связных грунтов нижней части земляного полотна практически стабильна. В степных районах IV и V зон, начиная с глубины 0,8-1,0 м, залегает так называемый «мертвый» горизонт, имеющий постоянную влажность (за исключением районов искусственного орошения и засоленных грунтов).
На влажность верхней части земляного полотна оказывают существенное влияние тип покрытия и общая толщина дорожной одежды. С ее увеличением уменьшаются пределы колебания влажности, а также модуль упругости грунтов. При толщине современных дорожных одежд 0,65-0,85 м влажность верхней части земляного полотна изменяется в соответствии с синусоидой среднегодичного цикла, что упрощает теорию расчета его водно-теплового режима.
Циклическое изменение водно-теплового режима земляного полотна, особенно в зоне хвойно-лиственных лесов с подзолистыми и заболоченными грунтами, сопровождается усиленным протеканием процессов оглеения. Во II дорожно-климатической зоне через 15-20 лет службы дороги прочность покровных глинистых грунтов, уложенных в насыпь или прикрытых водонепроницаемой дорожной одеждой, при нулевом профиле земляного полотна значительно снижается.
Оглеенные глинистые грунты почти всегда находятся в земляном полотне в увлажненном состоянии, представляя собой при относительной влажности более (0,75-0,8) WT иловатую упруговязкую массу зеленоватой окраски. Структура таких грунтов иная, чем в резервах, из которых возводилась насыпь. Модуль упругости их в 2-3 раза меньше, чем грунтов придорожной полосы при одинаковой степени плотности. Такое изменение грунтов в земляном полотне (их «старение») происходит тем медленнее, чем выше рабочая отметка насыпи. Поэтому при реконструкции дорог особое внимание следует уделять участкам с заниженным земляным полотном, принимая для них больший коэффициент запаса прочности при проектировании дорожных одежд.
В соответствии с рассмотренными выше закономерностями водно-теплового режима и следует изучать состояние земляного полотна перед его реконструкцией. Морозное пучение нужно определять во время третьей стадии, а значение модуля упругости грунта и удельного избытка свободной воды - при четвертой стадии.
К реконструированному земляному полотну должны предъявляться исключительно строгие требования: непродуманные решения или некачественно выполненные земляные работы невозможно исправить при последующей эксплуатации дороги. Поэтому в процессе производства работ по перестройке земляного полотна должен быть организован тщательный контроль за их качеством.
При реконструкции автомобильных дорог обычно стремятся в наибольшей степени использовать существующее доброкачественное земляное полотно. К такому земляному полотну относят участки, в которых не образуются подвешенные горизонты воды из-за неблагоприятного расположения фильтрующих и малопроницаемых грунтов, а также отсутствуют включения оглеенных или иловатых грунтов. Высокие насыпи, возведенные путем беспорядочной отсыпки при недостаточном уплотнении из крупнообломочных горных пород (аллевролитов, глинистых сланцев, мергеля, пустой породы из терриконов и т.д.), большей частью подвержены ежегодным просадкам и образованию пучин. При реконструкции необходимо прежде всего улучшить водно-тепловой режим земляного полотна, повышая степень уплотнения грунта и проводя различные инженерные мероприятия, гарантирующие влажность грунта не выше оптимальной. На очень старых автомобильных дорогах земляное полотно за редкими исключениями не удовлетворяет современным требованиям. В этом случае до переустройства дорожной одежды необходимо установить источники переувлажнения земляного полотна и устранить их влияние. Если во время изысканий выявлено, что грунты верхней части земляного полотна оглеены, необходимо провести детальные инженерно-геологические изыскания. Для правильного установления источников увлажнения требуется определить на типичных участках в период третьей стадии увлажнения характер распределения влажности по глубине. На сухих участках максимальное значение влажности глинистых грунтов во II дорожно-климатической зоне обычно наблюдается на глубине 0,7-0,9 м (рис. 12.3).
На сырых участках увеличение влажности с глубиной указывает на поступление влаги снизу, из залегающего поблизости уровня грунтовых вод или верховодки. На сухих участках возникновение на покрытиях разрушений или образование трещин может быть связано лишь с инфильтрацией воды через само покрытие или обочины.
На сухих участках с большими продольными уклонами при пересеченном рельефе местности, а также в других случаях, когда имеются сомнения в правильности установления источников увлажнения, рекомендуется применять радиоактивные индикаторы. Как показали исследования В.И. Куканова (МАДИ), наиболее оправданным в таких случаях является использование изотопа водорода трития, который входит в состав молекулы тритиевой воды Т2О, физико-химические свойства которой не отличаются от свойств обычной воды. Период полураспада изотопа составляет 12,4 года; радиационно он безопасен и дешев.
Испытания проводят с меченой водой - обычной водой, в которую добавлена тритиевая до удельной активности Ао = 20 мкКи/т (Кюри (Ки) - единица активности изотопа). Работы можно выполнять в любое время года, кроме летнего сезона с высокой степенью испарения. При отрицательной температуре меченая вода замерзает на участке испытаний. Прикрытая снегом, она мало испаряется и начинает проникать в грунт при его оттаивании.
Образцы грунта для определения влажности и путей поступления влаги берут в соответствии с заранее составленной программой из сетки скважин, закладываемых по длине и ширине дороги через 0,5 м в глинистых грунтах и 1 м в супесчаных. По глубине образцы отбирают через 20 см до уровня грунтовых вод, но не менее чем 2 м. Взятые образцы грунта помещают в обычную лабораторную центрифугу для выделения воды, которую в дальнейшем испытывают по общеизвестной методике на радиоактивность. По радиоактивности строят изолинии влажности на разных глубинах в плане и в разных поперечных сечениях дороги.
Рис. 12.3. Схема распределения влажности в земляном полотне по глубине:
а -на сухих участках; б - на мокрых участках; 1 - зона повышенной влажности; 2 - капиллярная зона; 3 - зона грунтовой воды; 4 - влажность по глубине к концу третьей или в начале четвертой стадии увлажнения; 5 - влажность в период пятой стадии увлажнения; 6 - уровень грунтовых вод в начале четвертой стадии увлажнения; 7 - уровень воды в период пятой стадии; 8 - поверхность менисков; 9 - влажность, соответствующая нижней границе текучести; W - естественная влажность грунта; Z - глубина; hк - высота капиллярного поднятия; W1 и W2 - максимальные значения влажности в конце третьей и начале четвертой стадии увлажнения (W1 < W2)
Анализ изолиний для последовательных интервалов времени с достаточной степенью надежности указывает, поступает ли влага сверху или сбоку с прилегающей к дороге полосы. Если есть сомнения, что увлажнение верхней части земляного полотна происходит за счет близкого уровня грунтовых вод, то индикатор заливают в буровую скважину, которую затем послойно заполняют грунтом, по возможности уплотняя его да первоначальной плотности. Сверху скважину тщательно заделывают для предотвращения проникания воды. Описанным способом можно достаточно надежно выявить источники увлажнения земляного полотна на пучинистых участках, что позволяет разработать обоснованные противопучинные мероприятия.
Если в земляном полотне в пределах глубин промерзания залегают прослойки песчаного или супесчаного грунта толщиной менее высоты капиллярного поднятия или оглеенный горизонт, то независимо от обеспеченности поверхностного стока и поперечного профиля земляного полотна на таких участках в период оттаивания, как правило, наблюдается верховодка. В этом случае во II дорожно-климатической зоне модули упругости, как показали проводившиеся в течение ряда лет полевые испытания, в расчетный период года большей частью бывают менее 25 МПа. При столь низком значении модуля упругости грунта чаще всего на покрытиях имеется сетка трещин в виде паутины, указывающая на недостаточную прочность основания и земляного полотна.
Для повышения модуля упругости земляного полотна возможны следующие мероприятия: замена песком оглеенного грунта или укрепление различными вяжущими материалами верхней части земляного полотна; устройство теплоизоляционного слоя или гидроизолирующей и паронепроницаемой прослойки; устройство системы дренажа грунтовых вод и дренажа мелкого заложения т.д.
Для расчета толщины дорожных одежд на реконструируемых участках дорог необходимо располагать такими характеристиками грунтов, как: модуль упругости Ео, сцепление с, угол внутреннего трения φ, удельный избыток воды q, поступающей в корыто из грунта при оттаивании, относительный коэффициент морозного пучения Кпуч, а также глубина их промерзания z. Прочность дорожных одежд прежде всего зависит от прочности земляного полотна, которая на реконструируемых дорогах, как правило, очень неоднородна, особенно на участках, расположенных в низких насыпях.
Оценка грунта по относительной плотности Ко в долях от стандартного уплотнения при оптимальной влажности Wo не дает достаточных оснований для суждения о прочности земляного полотна. При реконструкции земляного полотна нельзя пользоваться табличными значениями прочности грунтов, необходимо исходить из их значений, определенных в полевых условиях.
Наиболее распространенным критерием прочности грунтов является их модуль упругости, который с необходимой надежностью может быть определен непосредственно на уплотненном земляном полотне. Надежная методика определения модуля упругости грунта заключается в измерении просадок постепенно загружаемого жесткого штампа диаметром 70 см до удельного давления рк, соответствующего давлению расчетного автомобиля [97].
Наряду с испытаниями на дороге рекомендуется определять модуль упругости и в карьере, из которого берут грунт для досыпки земляного полотна, чтобы сравнить установленные значения модуля упругости грунтов реконструируемого земляного полотна и карьера. Одновременно должны быть определены влажность и плотность тех же грунтов для сравнения со значениями оптимальной влажности и максимальной плотности, установленными по методу стандартного уплотнения. Наиболее целесообразно использовать для этой цели радиоизотопные приборы. Модуль упругости грунтов земляного полотна может быть также определен расчетом по результатам испытаний дорожных одежд проездом передвижных испытательных установок.
Используя установки динамического нагружения, можно не только определить расчетные значения модуля Ео, но и обоснованно назначать толщину отсыпаемых слоев грунта, а также требуемое количество проходов уплотняющих машин, что повысит однородность земляного полотна. В настоящее время установлены достаточно надежные расчетные значения статических модулей упругости при разных относительных влажностях грунтов. Поэтому при опытном определении величины модулей упругости необходимо стремиться, чтобы значение влажности было близким к расчетному для земляного полотна. Величины угла внутреннего трения φ и сцепления с при расчетах можно принимать по таблицам, приведенным в нормативной литературе [83, 109].
Таким образом, в зависимости от состояния земляного полотна и системы водоотвода в процессе реконструкции дороги возникает необходимость выполнения различных видов работ, связанных с повышением устойчивости и работоспособности земляного полотна, совершенствованием формы и приведением его геометрических параметров в соответствие с нормативными требованиями.
В процессе реконструкции дороги работы по переустройству или строительству нового земляного полотна производят на участках исправления элементов плана трассы, продольного и поперечного профилей, при реконструкции пересечений и примыканий автомобильных дорог и т.д.
К земляным работам по исправлению элементов плана трассы относятся возведение земляного полотна на участках спрямления и увеличения результатов кривых и видимости в плане, при строительстве обходов оползневых и других сложных участков, обходов городов и других населенных пунктов. Работы по исправлению продольного профиля выполняют на участках смягчения продольных уклонов, увеличения радиусов выпуклых и вогнутых кривых в продольном профиле и т.д. Особое место занимают работы по увеличению высоты насыпей на снегозаносимых участках дорог, на участках с необеспеченным водоотводом и образованием пучин. Одним из наиболее распространенных видов работ при реконструкции автомобильных дорог является уширение земляного полотна, которое производится, как правило, на больших протяжениях.
Причиной большинства деформаций земляного полотна является его избыточная влажность. Поэтому при реконструкции дорог особое внимание уделяют предохранению земляного полотна от увлажнения путем совершенствования систем отвода поверхностных и грунтовых вод.
По особенностям технологии выполнения работ по реконструкции земляного полотна и системы водоотвода можно разделить две группы:
работы, технология выполнения которых не отличается от технологии возведения земляного полотна при строительстве новых дорог;
работы, технология выполнения которых отличается от технологии работ при строительстве дорог.
К первой группе относятся выполняемые в процессе реконструкции работы по поднятию земляного полотна на сырых, подтопляемых и снегозаносимых участках, по устройству земляного полотна и водоотвода на площадках для остановки, стоянках автомобилей, площадках для отдыха, по устройству новых дренажей, системы водоотвода, осушительных канав, берегозащитных и противоэрозионных сооружений. К этой же группе можно отнести работы по восстановлению размытых и разрушенных участков дорог, срезку откосов выемок, устройство аккумуляционных полок в выемках и ряд других работ.
Ко второй группе относятся выполняемые в процессе реконструкции работы по исправлению параметров земляного полотна на участках смягчения продольного профиля, обеспечению видимости в продольном профиле и плане. К этой же группе можно отнести работы по восстановлению земляного полотна на участках пучинообразования, укрепительные и другие работы, обеспечивающие устойчивость существующего земляного полотна.
Работы, технология выполнения которых не отличается от технологии строительства новых дорог, описаны в предыдущих главах. В данной главе рассматриваются работы, технология выполнения которых отличается от технологии строительства новых дорог.
- Справочная энциклопедия дорожника
- Строительство и реконструкция автомобильных дорог
- Москва 2005 Содержание
- Введение
- Раздел I основы технологии и организации строительства автомобильных дорог глава 1. Этапы развития и пути совершенствования сети автомобильных дорог и технологии их строительства
- 1.1. Основные этапы развития и совершенствования сети автомобильных дорог России
- 1.2. Роль ученых в создании научно-технической базы дорожного строительства
- 1.3. Развитие и совершенствование технологии и методов строительства автомобильных дорог
- 1.4. Обеспечение прочности и работоспособности дорожных конструкций
- Раздел II возведение земляного полотна глава 2. Конструкции земляного полотна и требования к его возведению
- 2.1. Требования к конструкции земляного полотна
- 2.2. Требования к грунтам земляного полотна
- 2.3. Технология работ по сооружению земляного полотна
- 2.4. Основные принципы планирования и организации работ
- 2.5. Уплотнение грунтов
- Pиc. 2.4. Изменение оптимальной плотности и оптимальной влажности при разном уплотнении:
- Глава 3. Подготовительные работы перед сооружением земляного полотна
- 3.1. Состав и назначение подготовительных работ
- 3.2. Снятие растительного грунта и подготовка основания земляного полотна
- Глава 4. Строительство инженерных сооружений для регулирования водно-теплового режима земляного полотна
- 4.1. Виды сооружений и способы регулирования водно-теплового режима земляного полотна и дорожных одежд
- 4.2. Строительство водонепроницаемых и капилляропрерываюших слоев Подготовка верхней части земляного полотна перед устройством дополнительных слоев оснований.
- Глава 5. Возведение насыпей и разработка выемок в нескальных грунтах
- 5.1. Способы отсыпки насыпей и разработки выемок
- 5.2. Возведение насыпей из грунта выемок
- 5.3. Строительство насыпей из грунта боковых резервов
- Глава 6. Возведение земляного полотна на косогорах. Планировка и укрепление откосов
- 6.1. Основные типы конструкций земляного полотна на косогорах и оползневых склонах
- 6.2. Особенности возведения земляного полотна на косогорах и оползневых склонах
- 6.3. Планировка земляного полотна насыпей и выемок, конусов и откосов
- 6.4. Укрепление конусов и откосов земляных сооружений
- Глава 7. Возведение земляного полотна в горных условиях
- 7.1. Особенности возведения земляного полотна в горной местности
- 7.2. Буровые и взрывные работы. Техника безопасности
- 7.3. Расчет взрывных работ
- 7.4. Технология производства земляных работ в скальных грунтах. Контроль качества
- 7.5. Строительство противооползневых сооружений
- Глава 8. Гидромеханизация земляных работ
- 8.1. Условия и эффективность применения гидромеханизации земляных работ
- 8.2. Транспортирование и укладка грунта. Общая организация работ
- Глава 9. Сооружение земляного полотна в сложных инженерно-геологических условиях
- 9.1. Сооружение земляного полотна на слабых основаниях
- 9.2. Сооружение высоких насыпей и глубоких выемок
- 9.3. Сооружение земляного полотна в песчаных пустынях
- 9.4. Возведение земляного полотна на засоленных грунтах
- 9.5. Возведение земляного полотна в районах распространения вечномёрзлых грунтов
- 9.6. Сооружение земляного полотна из глинистых грунтов с влажностью более оптимальной
- 9.7. Строительство насыпей из техногенных грунтов
- Глава 10. Строительство земляного полотна с использованием геосинтетических материалов
- 10.1. Понятие о геосинтетических материалах. Области их применения*
- 10.2. Краткая классификация геосинтетических материалов для дорожного строительства
- 10.3. Строительство земляного полотна с использованием геосинтетических материалов
- Глава 11. Сооружение земляного полотна в зимний период
- 11.1. Особенности организации и технологии производства работ по сооружению земляного полотна в зимний период
- 11.2. Сооружение земляного полотна насыпей и выемок
- 11.3. Устройство дополнительных песчаных слоев оснований
- 11.4. Особенности строительства малых искусственных сооружений в зимний период
- Глава 12. Реконструкция земляного полотна
- 12.1. Условия работы существующего земляного полотна и основные пути повышения его прочности и устойчивости
- 12.2. Подготовительные работы к реконструкции земляного полотна
- 12.3. Способы уширения насыпей и выемок. Требования к выбору, размещению в слоях и уплотнению грунтов земляного полотна уширения
- 12.4. Исправление продольного профиля. Увеличение высоты насыпей и глубины выемок
- Величина уширения по подошве насыпи составит
- 12.5. Перестройка пучинистых участков
- 12.6. Повышение устойчивости откосов реконструируемого земляного полотна и совершенствование системы водоотвода
- 12.7. Перестройка и удлинение водопропускных труб
- Глава 13. Организация работ по возведению земляного полотна
- 13.1. Общие положения
- 13.2. Определение составов специализированных отрядов и оптимальной длины захватки при выполнении подготовительных работ и работ по строительству водопропускных труб
- 13.3. Определение составов специализированных отрядов и оптимальной длины захватки при возведении земляного полотна
- Раздел III строительство дорожных одежд Глава 14. Основы технологии строительства дорожных одежд
- 14.1. Технологическая классификация дорожных одежд, покрытий и оснований
- 14.2. Обеспечение надежности дорожных одежд
- 14.3. Основы технологии уплотнения слоев дорожных одежд
- Глава 15. Строительство дорожных оснований и покрытий из необработанных каменных материалов и каменных материалов и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими
- 15.1. Развитие методов применения грунтов и местных каменных материалов в слоях дорожных одежд
- 15.2. Строительство слоев из щебеночных материалов
- 15.3. Строительство слоев из щебеночно-песчаных и других смесей
- 15.4. Строительство слоев из активных отходов промышленности
- 15.5. Строительство слоев из материалов, обработанных цементом
- 15.6. Брусчатые, мозаичные и клинкерные мостовые
- 15.7. Основы технологии производства искусственного зернистого материала из глинистых грунтов с использованием электроплазменных устройств
- 15.8. Технология и эффективность применения зернистых керамических материалов при строительстве оснований дорожных одежд
- Глава 16. Строительство дорожных оснований и покрытий из каменных материалов и грунтов, обработанных органическими вяжущими
- 16.1. Строительство щебеночных слоев способом пропитки
- 16.2. Строительство слоев из черного щебня
- 16.3. Строительство слоев из смесей каменных материалов с жидкими органическими вяжущими
- 16.4. Строительство слоев из смесей каменных материалов с вязкими органическими вяжущими
- 16.5. Строительство конструктивных слоев дорожных одежд из эмульсионно-минеральных смесей
- 16.6. Строительство слоев из грунтов, укрепленных органическими вяжущими
- Глава 17. Строительство цементобетонных покрытий и оснований
- 17.1. Особенности строительства покрытий с применением минеральных вяжущих
- 17.2. Требования к материалам для строительства цементобетонных покрытий и проектирование состава дорожного бетона
- 17.3. Конструкции дорожных цементобетонных покрытий и оснований
- А) в свежеуложенном бетоне; б) комбинированным способом; в) в затвердевшем бетоне; г) продольный шов; пунктиром показана обмазка штырей битумом
- 17.4. Технология строительства цементобетонных покрытий
- 17.5. Строительство монолитных армобетонных и непрерывно армированных покрытий
- 17.6. Строительство предварительно напряжённых монолитных цементобетонных покрытий
- 17.7. Строительство оснований и покрытий из укатываемых бетонов
- 17.8. Особенности строительства цементобетонных покрытий при пониженной температуре воздуха
- 17.9. Строительство сборных и сборно-монолитных покрытий
- 17.10. Контроль качества строительства цементобетонных покрытий
- Глава 18. Строительство асфальтобетонных покрытий и оснований
- 18.1. Общие положения технологии строительства асфальтобетонных покрытий
- 18.2. Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием
- 18.3. Проектирование состава асфальтобетонных смесей
- 18.4. Обеспечение требований к физико-механическим свойствам асфальтобетона
- 18.5. Технология строительства асфальтобетонных покрытий и оснований
- 18.6. Требования к составу технологических карт на строительство асфальтобетонных покрытий
- Глава 19. Строительство асфальтобетонных покрытий из холодных и литых смесей и щебеночно-мастичного асфальтобетона
- 19.1. Строительство покрытий из холодных асфальтобетонных смесей
- 19.2. Строительство покрытий из литых асфальтобетонных смесей
- 19.3. Строительство покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона
- 19.4. Строительство покрытий из асфальтобетонных смесей на основе полимерно-битумных вяжущих
- 19.5. Строительство асфальтобетонных покрытий при пониженной температуре воздуха
- 19.6. Охрана труда при строительстве асфальтобетонных покрытий
- Глава 20. Строительство слоев износа, защитных шероховатых слоев
- 20.1. Назначение слоев износа, защитных и шероховатых слоев
- 20.2. Поверхностная обработка дорожных покрытий
- Зоны жесткости: 1 - очень мягкое; 2 - мягкое; 3 - нормальное; 4 - твердое; 5 - очень твердое.
- 20.3. Поверхностные обработки с полимерным вяжущим
- 20.4. Устройство шероховатого слоя износа методом втапливания щебня
- 20.5. Слои износа и защитные слои с применением эмульсионно-минеральных смесей
- Глава 21. Строительство дорожных одежд с покрытиями простейшего типа
- 21.1. Назначение покрытий простейшего типа
- 21.2. Местные грунты как материал для покрытий простейшего типа
- 21.3. Технология строительства простейших покрытий из искусственно улучшенных грунтов
- 21.4. Технология профилирования грунтовых дорог
- 21.5. Строительство деревянных, сплошных и колейных покрытий (лежневых и бревенчатых)
- 21.6. Брусчатые, мозаиковые и клинкерные мостовые
- Глава 22. Реконструкция дорожных одежд
- 22.1. Способы реконструкции дорожных одежд
- 22.2. Способы разборки слоев дорожных одежд для повторного использования их материалов
- 22.3. Способы регенерации дорожных одежд и покрытий
- 22.4. Уширение дорожной одежды
- 22.5. Усиление существующих дорожных одежд
- Время после укладки горячей смеси, мин
- В верхнем правом углу показан конструктивный разрез покрытия и места закладки термопар (1-5);
- 22.6. Особенности реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями
- 22.7. Устройство краевых полос и укрепление обочин при реконструкции дорог
- 22.8. Перестройка дорожных одежд переходного типа
- Раздел IV материально-техническое обеспечение дорожного строительства Глава 23. Предприятия по разработке горных пород
- 23.1. Разработка горных пород
- 23.2. Особенности разработки скальных пород
- 23.3. Особенности разработки обломочных пород
- 23.4. Переработка каменных материалов в притрассовых карьерах на передвижных дробильно-сортировочных установках
- Глава 24. Камнедробильные заводы
- 24.1. Основные процессы работы камнедробильных заводов
- 24.2. Генеральный план кдз
- 24.3. Переработка гравийно-песчаных материалов
- 24.4. Приготовление дробленого песка
- 24.5. Производство минерального порошка для асфальтобетона
- 24.6. Особенности организации складов готовой продукции
- 24.7. Технологические процессы обогащения и улучшения каменных материалов
- 24.8. Контроль качества, приемка готовой продукции
- Глава 25. Битумные и эмульсионные базы
- 25.1. Назначение и размещение баз и складов
- 25.2. Технологические процессы подготовки органических вяжущих
- 25.3. Эмульсионные базы и цехи. Технология производства битумных эмульсий
- 25.4. Установки для производства катионных битумных эмульсий
- 25.5. Автоматизация технологических процессов на эмульсионных базах и контроль качества эмульсий
- Глава 26. Заводы для приготовления асфальтобетонных смесей
- 26.1. Классификация заводов и особенности их размещения
- 26.2. Генеральный план абз
- 26.3. Технологические процессы. Выбор технологического оборудования
- 26.4 Асфальтосмесительные установки
- 26.5. Переработка старого асфальтобетона (регенерация) на абз
- 26.6. Автоматизация технологических процессов асфальтобетонного завода и контроль качества
- 26.7. Базы и установки для обработки грунтов вяжущими
- Глава 27. Заводы по производству цементобетонных смесей
- 27.1. Классификация заводов и особенности их размещения
- 27.2. Генеральный план цбз
- 27.3. Технологические процессы производства и оборудование
- А) технологическая схема работы бетоносмесительной установки; б) блок дозирования каменных материалов; в) смесительный блок
- 27.4. Особенности организации складов каменных материалов
- 27.5. Склады цемента и минерального порошка
- 27.6. Автоматизация технологических процессов и контроль качества продукции Общие положения автоматизации технологических процессов.
- 27.7. Оборудование для транспортирования бетонных смесей
- 27.8. Особенности работы цбз зимой и в жарком климате
- Глава 28. Заводы и полигоны для изготовления железобетонных изделий
- 28.1. Классификация заводов и полигонов и технология изготовления изделий
- Pиc.28.2 Схемы уплотнения бетонной смеси в изделиях:
- 28.2. Способы производства железобетонных изделий
- 28.3. Контроль качества железобетонных изделий и особенности организации склада готовых изделий
- Глава 29. Охрана труда и окружающей среды на производственных предприятиях дорожного хозяйства
- 29.1. Общие положения по охране труда и технике безопасности в строительном производстве
- 29.2. Охрана труда и техника безопасности на производственных предприятиях (базах) дорожного строительства
- 29.3. Охрана окружающей природной среды на производственных предприятиях дорожного строительства
- Раздел V организация дорожно-строительных работ Глава 30. Основные вопросы организации дорожно-строительных работ
- 30.1. Общие положения организации строительства автомобильной дороги
- 30.2. Особенности организации работ при реконструкции автомобильной дороги
- 30.3. Организационно-технические мероприятия по охране окружающей среды при строительстве (реконструкции) автомобильной дороги
- 30.4. Охрана труда и техника безопасности при строительстве автомобильных дорог
- Глава 31. Организация производственной базы дорожного строительства
- 31.1. Организация материально-технического обеспечения дорожного строительства
- 31.2. Организация складского хозяйства на дорожном строительстве
- 31.3. Организация технического обслуживания и ремонта машин
- 31.4. Обеспечение производственной базы дорожного строительства электроэнергией, сжатым воздухом, паром, водой и технологической связью
- Глава 32. Способы организации дорожно-строительных работ
- 32.1. Комплексно-механизированный поточный способ и его разновидности
- 32.2. Непоточные способы организации дорожно-строительных работ
- Глава 33. Проектирование организации строительства и производства дорожно-строительных работ
- 33.1. Проект организации строительства и проект производства работ
- 33.2. Определение составов специализированных отрядов при устройстве дорожной одежды
- 33.3. Составление календарного, сетевого, почасовых графиков строительства автомобильной дороги и технологических карт
- 33.4. Определение потребности строительства в материально-технических ресурсах
- 33.5. Диспетчерское управление и автоматизация управления строительством
- Раздел VI обеспечение качества дорожно-строительных работ глава 34. Контроль и управление качеством дорожно-строительных работ
- 34.1. Система контроля и управления качеством дорожно-строительных работ
- 34.2. Организации и технология контроля качества дорожно-строительных работ
- Глава 35. Производственный контроль качества дорожно-строительных работ
- 35.1. Контроль качества выполняемых работ при строительстве земляного полотна и правила их приемки
- 35.2. Операционный контроль в процессе выполнения и по завершении соответствующих операций
- 35.3. Скоростные методы контроля прочности и ровности дорожной одежды
- 35.4. Контролируемые параметры, средства контроля, допустимые отклонения и объем измерений при операционном и приемочном контроле
- Глава 36. Статистический контроль и регулирование качества при строительстве автомобильных дорог
- 36.1. Актуальность статистических методов контроля в дорожном строительстве
- 36.2. Обоснование и развитие единого расчетного аппарата для статистического контроля качества в дорожном строительстве
- 36.3. Методическая основа оценки качества в дорожном строительстве
- 36.4. Методика определения объема и точек измерений при статистическом контроле
- Пример назначения мест измерений с помощью таблицы случайных чисел
- 36.5. Обработка результатов статистического контроля и оценка качества
- 36.6. Настройка технологических процессов на стадии подготовки и в процессе строительства
- 36.7. Примеры организации и проведения статистического контроля, оценки качества и настройки технологических процессов
- 36.8. Основные выводы
- 37.1. Основные тенденции развития дорожно-строительных машин и их производственно-технологические параметры
- 37.2. Основные технологические параметры по основным группам машин и оборудования и определение производительности
- Глава 38. Машины и оборудование для возведения земляного полотна
- 38.1. Машины для подготовительных работ
- 38.2. Машины для разработки и транспортирования грунта
- 38.3. Машины для разравнивания грунта и планировки земляного полотна и слоев основания и откосов
- 38.4. Машины и оборудование для уплотнения грунтов
- Глава 39. Машины и оборудование для строительства и реконструкции дорожных одежд
- 39.1. Машины для строительства слоев основания из грунтов и минеральных материалов, обработанных вяжущими
- 39.2. Машины для строительства слоев основания из щебня и гравия
- 39.3. Машины для строительства асфальтобетонных покрытий
- 39.4. Машины и оборудование для строительства цементобетонных покрытий
- 39.5. Машины и оборудование для строительства слоев износа (защитных слоев) покрытия
- 39.6. Машины для уплотнения слоев основания и покрытия
- 39.7. Машины для обустройства дорог
- 39.8. Машины и оборудование для реконструкции дорог
- Список литературы