Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Заложение откосов насыпи земляного полотна

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция автомобильных дорог

Присыпаемая часть уширенного земляного полотна должна работать совместно с существующим как единая конструкция, что возможно лишь при благоприятном водно-тепловом режиме. Оптимальным решением является применение при уширении тех же грунтов, которые использовались при ее возведении. Если это невозможно, необходимо уширять насыпи только песчаными непылеватыми грунтами, строго соблюдая правила их расположения в теле насыпи. Хотя песчаные грунты из-за большой дальности возки обходятся в несколько раз дороже местных связных грунтов, первоначальные затраты всегда оправдываются в дальнейшем увеличением срока службы дорожных одежд и снижением расходов на эксплуатацию дороги. Поэтому стоимость реконструкции земляного полотна обычно на 30—50% выше сооружения нового из-за необходимости применения высококачественных грунтов и усложнения технологии работ.

После принятия в 1968 г. Верховным Советом СССР закона «Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных республик» существенно повысилась стоимость земляных работ в связи с ограничением, а во многих районах и полным запрещением устройства боковых резервов. В этих условиях важное значение приобретает выбор грунтов для реконструируемого земляного полотна.

Рис. 1. Схемы допустимого взаиморасположения грунтов в теле насыпей:

При насыпях высотой до 2 м, симметрично уширяемых с двух сторон, когда дорожная одежда располагается на существующем полотне, для досыпки можно применять любые грунты, поскольку теперь строительные нормы и правила предусматривают заложение откосов положе 1 : 3. При том же способе уширения, но в случае высоты насыпей более 2 м, пригодны только песчаные грунты, а на сухих участках допускают и супесчаные.

Если насыпь высотой до 2 м уширяют в одну сторону и на ушпрении располагается одна из раздельных проезжих частей дороги I категории, рекомендуется применять тот же грунт из которого сложено и существующее земляное полотно. При высоте насыпи более 2 м несимметрично уширяемую ее часть целесообразно возводить только из песчаных грунтов.

В настоящее время часто реконструкция выполняется в соответствии с требованиями для автомобильных дорог I категории. В этом случае практически устраивается новое земляное полотно на расстоянии, равном ширине разделительной полосы от существующего. Разделительной полосе придают вогнутое очертание. Воду с нее сбрасывают в пониженные места продольного профиля. Уширяемое земляное полотно_можно возводить из любых грунтов независимо от грунтов существующей насыпи.

Уширение насыпей на величину, меньшую ширины необходимой для прохода землеройной или уплотняющей машины, всегда связано со значительным осложнением производства работ. В этом случае качественного уширения не удается достигнуть, поэтому полосу уширения увеличивают по сравнению с проектной для возможности нормальной работы землеройной техники. После окончания работ грунт можно срезать и использовать на соседних участках, если это оправдывается экономически. Подобная организация земляных работ полностью себя оправдала при устройстве вторых путей железных дорог.

Если высота насыпи менее 2 м, то для повышения сцепления грунтов досыпаемого земляного полотна с существующим ограничивается, как и при косогорах крутизной от 1 : 10 до 1:5, лишь разрыхлением грунта на откосах или нарезкой на них борозд глубиной 0,2—0,25 м.

При более высоких насыпях и при косогорах крутизной до 1 : 3 на откосах нарезают уступы высотой до 0,5 м, придавая им уклон 50%о- При насыпях из песчаных грунтов уступам придают уклон в сторону осп дороги. При глинистых грунтах уступы нарезают с уклоном, обращенным к полевой части дороги. На схеме, приведенной на рис. IV.9, уступы не показаны ввиду малого масштаба. По тем же соображениям искажена и крутизна откосов насыпей.

В симметрично уширяемых выемках глубиной более 2 м и особенно более 6 м для повышения устойчивости откосов целесообразно вместо боковых канав устраивать укрепленные лотки треугольного или округленного сечения. Такие лотки имеют ряд преимуществ: повышается безопасность движения; уменыпается высота откосов, что неизбежно при боковых канавах, глубина которых всегда превышает 0,5 м; снижается объем земляных работ; меньше вероятность размыва, чем при кювете трапецеидального сечения; улучшаются условия снегоочистки; быстрее восстанавливается летний водно-тепловой режим земляного полотна.

Расходы, связанные с укреплением лотка, окупаются в течение 3—5 лет в зависимости от стоимости применяемых материалов.

При уширении насыпей и засыпке боковых канав должна быть достигнута степень уплотнения грунта не меньшая, чем у существующего земляного полотна.

Нужно стремиться к достижению коэффициента уплотнения грунта досыпаемой насыпн Ко=1,03—1,05. Только при этом условии предупреждается образование просадок в местах уширения насыпей или засыпки водоотводных устройств. Чем выше степень плотности грунтов, тем более однородно земляное полотно. С повышением плотности грунтов снижается коэффициент вариации. Затраты же энергии на уплотнение, связанные с повышением коэффициента Ко до указанного выше значения, увеличиваются в 1,6—1,8 раза, что в денежном выражении составляет менее 10% от стоимости уширяемого полотна. Дополнительные расходы, вызванные повышением степени уплотнения, окупаются снижением фактической стоимости содержания автомобильных дорог в первые же 2 года и максимум 3 года.

На полосе, подлежащей уширению, в том числе и с откосов выемок и насыпей, бульдозером срезают растительный грунт. С откосов боковых канав или канав-резервов его снимают авто-грейдером. Грунт перемещают к границам полосы отвода, обваловывают и оформляют актом с участием представителей сельскохозяйственных организаций.

ооковые канавы и резервы, особенно во II дорожно-климатической зоне, на старых дорогах, как правило, бывают заросшими болотной растительностью и влаголюбивым кустарником. Его нужно удалить кусторезом или бульдозером летом или в начале сухой осени. В другое время года в резервах застаивается дождевая вода, глубина которой в равнинной местности составляет не менее 0,2 0,3 м.

Читать еще:  Ттк укрепление откосов земляного полотна посевом многолетних трав

Рис. 2. Возможные схемы симметричного уширения выемок с отводом поверхностной воды:
а — кюветом трапецеидального сечения;, б — лотком треугольного сечения; 1 — тщательно уплотненный грунт; 2 — срезанный грунт

Со стороны уширения с откосов выемки или насыпи также снимают растительный грунт бульдозером. На откосах глубоких выемок или высоких насыпей его срезают скребком ЦНИИС Минтрасстроя СССР, ковшом экскаватора-драглайна или экскаватором с телескопической стрелой.

Водоотводные канавы послойно засыпают таким же грунтом, какой из них был удален при постройке, с тщательным уплотнением. В нижней части канав грунт уплотняют машинами, предназначенными для труднодоступных мест, в частности вибро-трамбующей машиной ВТМ-1 массой 5 т, производительностью 50—60 м3/ч или ВТМ-2 массой 2 т с частотой 1200 — 1500 ударов в минуту. Эти подвесные машины работают с краном, получая электроэнергию от передвижной электростанции. Поэтому стоимость их эксплуатации довольно высока. Грунт, уложенный в верхнюю часть канав и канав-резервов, уплотняют катками на пневматических шинах со свободной подвеской.

Минтрансстрой СССР выпускает уплотняющую машину вибромолот с шириной захвата 0,8 мне навешиваемым сзади бульдозера типа Д-535 частотноударным рабочим органом. На отвале бульдозера монтируют планировочную плиту, предназначенную для разравнивания грунта. Вибромолот хорошо уплотняет суглинистые, супесчаные и песчаные грунты при стоимости работ в 1,5—2 раза меньшей, чем стоимость уплотнения прицепным катком. При скорости движения уплотняющей машины 380 м/ч можно уплотнить слой грунта толщиной 0,35 м до коэффициента уплотнения Ко — 0,95. При увеличении скорости до 450—550 м/ч толщина уплотняемого слоя снижается до h = 0,3 м. Уменьшение скорости и толщины уплотняемого слоя позволяет увеличить достигаемую плотность грунта. Например, при скорости и=300 м/ч и толщине слоя h = 0,25 м значение коэффициента уплотнения Ко составляет 0,98.

Так как величина напряжений на глубине 0,25 м составляет 1,7—2 кгс/см2, вибромолотом можно уплотнять грунт и в дренажных траншеях.

Земляное полотно уширяют только по окончании послойной засыпки еодоотводных устройств с равномерным уплотнением до коэффициента уплотнения, фиксируемого актом на скрытые работы. Если высота насыпи менее 2 м, то предварительно бульдозером с навесным рыхлителем разрыхляют грунт на откосах до глубины 0,2—0,25 м. Поскольку на старых дорогах заложение откосов обычно составляет 1 : 1,5, грунт, подвозимый скреперами, землевозными тележками или автомобилями-самосвалами, разгружают у подошвы откосов и разравнивают бульдозером, придавая слоям поперечный уклон в полевую сторону не менее 50%о (при связных грунтах) и 20—30%0 (при песчаных грунтах). Для уширения насыпей следует принимать грунты, имеющие коэффициент фильтрации больший, чем грунт земляного полотна.

На откосах насыпей высотой более 2 м по мере их досыпки нарезают уступы бульдозером с поворотным отвалом. Вначале нарезают нижний уступ, затем расположенный выше, рыхлый грунт перемещают на готовый нижний уступ, распределяя его равномерным слоем и завершая уплотнение до отсыпки следующего слоя.

Этим повышается производительность работ не менее чем на 20—30%.

Одной из важнейших технологических операций является уплотнение грунтов на уступах. При уширении высоких насыпей грунты рекомендуется уплотнять самоходными виброударными грунто-уплотняющими машинами с выносным рабочим органом. При отсутствии вибромолота грунт уширяемой части насыпи уплотняют сменным оборудованием, предназначенным для уплотнения грунтов в стесненных условиях. Навесное оборудование монтируют на базовые машины с гидравлическим приводом.

Толщина слоя, уплотняемого гидропневмоударными рабочими органами, достигает 0,7—0,8 м при частоте ударов 80—-110 в минуту и относительном коэффициенте уплотнения грунта в зависимости от его свойств и естественной влажности Ко — 1. При этом производительность составляет 420 м3/смену.

Преимущество навесного оборудования заключается еще и в том, что им можно уплотнять различные по свойствам грунты, в том числе и крупнообломочные. Это оборудование пригодно также для уплотнения дна дренажных траншей, что снижает процесс суффозии и тем самым приводит к увеличению срока их службы.

При отсутствии навесного оборудования уплотнение ведут челночным движением катка. По соображениям техники безопасности гусеницы трактора или колеса тягача не должны проходить ближе 0,7 м от края уплотняемого слоя.

При глинистых грунтах, особенно пучинистых, верхнюю часть насыпей на высоту, равную половине глубины промерзания, но не менее чем на 0,6—0,7 м от низа дорожной одежды, отсыпают из песчаных грунтов, либо грунт обрабатывают малыми дозами минеральных вяжущих материалов (до 3% по массе) на толщину 0,15 м.

В связи со значительными трудностями отвода земли для разработки грунтовых карьеров часто приходится возводить и уширять насыпи с использованием привозных грунтов, непригодных для сельского хозяйства, в том числе мергелей, аргиллитов, алевролитов, глинистых сланцев, а также использовать отходы промышленности (пустые породы терриконов, различные золы гидроудаления, карьерные отвалы горнорудной промышленности и т. д.). Многие из этих материалов легко выветриваются, а при увлажнении размягчаются, резко снижая сопротивление сдвигу.

Хорошая уплотняемость крупнообломочных пород и получение прочного земляного полотна обеспечиваются содержанием от 30 до 50% фракций размером мельче 2 мм и до 15% обломков крупнее 350 мм. При уплотнении влажность мелкозернистой фракции в составе крупнообломочной породы должна соответствовать тугопластичной консистенции (влажность по массе 15—20%).

При уплотнении в летнее сухое время требуется предварительное увлажнение крупнообломочных грунтов из расчета указанной выше влажности мелкозернистой фракции. При производстве работ в дождливое время года крупнообломочные грунты после отсыпки каждого слоя нужно немедленно уплотнять, чтобы избежать переувлажнения.

Читать еще:  Коэффициент устойчивости откосов земляного полотна это отношение

В верхнюю часть насыпей толщиной до 1 м, считая от низа дорожной одежды, допускаются лишь обломки горной породы размером до 250 мм. Содержание мелких фракций, заполняющих пустоты, не должно превышать 30%- При меньшем содержании мелких фракций влажность при укатке увеличивают до 1,3 оптимальной.

Для уплотнения скальных и крупнообломочных грунтов с мелким заполнителем в порах наиболее целесообразны вибрационные, трамбующие и вибротрамбующие машины. Критерием достижения требуемой плотности служит величина осадки в 9—10% от первоначальной высоты насыпанного слоя. На откосах осадка увеличивается до 10—12%.

При использовании для отсыпки и уширения земляного полотна зол уноса и золошлаков гидроудаления теплоэлектростанций следует учитывать, что золы в отвалах очень неоднородны.

Толщина отсыпаемых слоев при уплотнении катками на пневматических шинах или виброкатками не должна превышать 20—25 см в рыхлом состоянии.

оптимальной, требуется поливать из расчета нормы, установленной по методу стандартного уплотнения. Только при этом условии можно достигнуть максимальной плотности и исключить пылеобразованне в процессе работы катков.

Толщина слоя должна быть такой же, как и в случае возведения верхней части насыпей из песчаных грунтов. Если в золошлаковых смесях содержится более 25% фракций крупнее 10 мм, нужно добавлять 15—30% местного связного грунта с перемешиванием дорожной фрезой. Требуемое количество добавки грунта определяют методом пробного уплотнения. Вместо зол могут применяться и горелые породы терриконов, материалы отвалов различных карьеров, особенно горных пород, формовочные пески и другие отходы промышленности.

Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция автомобильных дорог

Исправление продольного профиля. Увеличение высоты насыпей и глубины выемок

Исправление продольного профиля при реконструкции дорог осуществляется путем увеличения высоты насыпей и глубины выемок существующей дороги.

Необходимость исправления продольного профиля дорог при реконструкции может требоваться в нескольких случаях:

— на заниженных участках, с которых не обеспечен отвод воды и на которых наблюдаются пучины;

— на участках обертывающего профиля с необеспеченной видимостью в пересеченной местности;

— для смягчения крутых подъемов и спусков или улучшения условий движения на таких участках;

— для обеспечения плавности дороги в продольном профиле при частых пилообразных переломах продольного профиля, вызванных малым шагом проектирования;

— для обеспечения снегонезаносимости дороги.

При выравнивании пилообразного продольного профиля с относительно малыми колебаниями отметок покрытий от осредняющей прямой или кривой более целесообразным решением представляется подсыпка пониженных участков, чем разборка возвышений (рис. 17.).

Рис. 17. Схема выравнивания покрытия на вертикальной кривой:

1 — основание; 2 — покрытие; 3 — выравнивание и уплотнение покрытия; 4 — продольный профиль поверхности покрытия.

По исправлению продольного профиля обязательным считается только срезка его выпуклых переломов с обеспечением видимости встречного автомобиля исходя из средней скорости транспортного потока, то есть допуская некоторое снижение видимости по сравнению с требованиями при проектировании новых дорог.

Возможность увеличения радиусов вогнутых кривых обычно бывает ограничена из-за сложности подъемки мостов, расположенных на пониженных участках продольного профиля.

При достаточно широких мостах капитальных типов увеличение радиусов вогнутых вертикальных кривых приходится откладывать на длительное время до перестройки мостов.

При узких мостах, малых радиусах вертикальных кривых и при малых расходах водотока легче бывает заменить мост на многоочковую трубу из сборных звеньев.

Наиболее доступный и оправдавший себя способ улучшения условий движения на затяжных подъемах — уширение проезжей части с устройством дополнительной полосы для движения тяжелых грузовых автомобилей и автопоездов в сторону подъема.

Планировочные решения дополнительных полос должны предусматривать обязательное включение переходно-скоростных участков, на которых происходил бы выход грузовых автомобилей из смешанного потока и их последующее включение в него после преодоления подъема. Для этого дополнительные полосы должны начинаться не менее чем за 50-100м до начала подъема.

Длину дополнительной полосы за подъемом для удобного и безопасного слияния потоков автомобилей, едущих по дополнительной и основной полосе, принимают в зависимости от интенсивности движения в часы пик:

Интенсивность движения на подъем, авт./чДо 200500 и более
Протяжение полосы за подъемом, м

Дополнительная полоса работает эффективно лишь при наличии на проезжей части разметки, отделяющей сплошной линией полосу встречного движения под уклон и пунктиром полосу для движения более быстрых автомобилей (рис. 18.).

Необходимо устанавливать дополнительные знаки, указывающие назначение каждой из полос, например: «Левый ряд для обгона».

Рис. 18. Дополнительные полосы на подъемах:

а — схематический продольный профиль;

б — план дороги со схемой разметки проезжей части;

1 — знак «левый ряд для обгона»; 2 — указатель изменения числа рядов;

3 — знак «Остановка запрещена»; 4 — вершина подъема.

В отдельных случаях, когда земляное полотно трудно уширить, может быть рассмотрен вариант самостоятельного трассирования дополнительной полосы для медленных автомобилей как дороги для одностороннего движения.

В исключительно стесненных условиях возможно устройство дополнительной полосы за счет обочины с оборудованием в отдельных местах, где это позволяет рельеф, остановочных площадок для неисправных автомобилей.

Рассматривая способы улучшения дорог на затяжных подъемах, необходимо предусматривать устройство предложенных проф. А.П. Васильевым «аварийных съездов» для постепенной остановки автомобилей, у которых испортились тормоза (рис. 19.). Аварийные съезды представляют собой тупик, продолжающий направление повернувшей дороги или примыкающий к дороге под острым углом и идущий на подъем с уклоном до 100 ‰ и более. Планировка их зависит от рельефа местности.

Читать еще:  Оцинкованная сталь с полимерным покрытием для оконных откосов

Рис. 19. Типы аварийных съездов:

а, б — примеры решений в плане;

в — продольный профиль съезда;

1 — тормозной путь; 2 — основная дорога.

Водитель автомобиля, у которого испорчены тормоза, но исправно рулевое управление, направляет автомобиль в тупик, при движении по которому постепенно гасится кинетическая энергия скатывающегося под уклон автомобиля.

В конце тупика должен быть устроен участок повышенного сопротивления качению из вспаханного грунта, песчаной или гравийной засыпки. Зимой в снежных районах торможение осуществляется снеговым покровом.

Построенные ранее аварийные съезды имеют твердую поверхность (fср = 0,03). Поэтому остановка автомобилей обеспечивается в основном за счет влияния продольного уклона.

В Англии аварийные съезды устраивают в виде расположенных около дороги площадок, засыпанных слоем естественного окатанного гравия или шарообразного искусственного каменного материала типа керамзита толщиной 30-45см (fср = 0,45). Это позволяет существенно уменьшить длину тормозного пути.

Увеличение высоты насыпей. Отметки земляного полотна на многих участках реконструируемых дорог не удовлетворяют современным требованиям к возвышению бровки земляного полотна, на пучинистых участках и участках с высоким уровнем грунтовых или застойных поверхностных вод до отметки, превышающей капиллярное поднятие воды.

Однако формальное выполнение этих требований при разработке проектов реконструкции может привести к необходимости полной перестройки многих дорог на значительном протяжении. Правильное решение необходимо искать в общем улучшении отвода воды от дороги.

На дороге, где не наблюдалось образования пучин, можно ограничиться усилением дорожной одежды. В этом случае ее толщину рассчитывают исходя из значений модуля упругости конструктивных слоев, учитывающих старение материалов в процессе эксплуатации.

Одновременно должны быть тщательно обеспечены поверхностный отвод воды от дороги и планировка придорожной полосы, полностью исключающие возможность застоев около земляного полотна поверхностной воды.

Участки, на которых наблюдаются систематическое интенсивное зимнее вспучивание и весенние деформации дорожных одежд, нуждаются в капитальной перестройке с устранением причин пучинообразования.

Во многих случаях увеличение высоты насыпей может оказаться необходимым в целях предотвращения заносимости дороги снегом. В соответствии с нормами проектирования возвышение бровки насыпи земляного полотна над уровнем снегового покрова зависит от категории дороги и составляет:

Категория дорогиIIIIIIIVV
Возвышение бровки насыпи, м1,20,70,60,50,4

Это означает, что при переводе дороги II категории в дорогу I категории высота всех насыпей над расчетным уровнем снегового покрова должна быть увеличена на 0,5м на всех участках, где это требование не выполняется. Однако при прочной дорожной одежде и благоприятных грунтовых и гидрогеологических условиях целесообразно рассмотреть вариант усиления снегозащиты путем устройства дополнительных снегозащитных сооружений и лесных насаждений, совершенствования формы земляного полотна и др.

Основой для разработки намеченных мероприятий должны являться данные отчетов дорожно-эксплуатационных организаций о заносимости отдельных участков и объемах работ по снегоочистке.

В любом случае существующие насыпи высотой более 3м повышают только в исключительных случаях. При повышении высоты насыпи неизбежно происходит ее уширение по подошве и по всей высоте по сравнению с существующей дорогой за счет изменения заложения откосов (рис. 20.). Как правило, у старых дорог заложение откосов насыпей небольшой высоты составляет 1:1 или 1:1,5.

Рис. 20. Схема определения геометрических параметров земляного полотна при увеличении высоты насыпи.

В то же время по современным нормам крутизну откосов насыпей высотой до 3м на дорогах I-III категорий следует назначать с учетом обеспечения безопасного съезда транспортных средств в аварийных ситуациях, как правило, не круче 1:4, а для дорог других категорий при высоте насыпи до 2м — не круче 1:3.

Величина уширения на уровне отметки бровки земляного полотна существующей дороги может быть определена по формуле:

a = m2×∆h, м, где (3)

m2 — заложение откоса насыпи после ее повышения;

h — увеличение высоты насыпи, м.

Величина уширения по подошве насыпи составит

h1 — высота насыпи до реконструкции, м;

h2 — общая высота насыпи после реконструкции, м;

m1 — заложение откоса насыпи до реконструкции.

Реконструкция насыпей, особенно высоких, с поднятием их бровок является технически трудной задачей. С увеличением высоты насыпи повышается и степень вероятности ее осадки и сползания вновь отсыпанного грунта по откосу.

Увеличение высоты насыпи может быть без изменения положения оси дороги и с изменением (смещением) оси дороги в плане.

Выбор порядка и технологии производства работ при повышении высоты насыпей зависит от большого количества факторов:

— высоты старой насыпи и крутизны ее откосов,

— величины повышения насыпи и крутизны новых откосов,

положения оси дороги до и после повышения насыпи,

— типа и состояния дорожной одежды,

— грунтов и системы водоотвода и т.д.

Окончательное решение принимают после технико-экономического сравнения вариантов, в которых учитывают затраты на снятие старой одежды, переработку и обогащение получаемых материалов, повторную укладку этих материалов в дорожную одежду и сравнивают эти затраты с расходами на строительство новой дорожной одежды.

При коэффициенте прочности дорожной одежды Кпр

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector