Распределение величин вертикальных давлений в теле земляного полотна по высоте насыпи показано на рис 1.9.1. В верхних слоях насыпи действует в основном давление от временной нагрузки, которое при отсутствии дорожной одежды составляет до 0,7 МПа, а при наличии дорожной одежды не превышает 0,2 МПа. В нижних слоях давление от временной нагрузки понижается и на глубине 1,0 м не превосходит 0,03...0,04 МПа, далее оно быстро затухает. Давление от собственной массы насыпи на глубине 1,0 м достигает 0,2 МПа, а при большей глубине оно превышает давление от временной нагрузки.
Рис. 1.9.1. Распределение вертикальных давлений в зоне земляного полотна:
а - от временной нагрузки; б - от собственной массы
Давление от горизонтальных усилий, возникающих на колесах автомобилей при торможении, трогании с места и перемене скоростей, быстро затухает и на глубине 1,2...1,0 м в расчете его можно не учитывать. При этом следует иметь в виду, что в верхней части земляного полотна давление действует не постоянно, а периодически при наличии временной нагрузки, тогда как в нижней части оно создается собственной массой, и поэтому действует постоянно.
При определении требуемой степени уплотнения грунта по высоте земляного полотна необходимо учитывать изменение влажности и температуры в течение года.
Отсюда следует, что требуемое уплотнение по высоте насыпи не должно быть обязательно одинаковым. Назначаемая плотность должна учитывать эксплуатационные условия, в которых фактически будет находиться грунт (рис. 1.9.2).
Рис. 1.9.2. Распределение требуемой плотности по высоте насыпи
В верхних слоях земляного полотна на глубине 1,5...1,2 м имеют место наибольшие удельные давления от временной нагрузки, требующие максимально возможного уплотнения в целях повышения несущей способности грунта. Кроме того, нужно учитывать возможное изменение плотности грунта за счет сезонных колебаний влажности и промерзания.
В слоях ниже 1,5...1,2 м, где суммарное давление от временной нагрузки и собственной массы грунта невелико, а сезонные колебания влажности и промерзания имеются только на откосах насыпей, требования к уплотнению земляного полотна могут быть снижены.
В нижних слоях насыпи плотность грунта необходимо задавать из условия соответствия ее давлению от собственной массы насыпи.
Плотность грунта, которая должна быть достигнута при сооружении земляного полотна, определяют по формуле
d тр = d 0 · K тр (1.9.1)
где d 0 - оптимальная плотность скелета грунта, г/см3;
Kтр - коэффициент уплотнения, установленный действующими нормами (табл. 1.9.1).
Таблица 1.9.1
Значения минимального требуемого коэффициента Ктр от оптимального уплотнения Ко
Вид земляного полотна | Часть земляного полотна | Глубина расположения слоя от поверхности покрытия, м | Дороги с усовершенствованными покрытиями капитального типа | Дороги с усовершенствованными облегченными и переходными покрытиями | ||
Коэффициент уплотнения в дорожно-климагических зонах | ||||||
II, III | IV, V | II, III | IV, V | |||
Насыпи | Верхняя | До 1,5 | 1...0,98 | 0,98...0,95 | 0,98...0,95 | 0,95 |
Нижняя не подтапливаемая | 1,5... 6,0 | 0,98...0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | |
Более 6,0 | 0,98 | 0,95 | 0,95 | 0,95...0,90 | ||
Нижняя подтапливаемая | 1,5...6,0 | 0,98...0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | |
Более 6,0 | 0,98 | 0,98 | 0,95 | 0,95 | ||
Выемки, нулевые места и естественные основания | В зоне промерзания | До 1,2 | 1...0,98 | 0,98...0,95 | 0,98...0,95 | 0,95 |
Нижние зоны промерзания | До 1,2 | 0,95 | 0,95...0,92 | 0,95...0,92 | 0,90 |
Примечание. Большие значения коэффициента уплотнения относятся к дорогам с цементобе-тонными и цементогрунтовыми покрытиями и основаниями, а также с усовершенствованными облегченными покрытиями.
Необходимость уплотнения грунтов в выемках, нулевых местах и естественных основаниях устанавливают путем определения фактической плотности этих грунтов и её сопоставления с требуемой. Изменения плотности грунтов в результате искусственного уплотнения, учитываемые при подсчете объёмов земляных работ, характеризуют коэффициентом относительного уплотнения Котн (табл. 1.9.2).
(1.9.2)
где Vpeз - объем грунта взятого из резерва;
Vн ac - объем того же грунта в насыпи после уплотнения;
dтр - требуемая плотность грунта в теле насыпи;
dрез - плотность грунта в естественном состоянии.
Плотность грунта в естественном состоянии dрез определяют непосредственно взятием проб грунта из резерва. Берут одну пробу на 1500...2000 м3 грунта. Ориентировочные значения Котн приведены в табл. 1.9.2.
Таблица 1.9.2
Значения коэффициента относительного уплотнения
Требуемый коэффициент уплотнения грунта насыпи Ктр | Грунт | Каменные материалы при плотности и естественном залегании, кг/м3 | ||||
пески, супеси пылеватые, суглинки | суглинки, глины | лессы и лесовидные грунты, черноземы | 1900...2000 | 2200...2400 | 2400...2700 | |
Коэффициент относительного уплотнения Котн | ||||||
1,0 | 1,10 | 1,05 | 1,20 | - | - | - |
0,95 | 1,05 | 1,00 | 1,15 | 0,90 | 0,85 | 0,80 |
0,90 | 1,00 | 0,95 | 1,10 | - | - | - |
Если влажность грунта на 2...3 % больше или меньше оптимальной, то оптимальную плотность получить нельзя. Оптимальная влажность способствует повышению сцепления в грунте за счет образования более прочно адсорбированных водных пленок.
Источник:https://www.gosthelp.ru/text/PosobieSpravochnikdorozhn.html