ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

роспвтопор

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗ МЕСТНЫХ ТАЛЫХ И МЕРЗЛЫХ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ И ТОРФЯНЫХ ГРУНТОВ В ЗОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (РОСАВТОДОР)

МОСКВА 2018

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН:    Обществом    с    ограниченной    ответственностью

«Центром стратегических автодорожных исследований» (д.т.н. В.А.Кретов, к.т.н. И.В.Лейтланд, к.в.н. Г.Ф.Меркулов, инж. А.Е.Шароватов, инж. А.А.Белозеров) при участии д.т.н. А.Н. Шуваева, к.т.н М.В. Пановой, к.т.н. А.В. Замятина (ООО «НПДУ»)

2    ВНЕСЕН Управлением строительства и эксплуатации автомобильных дорог и Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства

3    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ на основании распоряжения Федерального дорожного агентства (Росавтодор) от 25.07.2018 № 2886-р

4    ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Таблица 2 - Требования к глинистым фунтам земляною полотна по гранулометрическому составу

Часть маеили Г лх йина |Х*»1Ю ЮЖСИИ1 СЛОЯ ОТ ЮТ VI дорожной ОДСАДЫ И Покрытия »:шигл.жммс | Потрытмя \ совершенствованные об.ктчсииыс | Поврытмя переходного И ИИ VBCVO тиги Тип местности по хдригтерх поверхностного С.ЮЯ. степени \ влажней ИЯ и мерхютио-грх топи и хсловнях! (П1 54.13000. ГОСТ 33063) 1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й 1 2 з 4 5 6 7 х Ю II Верхняя До 1.5 С> леей кт кис. ехглиики .тег кис со крайнем пылеватых частиц ис более 35% г.тииктых исбо.кс 15% Схпсси легкие с содержанием пылеватых частиц ис более 35 %и ГЛИНИСТЫХ не бо лее 5 % С х псе и легкие и сх глинки легкие ехглиики и г лины с содержавшем пы.квлтых частиц ис бо.кс 50 % и г линистых ис бо.кс 20 % Схпсси и ехглиики .кгкис с содержанием пы.квлтых 'истиц нс бо кс 35 %и г линистых ис бо кс 15% Схпсси и ехглиики. ехглиики и Г.В1ИЫС содержанием пылеватых •истиц ие бо.кс 55 % и глинистых ис бо.кс 25 % С>песи легкие и ехглиики .кгкис. сх г.тиики и гдины с содержанием пытевпых ЧТС1ИЦ ис бо.кс 44» % и г .шмилых ис бо кс 20 % Нкжмя« иегтодтап- ЛИЖКМа* 1.5-6 Схпсси .кгак. О г.шики легкие, ел г лиик и тяжелые и г лины с содержанием ПЫЛСВЛТЫХ 'истиц ис бо.кс 50 % и глииилыч ис более 20% Схпоен легкие с содержанием ПЫЛСВЛТЫХ частиц ис бо.кс 35 % и ГЛИНИСТЫХ ис бо лее 5% Сх поев и сх г тиики .кгкис ехглиики и (.иные содержанием пылеватых •истиц 55 % и г линистых ис бо.кс 25% С> песи и сх г лиики .кгкис с содержанием пы кклгмх '«.мин ис бо.кс 35% и Г.1ИИИС1Ы\ нс бо.кс 15% Схпсси и ехглиики легкие, ех глиики и г лины с содержанием ПЫЛСВЛТЫХ Ч1СТИЦ ис. более 60% И 1 .тмиистых ис бокс 20% Схпсси .кгкис и сх глинки .кгкис. суглинки, глины с содержанием пыкптых чкЛИЦ нс бо кс 441 % и г.шинетых ис бо кс 20% Нкжмяя полгал- ЛИККМД* 1.5-6 - Схпсси легкие, ехглиики легкие с содержанием пылеватых частиц не более 35 % и г лммил ых не более 15% - Сх песи лег кж и ехглиики кгкис. ехглиики И Г ЛИМЫ С содержанием пиккпых '«.КИШ ис бо.кс 50%н (ЛИНЖТЫХ не более 20% Схпсси и ехглиики .кгкис. ехглиики и глины с содержанием пы.квлтых 'истиц нс бо кс 35 %и г линистых ис бо кс 15% - Схпсси и ехглиики .кгкис ехглиики и Г ЛИНЫ с содержанием пы те ВЛТЫХ 'истиц ис бо кс 55% и г.тинкклых ис бакс 25% Супеси и ехглиики кгкис суглинки И ГЛИНЫ е содержанием пылеватых 'истиц ие бо.кс 441 % и глинистых ис бо кс 20 %

Примечания 1    KomJ«Jimuhcm! моро итого тчеммя глинистых грунтов отсыпаемых в верхнюю чкть ккыпи ис должен превышать ' Ч а * мижиюю часть - 5% 2    С тс псн>» исо.книссти глинистых грх итов отсыпаемых а верхнюю чтеть нжипи нс должна превышать 0.23 гем * порового растасуй а ■ кижаосво чаль ■ о 3 гем'

Таблица 3 - Категории переувлажненного глинистого грунта по технологическим критериям

Степень переувлажнения Технологические характеристики грунта Уплотняемость в насыпи Проходимость машин по ненарушенному слою грунта Липкость при переработке Допустимая Уплотняется по обычной технологии до требуемой плотности У довлетвор 1 «тел ьная Повышенная Средняя У плотняется механическими способами до коэффициента уплотнения к\пх = 0,9 Затрудненная Сильная Высокая Уплотняются только в процессе консолидации или искусственного осушения Обеспечивается для машин высокой проходимости Очень сильная Избыточная Тоже Отсутствует Сильная

5.7    Грунты высокой и избыточной степени переувлажнения допускается укладывать в насыпь автомобильных дорог, устраиваемых в зонах ММГ, при условии их естественного просушивания или при осушении активными добавками до влажности, отвечающей допустимой или средней степени переувлажнения. Возможность проведения естественного просушивания в зонах распространения ММГ крайне ограничена, в связи с чем, возможность применения таких грунтов в талом состоянии также крайне ограничена.

5.8    Категории грунтов по степени переувлажнения разграничивают по величине коэффициента увлажнения. Коэффициент увлажнения K_lfL1 определяется как отношение фактической влажности грунта к оптимальной, определенной по ГОСТ 22733. Разновидности грунтов по степени переувлажнения приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Разновидности грунтов по степени переувлажнения [3]

Степень переувлажнения грунтов Величина Кучл на границе категории грунтов пески, супеси легкие и пылеватые супеси пылеватые и тяжелые, суглинки легкие суглинки тяжелые, глины Допустимая От 1,0 до 1,25 От 1.0 до 1,15 От 1.0 до 1,10 Средняя От 1.25 до 1.40 От 1.15 до 1,45 От 1,10 до 1,50 Высокая От 1,40 до 1,55 От 1,45 до 1,80 От 1,50 до 2,05 Избыточная Свыше 1,55 Свыше 1,80 Свыше 2,05

Примечания 1.    Значения допустимой степени переувлажнения даны для коэффициента уплотнения Kvtt, = [).98 + 1.0: для Куц, = 0.95 они моглт быть повышены на 10% (кроме суглинков тяжелых и глин):

5.9 Максимально возможную плотность сухого грунта получают методом стандартною уплотнения по ГОСТ 22733.

Допускается определять максимально возможную плотность сухою грунта p_d (г/см³) по формуле (1)

где p_s - плотность минеральной части грунта, г/см³;

Vвенд - содержание воздуха в грунте при максимальной плотности, доли единицы;

Примечание - При влажности грунта выше оптимальной максимально возможную плотность грунта можно считать достигнутой при содержании воздуха в порах песков и супесей - 6%, суглинков - 3%, глин - 4%.

р„ - плотность воды в грунте, г/см³, р_в~ 1 г/см³;

W - влажность грунта, доли единицы.

Для ориентировочных расчетов значения p_s и V,, можно принимать соответственно: для песков, легких и легких пылеватых супесей - 2,67 г/см' и 0,05-0,08 доли единицы; тяжелых супесей и легких суглинков - 2,7 г/см' и 0,03-0,04 доли единицы; тяжелых суглинков и глин - 2,72 г/см' и 0,04-0,05 доли единицы.

5.10 Требование к степени переувлажнения глинистого грунта в зависимости ог требуемого коэффициента уплотнения приведены в таблице

5.

Таблица 5 - Допустимая влажность грунтов при уплотнении

Грунт Допустимая влажность грунтов в долях от оптимальной, при коэффициенте уплотнения 1,00-0.98 0,95 0.92 0,90 Супеси легкие 1,20 1,30 1,35 1,40 Суглинки легкие пылеватые и супеси пылеватые 1,15 1,25 1,30 1,35 Глины, суглинки тяжелые песчанистые и суглинки тяжелые пылеватые 1,10 1,20 1,25 1,30 Глины пылеватые 1,05 1,15 1,15 1,2

При влажности талых глинистых грунтов превышающей допустимую влажность при требуемом коэффициенте уплотнения, должны быть предусмотрены специальные конструктивно-технологические мероприятия (предварительное осушение, улучшение несвязным или малосвязным 10

грунтом нормальной (допустимой и ниже) влажности, применение геосинтетических и теплоизолирующих слоев, запас на осадку и т.д.).

5.11 Требования к составу и состоянию мерзлых грунтов, при условии их дальнейшего использования в теле насыпи в талом состоянии, приведены в таблице 6 [5J. При этом коэффициент уплотнения, приобретаемый после оттаивания и доуплотнения, достигается под воздействием вышележащих слоев и транспортных средств в процессе осадки оттаивающих мерзлых грунтов насыпи. Классификация связных мерзлых грунтов в зависимости от влажности приведена в таблице 7.

Таблица 6 - Требования к составу и состоянию мерзлых глинистых и торфяных грунтов при использовании их в теле насыпи в тазом состоянии

Разновидность мерзлого грунта в естественном залегании Суммарная влажность мерзлого грунта в естественном залегании при оттаивании. % Допустимая влажность рыхлого грукта при его укладке в насыпь. % Содержание при разработке мерзлых комьев крупнее 25 см. % Достигаемый коэффициент уплотнения в мерзлом состоянии после опаивания и доуплотнения Твердомерзлый 7-22 12-25 от 50 до 80 0.87’ 0.95 0,80-0.85* Пластично- мерзлый >22 25-30 более 80 Не нормируется5

Примечания 1. Твердомерзтый грунт, с содержанием мерзлых комьев размером крупнее 30 см не более 50%. применяется в нижних слоях насыпи в смеси с сыпучемерзлым грунтом с послойным уплотнением решетчатыми и вибрационными катками, при этом предусматриваются гсотскстнльныс прослойки на разделе «талый - мерзлый» грунт. 2. Твердомерзлый глинистый и торфяной грунты применяется при совместном использовании с геотекстнльнымн обоймами и иолуобоймамн. 3. Применение пластично-мерзлых грунтов в насыпи допускается после заготовки вб\рты с последующими оттаиванием, подсушиванием и дальнейшем использовании в нижней части.

Таблица 7 - Виды мерзлых связных грунтов

Г рунты Влажность связного грунта, % 3-7 7-20 20-40 40-60 Супесь сухо мерзлый мерзлый твердомерзлый пластично мерзлый Суглинок - мерзлый твердомерзлый пластично мерзлый

5.12    Пластично-мерзлые глинистые грунты допускается использовать в нижней части высоких насыпей при условии сохранения их в промороженном состоянии в течение всего периода эксплуатации дороги.

5.13    Степень переувлажнения твердомерзлых и пластично-мерзлых грунтов, при использовании их в теле насыпи в мерзлом состоянии, не регламентируется. Мерзлые комья, должны иметь размеры не более 2/3 толщины уплотненного слоя из мерзло-комковатого грунта. При этом максимальный размер комьев не должен превышать 30 см [6J.

5.14    Торф, используемый для устройства теплоизолирующего слоя в теле насыпи, должен относиться к типу 1-А, иметь степень разложения не более 40% и влажность не более 600%. Плотность торфа в уплотненном состоянии должна быть не менее 0,15 г/см³, при плотности сухого торфа при разработке торфяной залежи до 0,1 г/см³ и 0,18 г/см³ при плотности в залежи более 0,1 г/см [6,7].

Торф, используемый для устройства теплоизолирующего слоя на откосах насыпи, применяют в составе торфо-песчаной смеси. Содержание торфа в смеси составляет от 70 до 80%.

5.15    Связные грунты, с влажностью выше допустимой после их укладки в дорожные насыпи способны при определенных условиях (отжатии влаги и физической воды) дополнительно уплотняться и со временем консолидироваться.

Величина предельной пороговой нагрузки Р₀ на грунт, с которой начинается процесс их консолидации, обусловлена структурной прочностью грунта, проявляющейся в условиях компрессионного сжатия. Значения Р₀ при различных коэффициентах увлажнения приведены в таблице 8

Таблица 8 - Величина предельной пороговой нагрузки Р0 на грунт при различных коэффициентах увлажнения [3]

Вид грунта (число пластичности I„) Значение Р() МПа при Кт и 1,2 1,3 1,4 1,5 Суглинок легкий (7</,<12) 0,06 0,05 0,045 0,04 0,03 Тяжелый суглиноки, глина (/„> 12) 0,11 0,1 0,087 0,075 0,05

Процесс дополнительного уплотнения связных грунтов повышенной влажности (выше допустимой) под статической нагрузкой, превышающей предельную пороговую Ро, растянут во времени и обусловлен совместным проявлением процессов фильтрационного сжатия поровой жидкости и ползучести скелета грунта. Консолидационные характеристики глинистых

грунтов повышенной влажности определяют по методике ГОСТ Р 54477 на образцах заданной плотности и влажности.

5.6 Гидроизоляционный материал, применяемый в качестве обоймы и мембраны, должен обладать достаточной пластичностью при низких температурах и отвечать требованиям ГОСТ 10354, ГОСТ 10296.

6 Особен пост проектировании земляною полотна из местных талых н мерзлых, переувлажненных глинистых и торфяных грунтов

6.1    При проектировании земляного полотна в зонах распространения ММГ необходимо руководствоваться следующими основными принципами проектирования:

-    первого - предусматривающего обеспечение поднятия ВГММГ не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги;

-    второго - предусматривающего допущение оттаивания грунта деятельного слоя в основании насыпи в период эксплуатации дороги при условии ограничения осадок допустимых определенными пределам, устанавливаемыми нормативными документами, для конкретных типов покрытия;

-    третьего - предусматривающего предварительное оттаивание многолетнемерзлых грунтов и осушения дорожной полосы и дальнейшего возведения на ней земляного полотна.

6.2    Первый принцип проектирования земляного полотна используется, в основном, при проектировании в первой и второй подзонах (1| и Ь) первой ДКЗ на участках, относящихся к 3-му типу местности при среднегодовой температуре многолетнемерзлых грунтов IV-V категорий просадочности не выше минус 1,5°С.

При проектировании по первому принципу положение ВГММГ обеспечивается либо назначением соответствующей высоты насыпи, не допускающей оттаивание основания и мерзлого ядра насыпи (при его наличии), либо применением комплексного метода предотвращения оттаивания - частично за счет той же насыпи, а частично за счет применения специальных прослоек из теплоизолирующих материалов (торфа, пенополистирола, шлака и т.п.), располагаемых в основании или теле насыпи.

6.3 При проектировании по второму принципу, земляное полотно допускается проектировать на территории всей первой дорожноклиматических зоны, в т.ч. на участках, относящихся ко 2-му и 3-му типам

местности, при условии среднегодовой температуры многолетнемерзлых грунтов II-III категорий просадочности ниже минус 1,5°С.

При проектировании по второму принципу высоту насыпи устанавливают по результатам теплофизических расчетов и расчетов суммарной осадки основания и нестабильных слоев насыпи.

6.4    При проектировании насыпей дорог проходящих в зоне ММГ из некондиционных глинистых грунтов повышенной влажности по третьему принципу, рекомендуется:

-    при проектировании положения автомобильной дороги в плане (по

возможности)    обходить территории с    наличием очаговых

многолетнемерзлых грунтов;

-    для определения эффективных решений (определяемых в результате

технико-экономического сравнения различных конструкций земляного полотна из переувлажненных глинистых грунтов) осуществлять комплексный подход к выбору наиболее целесообразного варианта, предусматривая    организационно-технические    решения:    увеличение

глубины оттаивания ММГ; просушку грунта; просушку грунта в сочетании с    его частичной заменой;    улучшение качества

переувлажненного глинистого грунта путем перемешивания с песчаным грунтом или устройством в нем прослоек из песчаного грунта и т.д.

При невозможности или нецелесообразности проектирования земляного полотна в соответствии с предлагаемыми решениями, дорожные насыпи рекомендуется рассчитать и проектировать по второму принципу.

При проектировании по третьему принципу земляное полотно допускается проектировать на участках, относящихся ко 2-му типу местности, сложенных легко осушаемыми просадочными грунтами, среднегодовая температура которых выше минус 1,5°С; на участках 3-го типа местности, сложенных торфом толщиной до 1м и или глинистым грунтом III-IV категорий просадочности, подстилаемых малопросадочными песчаными грунтами.

6.5    Выбор принципа проектирования в конкретных климатических условиях осуществляется на основе технико-экономического сравнения вариантов, исходя из мерзлотно-грунтовых условий, руководящего возвышения бровки земляного полотна и сроков производства работ.

6.6    На участках прогнозируемых наледей в районах островного распространения многолетнемерзлых грунтов (подзона Ь) земляное полотно должно устраиваться так, чтобы глубина промерзания основания насыпи не превышала ее промерзания в естественных условиях. При сплошном распространении многолетнемерзлых грунтов (подзоны 11 и Ь) проектирование земляного полотна должно осуществляться совместно с проектированием противоналедных устройств (мерзлотных грунтовых поясов, водонепроницаемых экранов и др.), активизирующими наледный процесс в удазенин от полотна дороги.

6.7    Параметры водоотводных канав, нагорных мерзлотных валиков и приоткосных берм, необходимых для отвода воды от земляного полота, устанавливают на основе расчетов на недопущение возникновения водноэрозионных процессов, в зависимости от рельефа, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий.

6.8    Земляное полотно на наледеопасных участках следует проектировать совместно с противоналедными устройствами, вт.ч.:

-    с возвышением бровки над расчетной поверхностью наледи не менее, чем на 0,5 м;

-    с бермами, устраиваемыми с нагорной стороны насыпей;

6.9    При назначении конструкций земляного полотна и выборе принципа его проектирования следует учитывать наличие специальных материалов (теплоизоляционных, геотекстильных) и качественных грунтов для возведения насыпей.

6.10    В общем случае, высоту насыпи определяют на основе расчетов на устойчивость, прочность и снегонезаносимость. На участках с необеспеченным поверхностным стоком, минимальная высота насыпи также должна обеспечивать возвышение бровки насыпи над поверхностью земли согласно требованиям СГ1 34.13330. Окончательно принимают наибольшую высоту насыпи, удовлетворяющую указанным требованиям.

6.11    При расчете насыпи на устойчивость максимальная прогнозируемая осадка не должна быть больше допускаемой для данного типа покрытия (таблица 9). Расчет устойчивости насыпи осуществляют в соответствии с разделом 7 настоящих рекомендаций.

Таблица 9 - Допустимая осадка насыпи с нестабильными слоями при проектировании по второму принципу на конец срока службы дороги

Тип дорожной одежды и условия ее устройства Допустимая суммарная осадка основания и нестабильных слоев насыпи в период эксплуатации, см, при толщине нестабильных слоев, м 0,5 1,0 1,5 2,0 Капитальные дорожные одежды со сборными железобетонными покрытиями, устраиваемые в одну стадию без технологического перерыва 2 4 6 10 Капитальные дорожные одежды с асфальтобетонными покрытиями, устраиваемые в один год с земляным полотном 4 8 12 20 Облегченные дорожные одежды 6 12 18 30 Переходные дорожные одежды 8 16 24 40

Примечание - При применении в конструкции насыпи армирующих прослоек допустимые осадки могут быть увеличены на 20% при толщине стабильных слоев до 1,5 м и на 25% при их толщине до 2,0 м._

6.12    Определение высоты насыпи на снегонезаносимость осуществляют из условия, чтобы высота насыпи превышала максимальную толщину снежного покрова в данной местности. Расчет на снегонезаносимость осуществляют в соответствии с СП 34.13330.

6.13    При проектировании земляного полотна из местных талых и мерзлых, переувлажненных глинистых грунтов следует разрабатывать индивидуальные решения, которые должны быть обоснованы расчетами: устойчивости, осадки нестабильных слоев земляного полотна и оттаивающих слоев основания (мохово-растительного и деятельного); времени завершения осадки для назначения сроков устройства дорожной одежды.

6.14    Соответствие конструкции    насыпи    принятому    принципу

проектирования, обеспечивающему требуемое поднятие верхнего горизонта многолетнемерзлых грунтов в основании земляного полотна, устанавливают в следующей последовательности:

-    для первого принципа проектирования: для минимальной высоты насыпи (назначенной из условия снегонезаносимости в соответствии с требованиями [1]) рассчитывают глубину протаивания дорожной конструкции и грунта основания для конкретных условий и определяют фактическое положение ВГММГ в пределах основания насыпи. Если расчетное положение ВГММГ после строительства соответствует уровню подошвы насыпи или выше, то конструкция земляного полотна удовлетворяет требуемому принципу проектирования. В случае, если расчетный ВГММГ занимает положение ниже подошвы насыпи, необходимо либо увеличить высоту насыпи до значений по теплотехническому расчету, либо при минимальной высоте насыпи использовать теплоизолирующие и геотекстильные армирующие прослойки в конструктивных слоях насыпи и ее основании.

-    для второго принципа проектирования: для насыпи минимальной высоты по снегонезаносимости сравнивают величину расчетной осадки насыпи с допустимой по таблице 9. В случае несоответствия требуемому критерию, необходимо вносить изменения в конструкцию насыпи (уположение откосов, устройство берм, увеличение высоты насыпи, использование теплоизолирующих и геосинтетических армирующих прослоек и др.)

Независимо от принципа проектирования, выбор проектного решения осуществляют на основе технико-экономического обоснования с учетом наличия источников получения грунтов, их состава и состояния, а также наличия искусственных материалов для дополнительных конструктивных слоев.

6.15    При выполнении теплотехнических расчетов необходимо учитывать влияние снежных отложений (образующихся на откосах земляного полотна) на изменение теплового режима в насыпи и его основании и на их

Содержание

1    Область применения.................................................................. 1

2    Нормативные ссылки................................................................. 1

3    Термины и определения, обозначения и сокращения........................ 2

4    Основные положения................................................................ 4

5    Требования к грунтам и материалам, применяемым в зонах

распространения ММГ................................................................ 5

6    Особенности проектирования земляного полотна из местных талых и

мерзлых глинистых и торфяных грунтов........................................ 13

7    Оценка устойчивости насыпи и прогноз конечной осадки и хода

осадки насыпи........................................................................ 26

Приложение А Прогноз осадки консолидируемого слоя насыпи из глинистых переувлажненных    грунтов и времени её завершения............ 38

Приложение Б Пример расчета устойчивости насыпи запроектированной по второму принципу................................................................. 41

Библиография............................................................................ 44

устойчивость при неравномерном оттаивании мерзлых и многолетнемерзлых грунтов.

6.16    При применении мерзлых или талых переувлажненных грунтов в земляном полотне (независимо от принятого принципа проектирования) необходимо рассчитать конечную величину осадки и время ее завершения для конкретной конструкции насыпи и дорожной одежды. Дополнительный объем грунта на устранение осадки устанавливают расчетом, учитывая при этом сжимаемость всех оттаивающих слоев, а также их осадку в процессе сооружения земляного полотна под действием уплотняющих средств и построечного транспорта.

6.17    При проектировании насыпи с использованием глинистых грунтов повышенной влажности необходимо предусмотреть их послойное армирование геосинтетическими материалами в виде полуобойм и обойм, рассчитываемых в зависимости от характеристик грунта и геометрических параметров земляного полотна.

При этом толщина отдельных армированных слоев нс должна превышать 1,0 м.

6.18    Верхняя часть насыпи должна включать дорожную одежду и слой грунта, обеспечивающий необходимую прочность и стабильность конструкций дорожной одежды. Общая толщина верхней части дорожной конструкции h0 (рисунок 2) должна составлять не менее 1,5 м.

Верхний слой должен устраиваться из непучинистых и слабопучинистых грунтов допустимой влажности с уплотнением до требуемой плотности в процессе строительства.

Толщина верхнего стабильного слоя должна дополнительно рассчитываться по критерию сдвига в подстилающем грунте согласно ОДН 218.046-01 [9].

6.19    В зависимости от степени переувлажнения оттаявшего и талого глинистого грунта в нижней части насыпи выделяют две зоны: консолидируемую (активную) - с толщиной h_л- и неконсолидируемую (пассивную) - //// (рисунок 2).

/ Верхняя часть \
/ Неконсолидируемая зона \	К	Н
/ Консолидируемая зона \	h„

Рисунок 2 - Поперечный профиль насыпи из фунта повышенной влажности с выделением неконсолидируемой (пассивной) и консолидируемой (активной)зон

6.20 В неконсолидируемой зоне отсутствует процесс уплотнения связных грунтов во времени под действием их собственной массы. Толщина неконсолидируемой зоны /?// (м) зависит от вида грунта, степени его

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Методические рекомендации но проектированию земляною полотна автомобильных дорог общего пользования из местных талых и мерзлых переувлажненных глинистых и зорфиных грунтов в зонах распространения многолетнемерзлых грунтов

1 Область применения

Настоящий ОДМ устанавливает рекомендации по проектированию земляного полотна автомобильных дорог общего пользования из местных талых и мерзлых переувлажненных глинистых и торфяных грунтов в условиях 1-й дорожно - климатической зоны РФ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10296-79 Изол. Технические условия

ГОСТ 22733-2016 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия

ГОСТ 33063-2014 Автомобильные дороги общего пользования.

Классификация типов местности и грунтов.

ГОСТ 33149-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Правила проектирования автомобильных дорог в сложных условиях

СП 25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги

3 Термины, определении, обозначения и сокращения

В настоящем ОДМ применены следующие термины и соответствующими определениями

3.1    ВГММГ: Верхний горизонт многолетнемерзлых грунтов;

3.2    гидронзолирующий слой (прослойка): Водонепроницаемый слой из гидроизолирующего материала (полиэтиленовая пленка, и зол и др.);

3.3    некондиционный грунт:    Грунт    не    отвечающий    требованиям

дорожно-строительных норм для конкретного слоя дорожной конструкции по составу и состоянию. Использование такого грунта для строительства допускается только при условии проведения специальных конструктивных и технологических мероприятий;

3.4    граница опаивания: Граница раздела оттаивающего и мерзлого грунта, движущаяся сверху вниз в процессе оттаивания;

3.5    оттаивающий грунт: Грунт, в котором при переходе от мерзлого состояния в талое разрушаются криогенные структурные связи;

3.6    сыпучемерзлый грунт: Крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления;

3.7    сухомерзлый грунт: Песчаные грунты с суммарной влажностью до 6 %, гравийно-песчаные грунты с влажностью заполнителя до 6 %; Примечание

1.    Прочность на сдвиг при температуре минус 0,8° С до 0,5 МПа не превышает усилий резания серийными землеройными транспортными машинами.

2.    Прочность их на раздавливание не более 1 МПа.

3.8    талый грунт: Грунт, образующийся в результате естественного оттаивания мерзлых грунтов в карьерах, буртах или теле насыпи;

3.9    твердомерзлый грунт:    Дисперсный    грунт,    прочно

сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением при ударе, практически несжимаемый под внешней нагрузкой;

3.10    торфяной грунт (торф): Органический грунт, содержащий в своем составе 50 % (по массе) и более органического вещества, представленного растительными остатками и гумусом;

3.11 мёрзлый грунт: Грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своём составе видимые ледяные

включения и (или) лёд-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями;

3.12    многолетнемёрзлый грунт: Грунт, находящийся в мёрзлом состоянии постоянно в течение трёх и более лет;

3.13    пластично-мерзлый грунт:    Дисперсный грунт,

сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой;

3.14    ДКЗ: Дорожно-климатическая зона;

3.15    коэффициент фильтрационной и вторичной консолидации:

Показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном напряжении за счет фильтрации воды и ползучести грунта;

3.16    нестабильные слои насыпи: Слои из мерзлых или талых переувлажненных грунтов, которые в насыпи имеют степень уплотнения, не отвечающую нормативным требованиям, вследствие чего при оттаивании или длительном действии нагрузок могут возникать остаточные деформации слоя;

3.17    осадка мерзлого грунта при оттаивании: Свойство мерзлого грунта уменьшаться в объеме при оттаивании за счёт структурного перехода льда в воду, и данное явление увеличивается по мере роста дренирующих свойств грунтов;

3.18    относительная осадка при оттаивании ММГ:    Осадка,

отнесенная к слою грунта единичной толщины, обусловленная таянием ледяных включений и уплотнением оттаявшего грунта при воздействии сжимающей нагрузки, выражается как отношение величины осадки образца мерзлого грунта к высоте образца грунта при оттаивании, например, в компрессионных условиях, при действии на него сжимающей нагрузки;

3.19    ползучесть грунта: Процесс развития деформаций грунта (сдвиговых, объемных) во времени при действии постоянного напряжения;

3.20    сливающаяся мерзлота: Верхняя граница многолетнемерзлых грунтов сливается с подошвой деятельного слоя;

3.21    термонзолнрующне слои:    Слои,    обладающие

термоизоляционными свойствами (искусственные, натуральные: мох.

торф и др.).

4 Основные положении

4.1    Документ содержит указания по конструированию и расчету земляного полотна автомобильных дорог общего пользования из местных талых и мерзлых, переувлажненных глинистых и торфяных грунтов.

4.2    При проектировании плана и профиля автомобильных дорог необходимо учитывать тип местности по условиям увлажнения и мерзлотногрунтовым условиям согласно СП 34.13330, ГОСТ 33063 и ВСН 84-89 [I], влияющим на устойчивость земляного полотна при строительстве автомобильных дорог в первой ДКЗ (рисунок 1).

4.3    Типовые конструкции земляного полотна для условий первой ДКЗ, как правило, предполагают использование крайне дефицитных для этой зоны песчаных и крупнообломочных грунтов. Использование в земляном полотне глинистых грунтов имеет очень ограниченное применение, в первую очередь из-за того, что они находятся в состоянии повышенной влажности, что значительно снижает их несущую способность.

Применение переувлажненных глинистых грунтов для устройства земляного полотна автомобильных дорог в зонах распространения ММГ, при определенном обосновании, может осуществляться как в зимний период из мерзлых, так и в летний период из талых грунтов.

4.4 Возможность использования при устройстве земляного полотна автомобильных дорог в зоне распространения ММГ переувлажненных глинистых (мерзлых и талых) грунтов может быть осуществлена за счет реализации комплекса    мероприятий, предопределенных    физико-

механическими характеристиками таких грунтов, природно-климатическими условиями территорий, на которых они применяются, специальными организационно-техническими мерами, обеспечивающими саму возможность проектирования и строительства дорог в таких условиях.

4.5    Основной областью применения торфяных грунтов является использование их в качестве теплоизоляционных слоев в теле, на откосах и подошве насыпи.

4.6    При разработке проектных решений для вариантов конструкций

земляного полотна из местных глинистых и торфяных грунтов необходимо использовать комплексный подход, включающий оценку:    условий

строительства, способов получения грунта в карьерах и резервах, возможности ведения строительства в различные времена года, принципов

использования твердомерзлых, пластично-мерзлых грунтов и торфов в земляном полотне и многолетнемерзлых грунтов в основании насыпей.

5 Требовании к грунтам и материалам, применяемым в зонах

распространения ММГ

5.1    Степень пригодности глинистых грунтов для сооружения земляного полотна устанавливают испытанием грунтовых проб и образцов, отобранных в карьерах и резервах, с определением гранулометрического состава, влажности, плотности и числа пластичности грунта (ГОСТ 5180), оптимальной влажности и максимальной плотности сухого грунта (ГОСТ 22733). Коэффициент уплотнения грунта должен отвечать требованиям таблицы 1.

5.2    На всех типах местности допускается применять талые глинистые грунты, удовлетворяющие требованиям по гранулометрическому составу таблицы 2 [1,2]. При содержании пылеватых и глинистых частиц, в большем количестве по массе, чем указано в таблице 2, переувлажненные глинистые грунты допускается применять для отсыпки нижней части насыпи, при условии их сохранения в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации.

5.3 Твердомерзлые    и пластично-мерзлые    глинистые грунты при

оттаивании, как правило, имеют влажность выше допустимой.

5.4    С учетом комплекса физико-механических свойств, определяющих выбор конструкции и технологии сооружения земляного полотна, глинистые грунты повышенной влажности разделяют на четыре категории по степени переувлажнения согласно таблице 3.

5.5    Грунты допустимой степени переувлажнения в зонах распространения ММГ применяют в насыпях автомобильных дорог без специальных ограничений, но с учетом конструктивных и технологических особенностей, вытекающих главным образом из недостаточной прочности грунтов и уменьшения производительности машин.

5.6    Грунты средней степени переувлажнения допускается применять в нижних слоях насыпей автомобильных дорог при условии получения в процессе укатки максимально возможного коэффициента уплотнения с учетом возможности последующего доуплотнения в процессе консолидации до требуемой плотности.

Дорожно-климатическое районирование (объединено с новой картой районирования тоны вечной мерзлоты)