Основные принципы проектирования земельного полотна

Основными источниками увлажнения земляного полотна являются инфильтрующиеся через покрытия поверхностные воды и воды, поступающие снизу, а также с разделительных зеленых полос и газонов в рабочий слой под действием температурного градиента, особенно резко выраженного в зимне-весенний период.

При необеспеченном поверхностном стоке (уклон местности <15%) в осваиваемом районе, особенно в период больших осадков, прежде всего, устраивают временные канавы для удаления поверхностной воды. После завершения вертикальной планировки и окончания застройки канавы засыпают. К этому времени большей частью бывает уже организован поверхностный сток.

Если в заболоченных районах земляное полотно возводят в насыпи, то водоотводные канавы устраивают с обеих сторон. При высоте насыпи, более 2 м и поперечном уклоне местности менее 20% канавы не устраивают; при поперечном уклоне круче 40% продольную канаву устраивают только с нагорной стороны.

Подземные воды, залегающие менее глубоко, чем требуется действующими нормами, понижают путем устройства глубоких дренажей. Если коэффициент фильтрации грунта в пределах глубины сезонного промерзания более 1м/сут, глубокий дренаж отводит только свободную воду.

При наличии подземных вод в пределах выемок или вблизи их дна мокрыми считают не только грунты, залегающие ниже уровня подземных вод и находящиеся под их воздействием (в период производства работ), но и грунты, расположенные выше этого уровня; на 0,3 м - для чистых песков различной крупности, 0,5 м - для пылеватых песков и супесей, 1 м - для суглинистых, глинистых и лессовых фунтов. На период строительства выемок в мокрых грунтах нередко понижают уровень вод подземных применением водопонизительных установок. Наиболее эффективно регулирование водно-теплового режима земляного полотна применением теплоизоляционного слоя из материалов, плохо проводящих тепло: пенопласта, вспученного полиуретана, шлаков, различных зол, серпентинитов, аглопорита, термолита и др.

В выемках и типичном для городских условий нулевом профиле земляного полотна возможно применение паронепроницаемых прослоек в замкнутый контур могут быть уложены местные мелкие пески и даже местные фунты, в том числе и пылеватые.

Влажность грунта в замкнутом контуре практически в течение годаравна оптимальной, и поэтому грунт по прочностным характеристикам приближается к свойствам гравелистых песков. Но прослойки целесообразны лишь при гарантии водонепроницаемости дорожных покрытий и только в южных районах.

В нашей стране широко применяют дренирующие слои из песков с расчетным коэффициентом фильтрации, зависящим от природных условий местности, т.е. количества воды, поступающей в расчетный период года, в корыто (удельный приток воды), и прочности песка, предусмотренной при проектировании дорожной одежды. Местные пески с коэффициентом фильтрации могут применяться лишь для возведения земляного полотна и, прежде всего, рабочего слоя насыпей.

Технико-экономические расчеты позволяют обоснованно решить, какое мероприятие выбрать для регулирования водно-теплового режима земляного полотна. Плотность и устойчивость земляного полотна обеспечивают тщательным отводом поверхностной воды из-под проезжей части, возведением насыпей из устойчивых грунтов; понижением уровня грунтовых вод тщательным уплотнением грунта в насыпях (возвышением земляного полотна над расчетным уровнем грунтовых или длительно стоящих вод).

Способность грунтов пропускать через свою толщу воду не только под влиянием силы тяжести, но и при других видах перемещения влаги называют водопроницаемостью грунтов. Это чрезвычайно важное свойство грунтов необходимо учитывать при использовании грунта как материала для возведения насыпей, при устройстве водонепроницаемых прослоек (битомогрунт это грунт или песок, обработанный вяжущими материалами) и капилляропрерывающих прерывающих прослоек (мелкий гравий или каменная мелочь), при устройстве дренажных (водоотводных и осушительных) сооружений.

Водопропускная способность грунтов характеризуется скоростью просачивания воды через толщу грунта под действием гидростатического напора. Песчаные грунты в большей степени способны пропускать воду, и их коэффициент фильтрации составляет обычно несколько метров. Повышение содержания в грунте пылеватых и глинистых частиц приводит к резкому снижению водопропускной способности грунтов.

На водопроницаемость грунта оказывает влияние его засоленность, особенно соли способствуют распадению грунтовых агрегатов (сода в слабых растворах), что может привести к почти полному прекращению фильтрации воды.

Наиболее эффективно регулирование водно-теплового режима земляного полотна применением теплоизоляционного слоя из материалов плохо проводящих тепло; пенопласта, вспученного полиуретана, ишаков. В грунтах, не подверженных промерзанию, естественная влажность изменяется в сравнительно небольших пределах, поэтому прочностные характеристики фунтов в течение года практически постоянны.