Под земляным полотном улицы следует понимать грунтовое основание проезжей части, тротуаров, местных проездов, газонов и других элементов улицы в пределах красных линий. Проектирование земляного полотна осуществляется в комплексе с проектированием дорожной одежды.
Земляное полотно следует проектировать исходя из условий его геометрической формы и устойчивости дорожной одежды независимо от погодных условий и времени года.
Земляное полотно улиц и дорог проектируется с учетом расположения проезжих частей ниже уровня прилегающих территорий, газонов и тротуаров для обеспечения приема поверхностных вод.
На отдельных участках возможно проектирование земляного полотна с возвышающимися над прилегающей территорией проезжими частями (в откосах или в подпорных стенках), располагая в сопряжении с прилегающей территорией местные проезды или тротуары с обеспечением самостоятельного отвода воды с различных элементов улицы, расположенных в разных уровнях.
При расположении улиц и дорог на косогорных участках с уклоном более 1:5, с двумя или большим числом проезжих частей и разделительных полос на разных уровнях, сопрягаемых откосами или подпорными стенками, в случае необходимости возможно проектирование для каждого высотного уровня самостоятельного земляного полотна.
Проектирование земляного полотна в условиях вечной мерзлоты, просадочных или плывунных грунтов, на оползневых склонах и при других неблагоприятных условиях должно производиться по индивидуальным проектам с учетом указаний, принятых в генеральных планах населенных мест и в специальных руководствах по проектированию в этих условиях.
На участках с обычным планировочным решением и с простыми инженерно-геологическими, гидрологическими и другими природными условиями земляное полотно следует проектировать с применением типовых решений. Индивидуальные проекты земляного полотна разрабатываются:
а) в случаях особых требований архитектурно-планировочного решения улицы или условий движения транспорта (например, выделение полос скоростного движения или движения специальных транспортных средств на полосах движения, отделенных или изолированных от остального транспорта);
б) в случаях особых местных условий:
для насыпей высотой более 12 м из нескальных грунтов;
для насыпей на участках временного подтопления, а также в местах пересечения водоемов и водостоков;
для насыпей на болотах глубиной более 4 м или при меньшей глубине, когда не предусматривается выторфовывание, а также при наличии поперечных уклонов дна болота более 1:10;
для насыпей на участках со слабыми естественными основаниями, в том числе в местах размещения водопропускных устройств, а также при выходе ключей в пределах основания;
для выемок в нескольких грунтах при высоте откосов более 12 м и в скальных - более 16 м при благоприятных инженерно-геологических условиях;
для выемок при высоте откосов менее 16 м в скальных породах, имеющих наклон пластов в сторону полотна;
для выемок в глинистых переувлажненных грунтах с коэффициентом консистенции более 0,5 или вскрывающих водоносные горизонты;
для выемок глубиной более 6 м в глинистых пылеватых грунтах в районах с избыточным увлажнением, а также в глинистых грунтах, теряющих прочность и устойчивость в откосах под воздействием климатических факторов;
для насыпей и выемок, сооружаемых в сложных инженерно-геологических условиях (на косогорах круче 1:3, на участках с наличием или возможным развитием оползней, оврагов, карста, обвалов, осыпей, селей, снежных лавин, наледей);
в случае возведения земляного полотна с применением гидромеханизации или массовых взрывных работ.
Типовой поперечный профиль улицы является основным исходным материалом для определения очертания земляного полотна поверху. Толщина конструкции дорожной одежды проезжих частей и тротуаров, включая подстилающие слои, определяет глубину корыта соответствующих элементов.
Очертание рельефа определяет решение конструкции и очертания земляного полотна понизу, необходимость сооружения уступов в основании насыпи, дренажных устройств в основании земляного полотна, подпорных стенок и других сооружений, обеспечивающих устойчивость земляного полотна. Впадины рельефа (естественные впадины или искусственные котлованы, остатки прежних выработок или карьеров), через которые проходит земляное полотно, засыпаются; по возможности из этих пониженных мест предусматривается отвод воды путем устройства трубчатого или щебеночного дренажа, водопропускной трубы или веток водосточной сети; выбор того или иного устройства производится в зависимости от глубины и размеров впадины и других местных условий на основании технике экономических расчетов.
2. Конструктивные слои дорожных одежд. Основные типы дорожных одежд.
Дорожной одеждой называется один или несколько конструктивных слоев, укладываемых на подготовленное земляное полотно в пределах проезжей части для создания прочной и ровной поверхности.
Дорожную одежду устраивают из материалов, хорошо сопротивляющихся воздействию движения транспорта и влиянию климатических факторов.
Воспринимая нагрузку от проходящих автомобилей, дорожная одежда передает ее нижележащим слоям грунта, рассредоточивая на большую площадь. В результате этого в земляном полотне возникают значительно меньшие напряжения и деформации, величина которых при рационально спроектированной конструкции не влияет на прочность всей одежды даже в периоды переувлажнения грунта.
Рис. 9.2. Конструктивные слои дорожных одежд:
1 -поверхностная обработка;
2 -мелкозернистый асфальтобетон;
3 -крупнозернистый асфальтобетон;
4 -щебень, обработанный вяжущими материалами;
5 -щебень;
6 -песок
Покрытие -верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилие от колеса автомобиля и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов, предотвращающая проникание влаги в нижние слои дорожной одежды и земляное полотно.
Основание - часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также морозоустойчивость и осушение конструкции.
Дополнительные слои основания -слои между основанием и подстилающим грунтом на участках с неблагоприятными погодно-климатическими и грунтово-гидрологическими условиями.
Активная зона земляного полотна соответствует глубине практического затухания нормальных и касательных напряжений от автомобильной нагрузки. В пределах этой зоны в основном происходит накопление остаточных деформаций, которое приводит к постепенному ухудшению ровности проезжей части.
В зависимости от работы под воздействием нагрузок все дорожные одежды делятся условно на две группы: нежесткие и жесткие.
Нежесткими называют одежды, обладающие малым сопротивлением изгибу. К ним относятся практически все типы одежд, кроме цементобетонных, а также асфальтобетонных покрытий и мостовых на цементобетонных основаниях. Сопротивление большинства конструктивных слоев нежестких дорожных одежд растягивающим напряжениям очень мало или вообще отсутствует. Все они классифицируются по типам, приведенным в табл. 9.2.
Жесткие одежды имеют один или несколько слоев, обладающих сравнительно большим сопротивлением изгибу и модулями упругости, практически не меняющимися при изменении температуры и влажности. Жесткие одежды работают по принципу плит на упругом основании, распределяя давление от внешних нагрузок на площадь грунта, значительно большую, чем нежесткие.
| Типы дорожных одежд | Основные виды покрытий | Категория дорог |
| Капитальные | Асфальтобетонные I и II марок | I -IV |
| Облегченные | Асфальтобетонные III марки | III, IV и на первой стадии двухстадийног строительства дорог II категории |
| Переходные | Из щебня, гравия, песка, обработанных вяжущими | IV и V |
| Низшие | Щебеночные и гравийные; из грунтов и местных малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими | IV, V и на первой стадии двухстадийного строительства дорог III категории |
| Из грунтов, укрепленных или улучшенных добавками | V и на первой стадии двухстадийного строительства дорог IV категории |
Процедура конструирования дорожной одежды включает:
- выбор вида покрытия;
- назначение числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;
- предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;
- предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, а также по повышению трещиностойкости конструкции;
- оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;
- предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы.