7 Земляное полотно
7.1 Земляное полотно предусматривают с учетом категории дороги, типа дорожной одежды, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грунтов, используемых в земляном полотне, условий производства работ по возведению полотна, природных условий района строительства и особенностей инженерно-геологических условий участка строительства, опыта эксплуатации дорог в данном районе, исходя из обеспечения требуемых прочности, устойчивости и стабильности как самого земляного полотна, так и дорожной одежды при наименьших затратах на стадиях строительства и эксплуатации, а также при максимальном сохранении ценных земель и наименьшем ущербе окружающей природной среде.
7.2 Земляное полотно включает в себя следующие элементы:
верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой);
тело насыпи (с откосными частями);
основание насыпи;
основание выемки;
откосные части выемки;
устройство для поверхностного водоотвода;
устройства для понижения или отвода грунтовых вод (дренаж);
поддерживающие и защитные геотехнические устройства и конструкции, предназначенные для защиты земляного полотна от опасных геологических процессов (эрозии, абразии, селей, лавин, оползней и т. п.).
7.3 Природные условия района строительства характеризуются комплексом погодно-климатических, инженерно-геологических (включая геоморфологические), гидрологических и геокриологических факторов. Для первоначальной оценки природных условий района строительства следует использовать дорожно-климатическое районирование территории в соответствии с приложением Б.
Особенности гидрологических и инженерно-геологических условий участка трассы следует оценивать в связи с типом местности по условиям увлажнения территории (таблица В.1 В), гидрологическими и мерзлотными условиями и процессами, включая воздействие техногенных факторов (с учетом освоенности территории), геоморфологическими особенностями (рельефом) и др.
По условиям увлажнения верхней толщи грунтов различают три типа местности:
1-й – сухие участки;
2-й – сырые участки с избыточным увлажнением в отдельные периоды года;
3-й – мокрые участки с постоянным избыточным увлажнением.
7.4. Параметры конструкции земляного полотна могут назначаться с применением:
широко апробированных и не требующих дополнительного обоснования специальными расчетами типовых решений, отвечающими настоящему своду правил;
индивидуальных конструктивных решений, требующих обоснования специальными расчетами (в том числе типовых решений, требующих индивидуальной привязки).
Индивидуальные решения, а также индивидуальную привязку типовых решений следует применять:
для насыпей с высотой откоса более 12 м;
для насыпей на участках временного подтопления, а также при пересечении постоянных водоемов и водотоков;
для насыпей, сооружаемых на болотах глубиной более 4 м с выторфовыванием или при наличии поперечных уклонов дна болота более 1:10;
для насыпей, сооружаемых на слабых основаниях (7.25);
при использовании в насыпях грунтов повышенной влажности;
при возвышении поверхностей покрытия над расчетным уровнем воды менее, указанного в 7.11;
при использовании в насыпях прослоек из геосинтетических материалов (разделительных, армирующих, дренирующих, капилляропрерывающих, гидроизолирующих, теплоизолирующих и т.п.) для регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна, а также при специальных поперечных профилях;
при сооружении насыпей на просадочных грунтах;
при сооружении насыпей из крупнообломочных грунтов размерами обломков более 0,2 м;
для выемок высотой откоса более 12 м в нескальных грунтах и более 16 м в скальных при благоприятных инженерно-геологических условиях;
для выемок в слоистых толщах, имеющих наклон пластов в сторону проезжей части;
для выемок, вскрывающих водоносные горизонты или имеющих в основании водоносный горизонт, а также в глинистых грунтах с коэффициентом консистенции более 0,5;
для выемок высотой откоса более 6 м в пылеватых грунтах в районах избыточного увлажнения, а также в глинистых грунтах и скальных размягчаемых грунтах, теряющих прочность и устойчивость в откосах под воздействием погодно-климатических факторов;
для выемок в набухающих грунтах при неблагоприятных условиях увлажнения;
для насыпей и выемок, сооружаемых в сложных инженерно-геологических условиях: на косогорах круче 1:3, на участках с наличием или возможностью развития склоновых процессов, оврагообразования, карста, наледи, вечной мерзлоты и т. п.;
при возведении земляного полотна с применением взрывов или гидромеханизации;
при сооружении периодически затопляемых дорог при пересечении водопотоков;
при применении теплоизоляционных слоев на участках вечномерзлых грунтов.
Необходимо также предусматривать водоотводные, дренажные, поддерживающие, защитные и другие сооружения, обеспечивающие устойчивость земляного полотна в сложных условиях, а также участки сопряжения земляного полотна с мостами и путепроводами.
7.5 Основные нормативные требования, которые надлежит выполнять и контролировать при сооружении земляного полотна, и методы контроля приведены в таблице 7.1.
Кроме указанных параметров при осуществлении проектных решений могут требоваться особые контролируемые параметры, предусматриваемые в проекте (например, контроль осадок насыпей на слабых основаниях и т. п.).
Т а б л и ц а 7.1
Конструктивный элемент, вид работ и контролируемый параметр
|
Значение нормативных требований
|
1 Подготовка основания земляного полотна
|
1.1 Толщина снимаемого плодородного слоя грунта
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до ± 40 %, остальные – до ± 20 %
|
1.2 Снижение плотности естественного основания
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до 4 %, остальные должны быть не ниже проектных значений
|
2 Возведение насыпей и разработка выемок
|
2.1 Снижение плотности слоев земляного полотна)
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до 4 %, а остальные должны быть не ниже проектных значений.
|
2.2 Высотные отметки продольного профиля
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до 20 мм; остальные − до 10 мм
|
2.3 Расстояния между осью и бровкой земляного полотна
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до ± 20 см; остальные − до ±10 см
|
2.4 Поперечные уклоны
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах от минус 0,010 мм до плюс 0,015 мм, остальные –до ± 0,005
|
2.5 Уменьшение крутизны откосов
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до 20 %, остальные − до 10 %.
|
3 Устройство водоотвода
|
|
3.1 Увеличение поперечных размеров кюветов, нагорных и других канав (по дну)
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до 10 см, остальные − до 5см.
|
3.2 Глубина кюветов, нагорных и других канав (при условии обеспечения стока)
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до ±10см, остальные − до ±5см
|
3.3 Поперечные размеры дренажей
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до ±10см, остальные − до ±5см
|
3.4 Продольные уклоны дренажей
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до ±0,002, остальные − до ±0,001
|
3.5 Ширина насыпных берм
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до ±30см, остальные − до ±15см
|
4 Устройство присыпных обочин
|
4.1 Снижение плотности грунта в обочинах
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до 4%, остальные должны быть не ниже проектных значений.
|
4.2 Толщина укрепления
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах от минус 22 до 30мм, остальные – до ±15мм.
|
4.3 Поперечные уклоны обочин
|
Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах от минус 0,010 до плюс 0,015, остальные – до ± 0,005 (± 0,010)2).
|
) При отсыпке земляного полотна из скальных (крупнообломочных) грунтов этот показатель для оценки качества не используется.
2) Значения, приведенные в скобках, относятся к видам работ, выполняемым без автоматических систем выдерживания заданных высотных отметок и уклона для дорог категорий IV и V общего пользования и ведомственных.
|
Грунты
7.6 Грунты, используемые в дорожном строительстве, по происхождению, составу, состоянию в природном залегании, набуханию, просадочности и степени цементации льдом подразделяются в соответствии с ГОСТ 25100. Разновидности грунтов по характеру и степени засоления устанавливают в соответствии с таблицей В.3 приложения В.
Грунты для рабочего слоя земляного полотна следует дополнительно подразделять по составу (глинистые грунты), набухаемости, относительной просадочности и склонности к морозному пучению, а также по льдистости и просадочности при оттаивании в соответствии с таблицами В.2, В.4 – В.10 приложения В.
Грунты для сооружения насыпей и рабочего слоя подразделяют по степени увлажнения, в соответствии с таблицей В.11 приложения В. При этом к грунтам с допустимой влажностью следует относить грунты, влажность которых соответствует требованиям таблицы В.12 приложения В.
7.7 К особым грунтам следует относить: торфяные и заторфованные; сапропели; илы; иольдиевые глины; лессы; аргиллиты и алевролиты; мергели, глинистые мергели и мергелистые глины; трепел; тальковые и пирофиллитовые; дочетвертичные глинистые грунты, глинистые сланцы и сланцевые глины; черноземы; пески барханные; техногенные грунты (отходы промышленности).
7.8 К слабым следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки более 50 мм/м при нагрузке 0,25 МПа (модуль деформации ниже 5,0 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции свыше 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.
7.9 К дренирующим следует относить грунты, имеющие при максимальной плотности при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733 коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут.
7.10 Пески со степенью неоднородности по ГОСТ 25100 менее 3, а также мелкие пески с содержанием по массе не менее 90 % частиц размером 0,10 – 0,25 мм следует относить к однородным.
Рабочий слой земляного полотна
7.11 Для обеспечения устойчивости и прочности рабочего слоя земляного полотна и дорожной одежды возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 сут) стоящих поверхностных вод, а также над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 сут) стоящих поверхностных вод должно соответствовать требованиям таблицы 7.2.
За расчетный уровень грунтовых вод надлежит принимать максимально возможный осенний (перед промерзанием) уровень за период между восстановлениями прочности дорожных одежд (капитальными ремонтами). В районах, где наблюдаются частые продолжительные оттепели, за расчетный принимают максимально возможный весенний уровень грунтовых вод за период между капитальными ремонтами. В районах с глубиной промерзания менее толщины дорожной одежды за расчетный уровень принимают максимальный возможный уровень грунтовых вод требуемой вероятности превышения в период его сезонного максимума. Положение расчетного уровня грунтовых вод устанавливают по данным разовых краткосрочных замеров на период изысканий и прогнозов, составляемых организациями гидрогеологической службы страны. При отсутствии указанных данных, а также при наличии верховодки за расчетный допускается принимать уровень, определяемый по верхней линии оглеения грунтов.
Возвышения поверхности покрытия дорожной одежды над уровнем подземных вод или в слабо- и среднезасоленных грунтах следует увеличивать на 20 % (для суглинков и глин – 30 %), а при сильнозасоленных грунтах – 40 % – 60 %.
В районах постоянного искусственного орошения возвышение поверхности покрытия над зимне-весенним уровнем грунтовых вод в зонах IV, V следует увеличивать на 0,4 м, а в зоне III – на 0,2 м.
При невозможности или нецелесообразности обеспечения требуемого возвышения должны быть предусмотрены специальные меры по регулированию водно-теплового режима рабочего слоя (замена грунта, устройство прослоек, в том числе из геосинтетических материалов, и т. п.), обосновываемых соответствующими расчетами.
Таблица 7.2
Грунт рабочего слоя
|
Наименьшее возвышение поверхности покрытия, м,
в пределах дорожно-климатических зон
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
Песок мелкий, супесь легкая крупная, супесь легкая
|
1,1
0,9
|
0,9
0,7
|
0,75
0,55
|
0,5
0,3
|
Песок пылеватый, супесь пылеватая
|
1,5
1,2
|
1,2
1,0
|
1,1
0,8
|
0,8
0,5
|
Суглинок легкий, суглинок тяжелый, глины
|
2,2
1,6
|
1,8
1,4
|
1,5
1,1
|
1,1
0,8
|
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый, суглинок тяжелый пылеватый
|
2,4
1,8
|
2,1
1,5
|
1,8
1,3
|
1,2
0,8
|
Примечание – В числителе – возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 сут) стоящих поверхностных вод, в знаменателе – то же, над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 сут) стоящих поверхностных вод.
|
7.12 Возвышение поверхности покрытия на участках насыпей, сооружаемых с откосами крутизной менее 1:1,5, а также с бермами, допускается уточнять на основании расчета.
7.13 Минимальное возвышение поверхности покрытия в дорожно-климатической зоне I устанавливают на основе теплотехнических расчетов (п. 7.49), но не менее норм для дорожно-климатической зоны II согласно приложению Б.
7.14 При наличии в рабочем слое различных грунтов возвышение следует назначать по грунту, для которого требуемое возвышение имеет наибольшее значение.
7.15 При использовании в пределах 2/3 глубины промерзания грунтов групп III-V по пучинистости (таблица В.6 и В.7 приложения В) при назначении конструкции дорожной одежды величину морозного пучения проверяют расчетом по результатам испытаний. Для дорог в зонах II и III при глубине промерзания до 1,5 м допускается величину морозного пучения определять по таблице В.8 приложения В.
В условиях дорожно-климатических зон IV и V рабочий слой должен состоять из ненабухающих и непросадочных грунтов (таблицы В.4 и В.5 приложения В) на глубину 1 и 0,8 м от поверхности цементобетонного и асфальтобетонного покрытий соответственно.
7.16 Степень уплотнения грунта рабочего слоя, определяемая величиной коэффициента уплотнения, должна отвечать требованиям таблицы 7.3.
Таблица 7.3
Элементы земляного полотна
|
Глубина расположения слоя от поверхности покрытия, м
|
Наименьший коэффициент уплотнения грунта при типе дорожных одежд
|
капитальном
|
облегченном и переходном
|
в дорожно-климатических зонах
|
I
|
II, III
|
IV, V
|
I
|
II, III
|
IV, V
|
Рабочий слой
|
До 1,5
|
0,98–0,96
|
1,0–0,98
|
0,98–0,95
|
0,95–0,93
|
0,98–0,95
|
0,95
|
Неподтопляемая часть насыпи
|
Св. 1,5 до 6
|
0,95–0,93
|
0,95
|
0,95
|
0,93
|
0,95
|
0,90
|
Св. 6
|
0,95
|
0,98
|
0,95
|
0,93
|
0,95
|
0,90
|
Подтопляемая часть насыпи
|
Св. 1,5 до 6
|
0,96–0,95
|
0,98–0,95
|
0,95
|
0,95–0,93
|
0,95
|
0,95
|
Св. 6
|
0,96
|
0,98
|
0,98
|
0,95
|
0,95
|
0,95
|
В рабочем слое выемки ниже зоны сезонного промерзания
|
До 1,2
|
–
|
0,95
|
–
|
–
|
0,95–0,92
|
–
|
До 0,8
|
–
|
–
|
0,95–0,92
|
–
|
–
|
0,90
|
Примечание – Большие значения коэффициента уплотнения грунта следует принимать при цементобетонных покрытиях и цементогрунтовых основаниях, а также при дорожных одеждах облегченного типа, меньшие значения – во всех остальных случаях.
|
В районах поливных земель при возможности увлажнения земельного полотна требования к плотности грунта для всех типов дорожных одежд принимают такими же, как указано в графах для дорожно-климатических зон II и III.
Для земляного полотна, сооружаемого в районах распространения островной высокотемпературной вечной мерзлоты, коэффициенты уплотнения принимают как для дорожно-климатической зоны II .
7.17 При сохранении стабильной плотности и влажности грунтов в дорожно-климатических зонах II и III допускается при обосновании более значительное уплотнение верхней части рабочего слоя земляного полотна для использования в качестве нижнего конструктивного слоя дорожной одежды.
7.18 В зонах IV и V следует рассматривать вопрос о повышении плотности грунтов рабочего слоя земляного полотна по сравнению с таблицей 7.3 при соответствующем технико-экономическом обосновании и при условии защиты грунта, набухающего при увлажнении в процессе эксплуатации дороги. Для зоны V следует рассматривать вопрос о повышении степени уплотнения (до 1-1,05) верхней части рабочего слоя толщиной 0,2–0,3 м. То же предусматривают на дорогах категории I во всех дорожно-климатических зонах. В этих случаях наличие слоя с повышенной степенью уплотнения может учитываться при расчете дорожных одежд.
7.19 Требуемую степень уплотнения крупнообломочных природных и техногенных грунтов в рабочем слое устанавливают по результатам пробного уплотнения.
7.20. Не допускается использовать в пределах рабочего слоя особые грунты (п. 7.7), а также грунты с влажностью более нормальной (таблица В.11 приложения В) без специальных технико-экономических обоснований, учитывающих результаты их непосредственных испытаний.
7.21 При соблюдении требований 7.11-7.16, 7.18, 7.20 допускаются применение типовых конструкций дорожных одежд без морозозащитных слоев и использование табличных значений расчетной влажности (с учетом расчетной схемы увлажнения, таблица В.13 приложения В) и показателей механических свойств грунтов рабочего слоя при расчете дорожных одежд.
При невозможности или нецелесообразности выполнения требований указанных пунктов предусматривают мероприятия по обеспечению прочности и устойчивости рабочего слоя или по усилению дорожной одежды:
устройство морозозащитного слоя;
регулирование водно-теплового режима земляного полотна с помощью гидроизолирующих, теплоизолирующих, дренирующих или капилляропрерывающих прослоек из геосинтетических материалов;
укрепление и улучшение грунта рабочего слоя с использованием вяжущих, гранулометрических добавок и др.;
применение армирующих прослоек из геосинтетических материалов;
понижение уровня подземных вод с помощью дренажа;
применение специальных поперечников земляного полотна в целях его защиты от поверхностной воды (уположенные откосы, бермы);
сооружение дорожных одежд с техническим перерывом или в две стадии.
Указанные мероприятия назначают на основе технико-экономических расчетов.
7.22 Рабочий слой проектируют в комплексе с дорожной одеждой для получения наиболее экономических решений.
Расчетные характеристики грунтов рабочего слоя определяют с учетом расчетной схемы увлажнения, устанавливаемой по таблице В.13 приложения В. |
