Рисунок 8.2 — Конструкция дорожной одежды с капилляропрерывающей прослойкой

1 — песок; 2 — трубчатый дренаж; 3 — глинистый грунт; 4 — капилляропрерывающая прослойка

8.7 Капилляропрерывающие прослойки устраивают для ограничения притока влаги в верхние слои земляного полотна от грунтовых или поверхностных вод на глубину не менее 1,2 м от верха покрытия и не менее 0,2 м над уровнем грунтовых вод (рисунок 8.2).

8.8 Гидроизолирующие и капилляропрерывающие прослойки необходимо предусматривать при целесообразности снижения высоты насыпи на отдельных участках дороги, для снижения объема земляных работ, уменьшения толщины морозозащитного и дренирующего слоев, а также толщины основания дорожной одежды за счет увеличения расчетных показателей грунтов земляного полотна, имеющих меньшую влажность. Окончательное решение о применении гидроизолирующих и капилляропрерывающих прослоек принимают на основании технико-экономического расчета, доказывающего эффективность их применения.

8.9Для устройства гидроизолирующих прослоек применяют материалы, обеспечивающие изоляцию грунта от всех видов влаги. К ним относят грунты, обработанные вяжущими (битумом, цементом и др.), изол (ГОСТ 10296), полиэтиленовую пленку толщиной 0,2 мм, стабилизированную 2 % канальной сажи (ГОСТ 10354), нетканые синтетические материалы, пропитанные битумом или другим водоотталкивающим материалом, пластиковые мембраны и др.

8.10 Капилляропрерывающие прослойки устраивают из материалов, предназначенных для гидроизолирующих прослоек, указанных в 8.9, а также из нетканых синтетических материалов, имеющих низкую фильтрацию в поперечном направлении и высокую (более 30 м/сут) — в продольном направлении, гидрофобизированных грунтов, приготовленных с применением катионных гидрофобизаторов [1]. Кроме того, для устройства капилляропрерывающих прослоек могут применяться зернистые фильтрующие материалы (гравий, щебень), толщина слоев которых должна быть 10—15 см. Для предупреждения заиливания зернистых материалов и перемешивания их с грунтом снизу необходимо предусматривать прослойки из нетканых синтетических материалов.

8.11 Дренажи глубокого заложения предназначены для понижения уровня грунтовых вод, что позволяет снизить влагонакопление в верхней части земляного полотна. Устраивают их, как правило, в выемках и нулевых местах. Примеры устройства закрытого подкюветного дренажа приведены в разделе 9.

8.12 Наряду с заменой глинистого грунта в верхней части рабочего слоя земляного полотна на менее пучинистый могут проводиться мероприятия по улучшению свойств грунта путем введения гранулометрических добавок, а также обработки вяжущими и другими материалами. В качестве вяжущих могут применяться наряду с битумом, цементом, известью, отходы и побочные продукты промышленности (зола уноса, цементная пыль, шлаки и др.), а также гидрофобизаторы.

8.13 Для отвода воды, поступающей сверху (атмосферные осадки) и снизу (грунтовые воды), применяют дренирующие прослойки. Рекомендуется также применение прослоек, совмещающих функции дренирования, разделения вышележащих слоев дорожной одежды и грунтов, а также армирования земляного полотна и снижения неравномерности пучения.

8.14Дренирующие прослойки укладывают непосредственно под дорожную одежду по всей ширине земляного полотна с выпусками полотнищ на откосы или в дренаж на 0,5—1,0 м (рисунок 8.3).

Дренирующие прослойки устраивают из нетканых синтетических материалов, способных фильтровать воду в поперечном направлении в плоскости холста. Коэффициент фильтрации таких материалов должен быть не ниже 30 м/сут с учетом заиливания.

 

Рисунок 8.3 ¾ Конструкция дорожной одежды с дренирующей прослойкой

1 — песок; 2 — трубчатый дренаж; 3 — глинистый грунт; 4 — дренирующая прослойка

 

8.15 Применяемые прослойки должны отвечать следующим требованиям:

– выдерживать без повреждения нагрузки, возникающие при укладке и уплотнении вышележащих слоев, а также при движении автомобилей по дороге;

– противостоять воздействию неравномерного морозного пучения и осадки грунтов без разрывов и проломов;

– не изменять существующих свойств при различной степени влагонакопления и температуре;

– не заиливаться, не подвергаться разрушающему воздействию микроорганизмов и агрессивных вод;

– их устройство должно быть технологичным.

8.16 Для отвода избыточной воды из рабочего слоя земляного полотна в весенний период работы конструкции могут применяться, особенно при реконструкции и капитальном ремонте дорог, дренажи мелкого заложения, которые представляют собой ровики, заполненные фильтрационным зернистым материалом. Глубина их размещения не должна превышать, как правило, 2 м. Дренажи мелкого заложения устраивают при наличии интенсивного увлажнения от атмосферных осадков.

8.17 В условиях Беларуси, особенно в северных и северо-восточных районах, где глубина промерзания дорожной конструкции достигает 1,6—1,8 м и более, при проектировании реконструкции и капитального ремонта дорог с признаками пучиноопасности для обеспечения морозоустойчивости земляного полотна экономически целесообразно устройство теплоизолирующих слоев, которые позволяют полностью предотвратить промерзание земляного полотна или обеспечить допустимую глубину промерзания по условиям влагонакопления и пучения. При обосновании допускается замена пучинистого грунта.

8.18 Для устройства теплоизолирующих слоев применяют материалы с более эффективными теплоизолирующими свойствами, чем у грунтов и обычных дорожно-строительных материалов.

При близком залегании грунтовых вод, когда глубина их нахождения меньше, чем глубина промерзания конструкции, или при длительно застаивающихся поверхностных водах целесообразно использовать материалы с низким коэффициентом теплопроводности, например, пенопласт, позволяющий при небольшой толщине слоя (до 10—15 см) полностью предотвратить промерзание грунтов земляного полотна и уменьшить миграцию влаги в верхние слои рабочего слоя в зимний период, исключить морозное пучение грунтов.

В других случаях могут быть использованы легкие бетоны, теплоизоляционные композиции из укрепленных вяжущим местных материалов (грунтов) или отходов промышленности, пористых заполнителей (перлит, аглопорит, гранулы полистирола и измельченные отходы пенопласта, керамзит и др.), которые способствуют снижению глубины промерзания земляного полотна и уменьшению неравномерности морозного пучения.

8.19 Теплоизолирующие материалы изменяют температурный режим покрытия и могут способствовать образованию гололеда на его поверхности в зимний период, т.е. создать угрозу безопасности движения транспортных средств по дороге. Поэтому места расположения теплоизоляционного слоя следует выбирать таким образом, чтобы обеспечить идентичный режим работы дорожных одежд с теплоизолирующими слоями и без них. Так теплоизолирующие слои из материалов с коэффициентом теплопроводности менее 0,05 Вт/(м ×К) следует располагать на глубине более 0,5 м от поверхности покрытия. В этом случае частота образования гололеда на участках с теплоизолирующими слоями не превышает 10 % по сравнению с участками дороги, имеющими традиционную конструкцию дорожной одежды.

8.20 Следует иметь в виду, что теплоизолирующие свойства теплоизоляционных материалов, как правило, обратно пропорциональны их прочностным характеристикам, поэтому для предотвращения образования гололеда и неравномерных остаточных деформаций теплоизоляционные материалы с более низкими значениями коэффициента теплопроводности должны находиться в конструкции на большей глубине.

Теплоизоляционные материалы должны сохранять свои свойства под воздействием влаги, температуры и агрессивных вод, быть биостойкими, выдерживать нагрузки, возникающие при укладке и уплотнении вышележащих слоев дорожной одежды.

Ширина теплоизолирующего слоя должна быть больше ширины проезжей части на 1—2 м для изоляции и защиты грунтов земляного полотна под дорожной одеждой от действия холода со стороны обочин.

8.21 При проектировании реконструкции (капитального ремонта) пучинистых участков дорог необходимо максимально использовать существующую дорожную одежду и земляное полотно.

Для принятия обоснованных решений по методам регулирования водно-теплового режима дорожной конструкции необходимо проведение детальных инженерно-геологических обследований отдельных участков дороги, подверженных пучинообразованию, с целью получения достоверных данных о состоянии земляного полотна, водоотводных и дренажных устройств.

8.22 Оценка состояния земляного полотна, водоотводных и дренажных устройств осуществляется на основании изучения материалов эксплуатационной службы, визуальных и инструментальных обследований. В результате должны быть получены материалы, характеризующие:

– наличие и состояние пучинистых участков с недостаточной несущей способностью грунта земляного полотна;

– наличие и состояние водоотводных и дренажных устройств, грунтовые и гидрологические условия;

– конструкцию земляного полотна и дорожной одежды, толщину, материал и состояние отдельных конструктивных слоев;

– прочность дорожной конструкции.

8.23 Участки подлежащей реконструкции (капитальному ремонту) автомобильной дороги с недостаточной несущей способностью грунтов земляного полотна должны быть детально обследованы в весенний период с целью установления причин избыточного увлажнения. Прежде всего необходимо установить источник увлажнения земляного полотна (глубину залегания грунтовых вод, наличие и продолжительность застоя поверхностных вод у насыпи, степень увлажнения земляного полотна выпадающими осадками), вид грунтов, тип и толщину конструктивных слоев, наличие дренажных устройств и их способность к дальнейшей работе.

8.24 Мероприятия по регулированию водно-теплового режима земляного полотна назначают исходя из наличия и состояния водоотводных и дренажных устройств, прочности существующей дорожной одежды и принятых решений по реконструкции (капитальному ремонту) дороги.

8.25 На участках уширения проезжей части при частичной потере прочности (коэффициент запаса прочности К_пр > 0,8) из-за переувлажнения грунтов земляного полотна и неукрепленных слоев дорожной одежды необходимо предусматривать устройство ровиков уширения и принятие мер по улучшению условий отвода поверхностных и понижения уровня грунтовых вод в зависимости от выявленных источников увлажнения. Ровики уширения устраивают на величину уширения проезжей части и укрепительной полосы со срезкой обочины, заглубляя их не менее чем на 5 см ниже существующего дренажного слоя и обеспечивая тем самым отвод избыточной влаги через обочины.

8.26Основными мероприятиями, позволяющими уменьшить влажность в грунтах земляного полотна, в зависимости от источников увлажнения являются:

– прочистка существующих канав и кюветов с доведением их уклона до значения не менее 3 ‰ и обеспечением отвода воды к пониженным местам;

– углубление существующих и устройство новых продольных и поперечных канав;

– подсыпка обочин дренирующими песчаными материалами, способствующими улучшению отвода поверхностных вод за пределы полотна и уменьшающими накопление влаги в верхнем слое земляного полотна;

– изоляция земляного полотна от проникновения атмосферных осадков через обочины, проезжую часть и разделительную полосу (при наличии);

– устройство закрытого дренажа, ликвидация переувлажнения очагового характера, выхода ключей, водяных линз, а также в выемках и нулевых местах с целью понижения уровня грунтовых вод.

8.27 При значительной потере несущей способности конструкции (К_пр< 0,8), когда не представляется возможным устранить источник увлажнения без снятия дорожной одежды, когда дорожная одежда полностью разрушена и ее использование неэффективно или увеличение толщины конструкции нецелесообразно, необходима полная замена всей конструкции. В этом случае производят разборку дорожной одежды и назначают мероприятия по снижению влагонакопления грунтов верхних слоев земляного полотна (замену или улучшение свойств грунта, устройство дренажных и теплоизолирующих слоев и прослоек, гидроизолирующих и капилляропрерывающих прослоек).

8.28 В неблагоприятных природно-климатических условиях, когда основное увлажнение происходит от грунтовых вод, в отдельных случаях целесообразно старую конструкцию оставить в теле насыпи, что будет способствовать улучшению водно-теплового режима верхних слоев земляного полотна и дорожной одежды. На основании технико-экономического сравнения сопоставляют это решение со способом, основанным на разборке старой дорожной одежды и использовании материалов после их переработки в новой конструкции.