Вопрос 20. Земляное полотно автодорог и городских улиц. Классификация

ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО основание из грунта для устройства на нем дорожной одежды автомобильных дорог. К земляному полотну относятся связанные с нимводоотводные сооружения: кюветы, канавы, резервы, дренажные устройства,воспринимает нагрузку от дорожной одежды, автомобилей, равномерно распределяя эту нагрузкуна нижележащий естественный грунт.

Сооружение З. п., как правило, осуществляется специальными механизированными колоннами илиотрядами, которые имеют землеройные и транспортные машины: экскаваторы, автосамосвалы, прицепныеи самоходные скреперы,планировщики, а также машины дляуплотнения грунтов в насыпях и выполнения отделочных работ

Исходя из условий функционирования земляное полотно, как техническая система состоит из: основных элементов - непосредственно воспринимают нагрузку.

К сопутствующим устройствам относятся сооружения, обеспечивающие отвод поверхностных и грунтовых вод от земляного полотна, а так же устройства защиты земляного полотна от природных геофизических процессов.

Земляное полотно следует проектировать 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.

Земляное полотно включает следующие элементы:

· верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой);

· тело насыпи (с откосными частями);

· основание насыпи

· основание выемки;

· откосные части выемки;

· устройства 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.).

Виды земляного полотна на участках насыпи и выемки

а - глубиной до 5 м на снегозаносимых участках; б - глубиной до 12 м с безоткосными полками

а - высотой до 2 м; б- высотой до 2 м с боковыми резервами; в - высотой от 2 до 6 м; г - высотой от 6 до 12 м.

А - ширина возводимого земляного полотна; В - ширина дорожного полотна; b - ширина проезжей части

Вопрос 21. Требования и конструкция земляного полотна

Конструкции земляного полотна

Земляное полотно является одним из основных элементов автомобильной дороги. От его состояния в большой степени зависят эксплуатационные качества дороги. Хорошее состояние земляного полотна достигается правильным выбором конструкции, устройством надежного водоотвода, своевременным устранением повреждений полотна и водоотводных сооружений, т. е. обеспечивается на стадиях проектирования дороги и ее эксплуатации. К нему относятся устройства и сооружения, предназначенные для отвода поверхностных и грунтовых вод.

Конструкция земляного полотна зависит от категории дороги, типа дорожной одежды, природных условий и необходимости обеспечения движения транспортных средств с высокими расчетными скоростями.

Типы земляного полотна: 1 – насыпь; 2 – выемка; 3 - полунасыпь; 4 - полувыемка; 5 – полунасыпь –полувыемка; 6 – нулевое место.

Земляное полотно образуется в поперечном сечении из насыпей и выемок.

Необходимость этих элементов определяется рельефом местности, на которой сооружается дорога. Когда дорога должна проходить выше уровня земли, грунт подсыпают, т.е. сооружают насыпь. В случае повышения уровня земли над дорогой слой земли снимают — делают выемку. К выемкам относятся также каналы, траншеи, водоотводные канавы. В местностях, имеющих значительный уклон в поперечном сечении (на косогорах), одна часть дороги может оказаться в выемке, а другая — в насыпи. Такое земляное сооружение называют полувыемкой — полунасыпью .

Если для устройства насыпи не хватает грунта, взятого из боковых канав, используют резервы.

При разработке выемок грунт вывозят в насыпи, однако при избытке этого грунта насыпают кавальеры — насыпи геометрически правильной формы. Располагают кавальеры 4 чаще на обрезах с низовой стороны выемки.

Для ограждения земляного полотна от притока воды из вышерасположенных мест прорезают водоотводные нагорные канавы.

Требования к конструкции земляного полотна

Конструкции земляного полотна разрабатывают на основе данных о рельефе местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условиях, руководствуясь типовыми поперечными профилями, технологическими указаниями и нормами.

Конструкция земляного полотна должна сохранять прочность и устойчивость при многократных проездах транспортных средств, воздействиях атмосферы и других природных явлениях. На протяжении всего срока службы дороги геометрическая форма земляного полотна должна оставаться неизменной. Основными параметрами конструкции земляного полотна являются ширина, высота насыпи или глубина выемки, крутизна откосов, уклоны поверхности

22 вопрос. принципы проектирования земляного полотна

Земляное полотно следует проектировать 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.

Земляное полотно включает следующие элементы:

· верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой);

· тело насыпи (с откосными частями);

· основание насыпи ;

· основание выемки;

· откосные части выемки;

· устройства 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.).

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Укрепление обочин земляного полотна с применением стабилизаторов грунтов осуществляют с целью защиты земляного полотна и прикромочной зоны дорожной одежды от разрушения, увлажнения и выполнения требований СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги».

1.2. Укрепление обочин осуществляют путем создания на части ширины обочины слоя из местного или привозного грунта, обработанного вяжущим материалом или стабилизатором.

1.3. Для обработки грунтов могут быть использованы специальные стабилизаторы, синтетические смолы, органические или неорганические вяжущие материалы.

1.4. Выбор способа укрепления обочин и технологии производства работ определяется типом грунта обочин, категорией дорог и технологическими возможностями организации, производящей работы.

Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. - Изд. офиц. - М.: М-во трансп. Российской Федерации, Федер. дор. агентство (Росавтодор), 2004. - 252 с.

Настоящее Пособие разработано на основе «Пособия по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах» (к СНиП 2.05.02-85).

Вопрос 23. Определение объемов земляных работ.

Для определения объема земляного полотна, имеющего форму геометрической пространственной фигуры, необходимо знать длину земляного полотна и площадь его поперечного сечения в конечных точках. Рассматривая земляное полотно в форме насыпи (рис. 38), площадь поперечного сечения можно представить в виде трапеции, опирающейся большим основанием на поверхность земли (предполагается, что она лишена значительного поперечного уклона); известны ширина трапеции по верху (по нормам СНиП для данной категории дороги) и ее высота (рабочая отметка).

Этих данных недостаточно для определения площади трапеции. Необходимо дополнительно выяснить размер нижнего основания- ширину насыпи по низу. Она складывается из следующих частей: ширины насыпи по верху (нормативная величина В); горизонтального заложения откосов (левого и правого).

Горизонтальное заложение откоса в свою очередь зависит от высоты насыпи (рабочей отметки) и коэффициента крутизны откоса. Коэффициент крутизны откоса указывает, во сколько раз горизонтальное заложение откоса больше его высоты.

Таким образом, когда установлен коэффициент крутизны откоса (он обычно задается одинаковым как для левого, так и для правого откосов) и известна рабочая отметка И данной точки, можно вычислить горизонтальное заложение откоса - оно равно кН (к - коэффициент крутизны откоса). После того-как горизонтальное заложение откоса определено, можно рассчитать и всю ширину насыпи по низу = Отсюда искомая площадь поперечного сечения насыпи определяется как. площадь трапеции.

Таким образом, объем данного элемента земляного полотна в пределах между двумя смежными поперечными сечениями для точек с известными рабочими отметками приближенно равен произведению полусуммы площадей этих поперечных сечений на расстояние между ними.
Вычислив объемы земляного полотна между двумя точками трассы (допустим ПКО и ПК1), определяют объем земляного полотна на следующем участке трассы (ПК1 и ПК2) и т. д. Отдельные элементные объемы определяют для всей насыпи в пределах между нулевой точкой - началом насыпи и другой нулевой точкой - ее концом; сложив элементные объемы, получают общий объем насыпи.

Подсчет объема выемок принципиально не отличается от подсчета объема насыпей. Однако из рассмотрения площади поперечного сечения выемок вытекает, что вместо ширины В необходимо учитывать ширину, которая образуется в результате добавления к нормативной ширине В ширины двух кюветов, являющихся непременным элементом выемки.
Особое значение при подсчете объема земляных работ имеет определение местонахождения нулевых точек, в которых начинаются и оканчиваются насыпи и выемки. Поскольку эти точки образуются в результате пересечения проектной

Вопрос 24) Земляное полотно обычно сооружают из местных грунтов, обладающих различными физико-техническими характеристиками (плотностью, пористостью, влажностью и другими), от которых зависят стабильность и долговечность сооружений земляного полотна.

Грунты, используемые для земляного полотна, подразделяются на:

скальные – залегающие в виде монолитного или трещиноватого массива;

Применительно к условиям проектирования земляного полотна скальные грунты подразделяются на залегающие в естественных условиях в виде массивов (в выемках) и раздробленные, полученные посредством разрушения скальных массивов (для насыпей).

Скальные фунты характеризуются показателями прочности и выветриваемости во времени; в массивах, кроме того, — наличием трещин, их состоянием, ориентацией в пространстве, блочностью и др.

По степени устойчивости к выветриванию во времени под воздействием природных факторов скальные грунты подразделяются на слабовыветривающиеся, выветривающиеся и легковыветривающиеся.

рыхлые – крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Для насыпей и оснований земляного полотна наиболее желательны крупнозернистые грунты (щебеночные, галечные, гравийные, крупно- и среднезернистые песчаные), которые обладают высокой несущей способностью, хорошо пропускают воду, не изменяют своих свойств при насыщении водой и ее замерзании. Однако грунты земной поверхности чаще представлены глиной и смесью ее с песком – супесью и суглинками. Соответственно и земляное полотно в большинстве случаев приходится сооружать именно из этих грунтов.

Учитывая сложные и изменяющиеся во времени условия работы грунтов в конструкции земляного полотна, глинистые грунты дополнительно к ГОСТ 25100 подразделяются по степени засоленности, просадочности, набухаемости и пучинистости (приложение Б), что следует учитывать при проектировании земляного полотна.

Вопрос 25

Особые условия:

НА БОЛОТАХ

НА ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ

В ПЕСЧАНЫХ ПУСТЫНЯХ

В РАЙОНАХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Вопрос 26. Дорожная одежда-это совокупность конструктивных слоёв дорожного покрытия, выполненных из различных материалов. Дорожная одежда укладывают на подготовленное земляное полотно, обычно на ширину проезжей части.

Основное назначение дорожной одежды - воспринимать нагрузку от проходящих автомобилей и передавать ее на земляное полотно в рассредоточенном виде и в размере, не превосходящем той допустимой величины, которую может оказывать грунт земляного полотна, подвергаясь давлению.Нагрузки, приходящиеся на каждое колесо автомобиля, обычно настолько велики, а сопротивление грунта настолько незначительно, что площадь восприятия земляным полотном нагрузки от колеса автомобиля нормально должна была бы выражаться в сотнях квадратных сантиметров. Фактически след колеса автомобиля на поверхности дороги (в месте соприкосновения пневматической шины с поверхностью проезжей части) составляет всего несколько десятков квадратных сантиметров. Отсюда видно, что задача дорожной одежды состоит в том, чтобы увеличить площадь сопротивления нагрузке во много раз (рис. 30).

Рис. 49. Воздействие автомобильного колеса на одежду дороги: 2 - площадь следа при соприкосновении шины с поверхностью проезжей части дороги с твердым покрытием;

- площадь распространения давления на грунт земляного полотна

В противном случае временное сопротивление грунта будет превышено и сделается неизбежным появление повреждений дорожного полотна, образование на поверхности дороги рытвин и колей.

Дорожные одежды классифицируются:

1.По типам покрытия

а) Капитальные:

- цементобетонные;

- асфальтобетонные из горячих плотных смесей I и II марок;

- асфальтобетонные из холодных смесей I марки;

- дегтебетонные из горячих плотных смесей I марки.

б) Облегченные:

- асфальтобетонные из горячих смесей III марки;

- асфальтобетонные из холодных смесей II марки;

- дегтебетонные из горячих и холодных смесей II марки;

- из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими материалами (смешением в установке, на дороге, пропиткой);

- переходные с поверхностной обработкой.

в) Переходные:

- щебеночные;

- гравийные;

- булыжные из колотого камня;

- грунтовые, укрепленные вяжущими материалами,

г) Низшие:

- из малопрочных каменных материалов, шлаков;

- грунтовые, улучшенные различными местными материалами.

2.По жесткости:

а) Жесткие дорожные одежды - железобетонные и бетонные покрытия и основания. Основным отличием жестких дорожных одежд от нежестких является повышенная прочность и износоустойчивость первых, высокие характеристики сопротивляемости при возникновении нагрузок.

б) Нежесткие дорожные одежды определяют слои, устройство которых может быть реализовано из различного вида асфальтобетона, грунтов, материалов, укрепленных зернистыми материалами (гравий, щебень и др.), цементом, битумом и другими материалами.

Вопрос 27. Конструкции и материалы дорожной одежды

Дорожная одежда — это многослойная конструкция в пределах проезжей части автомобильной дороги, воспринимающая нагрузку от автотранспортного средства и передающая её на грунт.

Рис 1. Конструктивные слои дорожной одежды: 1 — покрытие, 2 — основание, 3 — дополнительный слой основания, 4 — грунт земляного полотна

Дополнительный слой основания — это нижний конструктивный слой дорожной одежды, который воспринимает нагрузки от верхнего слоя основания и передает их на грунты земляного полотна. Устраивают дополнительный слой из гравия, шлака, грунта, обработанного вяжущим материалом, и песка

Основание — это несущая прочная часть дорожной одежды, устраиваемая из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущими материалами. Основание распределяет давление от проезжающего транспорта на грунт земляного полотна или нижележащие слои.

Покрытие — это верхний, наиболее прочный, слой дорожной одежды. Он воспринимает нагрузки непосредственно от проходящего транспорта и обеспечивает необходимые эксплуатационные качества автомобильной дороги — прочность и ровность покрытия, высокий коэффициент сцепления с шинами и сопротивление изнашиванию. Покрытие часто разделяется на слой износа и основной слой. Слой износа по мере истирания периодически возобновляют.

Рис. 2. Конструкции дорожных одежд с различными типами покрытий:

а — цементобетонное покрытие, б — асфальтобетонное покрытие на щебеночном основании, в — асфальтобетонное покрытие на бетонном основании, г — асфальтобетонное покрытие на грунте, укрепленном цементом, д — щебеночное покрытие с верхним слоем, обработанным методом пропитки, е — гравийное покрытие, обработанное битумом методом смешения на дороге, ж — гравийное покрытие на дороге низшей категории; 1 — цементный бетон, 2 — выравнивающий слой из песка, обработанного битумом, 3 — слой щебня, гравия или грунта, обработанного вяжущим материалом, 4 — морозозащитный слой из песка, 5 — мелкозернистый асфальтобетон, б — слой щебня, 7 — крупнозернистый асфальтобетон, 8 — грунт, укрепленный цементом, 9 — щебень, обработанный пропиткой, 10 — гравий, обработанный битумом, 11 — гравий

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: