Ведомственные строительные нормы ВСН 49-86 "Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов" (утв. Минавтодором РСФСР 8 апреля 1986 г.) стр. 6

4.3.6. Если предусмотрено дополнительное закрепление СМ у подошвы, например под упором (см. рис.9, а, б), и в верхней части, например в траншее (п.4.3.3), дополнительно по местам перелома траншеи выполняют прижатие полотен к грунту анкерами.

Траншею в верхней части насыпи после укладки СМ заполняют песчано-гравийной смесью, щебнем, местным грунтом и уплотняют.

При устройстве конструкций укрепления откосов по п.4.1.6, предусматривающих заглубление СМ в тело земляного полотна, укладку полотен СМ выполняют в процессе послойного возведения земляного полотна. При этом рулоны раскатывают в продольном направлении, если ширина полотен достаточна с точки зрения их заделки в грунт или есть возможность обеспечить равнопрочность швов при соединении отдельных полотен. В остальных случаях рулона# СМ раскатывают в поперечном к оси насыпи направлении.

Раскатку рулонов выполняют от предварительно обозначенной линии разметки с периодическим разравниванием, натяжением и креплением полотен к поверхности грунта анкерами в двух-трех местах по ширине рулона и через 10 - 12 м по длине. Величина взаимного перекрытия соседних полотен - не менее 0,2 м при выводе СМ на поверхность откоса; в других случаях полотна укладывают вплотную без перекрытия.

Если предусмотрен вывод СМ на поверхность откоса, свободные его края крепятся к поверхности откоса ниже уровня укладки СМ анкерами или скобами.

5. Применение синтетических материалов для дренирования грунтов

5.1. Конструктивные решения

5.1.1 Дренирование грунтов является эффективным средством повышения прочности земляного полотна. Оно осуществляется с помощью дренирующих слоев, устраиваемых в нижней части земляного полотна для ускорения консолидации слагающих ее переувлажненных грунтов (рис.12, а, б), непосредственно под дорожной одеждой (рис.12, в), траншейным дренажем мелкого и глубокого заложения и т.д. (рис.12, в, г, д, е).

Применение при их устройстве СМ позволяет сократить объем дренирующего материала и продлить срок эффективной работы дренажа за счет уменьшения (исключения) его заиливания, исключения перемешивания дренирующего материала с грунтом, ускорения отвода воды.

5.1.2. Прослойки из СМ в сочетании с песчаными дренирующими слоями в нижней части земляного полотна, рассчитываемыми согласно Методическим рекомендациям по сооружению земляного полотна автомобильных дорог из грунтов повышенной влажности (М.: Союздорнии, 1980), устраивают для защиты от перемешивания грунта и материала дренирующего слоя на период строительства (см. рис.12, а). Для этого используют СМ, как правило, нетканого типа толщиной не менее 1,5 мм, отвечающие требованиям табл.2.2. Толщина дренирующих слоев при применении таких СМ может быть уменьшена на 20%.

Расстояние между дренирующими слоями составляет не более 2 м для суглинков и 1,5 м для тяжелых суглинков и глин. Верхний слой должен размещаться на расстоянии не менее H' от поверхности земляного полотна в условиях, указанных в табл.5.1.

5.1.3. Нетканые иглопробивные СМ толщиной не менее 3,5 мм при соблюдении требований по водонепроницаемости могут в таких случаях выполнять функции самостоятельных дренирующих элементов, заменяющих песчаные слои в нижней части земляного полотна. Прослойки из СМ устраивают на всю ширину насыпи с поперечном уклоном и выводом краев полотен на откос. Для снижения степени их заиления над и под прослойкой из СМ следует создавать песчаный защитный слой минимальной толщины (см. рис.12, б).

Таблица 5.1

┌──────────────────────┬────────────────────────────────────────────────┐
│ Вид грунта │Минимальное расстояние от поверхности земляного │
│ │полотна до верхнего дренирующего слоя Н', м, при│
│ │ значении К_w │
│ ├─────────┬─────────┬────────┬─────────┬─────────┤
│ │ 1,1 │ 1,2 │ 1,3 │ 1,4 │ 1,5 │
├──────────────────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│Легкий суглинок │ 3,0 │ 2,5 │ 2,25 │ 2,0 │ 1,5 │
│ │ │ │ │ │ │
│Тяжелый суглинок и│ 5,5 │ 5,0 │ 4,35 │ 3,5 │ 2,5 │
│глина, суглинок│ │ │ │ │ │
│пылеватый │ │ │ │ │ │
└──────────────────────┴─────────┴─────────┴────────┴─────────┴─────────┘

┌──────────────────────┬────────────────────────────────────────────────┐

Примечание. - коэффициент переувлажнения грунтов земляного полотна (отношение фактической влажности к оптимальной).

5.1.4. Если отдельные полотна СМ укладывают поперек земляного полотна или при продольной укладке предусмотрено соединение полотен сшиванием, возможно одновременно решить задачу повышения общей устойчивости откосов (см. п.4.2).

5.1.5. Прослойки из СМ в сочетании с песчаным дренирующим слоем дорожной одежды (см. рис.12, в) устраивают из нетканых упрочненных иглопробиванием СМ, отвечающих требованиям табл.2.2 и имеющих толщину не менее 3,5 мм и вес не менее 300 . Рекомендуемое начальное значение коэффициента фильтрации СМ в плоскости полотна при обжатии нагрузкой 0,01 МПа составляет 140 м/сут, но не менее 100 м/сут. Если предусмотрен сброс воды по прослойке из СМ непосредственно в продольный трубчатый дренаж, отношение коэффициента фильтрации СМ в нормальном плоскости полотна направлении к коэффициенту фильтрации грунта должно быть больше 2 при дренировании песчаных грунтов, больше или равно 10 при дренировании глинистых грунтов. Расчет дренирующих слоев с прослойками СМ выполняют согласно п.5.2.

5.1.6. Прослойки из СМ по п.5.1.5 укладывают непосредственно на земляное полотно под песчаный дренирующий слой по всей ширине последнего (см. рис.12,б), из края должны быть выведены на откосную часть не менее чем на 0,5 м. В этом случае обеспечивается эффективное функционирование дренирующего слоя, создаваемого в том числе из песков средней крупности и мелких с низким коэффициентом фильтрации (1 - 3 м/сут).

5.1.7. Если грунты земляного полотна содержат более 50% частиц размером 0,005 - 0,05 мм и менее 25% частиц крупнее 0,1 мм по массе, на контакте "CM - земляное полотно" следует предусматривать устройство технологического песчаного слоя минимальной толщины.

5.1.8. При устройстве траншейных дренажей, дренажей с трубчатыми дренами СМ используют в качестве дренирующего и защитного элемента (фильтра), обеспечивающего долговременное функционирование дренажа взамен устройства трудоемких фильтровых обсыпок. В этом случае СМ должны отвечать требованиям табл.2.2, а возможность их применения должна быть проверена по методике, изложенной в п.5.2.

5.2. Методика расчета

5.2.1. Расчет песчаного дренирующего слоя дорожной одежды в сочетании с прослойкой из СМ и проверка возможности применения СМ в качестве фильтра изложены соответственно в пп.5.2.2, 5.2.4 и 5.2.5. После назначения толщины дренирующего слоя по п.5.2.2 проводят перерасчет дорожной конструкции с введением поправки на расчетную влажность грунтов земляного полотна согласно табл.8 приложения 2.

5.2.2. Назначение толщины песчаного дренирующего слоя с прослойкой из СМ выполняют исходя из условия временного размещения в нем воды (ВСН 46-83) и своевременного ее отвода. Расчет песчаного дренирующего слоя с прослойкой из CM из условия своевременного отвода воды выполняют в следующем порядке (приложение 3Б):

определяют расчетное значение коэффициента фильтрации СМ в плоскости полотна (п.5.2.3);

определяют расчетное значение притока воды в дренирующий слой по формуле

, (5.1)

где q - среднесуточный приток воды в основание дорожной одежды; - коэффициент "пик", назначаемые по табл.18, 19 ВСН 46-83;

определяют по номограмме (рис.13, а, б) расчетную глубину фильтрационного потока в зависимости от длины пути фильтрации , коэффициентов фильтрации СМ и песка , поперечного уклона земляного полотна i и притока воды;

определяют по номограмме (рис.14, а) степень увлажнения С в зависимости oт i и отношения ;

определяют толщину слоя, полностью насыщенного водой , по номограмме (рис.14, б) и вычисляют толщину дренирующего слоя :

, (5.2)

где - дополнительная толщина слоя, принимаемая равной для мелких песков 0,18-0,20 м, песков средней крупности 0,14-0,15 м, крупных 0,10-0,12 м.

5.2.3. Определение расчетного значения коэффициента фильтрации СМ в плоскости полотна с учетом его снижения в период эксплуатации , выполняют в следующем порядке:

определяют по номограмме (рис.15) величину вертикальных нормальных напряжений от колесной нагрузки на уровне земляного полотна;

принимают в зависимости от и i по табл.4 приложения 2 значение коэффициента фильтрации на начало периода стабилизации заявления ;

принимают значение времени работы дренажа в расчетный период в зависимости от группы грунта земляного полотна, дорожно-климатической зоны и типа местности (табл.7 приложения 2);

вычисляют общее число приложений колесной нагрузки за требуемый период эксплуатации дороги Т, годы

, (5.3)

где - расчетная приведенная интенсивность движения (п.3.20 ВСН 46-83);

определяют по табл.5 приложения 2 число нагружений на момент стабилизации заявления в зависимости от веса CM и содержания в грунте земляного полотна частиц размером менее 0,05 мм;

вычисляют значение

, (5.4)

где b - коэффициент, учитывающий интенсивность протекания процесса запыления в период его стабилизации (рис.16). Значение может быть найдено также по табл.6 приложения 2.

5.2.4. Рассчитанное значение на конец эксплуатации должно быть не менее 20 м/сут. Если данное условие не соблюдается, следует применить СМ с большей массой, уложить дополнительный слой CM или устроить под СМ технологический песчаный слой минимальной толщины.

5.2.5. Возможность применения СМ в качестве фильтров проверяют по критериям: