где

lдр

допустимая разность пучения на концах сопрягаемых участков (табл. 4.3), см;

iдоп.

допускаемый продольный уклон поверхности покрытия переходного участка, образующийся в результате зимнего пучения (см. табл. 4.3), 0/00.

  1. Толщину теплоизоляционного или морозозащитного слоя на концах переходного участка следует назначать с таким расчетом, чтобы пучение здесь не превосходило ожидаемого поднятия покрытия (на сопрягаемых участках) и не было больше допустимого.

Особенности расчета на прочность конструкций

с теплоизоляционным слоем

  1. Дорожную одежду с теплоизоляционным слоем следует рассчитывать на прочность в соответствии с указаниями раздела 3 и с учетом рекомендаций п. 4.42—4.46.
    1. Расчетную влажность, от которой зависят расчетные значения деформационных и прочностных характеристик грунта, нужно устанавливать после теплотехнического расчета конструкции.

  1. Расчетную влажность непылеватых супесей в конструкциях с теплоизоляцией, предотвращающей промерзание земляного полотна, следует принимать равной 0,7 Wт, а всех других грунтов, в том числе пылеватых супесей — 0,75 Wт, где Wт — влажность у границы текучести. Для конструкций, обеспечивающих ограничение глубины промерзания земляного полотна, значение расчетной влажности, определяемой по приложению 2, нужно уменьшать на 0,03—0,05 Wт.

Прочностные и деформационные характеристики грунта при расчетной влажности следует назначать в соответствии с указаниями приложения 3.

  1. Расчетные значения деформационных и прочностных характеристик жесткого пенопласта, легких бетонов и других конструкционно-теплоизоляционных материалов необходимо принимать по таблицам приложения 3.
    1. Материалы, находящиеся выше теплоизоляционного слоя, расположенного на глубине от поверхности покрытия более 35 см, обычно сохраняют свои свойства такими же, как и в традиционных конструкциях (без теплоизоляции), и значения расчетных характеристик этих материалов следует принимать по приложению 3.

  1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ПО ОСУШЕНИЮ

ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Основные предпосылки

  1. Дренажная конструкция (дренирующий слой и водоотводящие устройства) необходима на участках с земляным полотном из слабофильтрующих грунтов (пылеватых песков, пылеватых и тяжелых супесей, суглинков и глин) и с традиционной дорожной одеждой из зернистых материалов в I и II дорожно-климатических зонах при всех типах местности по условиям увлажнения, в III зоне — только при 2-м и 3-м типах местности, в IV и V зонах — только при 3-м типе местности.
    1. При проектировании дренирования дорожных одежд в районах сезонного промерзания грунтов следует учитывать два расчетных этапа работы дренажных конструкций. Первый относится к началу весеннего периода, когда основание дорожной одежды под серединой проезжей части уже оттаяло, и образовалась талая зона, а дренирующий слой у ее краев находится еще в мерзлом состоянии, и водоотводящие устройства не работают. Второй расчетный этап относится ко времени, когда дренирующий слой полностью оттаял и водоотводящие устройства начали нормально работать.
    2. Дренажная конструкция должна быть рассчитана так, чтобы на первом этапе было обеспечено временное размещение поступающей воды в дренирующем слое до начала работы водоотводящих устройств, а на втором этапе вода своевременно и полностью отводилась бы из основания.
    3. Для предотвращения неблагоприятного гидравлического воздействия на материал и обеспечения его устойчивости в дренирующем слое под действием кратковременных повторных нагрузок от движущихся автомобилей полная толщина дренирующего слоя:

hп = hнас + hзап , (5.1)

где

hнас

толщина слоя, полностью насыщенного водой, м;

hзап

дополнительная толщина слоя, зависящая от капиллярных свойств материала и равная для песков крупных 0,10—0,12 м, средней крупности 0,14—0,15 м и мелких 0,18—0,20 м.

Во всех случаях полную толщину дренирующего слоя следует принимать не менее 0,20 м.

  1. Рассчитывают дренирующий слой с учетом фильтрационных и капиллярных свойств материала, конструкции земляного полотна и типа водоотводящих устройств.
    1. При использовании материалов с коэффициентом фильтрации Кф < 4 м/сут дренирующий слой, полную толщину которого определяют из условия своевременного отвода воды, обеспечивает обычно и временное размещение ее до тех пор, пока не начнут работать водоотводящие устройства; при Кф > 7 м/сут дренирующий слой, рассчитанный на временное размещение воды, обеспечивает, как правило, и своевременный отвод ее после оттаивания водоотводящих устройств; при Кф = 4 7 м/сут необходимо рассчитывать слой на обеспечение своевременного отвода воды и временное размещение ее.
    2. Толщину дренирующего слоя из мелких и средней крупности песков следует определять с учетом движения воды не только в свободном состоянии, но и в зоне капиллярного насыщения.

Требования к материалам и трубам дренажных конструкций

  1. Для устройства дренирующих слоев следует использовать зернистые материалы (щебень, гравий, песок, шлак и др.), отвечающие требованиям ГОСТа. При содержании частиц мельче 0,15 мм не более 5% (по массе), а пылевидных, глинистых и илистых частиц, определяемых отмучиванием, в количестве, указанном в ГОСТе «Песок для строительных работ», материал заведомо пригоден для устройства дренирующего слоя.
    1. Фактический коэффициент фильтрации дренирующего материала определяют в приборе Союздорнии при максимальной плотности материала, установленной методом стандартного уплотнения.
    2. В зависимости от коэффициента фильтрации дренирующего материала область преимущественного применения его характеризуется следующим.

При коэффициенте фильтрации материала, равном 1—2 м/сут, его целесообразно применять на участках, где одновременно с дренированием основания требуется морозозащитный слой значительной толщины, устраиваемый на всю ширину земляного полотна, а также при 1-м типе местности по условиям увлажнения.

Для устройства дренирующего слоя в насыпях только на ширину проезжей части и в выемках, особенно при 3-м типе местности по условиям увлажнения, следует использовать материалы, имеющие коэффициент фильтрации более 2 м/сут.

  1. Для устройства продольных и поперечных дрен применяют керамические, асбоцементные (перфорированные или с пропилами) или пластмассовые трубы, или же трубофильтры диаметром 50—100 мм. Трубофильтры керамзитобетонные дренажные применимы при неагрессивных к бетону грунтовых водах.

Трубы для устройства дрен должны удовлетворять следующим общим требованиям: а) иметь достаточную водопропускную способность для обеспечения отвода всей поступающей в них воды; б) через водоприемные отверстия в дрены не должны проникать частицы материала дренирующего слоя; в) выдерживать давление от вышележащих слоев грунта и одежды, а также от временных нагрузок; г) быть морозостойкими; д) сохранять перечисленные свойства в течение длительного времени; е) диаметр дренажных труб должен быть не менее 50 мм при глубине промерзания до 0,8 м и не менее 80 мм при более глубоком промерзании.

  1. Весьма перспективно использование пластмассовых труб. Выпускаемые промышленностью полиэтиленовые трубы обладают значительной длиной (8—200 м), благодаря чему уменьшается число стыков, а также малой массой, гибкостью. Трубы стойки к воздействию агрессивных вод. Укладку их нетрудно механизировать. В целях обеспечения требуемой

жесткости стенок следует применять гофрированные полиэтиленовые трубы марки ПВП диаметром 80 мм. Обычно полиэтиленовые трубы выпускаются с готовой перфорацией в виде круглых отверстий или узких прорезей. Для дренажей пригодны трубы с отверстиями диаметром не более 5 мм, длина же прорезей должна быть не более 25 мм.

  1. Вокруг дренажных труб с перфорацией или прорезями необходимо предусмотреть фильтрующую обсыпку. Необходимо, чтобы зернистые материалы, применяемые для устройства таких обсыпок, удовлетворяли следующим требованиям: а) обладать водопроницаемостью выше водопроницаемости материала дренирующего слоя; б) обсыпка должна препятствовать проникновению частиц грунта и песка в дрену, а сам фильтр не заиливаться; в) частицы фильтра не должны проникать в водоприемные отверстия дрен; г) каменный материал обсыпки должен быть морозостойким.

Коэффициент однородности Ко и междуслойности т материала для фильтровой обсыпки:

Ко = D60 / D10=5 ?? 10; m = D50 / d10 = 10 ?? 20,

где

D60, D50, D10

диаметр частиц обсыпки, меньше которых имеется 60, 50 и 10% по массе;

d10

то же, для материала дренирующего слоя.

При трубофильтровых дренах устройства фильтровых обсыпок не требуется.

Приток воды в основание дорожной одежды

и меры по его ограничению

  1. В основание проезжей части поступает вода, освобождающаяся при оттаивании переувлажненного грунта земляного полотна под проезжей частью и обочинами, и вода от атмосферных осадков проникающая с поверхности дороги и с придорожной полосы.

Приток воды в основание традиционной конструкции, отнесенный к 1 м2 проезжей части, q за сутки и Q за весь расчетный период весной принимают по табл. 5.1.

Таблица 5.1

Дорожно-кли-матическая зона

Тип местности по увлажнению

Объем воды, поступающей в основание

Супесь легкая (непылеватая) и песок пылеватый (группа А)

Суглинок

непылеватый и глина

(группа Б)

Суглинок пылеватый (группа В)

Супесь

пылеватая (группа Г)

1

15/2,5

20/2

35/3

80/3,5

II

2

25/3

50/3

80/4

130/4,5

3

60/3,5

90/4

130/4,5

180/5

1

10/1,5

10/1,5

15/2

30,3

III

2

15/2

25/2

30/2,5

40/3

3

25/2,5

40/2,5

50/3,5

60/4

IV и V

3

20/2

20/2

30/2,5

40/3

Примечания: 1. В числителе дан общий объем воды Q (в литрах на квадратный метр), поступающей в основание за весь расчетный период, а в знаменателе — ее удельное q .

2. Для насыпей, возведенных из непылеватых грунтов, высотой более, чем требуется по техническим нормам, во II дорожно-климатической зоне принимают q=1,5 л/(м2 сут).

3. При наличии разделительной полосы, для участков, проходящих в нулевых отметках, насыпей высотой менее, чем требуется по техническим нормам, во II зоне расчетные значения Q и q повышают на 20%.

4. Для районов Прибалтики расчетные значения Q и q следует увеличивать на 20%.

5. Для восточных районов страны значения притока воды следует уменьшить на 5—10%.

Таблица 5.2

Дорожно-климатическая зона

Тип увлажнения местности

Кп для непылеватых грунтов

Пылеватые грунты

Кп

Кг

1

1,5

1,5

1,0/1,0

II

2

1,5

1,6

1,2/1,2

3

1,6

1,7

1,3/1,2

1

1,6

1,5

1,0/1,0

III

2

1,4

1,5

1,2/1,0

3

1,5

1,6

1,2/1,1

IV и V

3

1,3

1,1/1,0

Примечания: 1. Для непылеватых грунтов Кг = 1,0.

2. В числителе указаны значения Кг для дорог I и II категорий, а в знаменателе — III и IV категорий.

  1. С учетом коэффициентов «пик» и гидрологического запаса приток воды в дренирующий слой (в кубических метрах на 1м2)

в сутки

, (5.2)

общий

Q = qpTзап,

где

Кп

коэффициент «пик», учитывающий неустановившийся режим поступления воды из-за неравномерного оттаивания и выпадения атмосферных осадков (табл. 5.2);

Кг

коэффициент гидрологического запаса, учитывающий снижение фильтрационной способности дренирующего слоя в процессе эксплуатации дороги (см. табл. 5.2);

Tзап

средняя продолжительность запаздывания начала работы водоотводящих устройств (см. п. 5.32).