Автозимники с продленными сроками эксплуатации
4.23. Основной принцип проектирования сухопутных автозимников с продленными на весенне-летний период сроками эксплуатации - сохранение тела насыпи и основания в мерзлом состоянии в течение установленного срока эксплуатации путем применения в конструкциях естественных или искусственных теплоизоляторов.
При проектировании автозимников небольшой протяженности конструкции назначают с учетом местных природных условий, директивного срока эксплуатации и наличия местных материалов в соответствии с поперечными профилями, приведенными на рис. 14 - 17.
4.24. Конструкция сухопутного автозимника, предназначенного для эксплуатации в зимний период и в начале весенне-летнего периода при интенсивности движения до 150 авт/сут, состоит из мерзлого основания и теплоизолирующего полотна из смеси снега со льдом или мхом, мохоторфом, опилками (см. рис. 14. тип 21). По условиям обеспечения водонепроницаемости, достаточной прочности и незначительной интенсивности таяния плотность теплоизолирующего полотна должна быть не менее 0,65 г/см3 в верхних и не менее 0,55 г/см3 в нижних слоях.
4.25. Для пропуска тяжелых нагрузок и высокой интенсивности движения на автозимниках I - II категорий следует предусматривать конструкции типов 22 - 24 (см. рис. 14) с отсыпкой земляного полотна из минеральных грунтов.
Земляное полотно предназначено воспринимать нагрузки от проходящих транспортных средств. Его отсыпают на ширину согласно табл. 2 и высотой не менее 0,5 м с откосами 1 : 1,5 (тип 22) или 1 : 3 (типы 23 - 24) из крупнообломочных, щебенистых, гравийно-песчаных или песчаных грунтов (см. рис. 14).
Рис. 14. Поперечные профили автозимников с продленными сроками эксплуатации:
1 - снежный покров; 2 - уплотненный слой снега на полотне дороги; 3 - естественный мохорастительный покров, 4 - теплоизолирующее полотно из снега со мхом; 5 - мерзлое грунтовое основание; 6 - земляное полотно; 7 - полотно из уплотненного снега; 8 - слой теплоизоляции или хворостяная выстилка
Плотность снега в теплоизолирующем полотне (тип 22) должна быть не менее 0,6 г/см3.
В основании автозимников, проектируемых в I дорожно-климатической зоне, следует полностью сохранять мохорастительный покров, а на участках с сильнольдистыми грунтами (мари) и подземными льдами дополнительно предусматривать в основании земляного полотна слой теплоизоляции из мха, торфа или хворостяную выстилку толщиной 15 - 20 см (тип 24 на рис. 14).
Рис. 15. Поперечный профиль автозимника для круглогодичной эксплуатации:
1 - земляное полотно из минерального грунта; 2 - слой теплоизоляции из торфа, мха, опилок и т.п.; 3 - снежно-ледяное ядро; 4 - естественный мохорастительный покров; 5 - мерзлое грунтовое основание
Рис. 16. Поперечные профили автозимников на болотах:
1 - дорожное покрытие из смеси снега со льдом или моховым очесом; 2 - промороженное торфяное основание; 3 - земляное полотно; 4 - теплоизолирующее полотно из смеси снега с моховым очесом; 5 - боковые водоотводные канавы; 6 - талый слой болота
4.26. При проектировании сухопутных регулярных автозимников I - III категорий, предназначенных для эксплуатации в I дорожно-климатической зоне в течение всего теплого периода года, а также при возможности перевода в перспективе автозимника в постоянную автомобильную дорогу целесообразно предусматривать, конструкцию типа 25 (см. рис. 15). Общая высота конструкции на участках, проходящих по открытой местности, должна обеспечивать снегонезаносимость дороги.
Рис. 17. Поперечные профили насыпей на промороженных торфяных основаниях (левая часть - состояние конструкции в период строительства, правая - в процессе эксплуатации на конец теплых периодов):
1 - промороженный слой торфяной залежи; 2 - намороженная торфяная плита; 3 - боковые призмы из торфа; 4 - насыпь из минерального грунта; 5 - талые слои торфяной плиты; 6 - боковой резерв; 7 - талый слой торфяной залежи; 8 - мерзлые слои торфяной плиты; 9 - минеральное дно болота
Конструкция типа 25 включает мерзлое естественное основание, снежно-ледяное ядро, перекрытое слоем теплоизоляции, и земляное полотно высотой не менее 0,6 м из песчаных, гравийных или крупнообломочных грунтов.
Для устройства слоя теплоизоляции могут применяться мох, торф, отходы древесины (опилки, щепа), а также искусственные теплоизоляторы. В качестве искусственных теплоизоляционных материалов можно использовать: пеностиролы ПС-1, ПС-4, ПС-5, ПС-18, ПС-254, ПСБСГ и ПСБ-М-40; синтетические быстротвердеющие пены (БТП) на основе карбамидных смол; пенополиуретан, создаваемый агрегатом "Пена-9"; теплоизоляционные плиты из торфополимеров (ТУ 39-0148463-026-85).
Толщину снежно-ледяного ядра назначают исходя из условия обеспечения общей высоты насыпи, но не менее 0,8 - 1 м.
Толщину насыпного слоя hнас минерального грунта и толщину слоя теплоизоляции рассчитывают из условия недопущения оттаивания снежно-ледяного ядра. Ориентировочно высоту земляного полотна из минерального грунта hнас и толщину слоя теплоизоляции из торфа hт можно определить по графику (рис. 18) при известной для района строительства средней температуре воздуха tв за наиболее теплое лето.
При использовании в качестве тепло изоляторов пенопластов высота насыпи hнас над мерзлым ядром в конструкции типа 25 (см. рис. 15) ориентировочно принимается по табл. 10.
4.27. Конструкцию типа 25 (см. рис. 15) допускается применять на временных сухопутных автозимниках I - II категорий. При этом высоту земляного полотна из минерального грунта и толщину слоя теплоизоляции определяют из условия допущения протаивания снежно-ледяного ядра за срок службы автозимника.
Рис. 18. Определение высоты насыпи hнас из песчаных грунтов или толщины слоя теплоизоляции hт из торфа
Таблица 10
|
Толщина насыпного слоя hнас, м |
Толщина елся теплоизоляции hт, см, в основании насыпи при использовании пенопласта |
|||||
|
|
ПС-1 |
ПС-4 |
ПС-5 |
ПС-18 |
ПС-254 |
ПСБСГ |
|
До 1,0 |
10 |
10 |
12 |
8 |
12 |
14,5 |
|
От 1,0 до 1,5 |
8 |
8 |
9 |
6 |
10 |
12,0 |
|
" 1,5 " 2,0 |
6 |
6 |
7 |
4 |
8 |
9,5 |
4.28. Для обеспечения проезда в течение 1,5 - 2 мес. теплого периода года на заболоченных участках местности назначают конструкцию автозимника типа 26 (см. рис. 16), а для обеспечения, проезда в течение всего теплого периода года - конструкцию типа 27 (см. рис. 16).
4.29. Конструкция типа 26 состоит из мерзлого торфяного основания и теплоизолирующего полотна, которое выполняет роль теплоизолятора для основания и воспринимает нагрузки от транспортных средств. Плотность снега со льдом или с добавками (моховой очес, опилки, щепа) в полотне должна быть не менее 0,7 г/см3 в верхних слоях покрытия и не менее 0,6 г/см3 - в нижних.
При проектировании автозимников в I дорожно-климатической зоне и в северных районах (севернее 56 ° с.ш.) II дорожно-климатической зоны (см. обязательное приложение 1) толщину теплоизолирующего полотна hт.п назначают согласно табл. 11.
Таблица 11
|
Требуемая продолжительность эксплуатации автозимника в теплый период, сут |
20 |
40 |
60 |
80 |
|
Толщина теплоизолирующего полотна hт.п, м |
0,3 |
0,5 |
0,8 |
1,0 |
4.30. Конструкция типа 27 (см. рис. 16) состоит из мерзлого торфяного основания, теплоизолирующего полотна из смеси снега с моховым очесом и земляного полотна. Земляное полотно устраивают высотой но менее 0,7 м с откосами 1 : 1,5. Для отсыпки земляного полотна допускается использовать все виды минеральных грунтов или торфопесчаные смеси оптимального состава (например, 1 м3 песка влажностью 8 % + 1,4 м3 торфа влажностью до 90,0 %).
Для обеспечения проезда в течение всего теплого периода года толщина теплоизолирующего полотна при высоте земляного полотна 0,7 м должна быть не менее 1 м, а плотность смеси в полотне - не менее 0,6 г/см3.
Водоотводные канавы проектируют глубиной до 1,5 м, шириной понизу 1 м и устраивают на расстоянии 3 м от края полосы промораживания.
4.31. Промороженное торфяное основание в конструкциях типов 26 и 27 (см. рис. 16) обеспечивает общую несущую способность автозимников, поэтому требуемые толщина hтp и ширина Втр промороженного слоя болота (мерзлого основания) в зависимости от принятой расчетной нагрузки должны быть не менее величин, указанных в табл. 12.
Таблица 12
|
Группа машин по грузоподъемности |
Марка наиболее тяжелой машины |
Масса с полной нагрузкой, т |
Требуемая толщина мерзлого основания hтp, м |
Требуемая ширина мерзлого основания Втр, м |
|
Колесные машины |
||||
|
Средние |
ЗИЛ-130 |
10,5 |
0,30 |
23 |
|
Тяжелые |
МАЗ-500 |
14,2 |
0,35 |
23 |
|
|
КрАЗ-257 |
23,4 |
0,49 |
25 |
|
Очень тяжелые |
БелАЗ-540 |
48,0 |
0,65 |
25 |
|
|
МАЗ-530 |
78,4 |
0,95 |
25 |
|
Гусеничные Мишины |
||||
|
Тракторы типа ДТ |
ДТ-70 |
7,5 |
0,29 |
23 |
|
Тракторы типов C и Т |
Т-130 |
13,7 |
0,38 |
23 |
|
Тракторы типа ДЭТ |
ДЭТ-250 |
25,0 |
0,48 |
25 |
|
Специальные нагрузки |
||||
|
Колесная нагрузка НК-80 |
- |
80,0 |
0,66 |
35 |
|
Гусеничная нагрузка НГ-60 |
- |
60,0 |
0,82 |
35 |
|
Буровая вышка в эксплуатационном состоянии |
- |
120,0 |
1,00 |
35 |
|
Буровая вышка в транспортном положении |
- |
100,0 |
0,65 |
35 |
При промерзании болот на всю глубину, например на марях в I дорожно-климатической зоне, hтр и Втр в конструкциях типов 26 и 27 не нормируются. При этом ширина теплоизолирующего полотна определяется шириной полотна автозимника по табл. 2.
4.32. При прохождении трассы через обширные по площади сезонно-промерзающие торфяные болота земляное полотно регулярных автозимников I - II категорий, которые подлежат в перспективе переводу в постоянные автомобильные дороги, следует проектировать с обеспечением промораживания грунтов в основании. При этом насыпи на болотах I типа проектируют применительно к поперечному профилю типа 28, а на болотах II и III типов - применительно к поперечным профилям типа 29 и 30 (см. рис. 17).
Дороги на промороженных основаниях предусматривают, как правило, при глубине болот более 1,5 м в протяженности участков более 1 км в северных районах со среднегодовыми температурами воздуха ниже 0 °С. Не рекомендуется проектировать дороги на промороженных основаниях на участках топей выклинивания и проточных топей с циркулирующими потоками болотных вод.
Торфяная часть насыпи должна иметь серповидный профиль с крутизной откосов 1 : 2. Толщина намораживаемой плиты по оси дороги должна быть на 0,3 м больше, чем по бровкам.
Расчет параметров земляного полотна на промороженных основаниях выполняют согласно обязательному приложению 6.
4.33. Мероприятия, направленные на продление сроков эксплуатации сухопутных автозимников и перевод их в постоянные автомобильные дороги, включают:
а) более ранний ввод в эксплуатацию ледовых переправ путем усиления ледяного покрова;
б) устройство водопропускных сооружений (трубы, мосты) в местах пересечения автозимника с ручьями, оврагами или балками;
в) возведение земляного полотна с использованием минеральных грунтов на особо сложных участках (переходы через болота и мари, подходы к водопропускным сооружениям и т.п.);
г) возведение земляного полотна на косогорах, на наледных участках и на участках, где предусмотрено смягчение продольного профиля;
д) досылку земляного полотна на всем протяжении до проектных отметок.
Мероприятия, направленные на продление сроков эксплуатации автозимников и последующий перевод их в постоянные автомобильные дороги, должны обеспечиваться при минимальных затратах, эффективность которых определяют согласно обязательному приложению 2.
Водоотводные устройства
4.34. На автозимниках, предназначенных для эксплуатации только в период с устойчивыми отрицательными температурами воздуха, не предусматривают устройства поперечных уклонов проезжей части и водоотводных сооружений. Лишь на косогорах для отвода поверхностных и грунтовых вод следует проектировать нагорные канавы или нагорные валики из грунта, а также лотки для предупреждения размыва земляного полотна в летний период и образования наледей в зимний.
4.35. На автозимниках с продленными на весенне-летний период сроками эксплуатации предусматривают проезжую часть с двускатным поперечным профилем. Поперечный уклон грунтовых покрытий принимают 30 - 40 %о.
В зависимости от рельефа, гидрологических, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые воды от дорожного полотна отводят с помощью следующих сооружений:
