Перестройка земляного полотна при реконструкции улиц и городских дорог
При реконструкции обычно стремятся в наибольшей степени использовать существующее земляное полотно. Но на многих участках в районах II—III дорожно-климатических зон в теле земляного полотна в пределах рабочей зоны обычно находится оглеенный грунт, способствующий образованию верховодки из-за неблагоприятного расположения фильтрующих и малопроницаемых грунтов. При исправлении десятки лет существующего земляного полотна необходимо прежде всего улучшить его водно-тепловой режим, повышая степень уплотнения грунта и проводя различные инженерные мероприятия (см. гл. 9), гарантируя его влажность не выше оптимального значения. Большей частью существующее земляное полотно не удовлетворяет современным требованиям.
Поэтому до переустройства дорожной одежды нужно установить источники переувлажнения земляного полотна и устранить их вредное влияние на его прочностные характеристики. Если выявлено, что грунты в пределах рабочего слоя оглеены, следует провести детальное геолого-грунтовое обследование. Для установления источников увлажнения требуется в зимний период определить на типичных участках характер распределения естественной влажности по глубине земляного полотна. На участках I типа увлажнения максимальное значение влажности глинистых грунтов в зимнее время чаще всего наблюдается во II дорожно-климатической зоне на глубине 0,8—1 м (рис. 7.4).
Рис. 7.4. Схема распределения естественной влажности в земляном полотне по глубине (Z)
а — на участках нормального увлажнения (I тип увлажнения) ; б — избыточного увлажнения; 1 — зона повышенной влажности в пределах рабочего слоя; 2 — влажность по глубине к концу зимнего периода; 3 — влажность в конце летнего периода; 4 — влажность, соответствующая нижней границе текучести; 5 — поверхность менисков; 6 — уровень подземных вод в период схода снегового покрова; 7 — капиллярная зона; 8 — зона подземных вод; 9 — уровень подземных вод в летний период; We — естественная влажность грунта в предосенний период; Z — глубина; hк — высота капиллярного поднятия; W1 и W2—максимальные значения влажности к концу зимнего периода и в начальный период оттаивания земляного полотна (W1< W2); Wт — нижняя граница текучести
На участках избыточного увлажнения (III тип) увеличение влажности с глубиной указывает на поступление влаги снизу, из залегающих поблизости подземных вод или верховодки. Но под действием температурного градиента перемещение влаги в рабочий слой происходит и на участках, где подземные воды залегают глубоко. Влага перемещается по незамерзающим водным пленкам за счет внутренних запасов, накопленных в осенний период путем инфильтрации. Кроме того, поступление влаги в рабочий слой связано и с перемещением влаги в парообразном состоянии, особенно в районах южнее III дорожно-климатической зоны. Свободная вода движется непосредственно и в конструкции дорожной одежды, и в рабочем слое вдоль продольного уклона, тем самым способствуя дополнительному увлажнению участков, расположенных в местах вогнутых вертикальных кривых.
Для повышения модуля упругости реконструируемого земляного полотна должны быть выполнены следующие мероприятия: замена качественным песком оглеенного грунта или укрепление грунта рабочего слоя минеральными вяжущими материалами, устройство теплоизоляционного или паронепроницаемого слоя и осушение рабочего слоя дренажами и геотекстилем. Мероприятие выбирают в зависимости от вида реконструкции земляного полотна: уширение, исправление его продольного профиля либо повышения устойчивости откосов.