Методические рекомендации. Методические рекомендации по применению геотекстильных материалов для укрепления обочин и откосов автомобильных дорог. Повышение устойчивости откосов реконструируемого земляного полотна и совершенствование системы водоотвода

К атегория:

Устройство автомобильных дорог

Конструкция автомобильных дорог 2

Автомобильными дорогами называют дороги, построенные в соответствии с установленными техническими правилами и требованиями, исходя из обеспечения непрерывности, удобства и безопасности движения транспортных средств.

Автомобильные дороги строятся в пределах полосы отвода, которая включает такжетерриторию вдоль дороги и сооружения для эксплуатации ее.

Рис. 61. Элементы автомобильной дороги: 1 - поверхность земли, 2 - выемка, 3 - насыпь, 4 - откос насыпи, 5 - ось дороги, 6 - проезжая часть, 7 - обочина, 8 - бровка насыпи, 9 - дно кювета, 10 - внешний откос кювета, 11 - бровка кювета, 12 - обрез

Одним из основных элементов автомобильной дороги (рис. 61) является земляное полотно. На нем располагаются проезжая часть, а также обочины и боковые канавы, или кюветы, предназначенные для отвода воды, стекающей с полотна дороги. Часть полосы отвода с левой и правой стороны земляного полотна называется обрезом 12. Обрезы часто используют для объездов при ремонте проезжей части дороги, устройства на них тракторных путей и др.

Проезжая часть дороги представляет собой прочную и плотную поверхность, предназначенную для движения транспорта. Проезжая часть, как правило, располагается симметрично относительно оси земляного полотна. Для устройства проезжей части в земляном полотне отрывают корыто и туда укладывают дорожностроительные материалы. Проезжая часть обычно имеет два слоя: основание и дорожную одежду. В зависимости от назначения дороги одежда состоит из одного, двух и более слоев. Верхний слой одежды называется покрытием дороги.

Дорожные одежды делятся на группы, основными в которых являются: усовершенствованные капитального типа - асфальтобетонные и цементобетонные; усовершенствованные облегченного типа - черные, щебеночные и гравийные; переходные типы - грунтовые, укрепленные вяжущими материалами; низшие типы - грунтовые.

Обочины дороги служат для создания упора проезжей части при строительстве дороги, предохранения краев покрытия от обламывания, разъезда и остановок автомобилей при недостаточной ширине проезжей части. При ремонтах дорог обочины служат для временного складирования материалов. Кроме того, обочины являются резервом для расширения проезжей части.

Боковые кюветы предназначаются для отвода воды из водоносных слоев. В кюветы также стекает вода с поверхности проезжей части. С помощью боковых кюветов стекающие воды отводятся вдоль дороги к искусственным сооружениям или в пониженные места.

Кюветы выполняют в виде выемок, у которых боковые стенки имеют треугольную или трапецеидальную форму.

Рис. 62. Поперечные профили земляного полотна:
а - насыпь в нулевых отметках, б - насыпь из боковых резервов, в - выемка, г - полувьгемка-полунасыпь; 1 - насыпь, 2 - резерв, 3 - банкет, 4 - кавальер, 5 - нагорная канава

Линии пересечения земляного полотна с откосами называют бровками (8, 11). Бровки 8, 11 кювета определяют полную ширину земляного полотна. Крутизну откосов измеряют отношением высоты откоса к его заложе нию, т. е. к расстоянию по го ризонтали между бровкой и подошвой откоса, при этом высота откоса принимается за единицу. Крутизну откосов при насыпях высотой до 1 м принимают 1: 3, свыше 1 м- 1: 1,5.

Земляное полотно (рис. 62) 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 (рис. 62, а, б). В случае повышения уровня земли над дорогой слой земли снимают - делают выемку (рис. 62, в). 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 (рис. 62, г).

Если для устройства насыпи не хватает грунта, взятого из боковых канав, используют резервы 2 (см. рис. 62, б).

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 выше-расположенных мест прорезают водоотводные нагорные канавы 5. 1 Продольный профиль дороги показывает характер ее по длине с учетом подъемов и спусков, величину которых характеризуют уклоном, выраженным в процентах. Разность по высоте между двумя точками продольного профиля называют превышением, а расстояние между этими точками по горизонтали - заложением. Разделив превышение на заложение, выраженные в метрах, получают величину продольного уклона дороги.

В зависимости от значения дороги допускается разная величина продольных уклонов. Так, грунтовая дорога может иметь уклон до 9%, для бетонных дорог уклон не должен превышать 4%.

Автомобильные дороги подразделяются на следующие группы: – дороги общегосударственного значения, предназначенные для дальних автомобильных сообщений между столицами республик, промышленными и культурными центрами; – дороги республиканского значения, соединяющие главные административные, экономические и культурные центры краев, автономных республик и областей со столицами союзных республик; – дороги краевого и областного значения; – дороги местного значения, соединяющие районные центры, населенные пункты, колхозы и т. п. между собой.

В зависимости от значения, интенсивности и допустимой скорости движения автомобильные дороги делятся на пять категорий. Для дорог каждой категории устанавливаются нормы и важнейшие параметры.

К атегория: - Устройство автомобильных дорог

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СОЮЗДОРНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ
ГЕОТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ОБОЧИН И ОТКОСОВ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Утверждены замдиректора Союздорнии
канд . техн . наук Б . С . Марышевым

Одобрены Главным Техническим управлением
(письмо № 377-11/4 от 28.05.85 г .)

МОСКВА 1988

Предложены различные варианты конструкций земляного полотна автомобильных дорог с использованием геотекстиля для укрепления откосов и обочин. Рассмотрены конструкции укрепления подтопляемых откосов насыпей, неподтопляемых откосов насыпей и выемок, откосов водоотводных сооружений, предусматривающие применение геотекстильного материала в комбинации с различными видами укреплений - травосеянием, монолитным и сборным бетоном, каменной наброской. Рассмотрены также варианты использования геотекстиля для повышения устойчивости откосов насыпей, а также для укрепления обочин автомобильных дорог. Изложены методы расчета указанных конструкций, принципы, цели и условия их применения; указаны основные технологические особенности применения геотекстильного материала.

Приведены требования к геотекстильным материалам для укрепления откосов, методы испытаний геотекстиля и показатели его физико-механических свойств.

2.6. Укрепление в клетку выполняют в виде прямоугольных или диагональных клеток на поверхности откоса (рис. ) аналогично одерновке в клетку в комплексе с прибровочным укреплением и травосеянием под геотекстиль. Назначение этого вида укрепления - создать на части поверхности откоса дерновое покрытие, используя благоприятное влияние геотекстильного покрытия на сроки формирования и качество дернового покрова. При отсутствии опыта укрепление в клетку рекомендуется применять в ограниченном объеме на участках с небольшим ливневым стоком (см. табл. ) налегкоразмываемых грунтах в районах с суровым климатом и затрудненным развитием травяного покрова. Ширина геотекстильных полос, образующих клетку, не менее 0,5 м, расстояние между параллельными полосами не менее 1 м. Геотекстильные полосы закрепляют на откосе с помощью штырей или деревянных колышков, забиваемых в перекрестиях полос и на их концах.

Рис. 4. Фрагмент укрепления в клетку:

1 - прибровочная полоса; 2 - штырь; 3 - наклонная полоса; 4 - горизонтальная полоса; 5 - ячейка клетки

2.12. Покрытия из сетчатых или решетчатых рулонных материалов относятся к особым случаям сплошного геотекстильного покрытия. Сетчатое покрытие может выполнять роль или основы, армирующей дернину, или защитной сетки. Гибкая сетка с ячейками 5 - 30 мм, уложенная на откосе и прикрепленная к грунту по всей поверхности откоса, предназначена для армирования будущего дернового покрова, повышения местной устойчивости откоса и предотвращения местных сплывов. Сетку применяют для усиления поверхностных слоев откосов насыпей и особенно выемок, сложенных глинистыми грунтами и подверженных сплывам в местах выходов грунтовых вод. Взамен сетки могут быть использованы рулонные маты из разреженного грубоволокнистого нетканого материала, вырабатываемого фильерным способом в виде бесконечного волокна толщиной до 1 - 2 мм. Поры материала заполняются грунтом как специально в процессе строительства, так и самопроизвольно в период эксплуатации дороги. Попадающие с грунтом семена трав прорастают, образуя армированный дерновый покров.

Рис. 7. Конструкции укрепления откосов выемок геотекстилем с гидропосевом (а) и геотекстилем, обработанным битумом (б):

1 - бетонные плиты; 2 - растительный грунт; 3 - геотекстиль; 4 - скоба; 5 - геотекстиль, обработанный битумом

При устройстве защитного сетчатого покрытия прочную и жесткую рулонную сетку с размером ячейки 25 - 100 мм укладывают на поверхность откоса и прикрепляют к ней в отдельных точках. Сетка служит для защиты проезжей части и обочин дороги от скатывающихся на нее отдельных крупных обломков грунта, камней и т.п. Сетка применяется на участках осыпей, на откосах, сложенных легковыветривающимися неводостойкими и делювиальными породами с включениями валунов и крупной гальки.

В мокрых выемках с выходами грунтовых вод на откосах и возможным развитием солифлюкционных процессов геотекстильные материалы целесообразно использовать в конструкциях откосного дренажа - присыпного и врезного, траншейного. В траншейном дренаже геотекстильное полотно укладывают на дно и стенки траншеи, заполняют дренирующим материалом. В присыпном дренаже геотекстиль укладывают на спланированную поверхность откоса и присыпают слоем дренирующего материала. В обоих случаях геотекстиль выполняет роль разделяющей мембраны и фильтра, а в траншейном откосном дренаже геотекстильная оболочка армирует конструкцию и позволяет сохранить сплошность дрены и ее работоспособность при локальных подвижках грунта.

2.13. Для образования сплошных или полосовых укреплений откоса в виде геотекстильного покрытия в комбинации с травосеянием могут применяться армированные рулонные дерновые маты, изготовленные предварительно на базах или полигонах. Такие маты состоят из дернины, армированной геотекстилем. Маты приготавливают на площадках с покрытием путем укладки по жесткому (например, цементобетонному или асфальтобетонному) основанию слоя растительного грунта с размещением внутри него гибкой рулонной сетки или полотна. Создавая тепличный температурно-влажностный режим, способствующий ускоренному развитию травы, подготавливают дерн, затем мат снимают с основания, скатывая его в рулон, и перевозят к месту укладки. Рулонные дерновые маты могут быть использованы в тех же условиях, что и плоские (лотковые) геотекстильные укрепления: на участках с повышенной опасностью эрозионных деформаций (на конусах мостов и т.п.), при «лечении» откосов, для укрепления откосов в городских условиях и во многих других случаях, когда необходимо в короткий срок создать надежный дерновый покров или газон.

В районах с дефицитом каменных материалов в качестве укрепления откоса, аналогичного габионам, в ограниченном объеме допускается применять гибкие формы - тубы из геотекстиля, заполненные песком или гравием. Для этой цели можно использовать любой геотекстиль, обладающий достаточной прочностью и способностью без потерь удерживать материал внутри формы. Такие формы можно заполнять заранее и привозить упакованными или заполнять прямо на месте, используя в качестве транспортирующего песок агента воздух или воду. Чтобы предотвратить вынос грунта откоса через промежутки между формами, под ними устраивают обратный фильтр из геотекстиля. С помощью такого укрепления, выполняющего одновременно функцию ограждения, увеличивают крутизну откоса. В этом случае формы целесообразно заанкерить тяжами, размещенными в теле насыпи, переходя к конструкции типа армогрунт.

3.6. На участках временного подтопления при отсутствии ледяного покрова рекомендуется использовать комбинированную конструкцию с покрытием из геотекстиля, зафиксированным на поверхности откоса жесткой массивной решеткой и плоской (стальной или синтетической) сеткой (рис. ). Комбинация сетки с геотекстильным полотном может быть выполнена в виде единого элемента при производстве армированного геотекстильного материала. Конструкция применима для высоты волны до 30 см на откосах с уклоном до 1:2, сложенных песчаными грунтами, при размере ячейки решетки 1×1 м, сечении элемента 10×10 см и размере ячейки сетки 20×20 см. В качестве покрытия целесообразно использовать иглопробивной геотекстильный материал с разрывным удлинением не выше 100 %.

Рис.10. Укрепление откоса в виде решетки с сеткой и геотекстилем:

1 - основание насыпи; 2 - упор; 3 - растительный грунт с семенами трав; 4 - геотекстиль с битумным покрытием; 5 - сетка; 6 - бетонная решетка; 7 - песчаная насыпь

Пригрузочную решетку выполняют массивной, обеспечивая прилегание геотекстильного полотна к откосу за счет собственного веса. Массивная решетка может быть выполнена из сборных бетонных элементов, монолитного бетона или торкрет-бетона. При высоте волны до 20 см возможно применение деревянной решетки, закрепленной на откосе насыпи с помощью штырей длиной 1 м.

Геотекстильное покрытие можно комбинировать не только с решеткой и сеткой, но и с высевом трав под полотно, посадкой кустарников сквозь него, причем закрепляющие колья решетки в случае их прорастания могут рассматриваться как саженцы кустарника. Для защиты от солнечных лучей геотекстильное покрытие в клетках решетки покрывают органическим вяжущим. Исключение составляет вариант с торкрет-решеткой, при котором полотно внутри клеток покрывается слоем отскочившего при торкретировании раствора.

При оценке эксплуатационной надежности конструкции следует иметь в виду, что она склонна к деформациям в ходе двух-четырех расчетных штормов, после чего положение откоса стабилизируется. Деформации заключаются в переформировании откоса с подъемом его поверхности ниже расчетного горизонта воды на 5 - 10 см и опускании поверхности выше горизонта воды на ту же величину, выпучивании геотекстильного покрытия внутри ячейки сетки с заполнением зоны выпучивания песком.

3.7. Периодически подтопляемые откосы песчаных насыпей высотой до 2 м допускается укреплять обоймами из геотекстильного полотна (рис. ). При высоте волны 30 см устойчивое положение откоса обеспечивается средним уклоном 1:1,5 и высотой обойм до 0,5 м. Полотна геотекстиля должны заходить в откосную часть насыпи минимум на 1 м для обеспечения устойчивости обоймы к волновому воздействию. Для обеспечения общей устойчивости откоса полотна заводят в тело насыпи согласно расчету (см. п. ).

В процессе эксплуатации профиль откоса под действием волны изменяется, грунт в обоймах переформировывается, сами они несколько вытягиваются и плотно заполняются грунтом. Высота обойм и откоса уменьшается на 15 - 20 см на 1 м. Переформирование протекает в течение двух-четырех расчетных штормов, после чего откос приобретает стабильное очертание, а его профиль восстанавливают подсыпкой обочин. Укрепление с помощью обойм служит для временного (на два-три года) укрепления откосов насыпи.

Рис. 11. Укрепление откоса в виде обойм из геотекстиля:

1 - обойма из геотекстиля; 2 - песчаная насыпь

После обработки поверхности геотекстиля битумным вяжущим с посыпкой песком срок службы его удлиняется до 5 - 7 лет. В конструкции постоянных сооружений укрепление обоймами должно быть дополнено защитной стенкой, например из торкрет-бетона.

3.8. В укреплениях вертикального откоса в виде шпунтового ряда геотекстиль используют как фильтр для предотвращения выноса грунта через щели (шириной до 30 мм) шпунтового ограждения. Фильтрующее полотно из дорнита укладывают в один слой при ширине стыка до 20 см и в два слоя - при большей ширине, навешивают по тыльной стороне шпунтового ограждения и заглубляют ниже уровня дна водоема на 0,3 - 0,5 м (рис. ). При наличии воды в застенном пространстве концы полотен погружают в воду с помощью пригрузов.

Нахлест полотен составляет 0,2 м. Для обратной засыпки пазухи за шпунтовым ограждением применяют песок согласно требованиям к обратному фильтру.

Рис. 12. Обратный фильтр из геотекстиля в шпунтовом ограждении:

1 - откос; 2 - упорная свая; 3 - поперечная связь; 4 - монолитный ростверк; 5 - шпунтовый ряд; 6 - фильтр из геотекстиля

4. Геотекстильные прослойки для укрепления обочин

4.1. Уровень заложения геотекстильной прослойки и размещение ее по ширине определяются видом материала, необходимостью выполнения заданных функций (армирующей, дренирующей, разделяющей и защитной) и конструктивно-технологическими требованиями. При выборе конструктивного решения необходимо принимать во внимание целесообразность комплексного решения конструкции укрепления обочин и откосов.

4.2. При применении геотекстиля в качестве армирующей или разделяющей прослойки под крупнозернистым материалом слоя укрепления достаточно размещать его лишь в пределах наиболее часто подвергаемой наездам части обочин - краевой укрепительной полосы с запасом по ширине на 0,2 м (рис. ). В расчете укрепления действие прослойки учитывается увеличением модуля упругости грунта на 20 %.

Рис. 13. Основные конструктивные решения по укреплению обочин:

1 - прибровочная полоса; 2 - укрепленная часть обочины; 3 - проезжая часть; 4 - геотекстиль

При применении геотекстиля в качестве дренирующей прослойки его укладывают непосредственно на земляное полотно по всей ширине обочины с выводом на откос (см. рис. , б). Для предотвращения водной эрозии и для армирования обочины геотекстиль может быть уложен с уклоном в сторону проезжей части (см. рис. , в) При проведении ремонтных работ в дренирующем грунте обочины нарезают корыто и устраивают прослойки из материала, не обладающего водопроницаемостью в плоскости полотна. Для защиты обочины от размыва прослойку укладывают в пределах неукрепленной части обочины (см. рис. , г) с уклоном в сторону откоса в комплексе с травосеянием.

4.3. Для уточнения толщины и количества слоев укрепления обочины с учетом армирующего действия прослойки по результатам расчета согласно ВСН 39-79 производится корректировочный расчет с предварительной проверкой геотекстиля на работоспособность при длительной эксплуатации в соответствии с условием δa < RP:

,

где δa - напряжение в геотекстиле от действия колесной нагрузки, МПа;

RP - расчетное значение сопротивления геотекстиля растяжению, МПа;

ЕТ и Ео - модуль упругости соответственно геотекстиля и подстилающего грунта, МПа;

εТР - расчетное удлинение геотекстиля;

n и К - коэффициенты, устанавливаемые по табл. ;

РТР - прочность геотекстиля на растяжение, Н/см;

m - коэффициент, учитывающий разделяющую функцию прослойки на контакте с крупнозернистым материалом, m = 1,2.

Таблица 2

Если указанное условие не выполняется, то необходимо увеличить толщину слоев укрепления, применить геотекстиль большей прочности или с большими значениями n и К.

Значения характеристик геотекстиля, используемого для армирования обочин, должны быть не меньше указанных в табл. .

Таблица 3

Конструкции укрепления обочин и откосов должны обеспечивать прочность и устойчивость земляного полотна и его откосов, их неразмываемость поверхностными и подтопляющими водами, требуемую интенсивность, пропускную способность и безопасность движения.

Конструкции укрепления обочин и откосов должны назначаться с учетом минимальной стоимости их устройства и соблюдения необходимых темпов строительства дороги, а также нормальных условий ее эксплуатации.

Прочность, надежность, устойчивость, эффективная работоспособность и расчетная долговечность конструкций укрепления обочин и откосов обеспечиваются следующими мероприятиями:

строгим соблюдением технологии сооружения земляного полотна автомобильной дороги и его откосов (отсыпка слоев грунта требуемой толщины, тщательное послойное уплотнение грунта в пределах откосов, применение грунтов оптимальной и допустимой влажности);

Конструкции укрепления обочин земляного полотна автомобильных дорог назначают двух типов: нежесткого и комбинированного.Область, применения каждого из них устанавливается проектом на основе расчетных данных о составе и интенсивности движения, о грузонапряженности дороги, наличии местных материалов и необходимого оборудования. При строительстве выбор типа конструкции укрепления обочин должен быть обоснован технико-экономическим расчетом.

Для укрепления обочин автомобильных дорог используют следующие материалы: песчано-гравийные смеси; грунты, укрепленные нефтью, в том числе с добавкой цемента или извести; цементогрунт с добавкой нефти; сборные плиты из золоцементогрунта

Для укрепления откосов земляного полотна автомобильных дорог в рассматриваемых условиях целесообразно использовать:

1.биологические типы конструкций для защиты и укрепления откосов с крутизной не более 1:1,5, устроенных на грунтах всех видов, кроме песчаных.

(например посадка кустарника из местных растений,досев трав по растительному грунту)

2.несущие и защитные конструкции индустриального типа, предназначенные для защиты грунта поверхностных слоев от силовых воздействий, вод подтопления, паводковых и поверхностных вод. К ним относятся конструкции из местных грунтов, обработанных вяжущими (сырой нефтью, цементом или их комбинацией);

3.армирующие конструкции с использованием синтетических материалов в грунте откоса насыпи, с выпуском их (при необходимости) на откос, а также устройством защитного слоя из торфопесчаных смесей и последующим посевом трав.

Растительный грунт на откосе насыпи должен иметь толщину 5-10 см. В качестве такого грунта целесообразно использовать весь почвенно-растительный слой, срезаемый при вскрытии карьеров, резервов, разработке выемок, водоотводных канав и других земляных сооружений.

3.Технологическая классификация дорожных одежд, покрытий и оснований

Дорожная одежда, как правило, состоит из покрытия, основания и дополнительных слоев основания. Дорожную одежду считают прочной, если под действием многократно повторяющихся нагрузок от движущегося транспорта она сохраняет в течение заданного срока службы сплошную и достаточно ровную поверхность покрытия.

Возникающие в дорожной одежде вертикальные и горизонтальные напряжения затухают с глубиной. Это позволяет строить дорожную одежду из нескольких различных по прочности слоев в соответствии с действующими на них нагрузками.

Покрытие - верхний слой дорожной одежды, который может состоять из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия. Оно должно быть наиболее прочным, износо- и термостойким, водонепроницаемым, ровным и шероховатым.

Для снижения расхода дорожно-строительных материалов применяют покрытия, состоящие из двух слоев. Нижний слой непосредственно не подвергаемый воздействию колес автомобилей, строят из менее прочных материалов, чем верхний слой.

Основание - несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на грунт земляного полотна. Основание, как правило, состоит из двух или более прочных слоев, из которых верхние часто укреплены вяжущим с целью создания достаточно прочного слоя под покрытием. Для нижних слоев можно применять менее прочные и менее морозостойкие материалы, но при этом водоустойчивые и неразмокаемые.

Ниже приведена классификация оснований.

Когда основание не может полностью удовлетворить всем требованиям, его укладывают на дополнительный слой, который можно устраивать из разных материалов.

Дополнительный слой основания - нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозозащитные, дренирующие, выравнивающие и защиты от заиливания.

Главными факторами, от которых зависит выбор конструкции дорожной одежды, являются интенсивность и состав движения. Чем больше интенсивность движения автомобилей по дороге, тем быстрее изнашивается покрытие, следовательно, в этом случае должно быть устроено более капитальное, прочное и совершенное покрытие. На дорогах с меньшей интенсивностью движения покрытие изнашивается меньше, поэтому оно может быть облегченного типа. В тех случаях, когда интенсивность движения в данный период небольшая, но через 5-10 лет предполагается ее увеличение, устраивают покрытия переходного типа, которые после усиления могут быть отнесены к усовершенствованным. При малой интенсивности движения устраивают покрытия низшего типа.

При строительстве автомобильных дорог необходимо учитывать угрозу размывов откосов.

Специалисты рекомендуют для укрепления откосов купить геосинтетики высокого качества по экономичным ценам в компании GeoSM, специализирующейся на производстве и продажах материалов во всем ассортименте.Наши материалы для укрепления откосов разработаны по уникальной, запатентованной технологии.

Мы специализируемся на разработке и производстве геосинтетиков Геофлакс:

Мы гарантируем соответствие всех материалов технологии для укрепления откосов и требованиям регулирующих организаций и национальным стандартам

Откосы автомобильных дорог и их назначение

При проектировании откосов вдоль дорог научно обоснованными параметрами полотна. Почему же так важны откосы автомобильных дорог и их назначение. От них зависит безопасность дорожного движения. Проектировщики руководствуются рельефными, климатическими и гидрогеологическими характеристиками местности при заложении откоса насыпи автомобильных дорог.

Особенности создания откосов автомобильных дорог

Наиболее важным фактором считают крутизну откосов дороги, влияющую на выбор методики укрепления конструкции. Особенности создания откосов автомобильных дорог связаны с возможными неблагоприятными гидрометеорологическими воздействиями, к примеру, паводками селевого или речного типа. Крутизну откосов автомобильных дорог определяют в соответствии с высотой насыпи и механическими свойствами грунта.

Варианты укрепления откосов автомобильных дорог

Для укрепления откосов насыпи на дорогах используется несколько вариантов.Наиболее эффективные варианты укрепления откосов автомобильных дорог связаны с использованием инновационных геосинтетических материалов. Уклон откоса дороги должен соответствовать ландшафту окружающей среды и соблюдению экологического равновесия, чему способствует использование для откоса.

Материалы для укрепления откосов автомобильных дорог

Сегодня для укрепления откосов автомобильных дорог активно пользуются как традиционными материалами, от применения бетонных плит до так называемых плетневых заборов или посева трав, так и сборно-монолитными конструкциями из синтетических материалов.

Георешетка Геофлакс для откосов

Способствует повышению срока эксплуатации дорожных покрытий, улучшению их устойчивости к внешним нагрузкам, экономии материалов до 25%. Используется в сочетании с , что способствует перераспределению нагрузок и созданию противоскользящего слоя.

Являются популярным материалом для укрепления откосов. Благодаря использованию справляются с оседающими склонами. К тому же габионы отлично гармонируют с окружающим ландшафтом.

Обеспечивают противоэрозийную защиту и эффективны при армировании грунтов. для склона способствуют восстановлению растительного покрова, и обладают декоративной функцией.

Геосетка Геофлакс для откосов

Геотекстиль Геофлакс для откосов

Расчет угла уклона откоса дороги

Проектирование устройства откосов дороги производится в строгом соответствии с существующими стандартами. Расчет уклона откоса дороги осуществляется в соответствии с скоростью течение потока и гидрологическим режимом подтопления.

Способствуют укреплению ослабленных участков, выполняют дренажную и фильтрующую функцию, а также способствуют улучшению эстетики укрепления земляных откосов. Нам хорошо известно, что для обеспечения надежности откосов необходимо руководствоваться всеми запросами отрасли, существующими стандартами, требованиями заказчиков.

С материалами GeoSM строительство откосов существенно ускоряется, а срок их эксплуатации возрастает. Применение геосинтетики GeoSM рекомендовано профессионалами.

На существующих дорогах, проложенных в условиях сильно пересеченного рельефа, часто возникают сплывы откосов глубоких выемок из-за выклинивания грунтовой воды или водонасыщения грунта при промерзании и оттаивании. Нередко деформируются и откосы высоких насыпей, отсыпаемых с нарушением технологии или из неустойчивых грунтов, насыпей на косогорах или с чрезмерно большой крутизной откосов.

Радикальные меры, полностью гарантирующие устойчивость откосов, в сложных случаях, особенно если разрушение затронуло и проезжую часть, требуют выполнения инженерно-геологической съемки и последующей разработки соответствующего проекта. При этом могут сооружаться грунтовые упорные бермы, подпорные стенки, выполняться заделка вывалов грунтом с уполаживанием откосов или специальные мероприятия по повышению устойчивости (армирующие прослойки, различного исполнения габионы, укрепленный грунт и т.д.). Однако во многих случаях, как показал многолетний опыт эксплуатации дорог, при реконструкции можно с успехом ограничиться повышением устойчивости откосов путем проведения сравнительно несложных инженерных мероприятий.

Если поверхностные деформации на откосах не распространяются на большую глубину, их засыпают грунтом земляного полотна. Предварительно бульдозером нарезают на откосе борозды с учетом глубины сплыва и укладывают грунт горизонтальными слоями, тщательно уплотняя вибротрамбовкой. В местах выхода на откосы выклинивающихся родников откос снизу подрезают, устраивая в зависимости от глубины выемки полку шириной 1-3 м, и укладывают трубчатую дрену диаметром 0,15 м с обратным фильтром из чистого морозостойкого щебня или гравия (рис. 31). Перфорированную трубу целесообразно предварительно обернуть синтетическим нетканым материалом или стеклотканью. Место вырезки грунта засыпают морозо- и водоустойчивым материалом: гравием, камнем, щебнем, металлургическим шлаком и др. Из трубы делают вывод в понижения местности.

В последние годы успешно применяют новые конструкции перехватывающих дренажей из сплошных гофрированных пластмассовых или алюминиевых вертикальных водопроницаемых листов, в нижней части которых расположена дренажная труба. Они могут обеспечить осушение массива грунта на высоту до 3 м (рис. 32). В этом случае отсутствует необходимость в устройстве с низовой стороны водонепроницаемого экрана, что значительно снижает стоимость устройства дренажа. Применение пластмассовых листов существенно усиливает процесс осушения земляного полотна. Производительность работ повышается при этом не менее чем в 2,5-3 раза из-за отсутствия необходимости в устройстве обратных фильтров.

Рис. 31. Схема повышения устойчивости откоса выемки при выклинивании грунтовых вод:

1 — гравий или щебень: 2 — травяной покров: 3 — трубчатая дрена: 4 — направление движения выклинивающихся вод

Рис. 32. Дренаж с сердечником в виде водопроводящих «каналов», соединенных с трубчатой дреной:

а — дренаж с сердечником из тонкого (0,5-1 мм) гофрированного материала; б — разрез гофрированного сердечника с прямоугольными или треугольными ребрами; в — разрез дрены с просечно-вытяжным пластмассовым или металлическим сердечником; г — вид сверху на сердечник; 1 — сердечник с водопроводящими каналами; 2 — минерально-волокнистый фильтрующий материал; 3 — трубчатая дрена; 4 — водоприемные отверстия; 5 — вода, стекающая по дренажной трубе (стрелки указывают направление движения воды)

Повышению устойчивости верхней части откоса глубокой выемки обычно способствует устройство перехватывающего дренажа глубиной до 3 м на расстоянии не менее 5 м от ее бровки (рис. 33).

Рис. 33. Схема перехватывающего глубокого дренажа для повышения устойчивости верхней части откоса:

1 — нагорный дренаж; 2 — трубчатая дрена; 3 — обваловка откоса; 4 — место возможного сползания грунта; 5 — травяной покров; 6 — подлотковый дренаж

В случаях полного нарушения устойчивости откосов выемок со сплывом грунта в боковые канавы и даже на обочины рекомендации по их укреплению разрабатывают индивидуально после обстоятельных инженерно-геологических обследований.

Откосы насыпей высотой более 6 м, возведенных из иловатых грунтов, аргиллитовых или глинисто-сланцевых обломков, мергелей и других аналогичных горных пород очень часто деформируются. Особенно часто деформации наблюдаются с низовой стороны земляного полотна по отношению к склону местности. Основной причиной нарушения устойчивости откосов насыпей являются низкая водо- и морозостойкость, а также высокая дробимость горных пород, из которых они возведены. Чтобы повысить устойчивость откосов, сложенных из легковыветривающихся горных пород, с низовой стороны устраивают упорные призмы из галечника, гравия или гравелистого песка. Повышению устойчивости способствует и уширение насыпи в низовую сторону.

Для предупреждения заиливания упорной призмы грунтом уширяемой насыпи желательно между ней и призмой закладывать противозаиливающую прокладку из стеклоткани, полимерного материала и т. п.

Крутизна наружного откоса призм, отсыпаемых из каменных материалов, не должна превышать 1:1,3. Выкладывая наружный откос крупным камнем, можно допустить увеличение крутизны до 1:1 (рис 12.34, а). Иногда в целях снижения стоимости строительства призмы отсыпают из непылеватых глинистых грунтов (рис. 34, б). Наружный откос призмы, отсыпаемой из глинистых грунтов, должен быть не круче 1:2,5.

Рис. 34. Пример повышения устойчивости низового откоса высоких насыпей устройством упорных призм:

а — из крупноскелетных материалов; б — из глинистых практически непроницаемых грунтов; 1 — упорная призма; 2 — противозаиливающий слой; 3 — искусственный травяной покров; 4 — врезка в косогор

Для стока просачивающейся через насыпь воды подошву призмы планируют в сторону падения косогора, придавая ей уклон 10-20 ‰. Но если грунт насыпи за период эксплуатации стал водонепроницаемым и призму также осыпают из практически водонепроницаемых грунтов, то ее врезают уступами в косогор с уклоном до 100 ‰ в сторону оси насыпи.

Размеры упорных призм определяют расчетом [ 46, 52]. Повышение устойчивости низовых откосов упорными призмами или контрбанкетами широко применяют в России, особенно в северных районах страны.

На откосах упорных призм и насыпей, устроенных из крупнообломочных горных пород, укладывают защитный слой водонепроницаемого грунта толщиной не менее 0,6 м. При использовании грунтов, обработанных вяжущими материалами, в том числе и местными малоактивными, толщину защитного слоя можно уменьшить до 0,15-0,2 м.

При деформациях, возникающих в грунте поверхностного слоя откосов в результате снижения их прочности под влиянием погодно-климатических факторов, а также для защиты от температурных и силовых воздействий паводковых или поверхностных вод устраивают более капитальное укрепление — специальные покрытия различного исполнения. К ним относятся решетчатые конструкции из бетонных элементов с заполнением ячеек щебнем, камнем, обработанным вяжущим грунтом. В ином исполнении это пластмассовые пространственные георешетки (геовебы) с высотой ребра 15-20 см и различным заполнением ячеек, устраиваемые для защиты от вымывания грунта и фильтрации грунтовых и поверхностных вод на подстилке из нетканого материала.

В зависимости от условий подтопления при укреплении откосов применяют различные бетонные или железобетонные плиты с устройством обратного фильтра из щебня или геосинтетического материала нетканого типа с высоким коэффициентом фильтрации, геоматы, каменную наброску, габионы на основе сетчатых металлических каркасов, заполняемых камнем различного грансостава, слои из бетона, укладываемого на металлическую сетку пневмопогрузчиком и др. (рис. 35 и 36). В качестве термозащитных слоев используют торфопесчаные и мохоторфяные смеси, прослойки из геоматериала, пенопласт, пенополистирол. Каждый из этих видов укрепления имеет свою область наиболее эффективной работы в сооружении и защиты поверхности откоса.

Рис. 35. Конструкции укрепления откосов:

а — покрытие из геотекстиля; б — укрепление каменной наброской, в том числе по геотекстильной прослойке; в — укрепление различными плитами, в том числе по обратному фильтру из геотекстиля; г — габион из металлической каркасной сетки, заполненной камнем; 1 — геотекстиль; 2 — элемент крепления; 3 — канавка; 4 — каменная наброска; 5 — плита; 6 — обратный фильтр; 7 — упор; 8 — габионный элемент; 9 — зона подмыва.

В последние годы широкое применение получили химические способы закрепления откосов. В табл. 4 приведен перечень мероприятий, по ликвидации и предупреждению деформаций, связанных как с потерей общей, так и местной устойчивости, выполняемых химическим способом (рис. 37).

При нарушении местной устойчивости неукрепленных откосов выполняют профилирование их поверхности и укрепление. Укрепление травой используется для защиты неподтопляемых или кратковременно подтапляемых откосов от водной и ветровой эрозии, для лечения и предотвращения сплывов, оплывин и других нарушений местной устойчивости в районах с благоприятными условиями для прорастания трав и развития корневой системы. Травосеяние может использоваться и в комплексе с другими методами укрепления, например, решетчатыми конструкциями, геовебами. Разновидностью этого метода можно считать одерновку. Наиболее технологичным является биологическое укрепление с помощью гео материалов с включенными в их структуру семенами трав оптимального состава или травосеяние с покрытиями из геоматериалов, обеспечивающими защиту прорастающих семян. На подтопляемых откосах с невысокими скоростями потока и малой высотой подтопления возможно биологическое укрепление в виде посадки кустарника, плетневого прорастающего укрепления, прорастающей выстилки, фашинные конструкции.

Рис. 36, Варианты конструкции укрепления откосов:

а — решетчатая конструкция из бетонных элементов; б — пространственная георешетка; в — укрепление откоса георешеткой; 1, 2 — бетонные элементы; 3 — анкеры; 4 — тяжи анкеров

Совершенствование системы водоотвода. В процессе реконструкции дороги производят восстановление и перестройку размытых и разрушенных водоотводных и нагорных канав и других водоотводных сооружений.

При изменении профиля водоотводного сооружения в результате вспучивания или просадки отдельных цементобетонных плит необходимо произвести их переукладку. Вспученные или просевшие плиты вырубаются по продольным и поперечным швам. Освобожденные от соединения с соседними плиты вынимаются из общего укрепления вручную (при массе 10-12 кг) или краном. Грунт под изъятыми плитами выбирают вручную на глубину 30-40 см, заменяют непылеватым песком крупным и средней крупности, тщательно уплотняют трамбовкой и выравнивают. После подгрунтовки боковых и нижних поверхностей неповрежденные плиты укладывают на старое место, поврежденные заменяют новыми, а швы заделывают битумной мастикой.

Мероприятия по обеспечению устойчивости земляного полотна химическим способом

Таблица 4

Рис 37. Схема предупреждения и ликвидации оползневых деформаций откосов в однородных грунтах химическим способом:

а — оползень со срезом и вращением; б — локальный оползень; 1 — сползающий грунт; 2 — предполагаемая поверхность скольжения; 3 — свая-шпона из закрепленного грунта; 4 — гидроизолирующее покрытие на откосе; 5 — дорожная одежда; 6 — границы отрыва грунта

В качестве материалов для укрепления водоотводных канав, лотков могут быть использованы и геотекстильные материалы. Для повышения допустимой (неразмывающей) скорости воды, светостойкости, срока службы материал обрабатывается битумом.

Укладку полотен в канавах (кюветах) выполняют в продольном направлении, начиная с низовой части с перекрытием полотен не менее 0,5 м. Если раскатка рулонов непосредственно у канавы затруднена, выполняют предварительную подготовку полотен за пределами строительства. В тех случаях, когда требуется полная обработка поверхности геотекстиля битумом (битумной эмульсией), розлив битума при температуре t = 140…160 °С производят после укладки полотен в канаве или на горизонтальном участке за пределами площадки строительства. Непосредственно после розлива битума его равномерно распределя ют щетками по всей поверхности и посыпают тонким слоем песка с последующей прикаткой. Обработку геотекстиля битумом на дне канавы производят после его укладки. Закрепление полотен производится Г-образными металлическими анкерами или заделкой краев геосинтетического материала в подготовленных заранее ровиках.

На участках массового разрушения асфальтобетонного (монолитного или сборного) укрепления в виде сетки трещин, пучинообразных или просадочных изменений поперечного профиля, наблюдающихся на значительном протяжении, целесообразно производить замену такого укрепления на цементобетонное. В этом случае разрушенные участки укрепления полностью вырубают и устраивают новое цементобетонное укрепление. В случае изменения на значительном протяжении поперечного профиля канавы с укреплением сборными цементобетонными плитами без разрушения производят переукладку этих плит. Поверхностные повреждения цементобетонных укреплений: канав, лотков и других водоотводных сооружений (например, сплошное шелушение) могут ремонтироваться с использованием асфальтобетонной смеси, цементного раствора или теста. Подлежащая ремонту поверхность с помощью асфальтобетонной смеси должна быть равномерно подгрунтована разжиженным битумом или битумной эмульсией в количестве 0,5 л/м 2 . Для ремонта может применяться мелкий щебень с максимальным размером зерна 8-12 мм при толщине слоя до 20 мм. Смесь укладывается и уплотняется вручную до уровня первоначального укрепления. Подгрунтовка подготовленных к заделке участков цементобетонными или полимербетонными смесями заключается в смазывании их дна и стенок клеящими материалами. В зависимости от ремонтного состава применяют для цементобетонных смесей — цементный клей; для полимербетонных смесей — полимерное вяжущее.

Для заделки поврежденных участков в качестве цементобетонной смеси применяют мелкозернистый (песчаный) цементобетон. Его приготавливают на высокоактивном цементе марки не ниже 500, а также вводят в воду затворения бетонной смеси добавку хлористого кальция до 2 % от массы цемента. Бетонные смеси укладывают с превышением над поверхностью укрепления 1-2 см, затем уплотняют штыкованием мастерком, приглаживают и затирают. Полимербетонные смеси приготовляют на основе эпоксидного вяжущего. Применяемые составы вяжущего приведены в табл. 5, а минеральной смеси в табл. 6.

Таблица 5

Таблица 6

При заполнении выбоин глубиной более 3 см соотношение между вяжущим и минеральным материалом принимают 1:7 (по массе), при более мелких выбоинах — соответственно 1:4-1:6. Подгрунтовку выбоины производят эпоксидным вяжущим из расчета 0,3-0,4 л/м 2 . После этого выбоину заделывают готовым полимербетоном и присыпают песком.

При использовании асфальтобетонной смеси поврежденный участок подвергают подгрунтовке разжиженным битумом или битумной эмульсией из расчета 0,3-0,5 л/м 2 . Уложенную асфальтобетонную смесь уплотняют вручную и присыпают песком. Для выравнивания отдельных перекосившихся или просевших крупных плит или тяжелых сборных элементов может быть использован метод инъецирования под плиту жидкого цементного раствора.

Перестройка закрытых дренажей состоит в замене звеньев дренажных труб, устьев и выпусков из дрен, ремонте колодцев, замене фильтровальной обсыпки. Если дренажная система быстро заиливается, при замене фильтровальной обсыпки в дренаж вводится хорошо фильтрующий нетканый синтетический материал, устраиваются дополнительные выпуски из дренажей. Разрушенные выпуски заменяют новыми с приданием им уклона, обеспечивающего быстрый отвод воды. На участках с избыточным увлажнением или недостаточной эффективностью работы дренирующих слоев устраивают новые продольные и прикромочные дренажи, дренажные скважины.