ТехЛиб СПБ УВТ

Грунты, применяемые для сооружения земляного полотна

Устойчивость земляного полотна обуславливается прежде всего свойствами грунтов и степенью их уплотнения.

Песчаные грунты водопроницаемы, во влажном состоянии несущая способность почти не меняется, хорошо уплотняются. Их можно применять в любых условиях. Недостаток: опасность размыва и разрушения откосов, особенно при высоких насыпях. Укрепление откосов.

Песчаные пылевые грунты содержат пылевые частицы (< 0,14 мм). При насыщении водой устойчивость снижается. Нельзя применять для устройства насыпей во влажных условиях.

Супесчаные грунты наиболее благоприятны для устройства земляного полотна. При увлажнении несущая способность изменяется мало. Грунты водопроницаемы, хорошо уплотняются. Используются в любых условиях. Супесчаные пылевые грунты при насыщении водой могут приобретать свойства плывуна.

Пылевые грунты – наименее благоприятны для возведения земляного полотна. Способствуют пучинообразованию на дорогах. Наблюдается весной взбугривание дорожной одежды, проломы, просадки. Ограничивается применение во влажных условиях, в местах с высоким уровнем грунтовых вод.

Суглинистые и тяжелосуглинистые грунты в сухом состоянии – плотные. Чем больше глинистых частиц, тем больше потеря несущей способности во влажных условиях. Обладают способностью к капиллярному подъему воды: H до 1-1,5 м для суглинка, до 1,5 – 2 м для тяжелого суглинка, в то время как у песчаных грунтов Н< 0,3-0,5 м. При неглубоком залегании грунтовых вод насыщаются слои грунта под дорожной одеждой, что отрицательно сказывается на её устойчивости.

Суглинистые пылевые грунты склонны к пучинообразованию. Высота подъема воды по капиллярам до 2 м, низкая водопроницаемость. Во влажном состоянии теряют несущую способность. Неблагоприятны для устройства земляного полотна. Можно применять в нижней части насыпи в сухих местах.

Глинистые грунты почти водонепроницаемы, способны к капиллярному подъему воды, впитывают много влаги, становятся пластичными и резко теряют несущую способность, медленно сохнут. В сухом состоянии плотные. Для устройства насыпей не рекомендуются.

Большое значение играет расположение разнородных грунтов в насыпи. Беспорядочная отсыпка может привести к сползанию откосов, образованию «карманов» (скопление воды в теле насыпи). Все это уменьшает устойчивость насыпи. Если насыпь возводится из разнородных грунтов, то из одного грунта должен создаваться сплошной горизонтальный слой.

а) правильное	б) неправильное

Размещение разнородных грунтов в насыпи: 1 – суглинок, 2 – песок, 3 – глина

Производство земляных работ

Сооружение земляного полотна представляет собой совокупность технологических процессов, параллельно выполняемых на захватках, Сооружение земляного полотна во вновь осваиваемых районах сложнее, чем в местах со сложившейся застройкой. Здесь прокладывают дороги при наличии естественного сложения верхней почвенно-грунтовой толщи. В освоенных районах верхняя грунтовая толща обычно представлена культурным слоем с установившимся водно-тепловым режимом. И, за некоторым исключением, земляное полотно в насыпях возводят из привозных песчаных грунтов. В состав земляных работ входят:

— устройство временных дорог;

— очистка полосы в пределах крайних линий;

— удаление растительного слоя и его складирование в штабеля с последующим использованием для газонов;

— устройство водостоков и подземных инженерных сооружений, дренажей;

— разбивка и сооружение земляного полотна;

— устройство площадок для остановки общественного транспорта, разделительных полос, газонов, автостоянок;

— устройство корыта при нулевом профиле и выемках;

— планировочные, отделочные и укрепительные работы.

Линейные земляные работы обычно выполняют экскаваторами (с объемом ковша до 1м^З) во взаимодействии с бульдозерами и транспортными средствами. Самоходные скреперы, гидроустановки и земснаряды применяют лишь при сосредоточенных работах. В городских условиях, как правило, объем насыпей не сбалансирован с объемом выемок, поэтому используют привозной грунт из близлежащих карьеров. В соответствии с проектом производства работ (ППР) назначают длину захваток и их количество. На каждой захватке последовательно выполняют работы, предусмотренные технологическим процессом с учетом группы трудности разработки грунтов:

1. растительный грунт, в том числе чернозем, лёссы, солончаки, торф;

2. пески, глины, супеси, твердый чернозем;

3. очень плотные глины с включением гравия, мерзлые грунты;

4. сланцевые глины, мерзлые глины и суглинистые грунты, мягкий мел, слабый трепел.

Очистку полосы, укладку подземных коммуникаций стремятся выполнить до таяния, т.к. грунтовые воды в это время находятся глубоко. Для удлинения продолжительности периода земляных работ за несколько дней до наступления положительных температур снег удаляют между красными линиями, в этом случае на 15-20 дней быстрее стабилизируется водно-тепловой режим.

Расположение грунтов в насыпи

Для обеспечения устойчивости земляного полотна важно правильно расположить грунты в насыпи. Требуемое расстояние между низом дорожной одежды и расчетным уровнем грунтовых вод является функцией глубины промерзания (z промерзания) и высоты расчетного генетического подъема воды в грунте h_к .

Устройство насыпи в условиях повышенного увлажнения: 1 – песок, 2 – суглинок, РУПВ – расчетный уровень поверхностных вод, УГВ — уровень грунтовых вод.

Грунты культурного слоя в городах и карьерах разнообразны, особенно до глубины промерзания. В связи с этим важно правильно расположить разные по физическим свойствам грунты, чтобы не допустить в теле насыпи висячих горизонтов воды. В этом случае плотность и влажность насыпей будет примерно одинаковой, снизится мерзлое пучение и не возникнут неравномерные просадки дорожных покрытий.

При возведении насыпей из связных переувлажненных грунтов (W_ест. > W_опт.), а также при пылеватых грунтах устраиваются песчаные прослойки h. Если на сухих участках в теле насыпи в пределах глубины ее промерзания уложен слой глины, то этот слой выполняет роль водоупора для инфильтрующей поверхностной воды. Если водонепроницаемый грунт находится на глубине 0,6-0,75 от глубины промерзания, прикрыт супесью, наблюдается сильно выраженное поднятие дорожных одежд за счет морозного пучения.

Таким образом, наличие слоев глины или песка в зависимости от их расположения по высоте насыпи с учетом глубины промерзания может ухудшить или улучшить водно-тепловой режим. Существенное влияние оказывают плотность (ρ) и влажность (W) грунтов. Суглинистые грунты могут иметь W, не более чем на 10% выше оптимальной влажности W_опт.

Связные грунты при W> W_опт. на 15-20% осушают или заменяяют на глубину 0,5-0,7 м относительно низа дорожной одежды дренирующими грунтами.

Для повышения устойчивости земляного полотна в современном дорожном строительстве используют георещетки из полимерных материалов.

При нулевом профиле рыхлый грунт уплотняют в корыте до h= 0,5-0,7м. Такие грунты характеризуются высоким числом пластичности и легко переходят в мягкопластичное состояние. Поэтому возведение насыпей в увлажненных районах при незначительных нарушениях требований ведет к значительным деформациям. Во 2, 3 климатических зонах верхнюю часть насыпи на h = 1,2 — 1,0 м следует отсыпать из песчаных и супесчаных грунтов. Нижнюю часть – из скальных грунтов.

До устройства дорожных одежд верх земляного полотна (в том числе в выемках и нулевых отметках) должен быть тщательно спрофилирован и уплотнен на глубину:

h= 2D = 2 х 36 = 72 см, где

D – диаметр круга, равновеликого отпечатку колеса расчетного автомобиля.

При укладке полотен для создания защитных прослоек вдоль земляного полотна выполняют раскатку рулонов вручную звеном из трех дорожных рабочих. После раскатки первых метров краевую часть (по ширине) полотна прижимают к грунту двумя-тремя анкерами (стержни диаметром 3 — 5 мм) длиной 15 — 20 см с отогнутым верхним и заостренным нижним концами . При дальнейшей раскатке производят периодическое разравнивание полотна с небольшим продольным его натяжением и креплением к грунту анкерами (или другим способом) через 10 — 15 м (через 1,5 — 2,0 м при устройстве прослойки из геотекстиля на слабом основании). Крепление выполняют во избежание смещения полотна при действии ветровой нагрузки, укладке вышележащего слоя, а также для сохранения небольшого предварительного натяжения геотекстиля. Полотна укладывают с перекрытием не менее 0,3 м и при необходимости дополнительно соединяют. При устройстве прослойки из геотекстиля в основании насыпи, сложенном слабыми грунтами, величину перекрытия увеличивают на растояние не менее 0,5 м.

При укладке полотен для создания защитно-армирующих прослоек (в поперечном направлении — рис. 1.б) величина перекрытия при отсутствии соединения должна быть не менее 0,5 м. Полотна крепят к грунту анкерами, устанавливаемыми на ширине перекрытия через 1,5 — 2,0 м. Соединение полотен позволяет снизить величину их перекрытия. Предпочтительным видом соединения полотен является их сшивание с применением мешкозашивочных швейных машинок.

Принципы разработки проекта производства работ (ППР)

Цели и задачи: разработка способов производства работ, номенклатуры дорожных машин и их числа, направления потока, очередности работ, достижение экономической эффективности. Основным документом является календарный план-график.

Расчет комплексно-механизированного потока выполняют методом вариантного проектирования. Экономико-математические методы с использованием ЭВМ позволили перейти от вариантного метода к оптимальным расчетам комплексного потока. Например, технико-экономический расчет показывает, что лучше возвести насыпь из привозного грунта, а связный грунт вывезти в отвал. При разработке ППР ориентируются на круглогодичное сооружение земляного полотна, относя на зимний период те работы, которые выгоднее выполнить в это время.

Выбор землеройных машин и производство земляных работ

Выбор машин и механизмов осуществляется с учетом природных условий, объемов земляных работ, сроков, рабочих отметок земляного полотна. В границах технических возможного применения определяется целесообразность их использования. В связи со сложностью задачи используют современные математические методы и ЭВМ. Земляные работы относятся к числу наиболее механизированных. Уровень механизации достигает 97%. При спокойном рельефе и небольших объемах земляных работ земляные работы называют линейными. Фронт их выполнения постепенно перемещается за подготовительными работами. Сосредоточенные земляные работы выполняют специализированные отряды машин. Их необходимо закончить до подхода линейного потока. При строительстве городских улиц и дорог встречаются следующие виды земляных работ:

— возведение насыпей из привозного грунта;

— возведение насыпей из выемок;

— разработка выемок с вывозом грунта в отвал;

— возведение насыпей из боковых резервов;

— устройство полунасыпей — полувыемок на косогорах.

Звено машин состоит из основных и вспомогательных машин: к основным относят экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдер-элеваторы; к вспомогательным – машины для рыхления, разравнивания, уплотнения, полива. Выбор машин зависит от объмов земляных работ, дальности возки, типа грунта и др. факторов. При возведении насыпи из резервов и выемки при дальности возки до 50 м используют бульдозеры; при дальности возки до 600 м – скреперы прицепные с емкостью ковша до 6 м³; при дальности возки до 3000 м – самоходные скреперы с емкостью ковша – 9-10 м^З; при больших расстояниях – экскаваторы и самосвалы; при объеме земляных работ свыше 200-500 тыс.м^З используется метод гидромеханизации (гидромониторы).

Схема разработки, перемещения и укладки грунта при возведении насыпи бульдозером

Бульдозер представляет собой гусеничный трактор или тягач на пневматических шинах, оборудованный широким отвалом, который установлен перпендикулярно к продольной оси трактора или под углом, что позволяет перемещать грунт в сторону. В ряде конструкций бульдозеров отвал может поворачиваться в поперечной и вертикальной плоскости, наклоняться. В зависимости от выполняемой работы на раму вместо отвала можно навешивать дорожные рыхлители, кусторезы, корчеватели чем расширяется использование базового трактора. В процессе работы бульдозер копает, перемещает и распределяет грунт.

Чтобы отделить грунт от массива, нож отвала углубляют при одновременном перемещении бульдозера вперед. Грунт накапливается перед отвалом, образуя призму волочения. Резание продолжается до тех пор, пока эта призма не достигнет верхней кромки отвала. Затем бульдозер передвигает призму волочения до места и грунт разгружает кучей, поднимая отвал до отказа или разравнивания слоем необходимой толщины. Толщина слоя зависит от типа и массы машин для уплотнения.

Наибольшее сопротивление возникает при работе бульдозера в процессе копания грунта. При перемещении грунта имеются резервы мощности. При резании (копании) добиваются максимального объема вырезаемого грунта на отвале, полного использования мощности двигателя и минимальных затрат времени на набор призмы волочения. Используют три основные схемы копания грунта: прямоугольной стружкой (с постоянной толщиной), клиновой (с переменной толщиной стружки) и гребенчатой.

При копании прямоугольной стружкой отвал бульдозера сначала заглубляют максимально в грунт с учетом возможностей бульдозера по мощности и группе грунта. Затем, не меняя положения отвала, бульдозер движется вперед, срезая ровную стружку на всем пути набора грунта. Схема эффективна при работе под уклон и разработке выемки наклонными слоями. Мощность трактора используется полностью, стружка вырезается толстая и равномерная, сокращается путь и время набора призмы волочения. Эту схему применяют при снятии растительного слоя, при этом толщина стружки органичивается не возможностями бульдозера, а технологическими условиями работ и толщиной растительного слоя.

Технология работы бульдозером: а — резание (копание) грунта; б — перемещение; в — разгрузка; 1 — прямоугольная стружка; 2— клиновая стружка; 3 — гребенчатая стружка; 4 — куча грунта; 5 — слой грунта; 6 — призма волочения

Клиновую схему зарезания применяют при работе на легких и слегка влажных грунтах. Отвал бульдозера в начале набора заглубляют в грунт на максимально возможную величину, затем при движении бульдозера вперед отвал постепенно поднимают, набирая на него грунт. При этой схеме копания грунта путь резания сокращается по сравнению с прямоугольным резанием и снижается время набора. При работе на тяжелых плотных грунтах из-за трудности заглубления отвала эту схему применять нецелесообразно.

Гребенчатую схему применяют при разработке тяжелых плотных грунтов. Отвал сначала максимально заглубляют в грунт. Когда число оборотов двигателя начинает снижаться, отвал поднимают примерно на 3Д глубины. Такие заглубления и подъемы повторяют 2—3 раза. Во время этих операций происходит полный набор грунта на отвал бульдозера. Работая по этой схеме, добиваются почти 100% использования мощности трактора, время набора уменьшается по сравнению с прямоугольной схемой, уменьшается также и путь формирования призмы волочения, но машинист быстро утомляется из-за большого числа переключений рычагов управления. Применение всех схем рационально на грунтах оптимальной влажности.

Перемещение грунта бульдозером экономически выгодно на расстояние 25—50 м. Это объясняется тем, что при, перемещении часть грунта высыпается за пределы отвала. Чем длинне путь перемещения, тем больше потери: (0,025-0,032) L для связных грунтов и (0,06—0,07) L для несвязных. Снизить потери можно, перемещая грунт траншейным способом или в грунтовых валиках, образовавшихся в начале перемещения.

Эффективна работа бульдозера отрезками, когда грунт доставляется к месту отвала не сразу, а этапами. Весь йуть рабочего хода бульдозера делят на три части. Вначале грунт накапливают на первом участке, затем на втором, а после этого его перемещают на третий. Мощность трактора используется полностью, поскольку на третьем участке перемещается увеличенный объем грунта.

Потери грунта при перемещении снижаются, если использовать отвалы с боковыми открылками И козырьками. Однако в плотных грунтах условия копания ухудшаются из-за дополнительных сопротивлений на открылках. Можно использовать шарнирные открылки с гидроуправлением. Во время копания их можно убирать за отвал, а во время перемещения устанавливать под углом 45—90°. При работе в грунтах I и II групп уширители, кроме увеличения выработки и дальности перемещения грунта, позволяют снизить удельный расход топлива на 10—20%.

Для повышения эффективности копания грунта бульдозером используют отвалы со средним выступающим вперед ножом. Это повышает выработку машины на 20—40%. Повышения выработки достигают за счет сокращения пути и длительности набора призмы волочения. Выступающий нож — сменный или принудительно выдвигающийся. Для восполнения потерь грунта возможно перемещать грунт в отвал с небольшим заглублением ножа.

Повышенное прилипание влажных грунтов значительно снижает выработку и качество работы машины. С целью снижения прилипания отвал покрывают составами (эпоксидной смолой с добавками фторопластового лака ФБ-Ф-74Д), прогревают рабочий орган машины отработавшими газами двигателя, применяют вибрацию рабочего органа, электроосмос. Он основан на том, что при пропускании через грунт постоянного электрического тока на катоде (рабочей поверхности рабочего органа машины) выделяется вода, которая служит смазкой при трении грунта и уменьшает прилипание за счет частичного экранирования силового молекулярного поля твердых фаз системы грунт — рабочая поверхность при их взаимодействии.

Поворот бульдозера на холостой ход — возвращение месту зарезания передним ходом целесообразно только при расстояниях транспортирования грунта больше 50 м или при работе бульдозеров, не имеющих повышенных задних передач. Задний ход челночным способом, как правило, рекомендуется выполнять по следу рабочего хода на высших передачах трактора.

Разработка грунта бульдозером с перемещением в насыпь продольными проходами I, II, III, IV — ярусы:
1 — траншеи, используемые для перемещения грунта в насыпь; 2 — стенки траншей; 3 — полки откосов; 4—8 — порядок укладки слоев грунта в насыпь

Возведение земляного полотна бульдозером при разработке грунта в выемке и транспортировке его в насыпь. Глубокие выемки, как правило, разрабатывают ярусами. Разработку начинают с наиболее близких к возводимой насыпи участков. Количество ярусов и траншей, по которым перемещают грунт, определяется размерами и очертаниями выемки, а также величиной отвала применяемого бульдозера. Грунт в нижних ярусах выемок может быть переувлажнен грунтовыми водами, которые без надлежащего водоотвода будут скапливаться в пониженных местах. Чтобы этого не случилось, необходимо в процессе работы выдерживать уклоны подошвы забоя разрабатываемой выемки в пределах 0,01—0,03. Разработку выемки производят так, чтобы перемещение бульдозера с заполненным отвалом велось по спланированному пути. Планировать путь целесообразно при-холостом ходе бульдозера. Для повышения выработки используют работу бульдозера отрезками.

Если высота насыпи превышает 1,5 м, то часть земляного полотна, располагающегося выше этой отметки, отсыпают скреперам», доставляют грунт землевозами и автомобилями-самосвалами. Для бесперебойного движения транспорта и Груженых: скреперов на откосах насыпей устраивают пологие съезды бульдозерами. После завершения работ на насыпи грунт съездов используют для присыпки обочин или откосов.

Если насыпи невысокие, возведение земляного полотна из боковых резервов относят к линейным работам. Поскольку бульдозеры при перемещении грунта из резерва в насыпь преодолевают большие подъемы (до 20—25°) и сильно нагружены, желательно использовать несколько бульдозеров — одни на перемещении, другие на разравнивании грунта в насыпи. Ниже приведена технология возведения земляного полотна бульдозерами в комплекте с разравнивающими, уплотняющими и планирующими машинами (автогрейдером). Возведение насыпи ведут три звена бульдозеров с катками на пневматических шинах. Первое звено отсыпает и уплотняет первый слой насыпи, второе — второй и третье;—последний верхний слой. Планировочные работы ведет автогрейдер № 1 в комплекте с бульдозером 9, который впоследствии производит рекультивацию резерва.

Возведение насыпи при совместной работе скреперов и бульдозеров: бульдозер; 2 — кулачковый каток; 3 — каток на пневматических шинах; 4 — разработка грунта; 5 — скрепер; 6 — разгрузка; 7 — автогрейдер

Если отсыпать насыпь на полную высоту тремя звеньями не удается, то их можно перебросить для отсыпки и уплотнения следующих слоев.

Технологическая схема возведения насыпи бульдозером из боковых резервов

Схема работы бульдозера на косогоре: проходы бульдозера:
1 — поперечные; 2 и 3 — продольные

 

При возведении насыпи из боковых резервов эффективна зонально-комплексная схема [8.12] производства работ комплектом машин.

Разравнивание грунта в насыпях осуществляется при параллельных проходах бульдозера по планируемому участку таким образом, чтобы захватываемая полоса перекрывала предыдущую на 20—30 см, а отвал удерживался над поверхностью насыпи на расстоянии, равном заданной толщине слоя, подлежащего уплотнению. Движение бульдозера организуют так, чтобы он двигался по уже спланированной полосе, благодаря чему слой распределяется равномерно.

Возведение земляного йолотна на косогорах происходит террасным способом с постепенным заглублением и развитием полки до требуемого поперечного профиля. На этой работе более удобны бульдозеры с поворотным отвалом, выработка которых примерно «а 50—60% больше, чем бульдозеров с неповоротным отвалом.

Если это делают универсальным бульдозером его движение организуют продольными ходами вдоль террасы или насыпи. Непол- яоповоротный бульдозер совершает поперечные и наклонно-поперечные проходы. В первом и во втором случае срезаемый грунт сбрасывается под откос.

До начала работ по возведению земляного полотна в полувыемке-полунасыпи размечают земляное полотно с постановкой колышков, фиксирующих ось и границы насыпи, границы разработки выемки и нагорной канавы. Сначала разрабатывают нагорную канаву, нарезают уступы или вспахивают основание насыпи. Бульдозер разрабатывает косогор продольными проходами с установкой отвала под углом захвата 67°, начиная с верхней части косогора, постепенно передвигаясь вниз, в сторону полунасыпи. После продольных проходов образовавшийся вал грунта перемещают в насыпь бульдозером дополнительными косыми проходамиЗемляное полотно выполняют бульдозером до проектных отметок.

Бульдозеры, скреперы, экскаваторы с транспортными средствами э ффективно применяются при продольном перемещении грунта из выемки в насыпь. Рациональные границы их применения не остаются постоянными, а изменяются в зависимости от группы грунта, рельефа местности, способов производства работ и района строительства. Рациональной дальностью перемещения грунта будет такая, при которой стоимость 1 м3 земли будет меньше или равна стоимости разработки конкурирующей машиной.

При возведении насыпи толщина каждого отсыпаемого слоя зависит от типа уплотняемых средств. Перед уплотнением земляное полотно планируют бульдозером или автогрейдером. При использовании скреперов происходит частичное уплотнение отсыпаемого слоя пневматическими шинами. Этот метод не рекомендуется для разработки тяжелых, твердых, переувлажненных грунтов.

При разработке грунта скрепером используют следующие схемы.

Насыпь – резерв:

— зигзагообразная – для загородных дорог при длине участка более 200 м;

— восьмерка – при длине участка меньше 200 м;

— эллиптическая схема – при длине участка до 100 м и односторонних резервах;

— по спирали – при двухсторонних резервах и разности отметок насыпи и резерва менее 3 м.

Схемы движения скреперов при возведении насыпей из грунта резервов: а — по «зигзагу»; б — по «восьмерке»; в — по эллипсу; г — по спирали

Предусматриваются выезды и съезды, имеющие уклон ≤ 20%.

При использовании для возведения насыпи привозных грунтов используют экскаваторы емкостью ковша до 1 м^З со сменным оборудованием – прямая лопата, обратнаСхема работы бульдозера на косогоре: проходы бульдозера: я, драгляйн. Прямая лопата используется в сухих забоях при разработке грунта выше уровня стояния машины и достаточной высоте забоя.

Обратная лопата и драгляйн используются при разработке грунта ниже уровня стояния машины. Минимальная высота забоя: I – II группа грунтов — 0,7…1,15 м; III группа грунтов — 1,8…2,5 м. Наилучшие условия работы экскаватора: высота забоя равна наибольшей высоте резания грунта.

Грунт доставляют на дорогу автомобилями, отсыпают послойно на всю ширину от краев к середине, затем грубая планировка бульдозерами; частичное уплотнение обеспечивается регулированием движения автомобилей, доставляющих грунт. В городских условиях организуют совместную работу всех машин и механизмов.

Уплотнение грунта земляного полотна

Уплотнение грунта земляного полотна производят послойно при оптимальной влажности за несколько проходов по одному следу. Грунты являются трехфазными системами: грунтовый скелет, вода и воздух. Пористость и влажность решающим образом влияют на его состояние: с увеличением плотности пористость уменьшается, а прочность возрастает; деформируемость, водопроницаемость, набухание и морозное пучение уменьшаются, что повышает прочность и устойчивость земляного полотна.

Цель уплотнения – достичь требуемой плотности, прочности и устойчивости (модуль упругости, коэффициент трения и сцепления), минимума морозного пучения. Уплотнение обеспечивает ровность и плотность дорожных одежд. Надлежащее уплотнение позволяет уменьшить толщину дорожной одежды, обеспечить ее работу в пределах упругой стадии, независимо от сезона. Стоимость уплотнения составляет около 0,5 % полной стоимости строительства и затраты на уплотнение полностью окупаются за счет повышения долговечности дорожных одежд.

Основной характеристикой уплотнения является средняя плотность (δ), которую можно определить по формуле:

, где

ρ – плотность минеральных частиц скелета грунта;

W — влажность, %;

ν — объем воздуха, который остается в порах после уплотнения;

δ, W, ν — зависят от генезиса грунта, степени его дисперсности, нагрузки и др.

Чем дисперснее грунт, тем больше влияние влажности. При малой влажности вода обволакивает частицы грунта, образует пленки, которые находятся в зоне действия межмолекулярных сил притяжения. При уплотнении происходит взаимное перемещение частиц грунта и более плотная их укладка. Увеличение влажности приводит к увеличение толщины пленок, уменьшению плотности и вязкости. Уменьшение силы трения при уплотнении улучшает уплотняемость, но понижает модуль упругости и сопротивление сдвигу. Когда влажность достигнет границы текучести, появляется свободная влага, грунт переходит в текучее состояние.

Влажность (W_опт), соответствующая наибольшей плотности грунта (δ_наиб), достигнутой с наименьшей затратой энергии на уплотнение, называется оптимальной (рис. 3.12).

Уплотнение земляного полотна характеризуют коэффициентом уплотнения:

, где

δ_тр – требуемая плотность;

δ_наиб – наибольшая плотность.

К_упл должен составлять 0,95…0,98.я (стр. 120)

График зависимости плотности грунта от влажности

При уплотнении земляного полотна используются следующие способы:

Укатка. Используются катки на пневматических шинах с балластом 25 т. Кулачковые катки массой до 10т используются как для связных, так и несвязных грунтов, а на пневмошинах рекомендуются для супесчаных и суглинистых грунтов.

Трамбование с помощью падающей плиты с использованием экскаватора или крана.

Вибрирование с использованием виброкатков, рекомендуется при несвязных грунтах.

Список литературы

1. Автомобильные дороги. СНиП 2.05.02-85
2. Гезенцвей. Л.Б., Гуревич Л.В. Городские улицы и дороги. — М., Стройиздат, 1968
3. Строительство автомобильных дорог. / справочник под редакцией В.А. Бочина . – М.: Транспорт, 1980.
4. Славуцкий А.К. Сельскохозяйственные дороги и площадки. – М.: Высшая школа, 1980.
5. Бабков В.Ф. Автомобильные дороги. – М.: Транспорт, 1989.
6. Строительство улиц и городских дорого. – М.: Стройиздат, 1974.
7. Евгеньев И.Е., Б.Б. Каримов. Автомобильные дороги в окружающей среде. – М.: Транспорт наука, 1997
8. Рохман В.А., Визгалов В.М., Поляков М.П. Пересечение и примыкания автомобильных дорог. М.: — Высшая школа, 1997.
9. Материалы и изделия для строительства дорог: Справочник / под редакцией М.В. Горелышева. – М.: Транспорт, 1986.