ПРОВЕРКА ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ НА МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ

 

4.1. В районах сезонного промерзания грунтов земляного полотна при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях, наряду с требуемой прочностью и устойчивостью должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд.

С этой целью применяют различные специальные мероприятия:

- использование непучинистых или слабопучинистых грунтов (табл. 4.1, 4.2.) для сооружения верхней части земляного полотна, находящегося в зоне промерзания;

- осушение рабочего слоя земляного полотна (см. раздел 5), в том числе устройство дренажа для увеличения расстояния от низа дорожной одежды до уровня подземных вод; устройство гидроизолирующих или капилляропрерывающих прослоек для перехода от 2-ой или 3-й схемы увлажнения рабочего слоя земляного полотна к 1-й схеме;

- устройство морозозащитного слоя из непучинистых минеральных материалов, в т.ч. укрепленных малыми дозами минеральных или органических вяжущих;

- устройство теплоизолирующих слоев, снижающих глубину или полностью исключающих промерзание грунта под дорожной одеждой;

- устройство основания дорожной одежды из монолитных материалов (типа тощего бетона или других зернистых материалов, обработанных минеральным или органическим вяжущим).

4.2. Конструкцию считают морозоустойчивой, если соблюдено условие

l_пуч £ l_доп, (4.1)

где l_пуч - расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна;

l_доп - допускаемое для данной конструкции пучение грунта (табл. 4.3).

4.3. Расчет на морозоустойчивость необходимо выполнять для характерных участков или групп характерных участков дороги, сходных по грунтово-гидрологическим условиям, имеющим одну и ту же конструкцию дорожной одежды и схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна.

4.4. При предварительной проверке на морозоустойчивость величину возможного морозного пучения следует определять по формуле:

l_пуч = l_{пуч ср} К_УГВ К_пл К_грК_нагрК_вл, (4.2)

где l_{пуч ср} - величина морозного пучения при осредненных условиях, определяемая по рис. 4.4 в зависимости от толщины дорожной одежды (включая дополнительные слои основания), группы грунта по степени пучинистости (табл. 4.1) и глубины промерзания (z_пp);

 

Таблица 4.1

 

Классификация грунтов по степени пучинистости при замерзании

(СНиП 2.05.02-85, прил. 2 табл. 6)

 

Группы грунтов по пучинистости	Степень пучинистости	Относительное морозное пучение
I	Непучинистый	1 и менее
II	Слабопучинистый	Свыше 1 до 4
III	Пучинистый	Свыше 4 до 7
IV	Сильнопучинистый	Свыше 7 до 10
V	Чрезмернопучинистый	Свыше 10

 

Таблица 4.2

 

Группы грунтов по степени пучинистости (СНиП 2.05.02-85, прил. 2 табл. 7)

 

Грунт	Группа
Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 до 2 %	I
Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 до 15 %, мелкий с содержанием частиц мельче 0,05 до 15 %, супесь легкая крупная	II
Супесь легкая; суглинок легкий и тяжелый, глины	III
Песок пылеватый; супесь пылеватая; суглинок тяжелый пылеватый	IV
Супесь тяжелая пылеватая; суглинок легкий пылеватый	V

 

Таблица 4.3

 

Тип дорожных одежд	Вид покрытия	Допустимая величина морозного пучения, (lдоп), см
Капитальные	асфальтобетонное
Облегченные	асфальтобетонное
Переходные	переходное

Примечание. В восточных районах II-III дорожно-климатических значения l_доп следует увеличивать на 20-40 % (большие значения для облегченных и переходных дорожных одежд).

 

К_УГВ - коэффициент, учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод (Н_у) (рис. 4.1); при отсутствии влияния грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод следует принимать: для супеси тяжелой и пылеватой и суглинка К_УГВ = 0,53; для песка и супеси легкой и крупной К_УГВ = 0,43;

К_пл - коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя (табл. 4.4);

К_гр - коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки (табл. 4.5);

К_нагр - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания (рис. 4.2);

К_вл - коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта (табл. 4.6).

4.5. Если данные натурных наблюдений отсутствуют, глубину промерзания дорожной конструкции допускается определять по формуле:

z_пp = z_{пp ( cp )} × 1,38, (4.3)

где z_{пp ( cp )} - средняя глубина промерзания для данного района, устанавливаемая при помощи карт изолиний (рис. 4.4).

4.6. При глубине промерзания дорожной конструкции z_пp до 2 м l_{пуч ср} устанавливают по графикам рис. 4.3. При z_пp от 2,0 до 3,0 м l_{пуч ср} вычисляют по формуле:

l_{пуч ср} = l_{пуч ср 2,0} × [ a + b (z_пp - c)], (4.4)

где l_{пуч ср 2,0} - величина морозного пучения при z_пp = 2,0 м;

а = 1,0; b = 0,16; с = 2,0 при 2,0 < z_пp < 2,5;

a = 1,08; b = 0,08; с = 2,5 при 2,5 < z_пp < 3,0.

4.7. Если при расчетном сроке службы до 10 лет полученная величина возможного пучения будет превышать требуемую (табл. 4.3), а при сроке службы более 10 лет будет превышать 80 % от требуемой, необходимо рассмотреть вариант устройства морозозащитного слоя. В этом случае предварительно определяют ориентировочно требуемую толщину морозоустойчивой конструкции дорожной одежды, используя графики рис. 4.3. Для этого, зная допустимую величину морозного пучения l_доп, рассчитывают среднюю величину морозного пучения l_{пуч . ср} по формуле:

l_{пуч . ср} = l_доп / К_УГВ К_пл К_гр К_нагр К_вл. (4.5.)

Затем по графику рис. 4.3. в соответствии с группой грунта по степени пучинистости определяют h_oд.

 

 

Рис. 4.1. Зависимость коэффициента К_УГВ от расстояния от низа дорожной одежды до расчетного УГВ или УПВ: