Профилированные грунтовые дороги

Низкая стоимость строительства профилированных грунтовых дорог и простота их конструкции послужили причиной тому, что в первые годы после Октябрьской социалистической.революции имен­но профилированные грунтовые дороги получили наибольшее рас­пространение. Еще в тяжелые годы гражданской войны В.И.Ленин, ознакомившись с брошюрой инж. Н. С. Ветчинкина «Твердые грун­товые дороги», предложил Президиуму ВСНХ установить учет использования имевшихся дорожных машин и «обсудить, не следует ли хоть небольшое число тракторов поставить на эту работу и ве­сти ее систематически»¹.

¹ Ленинский сборник, том XXIII, стр. 175. Партийное из-во. Москва, 1933.

Более I млн, км профилированных грунтовых дорог были пост­роены в сельскохозяйственных районах страны уже в годы первой пятилетки. Однако отсутствие пламсрных работ по их ремонту и содержанию привело к тому, что многие из них в ближайшие годы перестали удовлетворять требованиям движения.

Учитывая возросшие объемы перевозок и осевые нагрузки авто­мобилей в настоящее время принято считать нецелесообразным устраивать профилированные грунтовые дороги в тех случаях, ког­да необходимо обеспечивать непрерывное круглогодичное движение, гак как при их переувлажнении в весенний и осенний периоды и да­же в дождливые летние периоды движение по ним становится не­возможным. Вследствие незначительного возвышения над уровнем землиони отличаются повышенной снегозаносимостью, что вынуж­дает прекращать пли ограничивать движение и зимой.

По этим причинам профилированные грунтовые дороги следует устраивать лишь для временного проезда или в тех случаях, когда основной объем перевозок совпадает с сухим периодом.

Значительную часть грунтов, близких по гранулометрическому составу к оптимальным, можно использовать для устройства про­филированных грунтовых дорог,

Они представляют собой несколько приподнятую проезжую часть из местного грунта с лотками треугольного или трапецеидаль­ного сечения.

Размеры лотков устанавливают исходя из потребности в грунте, т. е. в зависимости от ширины и возвышения бровки земляного по-лотна.

Для быстрого стока воды поверхность проезжей части устраи­вают с поперечным уклоном от 20 до ЗО°/оо, увеличивая уклон до 30—5О%о в пределах обочин.

При строительстве профилированных дорог принято выделять следующие технологические операции: подготовительные работы (разбивка или восстановление трассы, очистка дорожной полосы от леса, кустарника и крупных камней); рыхление грунта на от­дельных участках с и елью повышения производительности машин при разработке; сосредоточенные земляные работы у малых искус­ственныхсооружений, па пересечениях оврагов, на резких перело­мах продольного профиля; профилирование дорожного полотна (разработка грунта в боковых канавах и резервах, перемещение его в насыпь, разравнивание насыпи); уплотнение грунта.

Большая часть операций рассмотрена в разделе строительства земляного полотна.

Основную операцию — профилирование грунта можно выпол­нять автогрейдером, прицепным грейдером или бульдозером с пово­ротным отвалом.

Технология профилирования подробно рассмотрена при описа­нии возведения насыпей автогрейдером.

Наиболее ответственной операцией является уплотнение грун­та. Требуемую плотность устанавливают с учетом группы грунта и дорожио-клнматической зоны. Выбор катка и режима уплотнения осуществляютв зависимости от типа грунта, его влажности, началь­ной и требуемой плотности.

Поддержание профилированных грунтовых дорог в проезжем состоянии требует регулярного us профилирования. Объем этих работ тем больше, чем интенсивнее движение, чаще и продолжи­тельнее дождливые периоды.

Некоторое улучшение свойств местного грунта может быть до­стигнуто в результате создания так называемых оптимальных грун­товых смесей, т. е. смесей, обладающих наименьшей пористостью и наибольшей прочностью.

Крупные промежутки между песчаными зернами в оптималь­ных смесях заполнены более мелкими пылеватыми частицами. Гли­нистые частицы в небольших количествах обеспечивают сцепление всей массы грунта в целом. Оптимальные грунтовые смеси по свое­му составу приближаются к природным супесям. Прочность улуч­шенного грунта оценивают модулем деформации. Наиболее высокие значения модуля деформации имеют крупнозернистые с подобран­ным составом смеси, затем пески, далее плотные с подобранным составом песчано-глинистые смеси.

При сравнительно мелких исходных материалах получают пес­чано-глинистые смеси, а по мере укрупнения частиц и увеличения их количества гравийные или щебеночные смеси с размером зерен до 80 мм называют крупноскелетными (грунтощебень), до 20— 25 мм — среднезернистыми, до 5—10 мм — мелкозернистыми (песчано-глинистые). Оптимальные искусственные грунтовые смеси по­лучаются путем смешивания не более двух разновидностей грунтов. При составлении песчано-глинистых смесей обычно добавляют пес­чаный или гравелистый материал к тяжелосуглинистым, пылеватым и глинистым грунтам;к исходным песчаным грунтам добавляют суглинистый грунт.

Основное требование, которому должна отвечать оптимальная смесь — постоянство сопротивления действию колес транспортных средств. Поэтому при расчете состава следует учитывать не только гранулометрический состав исходных грунтов, но и местные при­родные условия. Например, в засушливых районах, где запылен­ность грунтовых дорог является наибольшим препятствием для движения, назначают повышенное содержание глинистых частиц, обеспечивающих связность грунта.

В районах избыточного увлажнения требуется повышенное со­держание песчаных и гравийных частиц для обеспечения устойчи­вости скелета грунта.

Гранулометрический состав грунта, состоящего из песчаных, пылсватых и глинистых частиц, можно изобразить методом треу­гольных координат. Этот метод основан на известном свойстве рав­ностороннего треугольника; если из какой-либо точки внутри такого треугольника опустить перпендикуляры на его стороны, то сумма этих отрезков всегда равна высоте треугольника; если разделить высоты треугольника на 100 равных частей и из этих точек провес­ти линии, перпендикулярные высотам, то стороны треугольника также разделятся на 100 равных частей. Каждая из сторон треу­гольника будет служить шкалой и характеризовать процентное со­держание песчаных, пылспатых или глинистых частиц (рис. 111). Это свойство равностороннего треугольника позволяет изобразить гранулометрический состав грунта точкой внутри треугольника.

Теоретическое обоснование и экспериментальное изучение наи­лучшего соотношения частиц различной крупности в оптимальном грунте было дано Н. Н. Ивановым и В. В. Охотиным.

Ориентировочно можно считать, что в оптимальной смеси долж­но быть от 7 до 14% глинистых частиц, от 15 до 35% пылеватых и не менее 55% песчаных.

Чтобы установить возможность получения опшмальной смеси из двух исходных грунтов и рассчитать процентное содержание ее компонентов, внутри треугольника наносят пределы оптимальной смеси, которые изобразятся в виде пятиугольника, показывающего границы оптимального гранулометрического состава грунта (см. рис. 111). Затем наносят зерновой состав исходных грунтов (точки А и Б). Если прямая линия, соединяющая эти две точки, пересекает пятиугольник, то из этих грунтов можно составить оптимальную смесь.

Процентное содержание грунтов А и Б в смеси определяется от­резками АВ и БВ, где точка В характеризует гранулометрический состав искомой оптимальной смеси выбирают ее на пятиугольнике по технико-экономическим соображениям.

После измерения длины отрезков АБ и АВ рассчитывают содер- к жание компонентов грунтовой смеси:

содержание грунта, имеющего состав А -^ 100= -—- ■ 100 = 50%;

содержание грунта, имеющего состав Б jg 100 = i^~- 100 = 50%.

В зависимости от толщины покрытие может быть серповидного или полукорьпного профиля. При толщине около 15 см устраивают

серповидный профиль, при большей толщине целесообраз­нее придавать покрытию полу-корытный профиль. чтобы уменьшить количество материа­ла на укрепление обочин.

Технологический процесс устройства покрытия из грун­та подобранного состава (рис. 112) включает следую­щие технологические операции: профилирование поверхности земляного полотна с прида­нием поперечного уклона 30—4О°/оо; разрыхление грунта на необходимую глубину (уста­навливают исходя из потребно-

сти в грунте данного типа); доставка добавляемого грунта иего разгрузка; распределение добавляемого грунта по земляному по­лотну; перемешивание составляющих грунта, профилирование по­верхности покрытия; уплотнение.

Для выполнения указанных операци?¹ необходимы автогрейдеры, рыхлители или дисковые бороны, автомобили-самосвалы или скре­перы, катки (на пневматическахшипах, кулачковые и ребристые).

Устанавливая источники привозного грунта, необходимо рас­смотреть варианты карьеров и выбрать оптимальный по минимуму приведенных затрат на строительство всей дороги или отдельных ее участков. В частном случае при одинаковых затратах, связанных с подготовкой карьеров к разработке, выбор варианта можно осу­ществлять по минимуму транспортной работы для строительства отдельных участков покрытия. Источниками грунта могут быть выемки и карьеры. Выбрав источники грунта, устанавливают грани­цы зон снабжения привозным грунтом отдельных участков дороги.

Контроль качества состоит в регулярных измерениях влажности и плотности грунта, зернового состава оптимальной смеси и состав­ляющих грунтов. При существенном изменении зернового состава исходных грунтов необходимо изменять количество привозного грунта, пользуясь рис. 111. Основные технологические операции по устройству покрытий из грунтов улучшенного состава следует вы­полнять привлажности, близкой к оптимальной. При более низких значениях влажности предусматривают увлажнение. Сложнее устранить переувлажненное состояние грунта, так как высушивание под действием атмосферного тепла не всегда эффективно, а приме­нение таких добавок, как известь, чрезмерно дорого.