При капитальном ремонте земляного полотна восстанавливают и повышают его несущую способность, перестраивают пучинистые, оползневые и обвальные участки, устраивают дренажи, изолирующие прослойки и производят другие работы, обеспечивающие устойчивость земляного полотна.
Кроме того, изменяют геометрические параметры земляного полотна, доводя их до норм категории, установленной для ремонтируемой дороги (уширение, подъемка, замена грунтов, обеспечение видимости, увеличение радиусов закруглений, смягчение продольных уклонов), а также спрямляют отдельные участки до 25 % общего протяжения ремонтируемой дороги. За счет средств на капитальный ремонт строят земляное полотно и систему водоотвода на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог, а также площадки для остановки, стоянки автомобилей и площадки отдыха вне проезжей части дорог. Восстанавливают, перестраивают существующие и строят вновь необходимые водоотводные устройства, берегозащитные и противоэрозионные сооружения.
Удалив покрытие, досыпают или перестраивают земляное полотно, соблюдая требования по его возведению. На пучинистых участках целесообразно удалить не только покрытие, но и слои основания дорожной одежды, которые в таких местах сильно загрязнены. Затем разрыхляют и убирают слой пучинистого грунта, корыто заполняют песчаным грунтом с послойным уплотнением. Сопряжение мест замены грунта на пучинистых участках с соседними неперестраиваемыми осуществляют в виде клина с крутизной откоса вдоль его оси 1:10. Такая мера позволяет предотвратить неравномерное морозное пучение в местах сопряжений.
Для уменьшения толщины слоев основания новой дорожной одежды при перестройке земляного полотна создают прослойки из рулонных синтетических текстильных материалов.
Технология укладки синтетических материалов на поверхность земляного полотна (под песчаный слой) приведена в табл. 13.3.1.
Таблица 13.3.1
Последовательность и показатели производства работ
| Номер захватки | Технологические процессы | Ед. изм | Кол-во на 1 км | Производительность в смену | Потребность, маш.-см. (чел.-см.) |
| I | Планировки верха насыпи автогрейдером за 9 круговых проходов при длине хода 200 м | м | 1,61 | ||
| II | Укладка полотен на верх земляного полотна (11 полотен шириной 1,5 м каждое) вручную | м | (3,7) | ||
| II | Соединение полотен при помощи установки | м | (3,85) | ||
| III | Подвозка пески автомобилями-самосвалами грузоподъемностью 4,5 т на расстояние до 5 км | м3 | 29,3 | 96,3 | |
| III | Разравнивание песка бульдозером слоем 0,2 м с перемещением до 10 м | м3 | 1,97 | ||
| IV | Подвозка воды на расстояние 5 км и ее розлив поливомоечной машиной ПМ-130 из расчет 4 л/м2 по поверхности песчаного слоя | л | 1,29 | ||
| IV | Уплотнение песчаного слоя толщиной 0,2 м катком на пневматических шинах за 8 проходов по одному следу при длине захватки 200 м | м3 | 4,0 |
Рулоны синтетического материала раскатывают двое рабочих вдоль земляного полотна, начиная от его краев. Полотна укладывают с перекрытием на 8-12 см. После укладки первого и 15-20 м второго полотна приступают к соединению смежных полотен друг с другом. В дальнейшем укладку и соединение полотен ведут одновременно.
Полотна соединяют с помощью портативной установки, оснащенной газовой горелкой.
Уширение земляного полотна возможно по нескольким вариантам:
двустороннее уширение, при котором ось капитально отремонтированной дороги совмещают с осью существующей. При этом с двух сторон досыпают откосы насыпей или срезают откосы выемок. Достоинство этого варианта в том, что дорожная одежда (или ее большая часть) остается на прочном основании, хорошо сформировавшемся под действием движения. Метод наиболее приемлем при малой высоте насыпей;
одностороннее уширение, при котором ось отремонтированной дороги смещена в сторону от оси старой дороги. Недостаток этого варианта - новая существенная часть дорожной одежды располагается на свежеотсыпанном грунте, которому трудно придать такую же степень уплотнения, как у старого земляного полотна. Вместе с тем увеличивается потребность в материалах для устройства покрытия. При таком уширении земляные работы сосредоточены с одной стороны дороги, благодаря чему создаются лучшие условия для дорожных машин и работы могут быть выполнены более качественно.
На косогорных участках целесообразно в первую очередь рассматривать вариант смещения оси дороги к откосу, при котором уширение земляного полотна осуществляется за счет выемки.
Для надежного сопряжения присыпаемого грунта с грунтом существующего полотна при высоте насыпи менее 2 м, как и при косогорах крутизной 1:10-1:5, ограничиваются разрыхлением грунта на старых откосах или нарезкой борозд глубиной 0,2-0,25 м. На более высоких насыпях и косогорах крутизной до 1:3 на откосах нарезают уступы высотой до 0,5 м, придавая им уклон 50 ‰. В насыпях из песчаных грунтов уклон уступов делают к оси дороги, в глинистых - от оси дороги. При симметричном уширении выемок глубже 2 м для повышения устойчивости откосов целесообразно вместо боковых канав устраивать укрепленные лотки треугольного сечения.
При уширении земляного полотна засыпают и боковые канавы. Здесь важно обеспечить такую же степень уплотнения грунта, как и существующего полотна.
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), а также дренажей для перехвата, сбора, отвода и понижения уровня грунтовых вод.
При устройстве или перестройке траншейного дренажа (щебеночно-трубного, беструбного и бесщебеночного) целесообразно использовать искусственные фильтры из синтетических текстильных материалов. В первом и втором вариантах дренажа их укладывают в подготовленную траншею вплотную к дну и стенам, закрепляя края материала анкерами. Затем укладывают дренажную трубу, траншею засыпают щебнем с послойным уплотнением, края полотен освобождают от анкеров и закрывают поверхность засыпки с перекрытием на 25-30 см. При этом фильтровальное полотно предотвращает заиливание щебня и трубы.
В третьем варианте в траншею помещают дренажную трубу, обернутую текстильным полотном, и засыпают песком. Песок предотвращает засорение синтетического фильтра, который в свою очередь защищает дренажную трубу от забивания песком.
Дренажные трубы применяют, когда уклон дренажа не превышает 30‰. Если уклон больше, в качестве дренирующей среды целесообразно использовать щебень в оболочке из пленки. Пленкой эффективно укреплять откосы земляного полотна (повышать местную устойчивость), а также усиливать грунтовой массив (повышать общую устойчивость откосов).
Как правило, синтетические материалы используют в комбинации с другими типами укрепления - биологическими, несущими, защитными и изолирующими. Если сочетают с биологическими типами укрепления в виде посева трав различными способами, полотна укладывают непосредственно на поверхность откоса под растительный грунт или на поверхность растительного грунта. В первом случае создается более плотный травяной покров и выравнивается влажностный режим. Во втором случае синтетический материал предотвращает вымывание семян и защищает откос от эрозии на период формирования травяного покрова, при этом служит временным элементом. Если синтетический материал используют в качестве постоянного элемента, над ним создают замыкающий слой из грунтовой засыпки не тоньше 5 см. На откосах выемок, сложенных глинистыми грунтами повышенной влажности, при выклинивающихся водоносных грунтах целесообразно применять пленку в сочетании с верхним замыкающим слоем из засеянного травами растительного или дренирующего грунта толщиной 10-30 см. Синтетический материал, применяемый в качестве постоянного элемента, закрепляют на обочине. Одновременно с откосами целесообразно укреплять и обочины.
Полотна также используют в сочетании с несущими решетчатыми сборными конструкциями укрепления, заполняя ячейки решетки каменным материалом фракции 40-100 мм, или в сочетании с защитными и изолирующими решетчатыми сборными облегченными конструкциями, заполняя ячейки растительным грунтом с посевом трав, торфо-песчаной или гравийно-песчаной смесями. Полотна укладывают непосредственно на поверхность откоса под решетку в качестве фильтра. Их можно укладывать и под несущие бетонные или железобетонные, монолитные или сборные конструкции укрепления конусов и откосов, периодически подтопляемых насыпей.
Для создания местной устойчивости откосов, подверженных эрозии и размывам при временном подтоплении, а также при возведении земляного полотна из грунтов, легко размываемых или резко снижающих свою прочность от увлажнения, полотна заглубляют в откос для армирования его поверхностной зоны. Свободные концы прослоек выводят на откос, чтобы создать поверхностную защиту, или объединяют их в обоймы. Заделка прослоек в грунт должна быть не менее 1,5 м, а расстояние между ними 0,5-0,7 м. Армирование откосов дополняют устройством защитного слоя и последующим засевом трав.
Синтетические материалы применяют и для повышения общей устойчивости откосов. При этом полотна закладывают в тело насыпи с таким расчетом, чтобы они пересекали предполагаемую поверхность скольжения. При таком расположении прослойки воспринимают часть растягивающих напряжений, что обеспечивает возможность в ряде случаев увеличить крутизну откосов, сократив тем самым объем земляных работ. Количество прослоек назначают расчетом исходя из обеспечения требуемого коэффициента запаса устойчивости, а длина их заделки в грунт должна превышать минимальную, чтобы не допустить проскальзывания полотен относительно грунта.
Для одновременного повышения и местной устойчивости прослойки укладывают с выводом на откос, а при необходимости увеличения жесткости нижней части насыпи их можно объединять в обойму. При выводе прослоек на откос устраивают защитный замыкающий слой из растительного грунта или применяют другое укрепление в соответствии с проектом.