Укрепление земляного полотна и водоотводных сооружений и специальные геотехнические конструкции

7.63 Типы укрепления откосов земляного полотна и водоотводных сооружений должны отвечать требованиям работы укрепляемых сооружений, учитывать свойства грунтов, особенности погодно-климатических факторов, конструктивные особенности земляного полотна и обеспечивать возможность механизации работ и минимизации приведенных затрат на строительство и эксплуатацию. При назначении вида укрепления следует разрабатывать варианты и учитывать условия и время производства работ по сооружению земляного полотна и его укреплению.

Подтопляемые откосы насыпей защищают от волнового воздействия соответствующими типами укреплений в зависимости от гидрологического режима реки или водоема.

При соответствующем технико-экономическом обосновании взамен укреплений допускается применять уположение откосов (пляжный откос). Крутизну устойчивого к водному воздействию откоса определяют расчетом в соответствии с положениями СП 39.13330 в зависимости от гидрологических и климатических условий региона строительства и вида грунта насыпи. Ориентировочно крутизну пляжного откоса допускается принимать по таблице 7.7.

 

Таблица 7.7

Грунт откоса	Крутизна откоса при высоте волны, м
0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Песок мелкий	1:5	1:7,5	1:10	1:15	1:20	1:25
Супесь легкая	1:4	1:7	1:10	1:15	1:20	1:20
Суглинок, глина	1:3	1:5	1:7,5	1:10	1:15	1:15

 

7.64 Для укрепления откосов рекомендуется использовать геосинтетические материалы (объемные геоячейки, противоэрозионные геоматы, габионы и др.),которые могут выполнять роль конструкции, защищающей откос от эрозии и армирующей дернину, роль покрытия, улучшающего условия развития травяного покрова, ограждения, ограничивающего деформации грунта в приповерхностной зоне откоса, обратного фильтра в укреплениях подтопляемых откосов сборными элементами или каменной наброской.

Тип геосинтетических материалов, применяемых для укрепления откосов, должен быть обоснован в проекте с учетом свойств геосинтетического материала и функций, отводимых для него в конструкции (приложение Д).

7.65 Защитные и удерживающие сооружения, применяемые при возведении земляного полотна, предусматривают на основе специальных методических документов. При этом необходимо учитывать условия работы конструкции в период ее строительства и эксплуатации при минимальных затратах на ее сооружение.

Дорожные одежды

 

8.1 Дорожная одежда должна соответствовать общим требованиям, предъявляемым к проезжей части дороги как транспортному сооружению. Эти требования надлежит обеспечивать выбором конструкции для дорожной одежды, соответствующих покрытий проезжей части, конструкции сопряжения проезжей части с обочинами и разделительной полосой и типов укреплений обочин, созданием ровной и шероховатой поверхности проезжей части и т. д.

8.2 Конструкцию дорожной одежды и вид покрытия принимают исходя из транспортно-эксплуатационных требований и категории проектируемой дороги с учетом интенсивности движения и состава автотранспортных средств, климатических и грунтово-гидрологических условий, санитарно-гигиенических требований, а также обеспеченности района строительства дороги местными строительными материалами.

8.3 Дорожные одежды могут состоять из одного или несколько слоев. При наличии нескольких слоев дорожные одежды состоят из покрытия, основания и дополнительных слоев основания.

По сопротивлению нагрузкам от автотранспортных средств и по реакции на климатические воздействия дорожные одежды подразделяют на одежды с жесткими покрытиями или слоями основания (далее – жесткие дорожные одежды) и на одежды с нежесткими покрытиями и слоями основания (нежесткие дорожные одежды).

8.4 Типы дорожных одежд, основные виды покрытий и оснований и область их применения приведены в таблице 8.1.

 

Таблица 8.1

Типы дорожных одежд	Основные виды покрытий	Применяются в соответствии с пунктом
Капитальные	Цементобетонные монолитные	8.20; 8.27; 8.41
Железобетонные, монолитные и сборные или из предварительно напряженного железобетона, армобетонные сборные и монолитные	8.22; 8.24
Асфальтобетонные	8.42
Облегченные	Асфальтобетонные	8.42
Из щебня, гравия и песка, обработанных вяжущими	8.43; 8.44
Переходные	Щебеночные и гравийные; из грунтов и каменных материалов, обработанных вяжущими или армированных геосинтетическими материалами	8.43–8.46
Низшие	Из грунтов, армированных геосинтетическим материалами или улучшенных добавками	8.43.; 8.44

 

8.5 Дорожные одежды и толщины отдельных слоев должны обеспечивать безопасность дорожного движения, прочность, надежность, долговечность и морозоустойчивость всей конструкции. Основные нормативные требования, которые надлежит выполнять и контролировать при устройстве дорожной одежды, приведены в таблице 8.2.

 

Таблица8.2

Конструктивный элемент, вид работ и контролируемый параметр оснований и покрытий дорожных одежд	Значения нормативных требований
1 Высотные отметки по оси *)округление высотных отметок продольного профиля должно осуществляться до 0.001 м *) отклонения высотных отметок по оси покрытия допускаются только при условии обеспечения продольной ровности	Не более 10 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах до ± 20 мм (,± 50 мм), остальные – до ± 10 мм (± 25 мм)
2 Поперечные уклоны	Не более 10 % результатов определений мо­гут иметь отклонение от проектных значе­ний до ± 0,01, остальные –до ±0,005(± 0,010)
3 Ширина слоя 3.1 Основания и покрытия асфальтобетонные, цементобетонные, мостовые и из каменных материалов и грунтов, обработанных вяжущими	Не более 10 % результатов определений мо­гут иметь отклонения от проектных значе­ний до ±10 см, остальные –до ±5 см
4 Толщина слоя 4.1 Основания и покрытия асфальтобетонные, цементобетонные     4.2 Основания и покрытия из каменных материалов и грунтов, обработанных вяжущими   4.3 Основания и покрытия из каменных материалов и грунтов, не обработанных вяжущими	Не более 10 % результатов определений мо­гут иметь отклонения от проектных значе­ний до ± 10%, остальные до ± 5 % (± 10%)   Не более 10 % результатов определений мо­гут иметь отклонения от проектных значе­ний до ± 10%, остальные до ± 7 % (± 10%)   Не более 10 % результатов определений мо­гут иметь отклонения от проектных значе­ний до ± 10%, но не более ± 20мм остальные до ± 7 % но не более ± 15мм
5. Ровность (просвет под рейкой длиной 3 м)* 5.1 Основания и покрытия асфальтобетонные, цементобетонные, мостовые и из каменных материалов и грунтов, обработанных вяжущими 5.2 Все остальные виды покрытий, оснований и выравнивающих слоев	Не более 5 % результатов определений могут иметь значения просветов до 6 мм, остальные до 3 мм Не более 5 % результатов определений могут иметь значения просветов под рейкой до 10 мм, остальные до 5 мм
5.3 Превышение граней цементобетонных смежных плит в швах: - покрытий;   - оснований	Не более 10 % результатов определений мо­гут иметь значения до 4 мм, остальные –до 2 мм Не более 20 % результатов определений мо­гут иметь значения до 5 мм, остальные –до 3 мм
6. Прямолинейность продольных и попе­речных швов покрытия и основания	Не более 5% результатов определений мо­гут иметь отклонения от прямой линии до 10 мм, остальные до 5 мм.
7. Ширина пазов деформационных швов всех видов покрытий	Не менее проектной, но не более 30 мм
* Примечания 1 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. 2 Применение средств механизации без автоматических систем выдерживания заданных высотных отметок и уклона допускается только при наличии технико-экономического обоснования и согласия заказчика. В этом случае контроль ровности в продольном направлении при приемке работ не выполняется.

 

8.6 При расчете дорожных одежд на прочность учитывают перспективную интенсивность движения автомобилей различных типов, которую следует приводить к интенсивности воздействия расчетной нагрузки на одну наиболее нагруженную полосу проезжей части.

В качестве расчетной следует применять нормативную нагрузку в случаях, если:

- величина расчетной нагрузки проектируемой дороги меньше значения нормативной нагрузки;

- предполагается движение транспортных средств с осевой нагрузкой превышающей нормативную более чем на 5 %, в количестве, не превышающем 5 % суммарной интенсивности движения грузовых автомобилей и автобусов.

Нормативную нагрузку назначают в соответствие с 5.2.

В случае, когда в составе движения проектируемой дороги предусматривается регулярное обращение автомобилей с осевой нагрузкой, превышающей нормативную (5.2.) более чем на 5 %, в количестве более 5 %, за расчетную следует принимать максимальную нагрузку на наиболее нагруженную ось автомобиля.

При определении осевой нагрузки для многоосных автомобилей фактическую номинальную нагрузку на ось тележки, определяемую по паспортным данным, следует умножать на коэффициент К_с, вычисляемый по формуле

, (8.1)

где:

В_т – расстояние между осями тележки, м;

а, в, с – параметры, определяемые в зависимости от капитальности дорожной одежды и числа осей тележки по таблице 8.3.

 

Таблица 8.3

	Численные значения параметров формулы (8.1)
Тип тележки	а	в	с
Двухосная	1,7 1,52	0,43 0,36	0,5 0,5
Трехосная	2,0 1,60	0,46 0,28	1,0 1,0
Примечание – В числителе – для дорожных одежд капитального и облегченного типов, в знаменателе – для переходных.

 

8.7 Конструкции дорожных одежд низшего типа назначают по региональным типовым решениям, разрабатываемым на основе практического опыта.

Для автомобильных дорог с многополосной проезжей частью дорожную одежду для всех полос движения рассчитывают на одинаковую наибольшую расчетную нагрузку.

8.8 Дорожные одежды рассчитывают по трем условиям, обеспечивающим требуемый уровень надежности и долговечности конструкции: по прочности, морозоустойчивости и осушению.

При расчете дорожных одежд на прочность используют расчетные значения прочностных и деформационных характеристик материалов и грунта конструктивных слоев.

За расчетные значения деформационных характеристик (модулей упругости) принимают их табличные нормативные значения (среднеарифметические), установленные по результатам многочисленных испытаний материалов.

За расчетные значения прочностных характеристик (сцепление, угол внутреннего трения, растяжения при изгибе) принимают их табличные нормативные значения, полученные в результате многочисленных испытаний, с учетом коэффициента нормированного отклонения, принимаемого в зависимости от требуемого уровня надежности.

8.9 Для нежестких дорожных одежд капитального и облегченного типов расчет на прочность выполняют по трем критериям прочности:

- по допустимому общему упругому прогибу конструкции;

- по допустимым напряжениям при изгибе монолитных слоев дорожной одежды (расчет на растяжение при изгибе);

- по допустимым сдвигающим напряжениям в грунте и слабосвязных дополнительных слоях основания (расчет по сдвигу).

Конструкции дорожных одежд низшего типа назначают по региональным типовым решениям, разрабатываемым на основе практического опыта.

8.10 Расчет на прочность покрытий из монолитного цементобетона проводят с учетом величины и повторяемости суммарных напряжений от нагрузок автомобилей и температуры с учетом требований ГОСТ 27751.

Расчет жестких дорожных одежд на прочность должен включать расчет монолитного покрытия и расчет основания.

8.11 Расчет на прочность основания жестких дорожных одежд с монолитными и сборными покрытиями производят по условию предельного равновесия при сдвиге в дополнительных слоях основания и в земляном полотне.

8.12 Расчет асфальтобетонных покрытий на бетонных основаниях производят по двум условиям:

- трещиностойкости асфальтобетонного покрытия в наиболее холодный месяц зимы;

- прочности – предельной сопротивляемости покрытия и основания воздействию многократно повторяющихся нагрузок от автотранспортных средств.

Прочность асфальтобетонного покрытия на цементобетонном основании рассчитывают для наиболее неблагоприятного периода года – жарких летних месяцев, когда модуль упругости асфальтобетона минимален.

8.13 Расчет на морозоустойчивость как жестких дорожных одежд, так и нежестких дорожных одежд проводят для неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях. Расчет выполняют путем определения (расчета) величины ожидаемого пучения грунта рабочего слоя земляного полотна и сравнения ее с допускаемой для данной конструкции величиной.

8.14 Расчет на осушение должен предусматривать определение толщины дренирующего слоя при заданном коэффициенте фильтрации материала слоя.

Расчет должен выполняться по принципу поглощения или по принципу полного осушения.

8.15 Покрытия должны иметь устойчивые во времени ровность и шероховатость поверхности, необходимые для обеспечения расчетных скоростей и безопасности движения. Значения глубин впадин шероховатости по апробированному методу «песчаное пятно», определяемые прибором типа КП-1319, должны соответствовать указанным в таблице 8.4.

 

Таблица 8.4

Материал верхнего слоя покрытия	Минимальная средняя глубина впадин шероховатости, мм
Асфальтобетон	1,0
Поверхностная обработка	1,2
Цементобетон	0,5

 

8.16 Шероховатые покрытия с применением каменных материалов, устойчивых против шлифуемости под воздействием движения, предусматривают для достижения стабильных во времени высоких значений коэффициентов сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части.

Требуемые значения коэффициентов сцепления в зависимости от особенностей их участков и условий движения при увлажненной поверхности покрытий приведены в таблице 8.5.

Указанные в таблице 8.5 значения коэффициентов сцепления обеспечивают:

- устройством шероховатой поверхности способом поверхностной обработки или втапливанием щебня марки по прочности не ниже 1000;

- устройством покрытий из щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей и смесей типов А и Г с использованием щебня марки по прочности не ниже 1000 и дробленого песка изверженных горных пород;

- специальной отделкой поверхности цементобетонных покрытий.

 

Таблица 8.5

Условия движения	Характеристика участков дорог	Коэффициент сцепления
Легкие	Участки прямые или на кривых радиусами 1000 м и более, горизонтальные или с продольными уклонами не более 30‰, с элементами поперечного профиля, соответствующими нормам таблицы 4, с укрепленными обочинами, без пересечений в одном уровне, при коэффициенте загрузки не более 0,3	0,45
Затрудненные	Участки на кривых в плане радиусами от 250 до 1000 м, на спусках и подъемах с уклонами от 30‰ до 60‰, участки в зонах сужений проезжей части (при реконструкции), а также участки дорог, отнесенные к легким условиям движения, при коэффициенте загрузки в пределах 0,3–0,5	0,50
Опасные	Участки с видимостью менее расчетной; подъемы и спуски с уклонами, превышающими расчетные; зоны пересечений в одном уровне, а также участки, отнесенные к легким и затрудненным условиям, при коэффициенте загрузки свыше 0,5	0,60
Примечание – Коэффициенты сцепления установлены динамометрическим прицепным прибором ПКРС-2 (ГОСТ 30413) без учета их снижения в процессе эксплуатации дороги. При использовании других приборов (в частности, портативных) их показания должны быть приведены к показаниям прибора ПКРС-2.

 

8.17 Крупношероховатые поверхности с высотой выступов 10–12 мм, получаемые путем поверхностной обработки с применением щебня размером 25–35 мм, рекомендуется предусматривать для устройства поперечных («шумовых») полос на подходах (на расстоянии 250–300 м) к опасным участкам дорог. Ширину поперечных полос принимают 5–7 м, расстояние между полосами – от 30 м в начале до 10–15 м в конце. В промежутках между полосами покрытие должно иметь шероховатую поверхность с параметрами, соответствующими опасным условиям движения (по таблице 8.5).

8.18 Ровность поверхности покрытия оценивается:

- просветами под трехметровой рейкой, получаемыми с помощью рейки или профилометра;

- отклонениями (амплитудами) высотных отметок точек профиля, полученных нивелированием с шагом 5 м или профилометром;

- международным индексом ровности IRI, полученным с помощью дорожного профилометра.

Методика измерений для метода трехметровой рейки и метода амплитуд приведена в ГОСТ 30412.

Требования к показателям ровности по методу амплитуд и международному индексу ровности IRI для оснований и покрытий из асфальтобетона, цементобетона и из каменных материалов и грунтов, обработанных вяжущими, приведены в таблице 8.6, а методика измерений – в приложении Г.

 

Таблица 8.6

№ пп	Категория автомобильной дороги	Допустимые значения амплитуд, мм	IRI, м/км не более
Длина прямой линии, м
	I, II, III				2,2
	IV, V				2,6

 

При этом 90 % определений значений амплитуд отметок точек профиля должны быть в пределах, указанных в таблице 8.6, а 10 % определений не должны превышать эти значения более чем в 1,5 раза.

 

Жесткие дорожные одежды

 

8.19 К жестким дорожным одеждам следует относить одежды, имеющие:

- цементобетонные монолитные покрытия;

- асфальтобетонные покрытия на основаниях из цементобетона;

- сборные покрытия из железобетонных или предварительно напряженных железобетонных и армобетонных плит.

8.20 Толщину бетонных покрытий назначают по расчету с учетом вида оснований, но не менее приведенной в таблице 8.7.

 

Таблица 8.7

Вид основания	Толщина покрытия, см, по категориям дорог
I	II - III	IV-V
Бетонное или из каменных материалов и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими	-
Щебеночные и гравийные
Песчаные, песчано-гравийные	-	-

 

8.21 В бетонном покрытии следует предусматривать поперечные и продольные швы. К поперечным относятся швы расширения, сжатия, коробления и рабочие. Система их расположения определяется с учетом климатологических и технологических особенностей условий строительства. Пересечение продольных и поперечных швов рекомендуется предусматривать под прямым углом. Расстояние между швами сжатия (длину плит) определяют расчетом.

Допускается назначать длину плит в зависимости от толщины покрытия с учетом климата согласно таблице 8.8.

 

Таблица 8.8

Климат	Длина плиты, м, при толщине покрытия, см
Умеренный	4,5 – 5	5 – 6	5 – 6	5,5 – 7
Континентальный	3,5 – 4	4 – 5	4 – 5	4,5 – 6
Примечание – Континентальный климат характеризуется разницей между максимальной и минимальной температурами воздуха за сутки более 12°С при повторяемости более 50 раз в год.

 

8.22 Покрытия из сборных железобетонных плит на автомобильных дорогах предусматривают в сложных природных условиях или при высоких насыпях, когда трудно обеспечивать стабильность земляного полотна.

8.23 В основаниях из бетона класса В12,5 (B_tb1,6) и выше необходимо предусматривать продольные и поперечные швы сжатия и расширения.

8.24 Конструкции дорожных одежд со сборным покрытием из железобетонных и армобетонных плит допускается принимать на основе технико-экономических обоснований в районах со сложными инженерно-геологическими, гидрогеологическими и климатическими условиями с учетом ГОСТ 27751.

8.25 Плиты сборного покрытия принимают по типовым проектам или по условиям прочности и трещиностойкости на действие колесной нагрузки и собственной массы плит при подъеме их за монтажные устройства и при укладке в штабеля и на транспортные средства.

8.26 Под сборные покрытия, укладываемые на песчаное основание, целесообразно устраивать сплошную прослойку из полотен геотекстиля на всю ширину покрытия с запасом по 0,5 м с каждой стороны и выпусками шириной 0,75 м от поперечных швов покрытия на откосы. При ширине плит более 1,5 м допускается устройство прослоек из полос геотекстиля шириной не менее 0,75 м под швами и кромками покрытия.

В случае устройства покрытий из плит шириной более 1,5 м допускается устройство прослоек из геотекстиля в виде полос шириной не менее 0,75 м под швами и кромками покрытия.

При соответствующем обосновании песчаное основание рекомендуется армировать объемными геоячейками.

8.27 На дорогах категорий I-III с насыпями высотой более 3 м из крупнообломочных грунтов с размерами обломков более 0,2 м, с насыпями на болотах при частичном выторфовывании высотой более 5 м из любых грунтов, у путепроводов через железные дороги в пределах до 200 м независимо от высоты насыпи, а также на участках дорог, где ожидаются неравномерные осадки земляного полотна, рекомендуется устраивать цементобетонные покрытия, армированные сетками.

8.28 При конструировании жестких дорожных одежд с верхним слоем из асфальтобетона должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие замедление процесса возникновения отдельных температурных трещин в покрытии, в том числе с использованием армирующих геосеток и геокомпозитов (приложение Д).

 

Нежесткие дорожные одежды

 

8.29 К нежестким следует относить все конструкции дорожных одежд, не отвечающие признакам, указанным в 8.19. Нежесткие дорожные одежды капитального и облегченного типов с усовершенствованным покрытием предусматривают с таким расчетом, чтобы за расчетный срок службы конструкции, возникающие деформации и разрушения могли быть устранены плановыми ремонтами исключительно покрытия.

8.30 Нежесткие дорожные одежды на полосах движения проезжей части следует рассчитывать на прочность с учетом кратковременного многократного действия подвижных нагрузок. Продолжительность действия нагрузки принимают равной 0,1 с и в расчет вводят соответствующие этой продолжительности значения модулей упругости и прочностных характеристик материалов и грунта.

Дорожную одежду на стоянках автомобилей и обочинах дорог рассчитывают на продолжительное действие нагрузки (длительностью не менее 10 мин) без учета повторности нагружения.

Дорожные одежды на остановках общественного транспорта, на подходах к перекресткам дорог и к пересечениям с железной дорогой следует рассчитывать как на многократное действие кратковременной нагрузки, так и на продолжительное нагружение, выбирая более мощную конструкцию.

8.31 Расчет нежестких дорожных одежд при кратковременном действии нагрузки следует выполнять по трем критериям прочности: упругому прогибу всей конструкции, сопротивлению сдвигу в грунте и в слабосвязных слоях дорожной одежды, сопротивлению монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе под расчетной нагрузкой.

Расчет нежестких дорожных одежд на длительное действие нагрузки выполняют по сдвигу в грунте и в слабосвязных слоях дорожной одежды.

8.32 Напряжения и деформации нежестких дорожных одежд и земляного полотна под действием расчетной нагрузки определяют с применением методов теории упругости для слоистого полупространства с учетом расчетных условий на контактах слоев. Допускается приводить многослойные дорожные одежды и земляное полотно к двум- и трехслойным расчетным моделям.

8.33 Независимо от результатов расчета на прочность дорожной одежды толщины конструктивных слоев в уплотненном состоянии следует принимать не менее приведенных в таблице 8.9.

 

Таблица 8.9

 

Материалы покрытий и других слоев дорожной одежды	Толщина слоя, см
Крупнозернистый асфальтобетон (с размером зерен до 40 мм)
Мелкозернистый асфальтобетон (до 20 мм)
Щебеночно-мастичный асфальтобетон (до 10 мм) и песчаный асфальтобетон (до 5 мм)
Щебеночные (гравийные) материалы, обработанные органическим вяжущим
Щебень, обработанный органическим вяжущим по способу пропитки
Щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжущим: на песчаном основании на прочном основании (каменном или из укрепленного грунта)
Каменные материалы и грунты, обработанные органическими или неорганическими вяжущими

 

Толщину конструктивного слоя принимают во всех случаях не менее двойного размера наиболее крупной фракции применяемого минерального материала.

В случае укладки каменных материалов на глинистые грунты предусматривают прослойку из геосинтетических материалов или прослойку толщиной не менее 10 см из песка, высевок, укрепленного грунта или других водоустойчивых материалов.

Между конструктивным слоем из каменных материалов и слоем из мелкозернистых грунтов предусматривают прослойку из геосинтетического материала или прослойку толщиной не менее 10 см из песка, высевок, укрепленного грунта или других водоустойчивых материалов.