8.1.7 Ширину полосы отвода земли под автомобильную дорогу следует принять в соответствии с [25].
8.2 Земляное полотно
8.2.1 При проектировании земляного полотна необходимо руководствоваться следующими принципами:
1-й принцип – обеспечение поднятия ВГММГ не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги. При этом надо иметь в виду, что поднятие ВГММГ до подошвы основания насыпи или несколько выше происходит не по всей площади основания. Поэтому в данном случае необходимо решать вопрос сохранения в мерзлом состоянии части основания, расположенной под откосом;
2-й принцип – допущение оттаивания грунта деятельного слоя в основании насыпи в период эксплуатации дороги при условии ограничения осадок допустимыми пределами для конкретного типа покрытия.
Случай 2-го принципа – обеспечение предварительного оттаивания вечномерзлых грунтов и осушения дорожной полосы до возведения земляного полотна.
8.2.2 По 1-му принципу земляное полотно необходимо проектировать в l1 и l 2 ДКЗ на участках, относящихся к 3-му типу местности, для которого характерна среднегодовая температура ММГ IV-V категорий просадочности ниже минус 1,5 °С. В l3 ДКЗ проектирование по этому принципу допускается при условии понижения среднегодовой температуры грунта ниже минус 1,5 °С за счет выполнения конструктивных технологических мероприятий. Для повышения надежности сохранения мерзлого состояния необходимо применять аэродинамические обтекаемые поперечные профили насыпей и выемок, которые позволяют ограничивать толщину снеговых отложений на откосах и в пазухах и сохранять отрицательные значения среднегодового теплового баланса на элементах поверхности грунтового массива.
Кроме того, для сохранения грунтов в мерзлом состоянии могут быть применены и другие способы: глубинное охлаждение (СОУ, термоопоры), уположение откосов, тепловые экраны.
8.2.3 При проектировании по 1-му принципу положение ВГММГ в основании обеспечивают назначением соответствующей высоты насыпи при применении традиционных дорожно-строительных материалов и устройством специальных прослоек из теплоизолирующих материалов (торфа, пенополистирола, шлака и т. п.) в основании и теле насыпи.
8.2.4 По 2-му принципу земляное полотно допускается проектировать во всех дорожно-климатических подзонах на участках, относящихся ко 2-му и 3-му типам местности, для которых среднегодовая температура ММГ II-III категорий просадочности ниже минус 1,5 °С, а также на торфяниках IV категории просадочности с расчетным понижением ВГММГ в период строительства и эксплуатации автомобильной дороги.
8.2.5 При проектировании по 2-му принципу высоту насыпи устанавливают по результатам теплофизических расчетов и расчета суммарной осадки основания и нестабильных слоев насыпи.
8.2.6 При предварительном оттаивании грунта основания на участках, относящихся ко 2-му типу местности, сложенных легкоосушаемыми просадочными грунтами, среднегодовая температура которых выше минус 1,5 °С допускается проектировать с частичным оттаиванием на участках 3-го типа местности, сложенных торфом толщиной не более 1 м и или глинистым грунтом III-IV категорий просадочности, подстилаемых малопросадочными песчаными грунтами. Принцип частичного оттаивания используют на участках высокотемпературной многолетней мерзлоты островного распространения, когда возможно заблаговременное оттаивание вечномерзлых грунтов и осушение дорожной полосы
8.2.7 Принцип проектирования выбирают исходя из климатических и мерзлотно-грунтовых условий того или иного участка трассы для назначения конструкций и руководящего возвышения бровки земляного полотна, технологии и сроков производства работ с учетом результатов технико-экономического сравнения вариантов. Для участков трассы с аналогичными мерзлотно-грунтовыми условиями следует выдерживать единый принцип использования грунтов в основании земляного полотна и по возможности однотипные конструктивные решения.
8.2.8 На участке со скальными крупнообломочными и песчаными породами, не содержащими прослоек и линз льда, в том числе с высокотемпературной многолетней мерзлотой (как правило, островного распространения), а также на участках сезонного промерзания (подзона l3 ДКЗ при отсутствии ММГ) земляное полотно предусматривают по нормам ДКЗ II.
8.2.9 На участках прогнозируемых наледей в районах островного распространения ММГ (подзона l3) и глубокого сезонного промерзания земляное полотно должно устраиваться таким образом, чтобы глубина промерзания основания насыпи не превышала промерзания грунтовой толщи в естественных условиях. При сплошном распространении ММГ (подзона l1) земляное полотно предусматривают совместно с противоналедными устройствами (мерзлотным грунтовым поясом, водонепроницаемым экраном и др.), активизирующими наледный процесс в удалении от полотна дороги. 8.2.10 Выемки допускается предусматривать на участках местности с благоприятными мерзлотно-грунтовыми и гидрогеологическими условиями (скальные и щебенистые грунты) при отсутствии линз и прослоек льда. В случае необходимости устройства выемок в сложных мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условиях (напластование грунтов неоднородного состава, переменный уровень водоносных горизонтов, проявление мерзлотных процессов, сильнопросадочные грунты) должны быть предусмотрены: теплоизоляция откосов, конструктивные элементы из геосинтетических материалов, замена переувлажненных пылеватых глинистых грунтов песчаными или другими несвязными материалами, термоизолирующие слои в основании дорожной одежды, и обеспечен надежный отвод воды из выемки. Принимаемые решения обосновывают расчетами. Мелкие выемки раскрывают или разделывают под насыпи.
В ряде случаев, особенно в условиях сильной снегозаносимости может быть использован тоннельный вариант.
8.2.11 В зависимости от рельефа, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые надмерзлотные воды необходимо отводить от дорожного полотна за счет водоотводных канав, нагорных мерзлотных валиков и приоткосных берм, параметры которых устанавливают расчетом.
8.2.12 На участках природных наледей земляное полотно следует проектировать:
в насыпях с возвышением бровки над расчетной поверхностью наледи более чем на 0,5–1 м;
- в насыпях с бермой, устраиваемой с нагорной стороны;
- совместно с противоналедными устройствами.
8.2.13 Земляное полотно совместно с противоналедными устройствами (земляными валами или заборами) необходимо проектировать на участках действующих ключевых наледей, когда можно каптировать источники и отводить их по утепленным лоткам и канавам за пределы земляного полотна, а также на участках грунтовых наледей объемом не более 10 000 м3, образующихся в пологих (уклон менее 2 %) и широких логах.
8.2.14 Валы следует проектировать на основании с удалением растительного и торфяного покрова, а откос нижней части вала укрепляют. Высота укрепления откоса должна быть выше расчетного уровня воды более чем на 0,2 м.
8.2.15 При вскрытии водоносных слоев выемками перехват и отвод грунтовых и надмерзлотных вод следует осуществлять глубокими полуоткрытыми лотками или удерживать наледь выше по склону. Когда применение указанных мероприятий затруднено или экономически нецелесообразно, необходимо предусматривать уширение выемок и устройство противоналедных заборов.
8.2.16 Во всех случаях при проектировании насыпей на грунтах III–V категорий просадочности должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие наиболее возможное горизонтальное положение ВГММГ как при его подъеме, так и при опускании по поперечному сечению земляного полотна. Наклон ВГММГ, повышающий угол внутреннего трения (3–8°) оттаивающего грунта основания в текучем состоянии, должен быть обоснован расчетами устойчивости [16].
8.2.17 На участках, относящихся ко 2-му типу местности и сложенных легко осушаемыми просадочными грунтами, среднегодовая температура которых выше минус 1,5 °С (преимущественно в l3 ДКЗ), целесообразно предусматривать упрочнение грунтов основания за счет их предпостроечной осадки и осушения при заблаговременном оттаивании.
8.2.18 При назначении конструкций земляного полотна и выборе принципа его проектирования следует учитывать наличие специальных материалов (теплоизоляционных, геотекстильных) и качественных грунтов для возведения насыпей.
8.2.19 В общем случае высоту насыпи определяют на основе расчетов на устойчивость, прочность и снегонезаносимость. Окончательно принимают наибольшую высоту насыпи, удовлетворяющую указанным требованиям.
8.2.20 При расчете насыпи на устойчивость максимальная прогнозируемая осадка не должна быть более допускаемой для данного типа покрытия. Расчет устойчивости насыпи осуществляют в соответствии с приложением Б и является ориентировочным. Более точный расчет должен быть выполнен по программе с учетом горизонтального и вертикального тепловых потоков.
8.2.21 Высоту насыпи на снегонезаносимость определяют исходя из того, что данная высота должна превышать максимальную толщину снежного покрова в данной местности. Расчет на снегонезаносимость осуществляют в соответствии с приложением Г.
8.2.22 Расчет дорожных конструкций на прочность осуществляют в соответствии с [18] и настоящим сводом правил.
8.3 Грунт земляного полотна
8.3.1 Для сооружения земляного полотна необходимо использовать скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты. Предпочтение следует отдавать грунтам, находящимся в талом состоянии.
На участках, где насыпи проектируют с применением глинистых грунтов, необходимо предусматривать берму с нагорной стороны или соответствующее заложение откоса и его укрепление.
8.3.2 Физико-механические свойства талых и мерзлых грунтов, используемых в конструктивных слоях земляного полотна следует устанавливать на основании лабораторных данных. Ориентировочные значения приведены в СП 25 13330 и СП 34 13330.
8.3.3 Скальные, крупнообломочные и песчаные грунты, а также водостойкие местные материалы (отходы дробильно-сортировочных предприятий, хорошо обожженные породы и др.) допускаются для сооружения земляного полотна на всех типах местности без ограничений. При этом максимальный размер ребер отдельных камней в грунтовом массиве, укладываемом в нижнюю часть земляного полотна, не должен превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя, а в верхней части – не более 1/3 толщины уплотняемого слоя.
8.3.4 Талые глинистые грунты, используемые для возведения земляного полотна на местности всех типов, должны удовлетворять требованиям приведенным в таблице В.2 приложения В.
8.3.5 Влажность талых глинистых грунтов не должна превышать значений, приведенных в СП 34 13330.
8.3.6 В подзоне l1 ДКЗ при остром дефиците качественных талых грунтов для земляного полотна допускается использовать мерзлые песчаные, глинистые и торфяные грунты.
8.3.7 Характеристики мерзлых грунтов принять в соответствии СП 25.13330.
8.3.8 Мерзлые глинистые грунты должны иметь твердую, полутвердую и тугопластичную консистенцию, устанавливаемую лабораторными испытаниями после их оттаивания. Такие грунты применяют в нижней части насыпи в сочетании с теплоизолирующими слоями из торфа или армирующими слоями из геотекстильного материала.
Допускается использовать в нижней части высоких насыпей также переувлажненные глинистые грунты, если предусмотрено их сохранение в промороженном состоянии в течение всего периода эксплуатации дороги, в соответствии с 8.2.2–8.2.7.
8.3.9 В нижней части насыпи и на ее откосах в качестве теплоизолирующих слоев следует применять торфы, которые характеризуются степенью разложения не более 40 % и относятся к слабо- или среднеразложившимся, причем их влажность не должна превышать 60 %.
8.3.10 Во всех случаях при оценке пригодности талых или мерзлых грунтов следует учитывать необходимость круглогодичного производства земляных работ на широком фронте с отсыпкой земляного полотна «в задел» для обеспечения требуемых сроков его стабилизации, в том числе после оттаивания и уплотнения.
8.4 Теплоизоляционные материалы
8.4.1 Для теплоизоляции дорожной конструкции могут быть применены: полимерные материалы (пенопласты, пеноплэксы и другие материалы); легкие бетоны, в которых содержатся пористые заполнители (керамзит, аглопорит, перлит, гранулы полистирола); металлургические шлаки; золы уноса; золошлаковые смеси, как обработанные цементом, битумом или битумной эмульсией, так и необработанные; композиции из местных материалов или грунтов, легких заполнителей и вяжущих, приготовленные способом смешения в установке; битумоминеральные смеси, обычные и с легкими заполнителями.
8.4.2 Устройство теплоизолирующих слоев следует предусматривать на участках, где технически невозможно или экономически нецелесообразно проведение традиционных мероприятий по обеспечению морозоустойчивости конструкции (требуется слой из зернистых материалов очень большой толщины).
8.4.3 Теплоизоляционные слои надлежит проектировать таким образом, чтобы обеспечить морозоустойчивость дорожной одежды и ее работу в упругой стадии. С помощью теплоизоляции можно уменьшить глубину промерзания земляного полотна и тем самым ограничить пучение допустимыми пределами или полностью предотвратить промерзание подстилающего грунта, а также исключить возможность его морозного пучения. В свою очередь, уменьшение или исключение морозного пучения ограничивает или полностью устраняет разуплотнение грунтов в процессе эксплуатации дороги. Снижение глубины промерзания уменьшает также неравномерность морозного пучения и приводит к большей стабильности ровности покрытия.
8.4.4 Ширина теплоизоляционного слоя должна быть более ширины проезжей части на 1,0 м с каждой стороны, чтобы изолировать проезжую часть от действия холода со стороны обочин.
8.4.5 Теплоизоляционные материалы нужно располагать на глубине в соответствии с теплотехническим расчетом, но не менее чем 0,5 м от поверхности покрытия.