Строительство дополнительных слоев оснований

1.2.2 Строительство дополнительных слоев оснований

Дополнительные слои оснований делятся по назначению:

-  на подстилающие;

-  теплоизолирующие;

-  дренирующие.

Подстилающие слои применяются в целях достижения требуемой проч­ности или морозостойкости дорожной одежды.

В качестве материалов для устройства подстилающего слоя используют местные отвальные шлаки, минеральные отходы промышленности и пески. При этом сокращается расход прочных дорогостоящих материалов, что уменьшает стоимость дорожной одежды.

Подстилающий слой строят на всю ширину земляного полотна, если он одновременно используется и в качестве дренирующего, или только на ши­рину основания.

Толщину подстилающего слоя определяют или из условия обеспечения заданной прочности всей дорожной одежды, или из условия обеспечения ее морозостойкости. В последнем случае

Н_п.с = Н_м – Н_д.о ,                                           (1.1)

где      Н_п.с - толщина подстилающего слоя, м;

Н_м - глубина промерзания, м;

Н_д.о - толщина дорожной одежды, м.

Строительство подстилающего слоя включает:

-  завоз материала на земляное полотно;

-  распределение материала бульдозером или распределителем ДС-54;

-  уплотнение дополнительного слоя катками.

Подстилающий слой в зависимости от его толщины может устраиваться многослойным. Технологическая толщина укладываемого слоя устанавлива­ется в соответствии с возможностями грунтоуплотняющей машины.

Теплоизолирующие слои применяются в целях улучшения водно-теплового режима дорожной одежды за счет уменьшения глубины промер­зания земляного полотна.

Со снижением глубины промерзания уменьшается требуемая толщина дорожной одежды, что дает экономию дорожно-строительных материалов.

Для теплоизолирующих слоев применяются как дорожные, так и специ­альные теплоизолирующие материалы.

Наилучшими теплозащитными и технологичными свойствами обладают: золошлаковые смеси, укрепленные цементом; грунты, укрепленные грану­лированными доменными шлаками; укрепленные грунты с добавками лег­ких заполнителей; металлургические шлаки и продукты их переработки.

В качестве специальных тегогоизоляторов применяют: жесткие пенопла-сты, пело- и газобетоны в виде готовых плит; гранулы вспученного стиропо-ра в смеси с фунтом или вспученная вулканическая пемза, обработанная органическим вяжущим; водостойкие торфоплиты и т. д.

Толщина теплоизолирующих слоев зависит от теплопроводности мате­риалов дорожной одежды и теплоизоляционного материала.

Технология устройства теплозащитного слоя зависит от вида теплоизо­лирующего материала.

Дренирующие слои используются для осушения дорожных одежд и мо­гут быть трех видов:

1)  по принципу объемного поглотителя;

2)  на всю ширину земляного полотна;

3)  с использованием трубчатых воронок и дрен (рисунок 1.1).

Для дренирующих слоев наиболее целесообразны крупнозернистые ма­териалы с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут: крупный песок, гравий, шлак, ракушка, щебень.

Рисунок 1.1— Схемы осушения дренирующего слоя:

а) - дренирующий слой по принципу объемного поглотителя; б) — дренирующий слой на всю ширину земляного полотна; в) - осушение дренирующего слоя при помощи трубчатых, воронок; г) - осушение дренирующего слоя при помощи продольных трубчатых дрен.

1 - покрытие; 2 – верхний слой основания; 3 - нижний слой основания; 4 - дренирующий слой; 5 – укрепленная обочина; 6 - полоса шириной 0,75 м, закрепленная травяной растительностью; 7 - валик из щебня или гравия шириной 0,25 м; 8 - трубчатые воронки; 9 - приемная часть воронки; 10 - ровик; 11 - продольные трубчатые дрены; 12 - поперечные трубчатые дрены для сброса воды; 13 - оголовок из бетона; 14 - укрепление выходной части трубчатых воронок; О — обочина; П — покрытие.

Строительство дренирующих слоев при использовании песка состоит из следующих операций:

-  доставка песка автосамосвалами на земляное полотно и ссыпание его в кучи;

-  разравнивание песка круговыми проходами автогрейдера или челночным способом бульдозером на всей длине захватки;

-  уплотнение песчаного слоя пневмоколесными катками с поливкой водой.

Степень плотности песка в дренирующем слое должна быть равной или больше единицы. Для этого при уплотнении следят за оптимальной влажно­стью песка.

Недостатками песчаных дренирующих слоев являются их заиливание и переувлажнение, что приводит к потере ими несущей способности и образо­ванию деформаций на покрытии. Это вызывает необходимость укладывать сверху и снизу дренирующего слоя противозаиливающие слои из мелкозер­нистых топочных шлаков или других материалов, что увеличивает стои­мость строительства.

Разработаны конструкции земляного полотна, которые предусматривают укладку между дренирующим слоем и земляным полотном ковра из синте­тических нетканых материалов типа «геотекстиль», «дорнит», «бидим». Ук­ладка этих материалов дает возможность снизить толщину песчаного слоя и защитить его от переувлажнения и заиливания.

Дренирующий слой, занимающий всю ширину земляного полотна, не ра­ботает в весенний период из-за промерзания обочин. Наблюдения показали, что оттаивание дренирующего слоя в первую очередь происходим под до­рожной одеждой и в самый последний период под обочинами. Поэтому при всех капитальных покрытиях осушение дренирующего слоя необходимо выполнять с использованием трубчатых дрен и воронок.

Трубчатые воронку используют при избытке воды в фильтрующем слое до 2-3 л/м² в сутки. Их укладывают под обочинами через 3—15 м. Приемную часть воронки диаметром 80-100 мм разделывают щебнем, сначала крупным 35-50 мм, а затем мелким 5-10 мм. Отвод воды осуществляется с помощью асбоцементных или гончарных груб. Стык трубы и воронки обертывают то­лем, битуминированной бумагой или полиэтиленовой пленкой.

При больших продольных уклонах, в выемках и нулевых местах, а также при расходе воды более 3-5 л/м² в сутки используют трубчатые дрены. Их укладывают вдоль обочин с устройством поперечных выпусков через 250-300 м и во всех пониженных местах продольного профиля. Поперечные выпуски соединяются продольными трубами, которые в нижней половине имеют пропилы шириной 1-3 мм или отверстия диаметром до 7 мм. Трубы диаметром 8-10 см могут быть винилпластовые, полиэтиленовые или поли­пропиленовые. Самыми дешевыми являются асбоцементные и гончарные.

Продольные трубы укладывают в траншеи шириной 0,2-0,4 м и глубиной 0,5-0,8 м на подстилающий слой из грунтощебня или гравийной смеси тол­щиной 5-10 см. Эту подушку предварительно тщательно уплотняют меха­ническими трамбовками для избегания просадок трубы. Засыпку труб осу­ществляют щебнем или гравием. При обертывании дренажных труб синте­тическими фильтрующими материалами их засыпку можно осуществлять песком.