Исправление продольного профиля

Исправление продольного профиля при реконструкции дороги осуществляется путем увеличения высоты насыпей и глубины выемки существующей дороги.

Увеличение высоты насыпей производят на снегозаносимых участках с целью поднятия бровки земляного полотна до отметки снегонезаносимой насыпи; на пучинистых участках и участках с высоким уровнем грунтовых или стоячих поверхностных вод до отметки, превышающей капиллярное поднятие воды, и на участках смягчения продольного уклона. Существующие насыпи высотой более 3 м повышают только в исключительных случаях.

Увеличение глубины выемки обычно связано с необходимостью смягчения продольного уклона, увеличения видимости в продольном профиле на вертикальных выпуклых кривых. Иногда увеличение глубины выемки требуется по условиям строительства путепровода над существующей дорогой, для пропуска другой автомобильной или железной дороги.

При повышении высоты насыпи неизбежно происходит ее уширение по подошве и по всей высоте по сравнению с существующей дорогой за счет изменения заложения откосов (рис. 6). Как правило, у старых дорог заложение откосов насыпей небольшой высоты составляет 1:1 или 1:1,5. В то же время по СНиП 2.05.02-85 крутизну откосов насыпей высотой до 3 м на дорогах I - III категорий следует назначать с учетом обеспечения безопасного съезда транспортных средств ваварийных ситуациях, как правило, не круче 1:4, а для дорог других категорий при высоте откоса насыпи до 2 м - не круче 1:3. Такие откосы достаточно укрепить травосеянием или одерновкой. На ценных землях допускается увеличение крутизны откосов до предельных значений от 1:1 до 1:1,75 в зависимости от типа грунта насыпи с разработкой дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности движения и укреплению откосов. Аналогичные решения могут быть приняты и для других условий при технико-экономическом обосновании.

Величина уширения на уровне отметки бровки земляного полотна существующей дороги может быть определена по формуле

а = m2 · Dh, м, (2)

где m2 - заложение откоса насыпи после ее повышения;

Dh - увеличение высоты насыпи, м.

Величина уширения по подошве насыпи составит

b = m2 · h2 - m1 · h1, (3)

где h1 - высота насыпи до реконструкции, м;

h2 - общая высота насыпи после реконструкции, м;

m1 - заложение откоса насыпи до реконструкции.

Увеличение высоты насыпи может быть без изменения положения оси дороги и с изменением (смещением) оси дороги в плане.

Выбор порядка и технологии производства работ при повышении высоты насыпей зависит от большого количества факторов: высоты старой насыпи и крутизны ее откосов, величины повышения насыпи и крутизны новых откосов, положения оси дороги до и после повышения насыпи, типа и состояния дорожной одежды, грунтов и системы водоотвода и т.д.

При увеличении высоты насыпи старую дорожную одежду, как правило, разбирают, перерабатывают и обогащают материалом, а затем используют их при строительстве новой дорожной одежды или на других дорожных работах. Однако могут быть и другие варианты использования старой дорожной одежды. При повышении насыпи на 0,25 - 0,30 м, а в некоторых случаях и до 0,5 м старую дорожную одежду используют как основание, на котором устраивают новую дорожную одежду. Окончательное решение принимают после технико-экономического сравнения вариантов, в которых учитывают затраты на снятие старой одежды, переработку и обогащение получаемых материалов, повторную укладку этих материалов в дорожную одежду и сравнивают эти затраты с расходами на строительство новой дорожной одежды.

Аналогичные расчеты производят при значительном увеличении высоты насыпи. Как правило, более экономичным является вариант снятия старой дорожной одежды с дальнейшим использованием ее материалов в дорожных конструкциях. Но в некоторых случаях при разборке гравийных или щебеночных покрытий материалы оказываются настолько измельченными, слабопрочными и загрязненными, что затраты на их переработку и обогащение превышают стоимость строительства новой дорожной одежды. В этом случае дорожную одежду не разбирают, а засыпают грунтом (хоронят в земляном полотне).

При небольшом повышении насыпи (до 40 - 50 см) работы производят путем отсыпки слоя грунта на обочины после снятия растительного слоя с обочин и верхней части земляного полотна.

Работы выполняют в такой последовательности:

· снятие растительного слоя с обочин и верхней части откосов на высоту 0,5 - 0,6 м;

· послойная разборка и удаление материалов слоя старой одежды;

· послойная засыпка корыта грунтом и его уплотнение;

· отсыпка песчаного слоя, устройство новой дорожной одежды;

· досыпка обочин и их укрепление.

Если старая одежда остается как основание новой, то поднятие земляного полотна, по существу, сводится к досыпке грунта на обочины и его уплотнению.

При необходимости увеличить высоту насыпи более чем на 0,5 м работы ведутся снизу вверх от подошвы насыпи так же, как и при уширении земляного полотна. После снятия растительного слоя с откосов насыпи, кюветов и поверхности прилегающей полосы, где будет размещена подошва новой насыпи, засыпают кюветы или боковые канавы с послойным уплотнением грунта.

Затем так же, как и при уширении, послойно отсыпают новые откосные части насыпи с рыхлением старого откоса или нарезкой уступов.

Если ширина отсыпаемого откоса достаточна для работы бульдозера, автогрейдера и катков, то каждый уступ нарезают шириной 0,3 - 0,5 м, высотой, равной высоте отсыпаемого слоя (0,25 - 0,35 м). Отсыпают и уплотняют грунт. Затем нарезают второй снизу уступ и так отсыпают откосную часть до бровки старой насыпи.

Если ширина отсыпаемого откоса меньше 1,5 - 2,0 м, то может быть принят один из двух вариантов:

а) увеличивают ширину уступа так, чтобы обеспечить возможность работы дорожных машин при послойной отсыпке откосной части земляного полотна;

б) увеличивают ширину вновь отсыпаемых слоев, которые после возведения насыпи срезают, а грунт перемещают на другие участки работы.

Таким образом отсыпается новая откосная часть насыпи до уровня бровки земляного полотна существующей дороги.

Дальнейшее повышение насыпи выполняется по обычной технологии возведения земляного полотна.

Следует отметить, что при увеличении высоты насыпей необходимо соблюдать те же требования к грунтам, их взаиморасположению и степени уплотнения, что и при уширении земляного полотна.

Увеличение глубины существующих выемок производится значительно реже, чем увеличение высоты насыпей, что объясняется более сложными условиями осуществления таких работ.

Дело в том, что изменение проектной линии в выемке влечет за собой изменение проектной линии и на подходах к ней (рис 7).

При этом можно выделить ряд характерных участков изменения продольного профиля:

· участок увеличения глубины выемки - I;

· участок уменьшения глубины выемки - II;

· участок, где выемка заменяется насыпью - III;

· участок увеличения высоты насыпи на подходе к выемке - IV.

В реальных условиях некоторые из названных участков могут отсутствовать, но все равно организация работ по реконструкции выемок остается сложной. При увеличении глубины выемок неизбежны увеличение ее ширины по верху, снятие существующей дорожной одежды, перестройка системы водоотвода и дренажа (рис. 8).

В ряде случаев одновременно с углублением выемки для повышения устойчивости откоса или обеспечения снегонезаносимости увеличивают заложение откосов, т.е. уполаживают их. Увеличение ширины выемки по верху с одной стороны в этом случае составит

b = m2 · h2 - m1 · h1, м, (4)

где m1 и m2 - заложение откоса до и после реконструкции;

h1 и h2 - глубина выемки до и после реконструкции, м.

Если крутизна откоса после реконструкции остается такой же, как и до реконструкции, увеличение ширины выемки по верху с одной стороны составит

b = m(h2 - h1), м, (5)

где m - заложение откоса.

Работы по углублению выемок начинаются, как правило, с устройства объезда, снятия растительного слоя с откосов выемки и поверхности земли на полосе уширения.

После этого производят уширение выемки до отметки бровки существующей дороги сначала с одной, а затем с другой стороны или с обеих сторон одновременно.

Движение автомобилей в этот период может осуществляться по обеим полосам проезжей части без перерыва.

Рис. 6. Схема определения геометрических размеров земляногополотна при увеличении высоты насыпи

Рис. 7. Схема расположения смежных участков изменения глубины выемки и высоты насыпи при смягчении продольного уклона:

I - участок увеличения глубины выемки; II - участок уменьшения глубины выемки; III - участок, где выемка заменяется насыпью; IV - участок увеличения высоты насыпи; 1 - линия поверхности земли; 2 - положение красной линии до реконструкции; 3 - то же после реконструкции; i1, i2-максимальный продольный уклон до и после реконструкции

Рис. 8. Схема определения геометрических размеров углубляемойвыемки

При величине уширения более 2 м разработку откосов выемки можно выполнять бульдозером с продольным перемещением грунта. При меньшей величине уширения разработку откосов выемки выполняют экскаватором-драглайн или экскаватором с обратной лопатой, который устанавливается наверху откоса и разрабатывает грунт с погрузкой в транспортные средства или в отвал.

Экскаватор может быть использован и для разработки откосов при большой величине уширения и большой глубине выемки. В этом случае может быть использован экскаватор с прямой лопатой, который разрабатывает откос ярусами с погрузкой грунта в транспортные средства.

При уширении и углублении больших и глубоких выемок этот метод широко применяется. В частности, таким способом разрабатывались многие выемки при реконструкции Московской кольцевой автомобильной дороги.

После того, как откосы выемки разработаны на глубину до отметки бровки существующей дороги, приступают собственно к углублению выемки до проектной отметки.

К этому времени должно быть закрыто движение по основной дороге и перенесено на объезд или организовано движение по одной стороне проезжей части и снята дорожная одежда.

Работы по углублению выполняют скреперами или бульдозерами. Технология работ практически не отличается от производства работ по строительству дорог.

Завершающим этапом работ по углублению выемок являются планировка и укрепление откосов, нарезка и укрепление кюветов и водоотводных канав.