71117

Подготовительные работы к реконструкции земляного полотна

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Подготовительные работы к реконструкции земляного полотна В состав основных подготовительных работ входят создание геодезической разбивочной основы перенос коммуникаций; расчистка дорожной полосы и территорий отведенных под карьеры и резервы...

Русский

2014-11-02

479 KB

17 чел.

Лекция №2,3

5. Подготовительные работы к реконструкции земляного полотна

  В состав основных подготовительных работ входят создание геодезической разбивочной основы, перенос коммуникаций; расчистка дорожной полосы и территорий, отведенных под карьеры и резервы; подготовка и усиление местных дорог, на которые планируется перевести движение или строительство объездных дорог, а также строительство временных дорог к карьерам.

В состав дополнительных работ входят снятие существующих знаков, ограждений, направляющих столбиков, освещения, автопавильонов; разборка укреплений откосов, водоотводных лотков и канав; разработка схем движения транспорта на участке реконструкции.

Геодезической разбивочной основой на местности служат знаки, закрепляющие в плане вершины углов поворотов и главные точки кривых, а также точки на прямых участках не реже чем через 1 км и реперы вдоль дороги не реже чем через 2 км. Основные знаки и реперы должны иметь надежную конструкцию в виде столбов или свай.

Также делают разбивку всех пикетов и плюсовых точек с выноской за полосу отвода; устанавливают дополнительные реперы у насыпей (вымок) высотой (глубиной) свыше 3 м, у перестраиваемых искусственных сооружений; устанавливают промежуточные реперы на пересеченной местности; разбивают круговые и переходные кривые с выноской и закреплением промежуточных точек.

Большие трудности при реконструкции дороги возникают с переносом и переустройством коммуникаций, т.к. за время эксплуатации она обрастает различными видами коммуникаций, которые расположены в полосе отвода дороги и могут быть повреждены в процессе производства работ.

Работы по переносу и переустройству коммуникаций должны производиться по специальным проектам специализированными организациями.

Далее на полосе, подлежащей уширению, бульдозером срезают растительный грунт с откосов выемок и насыпей.

Однако при реконструкции дорог необходимо обращать внимание на качество и состав снимаемого плодородного слоя. Установлено, что при высокой интенсивности движения в полосе шириной до 50 м от бровки земляного полотна может происходить загрязнение почвы выше допустимых пределов выбросами автомобилей. Также, в почве накапливаются хлориды, применяемые для борьбы с зимней скользкостью.

Особое место в подготовительных работах занимают мероприятия по организации движения автомобилей при реконструкции дороги, которое существенно возрастает из-за движения построечного транспорта.

Лучшим для безопасного производства работ является вариант переноса движения с реконструируемого участка на другие дороги, идущие в том же направлении. Во многих случаях для снятия движения с реконструируемого участка дороги на время производства работ строят специальные объезды.


                                Рис. 2. Схема объезда участка реконструкции дороги:

1 — реконструируемая выемка; 2 — насыпь; 3 — объездная дорога; 4 — временный низководный мост

Тип и капитальность дорожных одежд на объездных дорогах должны соответствовать интенсивности переведенного на них автомобильного движения с учетом намечаемого срока действия объездной дороги.

Распространенным является вариант закрытия одной половины проезжей части с пропуском движения по другой половине. Для этого устраивают дорожную одежду на всю ширину обочины и организуют дополнительную полосу движения.

Во всех случаях необходима разработка специальных схем организации движения, расстановка знаков, ограждения и освещения участков производства работ в соответствии с требованиями действующих правил.

6. Способы уширения насыпей и выемок.

При реконструкции возможны два варианта производства земляных работ:

1) устраивают новое земляное полотно, процесс возведения которого ничем не отличается от строительства дороги. Такие работы выполняют на участках спрямления трассы, значительного увеличения радиусов кривых в плане, на участках обходов населенных пунктов, обходов оползней и т. д.

2) выполняют работы по уширению земляного полотна для строительства дополнительных полос проезжей части, переходно-скоростных полос, площадок для стоянки автомобилей или для доведения ширины земляного полотна до норм категории.

Опыт показывает, что добиться устойчивой многолетней совместной работы старого и нового (уширенного) земляного полотна очень трудно. Во многих случаях наблюдаются деформации нового земляного полотна в местах соединения со старым.

Уширение земляного полотна может быть односторонним или двухсторонним.

б)

Рис.3 Схемы уширения земляного полотна:

а, б) — двухстороннее и одностороннее в насыпях; в, г) — двухстороннее и одностороннее в выемках

Двухстороннее, или симметричное уширение — это уширение, при котором ось существующей дороги остается без изменения и совмещается с осью уширенной дороги. Такое уширение целесообразно при высоте насыпей и глубине выемок до 2 м при крутизне откоса 1:3 и положе. Двухстороннее уширение применяется и в тех случаях, когда по местным условиям невозможно одностороннее уширение (близко расположены границы зданий и сооружений, близкое расстояние до различных коммуникаций, неблагоприятные рельеф и грунтово-гидрологические условия, наличие охранных, запретных зон и т. д.).

Преимущество - проезжая часть после ее уширения располагается на прочном, хорошо сформировавшемся земляном полотне, что обеспечивает возможность создания прочной и долговечной дорожной одежды.

Недостатки его состоят в том, что необходимо с двух сторон снимать и устанавливать инженерное оборудование и обустройство, переносить и перекладывать воздушные, наземные и подземные коммуникации, удлинять трубы и уширять мосты, перестраивать систему водоотвода и дренажа и т.д.

Одностороннее, или несимметричное - это уширение, при котором ось реконструируемой дороги смещается в сторону от оси старой дороги, а уширение происходит путем досыпки насыпи или срезки откоса выемки с одной стороны.

 Преимущество - все работы по уширению земляного полотна сосредоточены с одной стороны, благодаря чему создаются лучшие условия для работы дорожных машин. Сокращаются объемы работ по снятию и установке инженерного оборудования, обустройству, переносу и переустройству коммуникаций, системы водоотвода, дренажа и т. д.

Главный недостаток - часть ширины новой дорожной одежды располагается на старом земляном полотне, а часть на свежеуложенном грунте, которому трудно придать такую же степень уплотнения и устойчивость, как у старого земляного полотна. В результате создается неравнопрочная дорожная конструкция и возникают продольные трещины в дорожной одежде.

7. Особенности работ по уширению насыпей и выемок.

На косогорных участках уширение земляного полотна целесообразно производить в сторону косогора с его дополнительной срезкой везде, где это позволяют условия. Что позволяет существенно повысить его устойчивость. Однако необходимо обеспечить устойчивость косогора против сползания. Для этого требуется устройство подпорных стенок.

Способ уширения земляного полотна требует и аналогичного способа уширения проезжей части. Поэтому вопрос необходимо решать комплексно, устанавливая наиболее выгодный метод уширения земляного полотна путем технико-экономического сравнения вариантов.

При любом способе уширения земляного полотна должно быть достигнуто хорошее сопряжение присыпаёмого грунта со слежавшимся грунтом насыпи, обеспечивающее совместную работу старой и новой частей полотна.

Земляное полотно для дополнительной проезжей части можно возводить из любых грунтов, пригодных для строительства, независимо от грунтов существующей насыпи.

Необходимы тщательная засыпка и уплотнение грунта при заделке канавы, чтобы в ней не могли образовываться застои просачивающейся воды.

При уширении земляного полотна во избежание переувлажнения грунта перед началом основных работ после снятия растительного слоя необходимо обеспечить поверхностный водоотвод на период реконструкции дороги. Для этого производят планировку поверхности и нарезку временных канав автогрейдером с отводом воды в пониженные места.

Существуют определенные различия  в технологии работ по уширению насыпей и выемок (рис.).

Уширение насыпи

Планировка поверхности полосы уширения и временный водоотвод

Засыпка боковых канав или кювет-резервов

Рыхление откосов или нарезка уступов

Послойная отсыпка и уплотнение грунта

Планировка и укрепление откосов

Устройство водоотводных канав

Уширение выемки

Устройство временного водоотвода

Засыпка боковых кюветов

Разработка грунта откосов и его транспортировка к месту укладки

Планировка и укрепление откосов

Устройство боковых кюветов

8. Уширение насыпей.

Уширение насыпей высотой до 2 м, как правило, начинается с засыпки боковых канав или кюветов-резервов, из которых была возведена насыпь. Засыпка производится послойно местным грунтом с тщательным уплотнением до коэффициента уплотнения Ку =1.

В нижней части при небольшой ширине канав грунт уплотняют вибротрамбующими машинами типа БТМ-1 массой 5 т, производительностью 50 – 60 м3/ч с частотой не менее 1200 –1500 уд/мин или малогабаритными виброуплотнителями типа ВУ-800 и ВУ-1500 массой 45 и 82 кг, частотой вибрации 100 и 70 Гц, размером плит 450х350 мм и 620х450 мм, глубиной уплотнения    20 – 25 см и рабочей скоростью 20 м/мин.

Несколько реже используют вибромолот шириной захвата 0,8 м с рабочим органом, навешенным сзади бульдозера типа Д-535. На его отвале монтируют планировочную плиту, предназначенную для разравнивания грунта. При скорости движения уплотняющей машины 380 м/ч слой уплотняемого грунта до коэффициента уплотнения 0,95—1,00 достигает толщины 0,35 м. Увеличение скорости до 450—550 м/ч возможно, если снизить толщину уплотняемого слоя до 0,3 м. Вибромолотом можно уплотнять грунт и в широких траншеях.

После окончания засыпки боковых водоотводных канав и оформления акта на скрытые работы приступают к работам по собственно уширению земляного полотна.

Важной задачей является обеспечение надежного сопряжения присыпаемого грунта с грунтом существующего земляного полотна. Для этого при высоте насыпи до 2 м и крутизне косогоров до 1:5 достаточно разрыхлить грунт на откосах на глубину 0,2-0,25 м. На более высоких насыпях и косогорах крутизной до 1:3 на откосах бульдозером или автогрейдером нарезают уступы высотой до 0,5 м с уклоном 50 %0.

В насыпях из песчаных грунтов уклон уступов делают к оси дороги, в глинистых — от оси дороги.

Вначале нарезают нижний уступ, затем вышерасположенный.

Уплотнение является одной из важнейших операций при уширении земляного полотна, особенно на уступах. Толщину уплотняемого слоя принимают из расчета коэффициента уплотнения не менее плотности грунта реконструируемой насыпи, но не ниже Ку = 1,0.

При двухстороннем уширении ширина полосы уширения может составлять до 1 м. В этом случае по технологическим условиям величину уширения приходится увеличивать на 1.0-1.5 м, чтобы обеспечить возможность работы бульдозера, автогрейдера и уплотняющих машин на уступах и присыпаемых слоях.

Лишний грунт после отсыпки насыпи срезают и используют либо для уположения откосов, либо перемещают на соседний участок уширения.

Опыт реконструкции дорог позволил выработать ряд требований к земляному полотну в местах уширения, а именно:

- укладывать новые грунты в насыпь слоями, по возможности соблюдая их взаиморасположение и придавая им поперечный уклон в сторону откосов, чтобы предупредить застой воды на поверхности отсыпанных слоев (так называемой верховодки);

- фильтрующие грунты укладывать в верхнюю часть земляного полотна и в откосы, которые больше подвергаются воздействию погодных условий. При укладке фильтрующих грунтов в нижние слои толщину слоя следует принимать не меньше высоты капиллярного поднятия для этих грунтов;

- степень уплотнения отсыпаемых слоев должна быть не меньше существующего земляного полотна;

если откосы отсыпают из песков, их необходимо укреплять одновременно с производством земляных работ, чтобы предупредить размывы;

не рекомендуется применять крупнообломочные горные породы, а также иловатые почвогрунты.

Оптимальным решением является применение при уширении тех же грунтов, которые использовались при ее возведении.

Если это невозможно, необходимо уширять насыпи только песчаными непылеватыми грунтами, строго соблюдая правила их расположения в теле насыпи (рис.3).

Рис. 4. Схемы допустимого взаиморасположения грунтов в теле насыпей:

а — симметричное уширение; б— несимметричное уширение; в — смягчение продольного профиля;

1 связный грунт; 2 песчаный грунт; 3 снимаемый растительный грунт; hминимальная толщина песчаного слоя; h>hk (hk — высота капиллярного поднятия воды); i—поперечный уклон не менее 50 %о

Хотя песчаные грунты из-за большой дальности перевозки обходятся в несколько раз дороже местных связных грунтов, первоначальные: затраты всегда оправдываются в дальнейшем увеличением срока службы дорожных одежд и снижением расходов на эксплуатацию дороги. Поэтому стоимость реконструкции земляного полотна обычно на 30-50% выше сооружения нового из-за необходимости применения высококачественных грунтов и усложнения технологии работ.

Особенно важно соблюдать требования по однородности грунтов. При насыпях высотой до 2 м, симметрично уширяемых, можно применять любые грунты, поскольку крутизна заложения откосов положе 1:3. При высоте свыше 2 м, а на дорогах I категории 3 м пригодны только песчаные грунты. На сухих участках (I тип увлажнения) возможно использование и супесчаных, но не пылеватых грунтов с одновременным укреплением откосов.

При глинистых грунтах, особенно пучинистых, верхнюю часть насыпей на высоту, равную половине глубины промерзания, но не менее чем на 0,6—0,7 м от низа дорожной одежды, отсыпают, из песчаных грунтов либо грунт обрабатывают малыми дозами минеральных вяжущих материалов (до 3 %  по массе) на толщину 0,15 м.

Если местность относится ко 2-му, и особенно 3-му типу увлажнения, то в нижнюю часть полосы уширения рекомендуется укладывать песчаный грунт с коэффициентом фильтрации 1 м/сут и более и высотой капиллярного поднятия до 35 см. Тогда ограничивается поступление воды в рабочий слой, который может быть отсыпан и из связных грунтов.

На участках с необеспеченным поверхностным стоком, а также на участках 3-го типа увлажнения, на полосе уширения, нижнюю часть насыпи обязательно нужно отсыпать из грунтов с коэффициентом фильтрации 3 м/сут и более, высотой капиллярного поднятия до 25 см.

В связи с большими трудностями отвода земель в настоящее время не удается устраивать боковые резервы  вдоль дорог. В большинстве случаев грунт для уширения берут из грунтовых карьеров, которые могут быть пригодны к применению не во всех слоях земляного полотна или требуют специальных мер для предохранения их от увлажнения. Поэтому особенно строго следует выполнять изложенные выше требования к расположению грунтов в слоях насыпи [4,46, 78, 83]. При уширении насыпей из крупнообломочных грунтов необходимо применять заполнитель из глинистых грунтов, причем верхнюю часть толщиной не менее рабочего слоя рекомендуется возводить из обломков крупностью до 250 мм. Большего размера обломки используют для возведения нижней части насыпей, но их размер не должен превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя. В крупнообломочных грунтах желательно, чтобы содержание глинистого заполнителя составляло около 30 % с влажностью, равной оптимальному значению. При соблюдении этих требований предупреждаются просадки. В крупнообломочных грунтах либо отходах промышленности влажность раздробленной мелкозернистой их части должна соответствовать тугопластичной консистенции (коэффициент консистенции должен составлять около 0,3 %).

Крупнообломочные грунты с пределом прочности на сжатие не менее 0,5 МПа уплотняют в два этапа: на первом этапе применяют кулачковые катки массой свыше 25 т, а на втором — катки вибрационные массой не менее 10—12 т с количеством проходов по одному следу 10—12.

Из-за ограниченной возможности отвода земель под грунтовые карьеры в некоторых случаях для уширения земляного полотна могут быть использованы различные отходы промышленности и прежде всего металлургические шлаки и золошлаковые отходы тепловых электростанций. Их применение требует особого внимания к однородности состава, технологии производства работ, уплотнению и контролю качества.

Одной из важнейших технологических операций является уплотнение грунтов на уступах. При уширении высоких насыпей грунты рекомендуется уплотнять самоходными виброударными грунтоуплотняющими машинами.

Должна быть достигнута степень уплотнения грунта не меньшая, чем у существующего земляного полотна. Нужно стремиться к достижению коэффициента уплотнения грунта досыпаемой насыпи Ко= 1,03—1,05. Чем выше степень плотности грунтов; тем более однородно земляное полотно. С повышением плотности грунтов снижается коэффициент, вариации. Затраты же энергии на уплотнение, связанные с повышением коэффициента К0, до указанного выше значения, увеличиваются в 1,6—1,8 раза, что в денежном выражении менее 10 % стоимости уширяемого полотна. Дополнительные расходы, вызванные повышением степени уплотнения, окупаются снижением стоимости содержания автомобильных дорог в первые 2 - 3 года.

Для повышения прочности и устойчивости присыпной части насыпи при уширении целесообразно использовать прослойки из геосинтетических материалов.

Применение геосинтетики при уширении земляного полотна наиболее эффективны в сложных условиях производства работ на слабых основаниях (болота, переувлажненные минеральные грунты), в стесненных условиях, когда традиционные решения не приносят требуемого эффекта с точки зрения прочности конструкции (рис. 5).

Рис.5 Конструктивные решения по уширению з. п. с применением геосинтетических  материалов (ГМ):

а, б соответственно уширение насыпи на слабом основании и в стесненных условиях;

∆В величина уширения земляного полотна; ∆Вп ч величина уширения проезжей части;

bф — ширина обочины существующей дороги; bп ширина проектируемой обочины;

1,2 — существующая насыпь и дорожная одежда; 3 — уширение дорожной одежды; 4 — уширение насыпи; 5 — положение откоса существующей насыпи; 6 — уступ; 7 — прослойки ГМ; 8 — полуобойма; 9 — слабое основание

Устройство прослоек из геосинтетических материалов выполняют по подготовленному (выровненному и уплотненному) грунтовому основанию. Количество рулонов определяется суммарной длиной полотен прослойки с учетом взаимного перекрытия их краевых участков.

При уширении насыпи на слабом основании целесообразно использовать прослойки из нетканых геосинтетических материалов в качестве комплексных мероприятий (защитно-армирующих, дренируюх технологических), влияющих прямо (повышение устойчивости за счет армирования основания уширения) и косвенно (улучшение условий отсыпки грунта уширения) на прочность уширения земляного полотна. В этом случае укладывают несколько прослоек по высоте уширения, заводя их на устраиваемый уступ, ширина полки которого не должна быть меньше, как правило, 1,0 м, чем обеспечивается надлежащая заделка геосинтетического материала. Пересекая предполагаемую поверхность скольжения, прослойки воспринимают часть сдвигающих усилий.

Расположение прослоек по высоте уширения назначают с учетом следующих положений:

в нижней части уширения, наиболее нагруженной и непосредственно контактирующей со слабым основанием, целесообразно размещать не менее двух прослоек: на песчаном, выравнивающем слабое основание слое толщиной 0,2—0,3 м и на высоте.0,8— 1,0 м от него;

в верхней части рабочего слоя, где предъявляются повышенные требования к уплотнению грунтов целесообразно размещать хотя бы одну прослойку непосредственно по подошве верхнего из уплотняемых грунтовых слоев уширения.

Для обеспечения равнопрочности конструкции полотна геосинтетические материалы укладывают только путем раскатки рулонов в направлении, поперечном оси насыпи.

Наилучшим вариантом решения с точки зрения применяемых материалов является применение жестких армирующих сеток для создания обойм и нетканых иглопробивных материалов на поверхности откоса в качестве защитных прослоек.

Создание конструкций «грунт в обойме» приводит к повышению общей устойчивости откоса уширения за счет пересечения предполагаемой поверхности скольжения работающими на растяжение прослойками и восприятия ими бокового давления грунта, а также обеспечивает и местную устойчивость. На этой основе создается возможность увеличения заложения откосов до 1:0,75 и уменьшения полосы отвода при обеспечении прочности конструкции.

9. Уширение выемок.

Уширение выемок на практике производится значительно реже, чем насыпей, и по несколько иной технологии. Уширение выемок может потребоваться при повышении категории существующей дороги для доведения ее параметров до нормативов новой категории дороги. Кроме того, ушиение выемки может потребоваться по условиям обеспечения снегозаносимости. Эта задача может быть решена путем уположения откосов выемки.

Крутизну откоса выемки по условиям снегозаносимости определяют исходя из объема снега, который должен быть размещен на откосе. Если снегоемкость откоса выемки больше, чем объем приносимого и выпадающего снега, выемка незаносима. В противном случае выемка будет заноситься снегом. В этом случае для размещения снега можно устроить аккумуляционные полки, которые представляют собой уширение выемки по дну с соответствующим перемещением откосов на всю высоту выемки. Величина уширения рассчитывается исходя из объема снегоприноса, но должна быть не менее 4 м. Аккумуляционные полки могут быть односторонними и двухсторонними в зависимости от объема снегоприноса с каждой стороны [4].

Выемки глубиной до 2 м уширяют, как правило, бульдозером. После снятия растительного слоя, так же как и при уширении насыпи, выполняют работы по засыпке боковых кюветов с послойным уплотнением грунта. Затем разрабатывают откосы выемки на заданную ширину с перемещением грунта в насыпь или  в отвал или с погрузкой его в самосвалы и транспортировкой на место отсыпки. После этого бульдозером или планировщиком выполняют планировку откосов, нарезают водоотводные лотки автогрейдером или канавокопателем, а затем при необходимости укрепляют откосы.

В выемках глубже 6 м после предварительной засыпки и уплотнения грунта в боковых канавах экскаваторы с обратной лопатой располагают у верхней их бровки. Вначале грунт снимают с верхней части откосов и грузят в автомобили-самосвалы. Затем разрабатывают откосы в нижней части, устанавливая экскаваторы на обочинах уширяемого земляного полотна.

В последнее время вместо боковых канав в выемках глубиной свыше 1—2 м рекомендуется устраивать укрепленные лотки треугольного или округлого сечения, предназначенные только для отвода поверхностной воды (рис. 5).

Рис. 6. Возможные схемы симметричного уширения выемок с отводом поверхностной воды:

а кюветом трапецеидального сечения; б лотком треугольного сечения;

1 тщательно уплотненный насыпной грунт; 2 — срезанный грунт

Преимущества лотков по сравнению с глубокими кюветами или водоотводными канавами в выемках заключаются, прежде всего, не застаивается поверхностная вода. Их легче прочищать механизированным способом.

Практика показала, что в канавах, особенно глубоких и тем более заросших влаголюбивым кустарником, круглый год стоит поверхностная вода. Таким образом, вместо пользы глубокие кюветы и водоотводные канавы ухудшают водно-тепловой режим земляного полотна во время его оттаивания.

Перестраивая земляное полотно, особое внимание следует уделять системе водоотвода: восстановлению или устройству новых боковых канав, в том числе и отводящих воду в сторону от полотна, в пониженные места или к водопропускным сооружениям, дренажей для перехвата, сбора, отвода и понижения уровня грунтовых вод, водоотводных лотков и водобойных колодцев и т.д.

Исправление продольного профиля. Увеличение высоты насыпей и глубины выемок.

10. Исправление продольного профиля при реконструкции дорог осуществляется путем увеличения высоты насыпей и глубины выемок существующей дороги.

Необходимость исправления продольного профиля дорог при реконструкции может требоваться в нескольких случаях:

- на заниженных участках, с которых не обеспечен отвод воды и на которых наблюдаются пучины;

- на участках обертывающего профиля с необеспеченной видимостью в пересеченной местности;

- для смягчения крутых подъемов и спусков или улучшения условий движения на таких участках;

- для обеспечения плавности дороги в продольном профиле при неудобных для современного автомобильного движения с высокими скоростями частых пилообразных переломах продольного профиля, вызванных малым шагом проектирования, даже в случаях обеспеченной видимости и допустимых продольных уклонов;

- для обеспечения снегонезаносимости дороги.

При небольших продольных уклонах местности оптимальный способ исправления продольного профиля заключается в изменении радиусов вертикальных кривых со срезкой выпуклых кривых и подъемкой вогнутых или общее выравнивание продольного профиля с устройством постоянного уклона однородной величины.

Возможность исправления продольного профиля описанным способом ограничивается величиной срезки 0,6—0,8 м. При понижении проезжей части более чем на 1 м уже не обеспечивается безопасность движения по половине проезжей части.

11. Увеличение высоты насыпей. Отметки земляного полотна на многих участках реконструируемых дорог не удовлетворяют современным требованиям к возвышению бровки земляного полотна, на пучинистых участках и участках с высоким уровнем грунтовых или стоячих поверхностных вод до отметки, превышающей капиллярное поднятие воды. Однако формальное удовлетворение этих требований при разработке проектов реконструкции может привести к необходимости полной перестройки многих дорог на значительном протяжении. Правильное решение необходимо искать в общем улучшении отвода воды от дороги.

Во многих случаях увеличение высоты насыпей может оказаться необходимым в целях, предотвращения заносимости дороги снегом. При повышении высоты насыпи неизбежно происходит ее уширение по подошве и по всей высоте по сравнению с существующей дорогой за счет изменения заложения откосов (рис. 12.14).

Рис. 7. Схема определения геометрических параметров земляного полотна при увеличении высоты насыпи

Как правило, у старых дорог заложение откосов насыпей небольшой высоты составляет 1:1 или 1:1,5. В то же время по современным нормам крутизну откосов насыпей высотой до 3 м на дорогах I—Ш категорий следует назначать с учетом обеспечения безопасного съезда транспортных средств в аварийных ситуациях, как правило, не круче 1:4, а для дорог других категорий при высоте насыпи до 2 м — не круче 1:3. Такие откосы достаточно укрепить травосеянием или одерновкой. На ценных землях допускается увеличение крутизны откосов до предельных значений от 1:1 до 1:1,75 в зависимости от типа грунта насыпи с разработкой дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности движения и укреплению откосов.

Реконструкция насыпей, особенно высоких, с поднятием их бровок является технически трудной задачей. С увеличением высоты насыпи повышается и степень вероятности ее осадки и сползания вновь отсыпанного грунта по откосу.

При увеличении высоты насыпи старую дорожную одежду, как правило, разбирают, перерабатывают и обогащают новым материалом, а затем обогащенный материал используют при строительстве новой дорожной одежды или на других дорожных работах.

При повышении насыпи на 0,25—0,30 м, а в некоторых случаях и до 0,5 м старую дорожную одежду используют как основание, на котором устраивают новую дорожную одежду.

Удалив дорожную одежду, грунт в корыте разрыхляют на глубину 10 см. Затем корыто заполняют таким же грунтом, как в земляном полотне с послойным уплотнением. Толщину слоев принимают не более 0,6—0,7 от рекомендуемой инструкцией по производству земляных работ для соответствующей уплотняющей машины. Строго соблюдая оптимальную влажность, грунт уплотняют до коэффициента Ко=1,03 – 1,05.

После заделки корыта необходимо земляное полотно спрофилировать, придав его поверхности двухскатный поперечный профиль с уклоном не менее 40 %о, а затем послойно его досыпать до проектной отметки. Чтобы достигнуть высокой степени уплотнения, соответствующей грунту длительное время эксплуатировавшегося земляного полотна, толщину отсыпаемых слоев нужно принимать на 20—25% меньшей по сравнению с обычно рекомендуемой.

Если старая дорожная одежда остается как основание новой, поднятие земляного полотна, по существу сводится к досыпке грунта на обочины и к его уплотнению.

Если ширина слоя отсыпаемого откоса достаточна для работы бульдозера, автогрейдера и катков каждый уступ нарезают шириной 0,3—0,5 м и высотой, равной толщине отсыпаемого слоя (0,25—0,35 м).

Если ширина отсыпаемого откоса меньше 1,5—2,0 м, может быть принят один из двух вариантов: а) увеличивают ширину уступа так, чтобы обеспечить возможность работы дорожных машин при послойной отсыпке откосной части земляного полотна; б) увеличивают ширину вновь отсыпаемых слоев, которые после возведения насыпи срезают, а грунт перемещают на другие участки работы.

12. Увеличение глубины выемок. Увеличение глубины существующих выемок производится значительно реже, чем увеличение высоты насыпей, что объясняется более сложными условиями осуществления таких работ, поскольку изменение проектной линии в выемке влечет за собой изменение проектной линии и на подходах к ней (рис. 12.15)

I              II    III              IV

Рис. 8. Схема расположения смежных участков изменения глубины выемки и высоты насыпи при смягчении продольного уклона:

1 линия поверхности земли; 2 положение красной линии до реконструкции; 3 — то же, после реконструкции; i1 i2 — максимальный продольный уклон до и после реконструкции

При этом можно выделить ряд характерных участков изменения продольного профиля: участок увеличения глубины выемки I; участок уменьшения глубины выемки II; участок, где выемка заменяете насыпью, III; участок увеличения высоты насыпи на подходе к выемке IV.

В реальных условиях некоторые из названных участков могут отсутствовать, но все равно организация работ по реконструкции выемок остается сложной.

При увеличении глубины выемок неизбежны увеличение ее ширины по верху, снятие существующей дорожной одежды, перестройка системы водоотвода и дренажа (рис. 12.16).

В ряде случаев одновременно с углублением выемки для повышения устойчивости откоса обеспечения снегонезаносимости увеличивают заложение откосов, то есть уполаживают их. Увеличение ширины выемки по верху с одной стороны в этом случае составит

b = m2·h2m1·h1, м, где                                     (12.3)

m1 и m2 — заложение откоса насыпи до и после реконструкции;

h1и h2 — глубина выемки до и после реконструкции, м.

Работы по углублению выемок начинаются, как правило, с устройства объезда, снятия растительного слоя откосов выемки и поверхности земли на полосе уширения. После этого производят уширение выемки по верху до отметки бровки существующей дороги сначала с одной, а затем с другой стороны или с обеих сторон одновременно. Движение автомобилей в этот период может осуществляться по обеим полосам проезжей части без перерыва. После этого удаляют дорожную одежду и углубляют выемку, разрабатывая грунт с перемещением под уклон бульдозерами или скреперами. Чаще же всего ее уширяют экскаваторами с одновременной погрузкой грунта в автомобили-самосвалы.

Рис. 9. Поперечный профиль земляного полотна при углублении выемки:

1 -  земляное полотно; 2 — существующая дородная одежда; 3 — новый поперечный профиль земляного полотна с увеличением геометрических параметров; 4 — новая дорожная одежда

Работы по углублению выполняют скреперами или бульдозерами. Технология работ практически не отличается от работ по строительству дорог. Завершающим этапом работ по углублению выемок является планировка и укрепление откосов, нарезка и укрепление кюветов и водоотводных канав.

б)

Схемы уширения земляного полотна:

а, б) — двухстороннее и одностороннее в насыпях; в, г) — двухстороннее и одностороннее в выемках

Уширение насыпи

Планировка поверхности полосы уширения и временный водоотвод

Засыпка боковых канав или кювет-резервов

Рыхление откосов или нарезка уступов

Послойная отсыпка и уплотнение грунта

Планировка и укрепление откосов

Устройство водоотводных канав

Уширение выемки

Устройство временного водоотвода

Засыпка боковых кюветов

Разработка грунта откосов и его транспортировка к месту укладки

Планировка и укрепление откосов

Устройство боковых кюветов

Рис.3 Конструктивные решения по уширению з. п. с применением геосинтетических  материалов (ГМ):

а, б — соответственно уширение насыпи на слабом основании и в стесненных условиях;

∆В — величина уширения земляного полотна; ∆Вп ч — величина уширения проезжей части;

bф — ширина обочины существующей дороги; bп — ширина проектируемой обочины;

1,2 — существующая насыпь и дорожная одежда; 3 — уширение дорожной одежды; 4 — уширение насыпи; 5 — положение откоса существующей насыпи; 6 — уступ; 7 — прослойки ГМ; 8 — полуобойма; 9 — слабое основание

Рис. 4. Возможные схемы симметричного уширения выемок с отводом поверхностной воды:

а кюветом трапецеидального сечения; б лотком треугольного сечения;

1 тщательно уплотненный насыпной грунт; 2 — срезанный грунт

Рис. 5. Схема определения геометрических параметров земляного полотна при увеличении высоты насыпи

                                                            I              II III      IV

Рис. 6. Схема расположения смежных участков изменения глубины выемки и высоты насыпи при смягчении продольного уклона: 1 — линия поверхности земли; 2 — положение красной линии до реконструкции; 3 — то же, после

Рис. 7. Поперечный профиль земляного полотна при углублении выемки:

  1 -  земляное полотно; 2 — существующая дородная одежда; 3 — новый поперечный профиль земляного полотна с увеличением геометрических параметров; 4 — новая дорожная одежда


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19210. Ограничение тока пространственным зарядом в диоде. Формула Ленгмюра и Богуславского для плоских и цилиндрических электродов 325.5 KB
  Лекция № 6. Ограничение тока пространственным зарядом в диоде. Формула Ленгмюра и Богуславского для плоских и цилиндрических электродов. Учет начальных скоростей частиц. Образование виртуального катода. Предельная плотность тока пучка частиц в пролетном промежутке
19211. Расхождение пучков заряженных частиц под действием собственного объемного заряда 421.5 KB
  Лекция № 7. Расхождение пучков заряженных частиц под действием собственного объемного заряда. Прямолинейные пучки электронных лучей электронные пушки Пирса. VII. Формирование электронных и ионных пучков. 7.1. Расплывание пучков заряженных частиц под действи
19212. Электромагнитные ускорители плазмы. МГД приближение для описания динамики 269 KB
  Лекция 8 VIII. Плазменные ускорители. Электромагнитные ускорители плазмы. МГД приближение для описания динамики. Одножидкостная модель. Магнитное давление. Равновесие плазменной границы. Рельсотрон. 8.1. МГД приближение. Для описания ускорения плазмы магни...
19213. Термоэлектронная эмиссия. Статистический и термодинамические вывод формулы плотности тока термоэлектронной эмиссии 557.5 KB
  Лекция № 9. Термоэлектронная эмиссия. Статистический и термодинамические вывод формулы плотности тока термоэлектронной эмиссии. Влияние внешнего электрического поля Эффект Шоттки. Распределение термоэлектронов по энергиям. Средняя энергия термоэлектронов. Эксп
19214. Влияние поверхностной неоднородности материала катода на термоэмиссию 557 KB
  Лекция № 10. Влияние поверхностной неоднородности материала катода на термоэмиссию. Пленочные катоды. Оксидные катоды. Автоэлектронная эмиссия. Изменение температуры эмиттера при термо и автоэлектронной эмиссии. 9.7. Влияние поверхностной неоднородности материала...
19215. Фотоэлектронная эмиссия. Законы Столетова и Эйнштейна. Теория фотоэмиссии 476 KB
  Лекция № 11. Фотоэлектронная эмиссия. Законы Столетова и Эйнштейна. Теория фотоэмиссии. Кривая Фаулера. Применение фотоэмиссии в технике. Фотокатоды. XI. ФОТОэлектронная эмиссия. 11.1. Законы фотоэффекта. В широком смысле фотоэффект – это возникновение или измене
19216. Вторичная электрон-электронная эмиссия. Отражение электронов от твердого тела 326 KB
  Лекция № 12. Вторичная электронэлектронная эмиссия. Отражение электронов от твердого тела. Характеристические потери энергии. Закономерности истинной вторичной электронной эмиссии. Приведенная кривая. Эффективные эмиттеры вторичных электронов. XII. вторичная элек
19217. Вторичная электронная эмиссия полупроводников и диэлектриков. Эффективные эмиттеры вторичных электронов 336.5 KB
  Лекция № 13. Вторичная электронная эмиссия полупроводников и диэлектриков. Эффективные эмиттеры вторичных электронов. Электронные умножители. Вторичная ионноэлектронная эмиссия. Потенциальная и кинетическая эмиссия их физический механизм. Закономерности ионноэлек
19218. Поверхностная ионизация. Формула Саха-Ленгмюра. Температурная зависимость плотности тока положительной ионизации 217 KB
  Лекция № 14. Поверхностная ионизация. Формула СахаЛенгмюра. Температурная зависимость плотности тока положительной ионизации. Термодинамичсекий вывод формулы СахаЛенгмюра. Термодинамичсекий вывод формулы СахаЛенгмюра. Отрицательная поверхностная ионизация. XIV...