Вопрос 8: Требования к плотности грунта при возведении земляного полотна.

Ответ: Плотность грунта - один из важных факторов, определяющих его прочность и устойчивость.

Плотность грунта зависит от его минералогического состава, влажности и характера сложения (пористости). Плотность грунта чаще всего находится в пределах 1,2 … 2,4 г/см³.

Сущность уплотнения грунтов состоит в увеличении содержания минеральных частиц и агрегатов в единице объема грунта.

В процессе приложения различных видов нагрузки на уплотняемый грунт происходит изменение напряженно-деформированном состоянии.

В грунте протекает несколько взаимосвязанных процессов – упругое сжатие частиц и агрегатов, преодоление сил трения и сцепления в зонах контактов, необратимые смещения и сдвиги частиц относительно друг друга, отжатие из пор воды и воздуха, деформирование и выжимание водных пленок в зонах контактов.

Это приводит к изменению первоначальной структуры грунта, которое проявляется в сближении минеральных частиц, их переориентации, уменьшении толщины водных пленок в зонах контактов и, как следствие, в увеличении числа связей в грунте и повышении прочности.

Чем выше плотность сухого грунта, тем выше его прочность и устойчивость.

Одна из главных задач стоящих перед мастерами на производстве это не только выбор методики уплотнения: укатка, вибрирование и трамбование, а так же в установлении такой плотности сухого грунта, которая обеспечила бы не только высокую прочность, но и стабильность структуры грунта при переменном увлажнении, промерзании и оттаивании, что способствует жизнестойкости земляного полотна на протяжении всего периода существования дороги в дальнейшем.

С другой стороны, важным является определение условий, при которых формирование водоустойчивой структуры грунта достигается при наименьших затратах на уплотнение. Для получения наиболее плотной и водоустойчивой структуры грунта влажность его должна быть такой, при которой объем защемленного воздуха в теле земляного полотна находится в пределах 4-6%.

При этом образуются наиболее прочные гидратные оболочки, обеспечивающие минимальную фильтрацию влаги и наименьшее разбухание грунта в процессе его переувлажнения.

Если влажность грунта ниже, то есть объем пор, занятых воздухом, выше, то водоустойчивая структура не создается.

Если влага вытесняет указанный процент воздуха, то структура становится также неустойчивой.

Следовательно, существует некоторая оптимальная влажность, обеспечивающая формирование устойчивой структуры при данной степени уплотнения.

Плотность влажного грунта рассчитывают по формуле

,

где плотность влажного грунта, г/см³;

m₁– масса контейнера с грунтом, г;

m₂– масса пустого контейнера, г;

V- объем контейнера, см³.

Плотность скелета грунта определяют с погрешностью до 0,01 г/см³

,

где W– влажность грунта, %

где m₁ - масса влажного грунта с бюксой, г;

m₂ - масса сухого грунта с бюксой, г;

m₃ - масса бюксы, г.

Наибольшая плотность скелета грунта

,

где W₀– оптимальная влажность грунта, %

Вопрос 9: Земляное полотно. Определения и основные требования.

Ответ: Земляное полотно проектируется с учетом:

1. Категории дороги;

2. Типа дорожной одежды;

3. Высоты насыпи и глубины выемки;

4. Свойств грунта используемых в земляном полотне;

5. Природных условий района строительства;

6. Исходя из обеспечения требуемой прочности, устойчивости и стабильности, как самого земляного полотна, так и дорожной одежды.

7. Также при максимальном сохранении ценных земель и наименьшем ущербе окружающей среде.

I Земляное полотно включаетв себя следующие элементы и состоит из:

1. Верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой) часть полотна располагающуюся в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части;

2. Тело насыпи с откосными частями;

3. Основание насыпи – массив грунта в условиях естественного залегания, располагающегося ниже насыпного слоя, а при низких насыпях и ниже границы рабочего слоя;

4. Основание выемки – массив грунта ниже границы рабочего слоя;

5. Откосные части выемки;

6. Устройства для поверхностного водоотвода;

7. Устройства для понижения уровня грунтовых вод;

8. Устройства и конструкции, предназначенные для защиты земляного полотна от опасных геологических процессов: эрозии, сели, лавины, оползни.

При строительстве земляного полотна необходимо учитывать: природные условия района строительства; условия увлажнения грунта; грунты из которых идет отсыпка земляного полотна; высоту насыпи.

IIПриродные условиярайона строительства характеризуются комплексом погодно-климатических факторов.

III По условиям увлажненияверхней толщи грунта различают 3 – типа местности:

1-ый - сухие участки;

2-ой – сырые участки с избыточным увлажнением в отдельные периоды года;

3-тий – мокрые участки, с постоянным избыточным увлажнением.

(Классификация типов местности и грунтов Приложение 2 табл.1 СНиП 2.05.02-85)

IVГрунтыиспользуемые в дорожном строительстве должны соответствовать ГОСТ 25100-82(95) Типы и подтипы грунтов по пучинистости табл. 2.1

VНаименьшее возвышение поверхности покрытияв зависимости от дорожно-климатических зон, так необходимо учитывать пункт 6.33 СНиП 2.05.02-85 регламентирующий высоту насыпи состоящей из суммы толщины снежного покрова с учетом его превышения на 5% и Δhпревышение над уровнем снегового покрова в зависимости от категории дороги.