Земляне полотно

6.1 Загальні положення

6.1.1 Конструкцію земляного полотна необхідно проектувати відповідно до галузевих НД з урахуванням:

- категорії дороги;

- висоти насипу, глибини виїмки;

- типу дорожнього одягу;

- властивостей ґрунтів, які передбачається використовувати в земляному полотні;

- умов виконання робіт із спорудження земляного полотна;

- природних умов району будівництва і особливостей інженерно-геологічних умов ділянки будівництва;

- досвіду експлуатації доріг у даному районі, виходячи з необхідності забезпечення потрібних показників міцності;

- стійкості і стабільності як самого земляного полотна, так і дорожнього одягу при мінімальних витратах на будівництво та експлуатацію;

- максимального збереження цінних земель;

- заподіяння найменшої шкоди навколишньому середовищу.

6.1.2 Конструкція земляного полотна складається з таких елементів:

- робочого шару – верхньої частини земляного полотна, що розташована під дорожнім одягом у межах глибини активної зони, але не менше ніж 1, 5 м від поверхні покриття проїзної частини;

- тіла насипу (з укісними частинами);

- основи насипу – природного ґрунтового масиву, що розташований нижче насипного ґрунту або нижче робочого шару;

- основи виїмки – ґрунтового масиву, розташованого нижче робочого шару;

- укісних частин виїмки;

- споруд для відводу поверхневої води;

- споруд для пониження або відводу підземних (ґрунтових) вод;

- геотехнічних споруд і конструкцій, призначених для захисту земляного полотна від небезпечних геологічних процесів.

6.1.3 Погодно-кліматичні фактори та природні умови району будівництва формують принципи проектування земляного полотна і критерії його міцності та стійкості.

За погодно-кліматичними факторами, ґрунтово-гідрологічними умовами зволоження, а також досвідом експлуатації доріг територія України поділяється на чотири дорожньо-кліматичні зони відповідно до таблиці Г та рисунку Г (Додаток Г).

6.1.4 За рельєфом місцевості, інженерно-геологічними умовами, характером зволоження та ступенем стікання води місцевість поділяється на три типи:

1-й – сухі ділянки, на яких поверхневі і ґрунтові води не впливають на зволоження верхніх шарів ґрунту (поверхневий водовідвід забезпечений);

2-й – вологі ділянки, на яких можливе короткочасне (до 30 діб) затоплення поверхневими водами (поверхневий водовідвід утруднений), але ґрунтові води не впливають на зволоження верхніх шарів ґрунту;

3-й – мокрі ділянки з постійним надмірним зволоженням і тривалим (понад 30 діб) затопленням як поверхневими (поверхневий водовідвід надзвичайно утруднений), так і підтопленням ґрунтовими водами.

6.1.5 Конструкцію земляного полотна в поперечному профілі необхідно призначати за типовими рішеннями з прив'язкою до конкретних умов проектування.

6.1.6 Індивідуальні рішення щодо конструкцій поперечного профілю з відповідними обґрунтуваннями призначаються:

- для насипів заввишки понад 12 м;

- для насипів з тимчасовим або постійним затопленням укосів;

- для насипів, що споруджуються на болотах завглибшки понад 4 м з виторфовуванням, або за наявності поперечних похилів дна болота понад 1: 10;

- для насипів, що споруджуються на слабких ґрунтах (I_L ≥ 0, 5);

- при використанні в насипах ґрунтів підвищеної вологості;

- при підвищенні поверхні покриття над розрахунковим рівнем води менше зазначеного в табл. 6.1 (за розрахунковий рівень необхідно приймати найбільший можливий сезонний рівень ґрунтових вод з імовірністю перевищення: 3 % – для цементобетонного покриття, 5 % – для асфальтобетонного покриття і 10 % – для перехідного типу покриття);

Таблиця 6.1 – Найменші підвищення поверхні покриття над розрахунковим рівнем води

- при застосуванні спеціальних прошарків для регулювання водно-теплового режиму верхньої частини земляного полотна (теплоізолюючих, гідроізолюючих, дренуючих, капіляроперериваючих);

- для виїмок завглибшки понад 12 м, влаштованих у нескельних ґрунтах, та завглибшки понад 16 м – у скельних ґрунтах;

- для виїмок у шаруватих ґрунтових масивах за несприятливих гідрогеологічних умов;

- для виїмок, що перетинають водоносні горизонти, або мають в основі водоносний горизонт, а також в глинистих ґрунтах з показником текучості понад 0, 5;

- для виїмок завглибшки понад 6 м в пилуватих ґрунтах, а також у глинистих і скельних ґрунтах, що розм'якшуються і втрачають стійкість укосів під дією погодно-кліматичних факторів;

- для виїмок у набухаючих ґрунтах за несприятливих умов їх зволоження;

- для насипів і виїмок, що споруджуються у складних інженерно-геологічних умовах згідно з вимогами ДБН А.2.1.1: на крутосхилах з крутизною понад 1: 3, на ділянках з наявністю або можливістю виникнення зсувів, карсту, обвалів, осипів, сельових потоків, снігових лавин тощо;

- при спорудженні земляного полотна із застосуванням вибухових методів або гідромеханізації;

- на ділянках, на яких застосовуються дренажні та інші споруди, що забезпечують стійкість земляного полотна;

- на ділянках сполучення земляного полотна з мостами.

6.1.7 Підвищення поверхні покриття дорожнього одягу над рівнем ґрунтових або поверхневих вод при слабо – і середньозасолених ґрунтах необхідно збільшувати на 20 % (для суглинків і глин на 30 %), а при сильнозасолених ґрунтах – від 40 % до 60 %.

6.1.8 В умовах зони ІV найменші підвищення поверхні покриття над розрахунковим рівнем води призначають для Карпат за нормами зони І, для гірського Криму – за нормами зони ІІ з урахуванням досвіду експлуатації доріг у цих районах.

6.1.9 За наявності у верхній частині земляного полотна різних ґрунтів підвищення необхідно призначати по ґрунту, для якого воно має найбільше значення.

Ґрунти

6.2.1 Ґрунти, що використовуються для дорожнього будівництва, необхідно класифікувати за такими показниками: походження, гранулометричний склад, показник пластичності (I_p), показник текучості (I_L), морозне здимання при замерзанні (ε _fh), схильність до просідання при зволоженні під дією власної ваги чи зовнішнього навантаження (ε _sl), засоленість (D_sal), набрякання (ε _sw), вміст органічної речовини (I_r), розкладання (D_dp) чи зольність (D_аб) торфу згідно з національними стандартами.

6.2.2 Різновид ґрунтів за засоленістю, набуханням, здимальністю та просідністю необхідно приймати згідно з національними стандартами.

6.2.3 Різновид ґрунтів за ступенем зволоження приймається згідно з табл. 6.2.

Таблиця 6.2 – Різновид ґрунтів за ступенем зволоження

6.2.5 Допустима вологість ґрунтів при ущільненні визначається згідно з табл. 6.3.

6.2.6 Ступінь ущільнення ґрунту насипу земляного полотна, який визначається коефіцієнтом ущільнення, повинен бути не менше показників, наведених в табл. 6.4.

6.2.7 До особливих ґрунтів відносять ґрунти, що змінюють з часом міцність і стійкість під дією погодно-кліматичних факторів і навантажень. До особливих ґрунтів належать: торф та заторфований ґрунт, засолений ґрунт, сапропель, мул, лес, аргіліт та алевроліт, мергель, глинистий мергель, трепел, тальковий та пірофілітовий ґрунт, дочетвертичні глинисті ґрунти, глинистий сланець і сланцева глина, чорнозем, техногенний ґрунт.

6.2.8 До слабких ґрунтів належать ґрунти, опір зсуву яких в умовах природного залягання становить менше 0, 075 МПа (при випробуванні приладом обертального зрізу), модуль осідання понад 50 мм/м (при навантаженні 0, 25 МПа) або модуль деформації менше 5, 0 МПа. За відсутності даних випробувань до слабких ґрунтів необхідно відносити торф і заторфований ґрунт, мул, сапропель, зв'язний ґрунт з показником текучості I_L≥ 0, 5.

Таблиця 6.3 – Допустима вологість ґрунту при ущільненні

Таблиця 6.4 – Коефіцієнти ущільнення земляного полотна

6.2.9 До дренуючих ґрунтів необхідно відносити ґрунти, що мають при досягненні максимальної щільності при стандартному ущільненні коефіцієнт фільтрації не менше ніж 0, 5 м/добу.

6.2.10 Пісок, ступінь неоднорідності якого менше ніж 3, а також мілкий пісок з вмістом за масою не менше ніж 90 % часток розміром від 0, 10 мм до 0, 25 мм, необхідно відносити до однорозмірних.