При этом откосам насыпей, устраиваемых как из песка, так и из местных грунтов, придается крутизна 1:3 - 1:4 в зависимости от категории дороги и интенсивности переноса песка. Меньшая крутизна придается откосам на дорогах I - III категорий, а при очень активном ветровом режиме - и на дорогах низших категорий.
4.5. При необходимости проектирования в подвижных песках выемок следует исходить из их глубины и активности ветрового режима. При глубине выемки до 2 м и очень активном ветровом режиме земляное полотно проектируют по типу раскрытой выемки с откосами 1:10 (рис. 1, б). При глубине выемки свыше 2 м крутизну откосов можно увеличить до 1:2 с устройством между откосами насыпи и выемки спланированных полос; ширину полос назначают исходя из потребности в грунте для насыпи с учетом активности ветрового режима: при очень активном ветровом режиме ширину планируемых полос следует принимать не менее 20 м, при активном ветровом режиме - не менее 10 м (рис. 1, в).
В районах, где необходим поверхностный водоотвод или возможны снежные заносы, выемку разделывают под насыпь высотой, равной толщине дорожной одежды и защитного слоя; при этом откосам насыпи придают крутизну 1:4.
4.6. В заросших и полузаросших песках необходимо обеспечивать максимальное сохранение растительности и естественного рельефа прилегающей местности. С этой целью земляное полотно в равнинных, пологоволнистых и мелкобугристых песках проектируют в нулевых отметках и невысоких насыпях (до 0,3 - 0,4 м). При необходимости резервы закладывают минимальной ширины непосредственно у земляного полотна. Крутизну откосов насыпей следует назначать, как правило, 1:2 (рис. 2, а).
В заросших среднебугристых, крупнобугристых и грядовых песках земляное полотно следует проектировать из условия компенсации объемов насыпей и выемок, в полузаросших - с применением уширенных выемок.
4.7. Выемки в заросших песках следует проектировать минимальной ширины с откосами крутизной 1 :2 (рис. 2, б).
Рис.2. Поперечные профили земляного полотна в заросших песках: а - насыпь; б - выемка; в - выемка, разделываемая под насыпь.
В полузаросших песках рекомендуется устраивать уширенные выемки, разделываемые под насыпь (рис. 2, в). Размер уширения назначают в пределах 3 м, учитывая потребность в грунте для насыпи и возможность механической расчистки спланированных полос уширения.
Выемки, разделываемые под насыпь, рекомендуются в районах, где возможны снежные заносы и ливневые дожди.
4.8. В песчаных пустынях северной части V дорожно-климатической зоны при назначении минимальной высоты насыпи необходимо учитывать требования СНиП 2.05.02-85 по обеспечению незаносимости дороги снегом.
4.9. Для того чтобы обеспечить проезд по готовому земляному полотну автомобилей и дорожных машин, а также предотвратить погружение в песок частиц материала дорожного основания и улучшить условия его уплотнения, между земляным полотном и дорожным основанием следует либо устраивать на всю ширину земляного полотна защитный слой из пылевато-глинистых грунтов, песчано-гравийных и песчано-щебеночных материалов, а также из пылевато-глинистых грунтов и мелких песков, обработанных неорганическими и органическими вяжущими, либо укладывать геотекстильную прослойку с одновременной отсыпкой нижнего слоя дорожного основания (рис. 3).
4.10. Материалы для устройства защитного слоя необходимо выбирать на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом дальности возки материалов, степени механизации и индустриализации работ, сокращения сроков строительства.
Минимальная толщина защитного слоя из различных материалов, необходимая для формирования этого слоя и обеспечения его нормальной работы как в период строительства, так и при эксплуатации дороги, приведена в табл. 2.
Рис.3. Конструкция земляного полотна с защитным слоем: а - насыпь высотой до 1 м; б - насыпь высотой более 1 м; в - выемка; г - выемка, разделываемая под насыпь; 1 - защитный слой из пылевато-глинистого грунта; 2 - слой укрепления обочины; 3 - основание; 4 - покрытие; 5 - защитный слой из геотекстиля.
Таблица 2
Материал |
Минимальная толщина защитного слоя, см |
Глины и суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые |
10 |
Суглинки легкие и легкие пылеватые, супеси пылеватые |
15 |
Супеси легкие и легкие крупные |
20 |
Песчано-гравийные (щебеночные) смеси |
10 |
Суглинки и супеси, обработанные: |
|
8 % битума класса МГ 25/40, МГ 40/70, МГ 70/130 |
10 |
3 - 4 % битума + 0,03 - 0,06 % катионного препарата Э-1 |
10 |
6 - 8 % цемента |
10 |
Барханные пески, обработанные: |
|
8 - 10 % цемента или 6 - 8 % цемента + 3 % извести или жидкого стекла |
15 |
4 % жидкого битума класса МГ 40/70, МГ 70/130 + 3 % цемента (5 - 10 % цементной пыли) или 0,015-0,03 % катионного препарата Э-1 |
15 |
5 - 6 % медленнораспадающейся 50 - 55 %-ной концентрации анионной битумной эмульсии |
15 |
3 - 4 % медленнораспадающейся 50 - 55 %-ной концентрации анионной битумной эмульсии + 3 - 4 % цемента |
15 |
7 - 10 % нафтенатов тяжелых металлов |
15 |
Примечание. При устройстве защитного слоя из зернистых материалов в летний период минимальную толщину слоя в плотном теле увеличивают до 15 см.
4.11. В применяемых для устройства защитного слоя местных песчано-гравийных материалах содержание частиц мельче 0,05 мм должно быть не менее 10 % массы.
Таблица 3
Назначение геотекстильного материала |
Масса, г/м2, не более |
Толщина, мм, не менее |
Ширина, м, не менее |
Прочность, Н/см, не менее |
Удлинение при разрыве, % |
Условный модуль деформации, Н/см |
Водопроницаемость, м/сут, не менее |
Устойчивость к агрессивным воздействиям, % |
Ускорение консолидации: |
|
|
|
|
|
|
|
|
основания насыпи |
- |
4,0 |
1,7 |
40 |
70 - 120 |
30 - 60 |
100 |
80 |
тела насыпи |
- |
4,0 |
1,7 |
20 |
70 |
30 |
100 |
80 |
Обеспечение устойчивости насыпи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
общей (основания и откосов) |
- |
- |
5,0 |
70 |
50 |
150 |
- |
90 |
эрозионной |
200 |
- |
2,5 |
40 |
|
- |
- |
- |
Повышение гидродинамической устойчивости сборных покрытий |
500 |
3,5 |
1,0 |
70 |
100 |
70 |
50 |
95 |
Укрепление обочин |
500 |
- |
2,5 |
70 |
100 |
50 |
50 |
90 |
Обеспечение временного проезда |
- |
- |
.4,0 |
70 |
70 - 120 |
50 |
50 |
90 |
Обеспечение устойчивости граничного слоя одежды из зернистых материалов на барханном песке |
- |
- |
1,7 |
70 |
50 |
150 |
- |
90 |
Используемая в качестве защитного слоя геотекстильная прослойка должна соответствовать общим требованиям, предъявляемым к геотекстильным материалам (табл. 3).
При назначении защитного слоя и выборе материала для него следует руководствоваться табл. 4.
4.12. Защитный слой не устраивают в северной части V дорожно-климатической зоны в зимнее время, когда земляное полотно из песка находится в мерзлом состоянии.
4.13. Для защиты от выдувания откосов насыпи, возводимых в подвижных песках, а также для улучшения условий переноса песка через дорогу верхнюю часть откосов насыпей высотой более 1 м рекомендуется укреплять на 1/3 высоты путем устройства защитного слоя толщиной 10 - 15 см из пылевато-глинистых грунтов, песчано-гравийных (щебеночных) материалов или геотекстильных полотен (см. рис. 3, б).
При высоте насыпей менее 1 м защитный слой на откосах не устраивают.
4.14. При благоприятных для растительности условиях откосы земляного полотна рекомендуется защищать от ветровой эрозии посевом травы с розливом битумной эмульсии или других вяжущих материалов, предохраняющих семена от выдувания. Это мероприятие выполняют одновременно с мероприятиями, обеспечивающими закрепление подвижных форм рельефа.
Таблица 4
Степень подвижности песка |
Содержание фракции мельче 0,05 мм, % массы |
Потребность в защитном слое |
Рекомендуемый материал для защитного слоя |
Подвижные |
< 5 |
Требуется |
Геотекстиль, пылевато-глинистый грунт |
Малоподвижные |
5 - 15 |
То же |
Геотекстиль; пылевато-глинистый грунт; песчано-гравийная (щебеночная) смесь; пылевато-глинистый грунт; мелкий песок, обработанный вяжущими |
Неподвижные |
> 15 |
Не требуется |
- |
Примечание. При использовании зернистых материалов для устройства защитного слоя перед укладкой последующего конструктивного слоя дорожной одежды необходимо предусматривать выравнивание и восстановление защитного слоя на толщину 3 - 5 см.
4.15. Откосы выемок в подвижных песках покрывать защитным слоем не следует.
При устройстве раскрытых выемок, разделываемых под насыпь, защитный слой устраивают в пределах насыпи.
4.16. При проектировании автомобильных дорог в песчаных пустынях следует учитывать возможность размыва земляного полотна водой, скапливающейся на проезжей части и обочинах дороги при выпадении ливневых дождей. Расчет ливневого стока следует производить по данным наблюдений Гидрометслужбы в соответствии с указаниями «Пособия по проектированию методов регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна (к СНиП 2.05.02-85)» (М.:Стройиздат, 1989).
Как правило, земляное полотно подлежит защите от размыва в районах с годовым количеством осадков более 100 мм на участках вогнутых вертикальных кривых, сопрягающих уклоны, превышающие поперечный уклон проезжей части, а также на подходах к указанным кривым.
4.17. При необходимости защиты от размыва откосов насыпи следует устраивать защитный слой по всему поперечному профилю земляного полотна. Наиболее рационально использовать с этой целью геотекстильные полотна. При ограниченном их количестве допускается сочетание геотекстильного материала с другими имеющимися материалами или связным грунтом. В этом случае геотекстильные полотна следует использовать на откосах насыпи с заделкой концевых частей не менее чем на 0,5 м (рис. 4).
Рис. 4. Укрепление откосов насыпи геотекстилем: 1 - геотекстиль; 2 - защитный слой из пылевато-глинистого грунта; 3 - основание; 4 - покрытие; 5 - слой укрепления обочины.
4.18. Поверхность геотекстильных полотен, уложенных в откосной части земляного полотна, следует обрабатывать жидкими органическими вяжущими.
В качестве вяжущих следует использовать:
битум жидкий медленно- и среднегустеющий по ГОСТ 11955-82 с условной вязкостью 40-70 с;
битумную эмульсию анионную по ГОСТ 18659-81, приготовленную на битуме марок БНД 130/200 и БНД 200/300;
нефть высокосмолистую с условной вязкостью (по стандартному вискозиметру с отверстием 5 мм при температуре 60 °С) не менее 8 с.
Расход битума, битумной эмульсии (в расчете на массу битума) и нефти принимают равным 0,5-1,0 л на 1 м2.
4.19. При расчете дорожной одежды земляное полотно из мелкого (барханного) песка с защитным слоем из пылевато-глинистого грунта рассматривают как однородную систему. Модуль упругости земляного полотна на поверхности защитного слоя принимают по данным прил. 4.
4.20. Защитный слой из пылевато-глинистого грунта или мелкого песка, обработанных вяжущими материалами, а также из песчано-гравийных и песчано-щебеночных смесей рассчитывают как конструктивный слой дорожной одежды в соответствии с требованиями Инструкции ВСН 46-83. Геотекстильную прослойку, применяемую взамен защитного слоя из пылевато-глинистых грунтов, при расчете дорожной одежды не учитывают. Модуль упругости земляного полотна из мелкого (барханного) песка в этом случае следует принимать равным 75 МПа, угол внутреннего трения - 33°, сцепление - 0,005 МПа.
5. ЗАЩИТА ДОРОГИ ОТ ПЕСЧАНЫХ ЗАНОСОВ.
5.1. На песчаных массивах, примыкающих к дороге, во всех случаях выделяют полосу, на которой подлежат охране:
механическая защита;
участки закрепленной поверхности песков;
естественная и специально высаженная растительность;