Обследование земляного полотна производят на всем протяжении дороги для оценки устойчивости земляного полотна, отвечающей прочности всей дорожной конструкции, требованиям безопасности движения и нормальной эксплуатации дороги автотранспортом.
Работы по сбору данных включают определение размеров и поперечных уклонов земляного полотна, прочностных показателей (модули деформации и упругости), гранулометрического состава, степени уплотнения и влажности грунтов активной зоны земляного полотна, состояния обочин, откосов и т.д.
Особое внимание должно быть уделено участкам, подверженным пучинообразованию.
При обследовании земляного полотна проверяют геометрические элементы и правильность очертания, вычерчивая поперечные профили на всем протяжении дороги примерно через каждые 3 км. На каждом километре берут 6 поперечников (2 стоянки с нивелиром: первая на расстоянии 150 м от начала километра и вторая на расстоянии 150 м до конца километра). Для съемки выбирают наиболее характерные поперечные профили (высокие насыпи, выемки, кривые в плане, населенные пункты, болота и т.д.).
Минимальная ширина поперечного профиля - 20 м в каждую сторону от оси дороги. В населенных пунктах или в местах, ограниченных по сторонам препятствиями, поперечные профили снимаются до возможных границ съемки.
На дорогах в горной местности и на крутых косогорах обязательно снимают поперечники на кривых, где необходимы срезки для обеспечения видимости. При расположении дороги в пределах береговой полосы или долины и неудовлетворительном состоянии земляного полотна поперечники снимают до границ возможного подтопления.
В пределах поперечника при съемке должны быть взяты 5 точек (ось, 2 кромки, 2 обочины) и несколько точек, характеризующих конфигурацию подошвы земляного полотна, резервов и окружающей поверхности земли.
Поперечные профили вычерчивают в отметках либо условных, либо привязанных к существующим реперам в масштабе 1:100. На поперечниках показывают уклоны обочин, проезжей части и крутизну откосов (рис. 46).
Рис. 46. Поперечный профиль дороги
При детальном обследовании земляного полотна на коротких участках (0,2 - 0,5 км) съемку поперечников производят через 20 - 50 м. При большем протяжении расстояние между поперечниками увеличивают.
Соответствие размеров земляного полотна правилам приемки проверяют, составляя таблицы, в которые записывают ширину земляного полотна и обочин, измеренные рулеткой на поперечниках для нивелировки.
Таблица 27
№ п.п. |
Местоположение |
Ширина земляного полотна |
Соответствие правилам приемки |
||
|
км |
+ |
|
удовлетворяет |
не удовлетворяет |
|
|
|
|
|
|
Считается, что если ширина земляного полотна отличается более чем на 20 см от ширины, предусмотренной для соответствующей категории дороги, то должно быть намечено уширение земляного полотна.
Обследование обочин заключается в установлении поперечных уклонов, ровности и обеспеченности водоотвода, ширины, степени уплотнения и укрепления. Результаты обследований сводят в таблицу:
Таблица 28
№ п.п. |
Местоположение |
Ширина обочин, м |
Поперечный уклон обочин, % |
Примечание (наличие укрепления, состояние обочин) |
|||
|
км |
+ |
левой |
правой |
левой |
правой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допустимы уклоны, отличающиеся от проектных не более чем на ±0,01.
Часто при обследованиях дорог встречаются участки обочин с недостаточными или даже обратными уклонами, которые затрудняют отвод поверхностных вод с дороги и приводят к повышенному влагонакоплению, что снижает устойчивость земляного полотна.
На участках со значительными уклонами обочин в случае отсыпки земляного полотна из супесчаных и песчаных грунтов наблюдается интенсивный размыв обочин. Особенно сильно это проявляется на участках с большими продольными уклонами. Нередки случаи, когда размыв полностью захватывает обочины.
Большое влияние на безопасность и режим движения автомобилей оказывает состояние обочин.
В осенне-весенние периоды, а также после летних затяжных дождей, неукрепленные обочины бывают покрыты грязью и изрезаны колеями, в них застаивается вода. При случайном съезде колес автомобилей, движущихся со значительной скоростью, на такие обочины возможен занос и даже опрокидывание автомобиля. Поэтому водители стараются держаться ближе к середине дороги. Это уменьшает ширину проезжей части, используемую для движения, и создает угрозу столкновения. Подобная картина наблюдается летом на участках дорог с песчаными неуплотненными обочинами.
Наблюдения показывают, что расстояние от места прохода колес до кромки проезжей части на участках дорог с грязными обочинами равно 130 - 160 см, а на участках с песчаными разъезженными обочинами - 100 - 130 см, в то время, как на смежных с ними участках, обочины которых находятся в хорошем состоянии, зазоры между колесом и кромкой покрытия находятся в нормальных пределах 50 - 70 см. При наличии краевых полос шириной 0,5 - 0,75 см, эти зазоры составляют 0 - 20 см. Это доказывает, что устройство краевых полос с точки зрения улучшения транспортно-эксплуатационных показателей дорог и повышения безопасности движения равноценно уширению проезжей части, а укрепление обочины равноценно уширению покрытия на 50 см.
Таким образом, при оценке состояния земляного полотна значительное внимание должно быть уделено обочинам, их ширине, состоянию и определению отметок земляного полотна.
Заложение откосов и отметки земляного полотна, полученные после построения поперечников, сводят в следующую таблицу:
Таблица 29
№ п.п. |
Местоположение |
Правая сторона |
Левая сторона |
|||
|
км |
+ |
высота насыпи |
крутизна откоса |
высота насыпи |
крутизна откоса |
|
|
|
|
|
|
|
При насыпях высотой до 3-х метров в местах, где вблизи от дороги отсутствуют деревья или какие-либо препятствия, в целях безопасности движения целесообразно увеличивать заложение откосов до 1:3 или 1:5, так как в этом случае автомобили при угрозе дорожно-транспортного происшествия могут со значительно меньшими повреждениями и жертвами съехать с дороги. При насыпях выше трех метров необходимо устройство ограждений, препятствующих съезду автомобилей с дороги. Откосы таких насыпей могут устраиваться более крутыми.
При обследовании земляного полотна должно быть оценено состояние съездов и пересечений с дорогами местного значения, в особенности их укрепления и длина укреплений, состояние обочин и откосов магистральной дороги на участках съездов, наличие ограждений, водопропускных сооружений и т.д.
Все полученные данные записывают в ведомость:
Таблица 30
Ведомость расположения съездов с дороги
№ п.п. |
Местоположение |
Вправо |
Влево |
Рекомендуемые меры |
|||
|
км |
+ |
тип съезда |
состояние |
тип съезда |
состояние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обследования дорог на большом протяжении показали, что многочисленные съезды с дорог содержатся в неудовлетворительном состоянии. Съездов, имеющих неровное твердое покрытие, на котором грязь стряхивается с колес при въезде автомобилей с грунтовых дорог, немного, а там, где они есть, длина укрепления составляет всего лишь от 5 до 30 м, что при суглинистых и глинистых грунтах совершенно недостаточно.
На таких участках дорог после дождей на покрытие натаскивается колесами грязь, образующая слой жидкой глинистой смазки, что приводит к понижению сцепления колес автомобилей с покрытием и соответствующему снижению безопасности движения.
Из-за непродуманного расположения съездов на дорогах автомобили, сворачивающие с дороги в необорудованных местах, образуют так называемые дикие съезды на полевые дороги, летние пути и улицы населенных пунктов, портя откосы и обочины магистральных дорог.
Для повышения безопасности движения и улучшения транспортно-эксплуатационных качеств дорог необходимо укреплять съезды и переезды с местными дорогами. Длину укрепления, в зависимости от типа грунтов съездов принимают согласно табл. 31.
Таблица 31
Тип грунта |
Длина укрепления, м |
Черноземы, глины и тяжелые суглинки......................................... |
200 |
Прочие грунты, кроме песчаных и супесчаных........................... |
100 |
Песчаные и супесчаные................................................................... |
50 |
§ 22. ОБСЛЕДОВАНИЕ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Прочность и долговечность дорожной одежды во многом предопределяется прочностью и устойчивостью земляного полотна.
Одним усилением дорожной одежды нельзя обеспечить достаточную прочность реконструируемой дороги.
При реконструкции дороги повышение прочности дорожной одежды более сложно, чем при строительстве новой дороги, так как к подлежащим учету природным факторам добавляются разнообразные конструкции существующего земляного полотна и дорожной одежды.
В связи с этим большое значение приобретают грунтовые обследования, особенно на пучинистых участках и участках с неудовлетворительным состоянием проезжей части (трещины, просадки и т.д.).
При грунтовых обследованиях ставится задача определить гранулометрический состав грунтов земляного полотна, физико-механические характеристики и степень уплотнения, абсолютную и относительную влажность, а также установить уровень грунтовых вод.
Обследование грунтов проводят в два этапа: полевой и лабораторный.
Полевой этап заключается в визуальном осмотре грунтов земляного полотна на обочинах и откосах, в закладке шурфов глубиной до 2-х метров и буровых скважин, в отборе проб грунта с определением его объемного веса и влажности.
В лаборатории определяют гранулометрический состав грунта, его весовую и оптимальную влажность, оценивают степень уплотнения грунта.
Ориентировочное представление о грунтах земляного полотна можно получить по продольному профилю, анализируя на месте способы возведения земляного полотна. При небольших рабочих отметках и наличии рядом с дорогой резервов, грунты земляного полотна соответствуют верхним горизонтам придорожной полосы.
На участках продольной возки грунты верхней части насыпи чаще всего аналогичны грунтам основания дорожной одежды в выемке.
При обертывающем продольном профиле шурфы в земляном полотне следует закладывать в соответствии с изменением гидрогеологических условий местности.
Данные о пучинистых участках должны быть получены в дорожно-эксплуатационных организациях. При закладке в таких местах шурфов нужно учитывать, что часть пучин вызвана неправильным размещением грунтов в земляном полотне в виде линз или карманов. Поэтому шурф, заложенный даже на небольшом расстоянии от пучинистого места, может дать неправильное представление о грунтовых условиях. Целесообразно оценивать состав грунтов бурением непосредственно на пучинистом участке.
Шурфы или буровые скважины при детальных обследованиях закладывают обычно через каждые 100 м с каждой стороны земляного полотна вплотную к кромке проезжей части. Разрез шурфа вычерчивают в масштабе 1:20 или 1:25 с указанием всех слоев дорожной одежды и характерных слоев земляного полотна (рис. 47).
Рис. 47. Разрез шурфа
Взятые из шурфа пробы грунта должны характеризовать все слои (горизонты) активной зоны земляного полотна. В тех шурфах, где невозможно выделить характерные слои грунта, образцы берут из 3-х разных горизонтов (0,30 - 0,50 м, 1,0 - 1,2 м, 1,5 - 1,7 м).
Как правило, должны быть взяты пробы для нескольких видов анализа (естественная влажность, объемный вес, гранулометрический состав, пластичность и т.д.), с целью получения полной характеристики грунта данного слоя.
Гранулометрический состав является одним из основных физических показателей грунта, определяющих дорожно-строительные свойства для возведения земляного полотна и устройства дорожной одежды. Даже не имея точного процентного содержания частиц грунта разных фракций, по наименованию грунта можно ориентировочно оценить эффективность его работы в земляном полотне и основании дорожной одежды.
Для точной оценки инженерно-строительных свойств грунтов необходимо знать их гранулометрический состав, влажность грунта в сооружении и степень уплотнения.
Имеется ряд способов лабораторного определения гранулометрического состава грунтов, заключающихся в расчленении навески грунта на составляющие ее элементы по крупности.
Для ориентировочной оценки при дорожных обследованиях наибольшее распространение получили метод Рутковского и ситовой способ. Метод Рутковского неприменим для анализа засоленных грунтов.