Указания по перестройке земляного полотна при реконструкции дорог

ПЕРЕСТРОЙКА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ДОРОГ
 

Реконструкция дороги - перевод дороги в более высокую  категорию - вызывает ее перестройку. При этих работах наиболее целесообразно сохранить старую дорогу для местного движения, а новую дорогу строить по новому направлению или рядом со старой. Но во многих случаях стремятся совместить новую дорогу со старой. Эти мероприятия обосновывают  необходимостью хотя бы частичного использования земляного  полотна и дорожной одежды старой дороги. При этом движение  переводят на объездные дороги или пропускают по старой со  значительным снижением скорости и неудобствами для проезжающих.

Перестройка старой дороги при реконструкции может вызвать следующие варианты. На отдельных участках дорога может проходить по новому направлению и не затрагивать старую дорогу. В этом случае возведение земляного полотна не вызывает осложнений и его выполняют по общим ранее изложенным правилам.

Возможно полное или частичное совпадение новой трассы с осью старой дороги. В этом случае могут быть варианты, когда новая трасса проходит выше оси старой дороги; реже она проходит ниже ее. В  зависимости от величины этого возвышения работы могут потребовать только утолщения старой дорожной одежды или использования ее как основания для новой. При значительном повышении необходимо поднятие уровня земляного полотна с проведением необходимых земляных работ.

В большинстве случаев при реконструкции необходимо уширение земляного полотна, так как с повышением категории ширина  земляного полотна увеличивается.

В зависимости от величины этого уширения назначают способы работ и машины. На участках, на которых намечено увеличение  радиусов закруглений, уширение может быть различным на протяжении этих участков. В ряде случаев при реконструкции дороги учитывают замеченные недостатки при ее эксплуатации - наличие участков, подвергающихся воздействиям пучин, оползней, грунтовых вод и др. Это вызывает в свою очередь изменение земляного полотна, работы по удалению пучинистых грунтов, строительству дренажей и других специальных устройств.

Работы по перестройке земляного полотна при реконструкции  дороги могут быть очень разнообразными. Они должны быть  предусмотрены в проекте реконструкции дороги и по этому  проекту выполнены.

Одна из важных особенностей организации работ при реконструкции  дорог - необходимость обеспечения бесперебойного пропуска транспортных средств через участки, где идут работы. Обычно это осуществляют путем устройства временных объездов по грунтовым дорогам, а при интенсивном движении и неблагоприятных условиях устраивают твердые покрытия на объездах, что усложняет и удорожает строительство. Поэтому при реконструкции обычно сокращают фронт работ, ведут строительные работы поочередно на каждой половине дороги, планируют так производство работ, чтобы пропуск  транспортных средств по объездам приходился на сухое время года. Для бесперебойного и безопасного проезда предусматривают службу технической помощи, специальную сигнализацию, дорожные знаки и ограждения.

Уширение земляного полотна - наиболее часто встречающийся вид работ при реконструкции дороги.  Это  уширение  составляет от 2 до 7 м.  На  дорогах I категории приходится для второй проезжей части строить новое земляное полотно. Чаще дороги I категории строят по новым направлениям, не совмещая их со старой дорогой. При реконструкции дорог, построенных по ранее действовавшим  нормам, предусматривавшим меньшие ширины проезжей части и обочин, размеры уширения земляного полотна могут быть разнообразными - от 1 до 10 м. Проведение уширения возможно с двух сторон старого земляного полотна при совпадении новой трассы с осью старой  дороги (рис. 1). При назначении такого уширения следует учитывать способ производства работ и особенности землеройных машин. В  целях наибольшего сохранения земляного полотна, если оно из  доброкачественных грунтов и нет необходимости в их замене, - это  послойная присыпка уширяемой части с применением бульдозеров,  автогрейдеров и катков. Машины работают на рабочей полосе шириной не менее 2,0-2,5 м. При необходимости подвозки грунта по  уширяемой полосе ширина ее должна быть не менее 2,5-3,0 м. При высоких насыпях уплотнение производят катками не ближе чем на 0,5 м от края по условиям техники безопасности, в связи с чем ширина уширения в зависимости от типа катка и автомобилей-самосвалов, подвозящих грунт, должна быть не менее 8 м. Уширение на меньшую величину не может быть выполнено качественно с применением машин,  серийно выпускаемых промышленностью. При узких полосах грунт  придется подвозить по верху старого земляного полотна и ссыпать  вниз на уширяемую полосу.

Рис.1
Симметричное уширение дорожного полотна с обеих сторон:
А - ширина старого дорожного полотна, а - его уширение,
Б - старая проезжая часть, б - ее уширение,
Р - растительный слой

Недостатком такого способа является трудность разравнивания и невозможность уплотнения грунта. В этом случае дорожная  одежда (если уширяемая ее часть попадает на уширенное земляное  полотно), особенно капитального типа, может быть устроена только спустя продолжительное время, за которое произойдет естественное уплотнение грунта. Этот период времени измеряется годами и в ряде случаев может оказать решающее значение при выборе варианта.

Для узких полос уширения необходимы специальные машины, что удорожает и усложняет производство работ. Поэтому при  необходимости уширения с каждой стороны менее чем на  2,0-2,5 м предпочтительно проведение уширения с одной стороны (рис.2).

Рис.2
Одностороннее уширение дорожного полотна:
А - ширина старого дорожного полотна, а - его уширение,
Б - старая проезжая часть, б - ее уширение

Однако в этом случае возникает необходимость переноса оси дороги на новое место и, соответственно, одностороннее уширение дорожной одежды. При этом желательно, чтобы уширяемая часть новой дорожной одежды былаа расположена в пределах старого земляного полотна с  устоявшимися и уплотнившимися за время эксплуатации дороги грунтами. При небольшом уширении земляного полотна (двустороннем и  одностороннем), когда новая дорожная одежда не будет расположена над уширяемыми частями насыпи, может быть допустима отсыпка грунта без устройства уступов и хорошего уплотнения. После его естественной осадки и уплотнения легко можно досыпать грунт до проектных отметок и уплотнить обычным способом, применяя серийные  машины. На высоких насыпях с крутыми откосами в целях  повышения безопасности работ полосу уширения желательно иметь не менее 3-4 м.       

Рис.3
Одностороннее уширение дорожного полотна с захватом части старого:
L - требуемое уширение, У - проводимое уширение
из-за требований механизации работ

Могут встретиться случаи необходимости уширения меньше чем на 1,5-2 м. При этом уширяемую часть увеличивают до 2-3 м,  хотя бы и с превышением ширины земляного полотна против нормы, или отказываются от уширения на незначительную величину - 0,5-1 м. Для проведения такого уширения необходимо снять укрепление  старого земляного полотна и срезать его для образования из старого и нового грунтов уширяемой полосы шириной 2,5-3 м для возможности прохода грузовых автомобилей и землеройных машин (рис.3).  Возникает также необходимость в уширении земляного полотна в выемках и на косогорах. В этих случаях с учетом глубины выемки и объема работ целесообразно проводить уширение с одной стороны (рис.4).

Рис.4
Одностороннее уширение выемки:
В - уширение выемки

Для этого предварительно снимают растительый грунт с откосов.  При глубоких выемках растительный грунт снимают экскаватором-драглайн  и откладывают в сторону выемки. При неглубоких выемках растительный  грунт снимают автогрейдерами или экскаватором с обратной лопатой.  После снятия растительного слоя, срезая грунт с откоса, тщательно засыпают  и уплотняют грунт в боковой канаве. После такой подготовки выемки начинают разработку уширяемой полосы постепенно с ее начала. Часть грунта откладывают для уширения дорожного полотна, остальной грунт грузят  экскаваторами в автомобили-самосвалы, которые отвозят его в места  уширения насыпей.

Уширяемое земляное полотно должно быть тщательно уплотнено. При устройстве дорожной одежды в тот же год следует уширяемую часть дорожной одежды обязательно располагать на старой части земляного полотна.

Все возможные варианты уширения земляного полотна должны быть рассмотрены при проектировании с учетом различных способов  производства работ,  в проекте принимают наиболее целесообразный вариант.

Для сопряжения старой насыпи с новой присыпаемой и  достижения надежного омоноличивания их сопрягают уступами в виде ступеней. Размеры ступеней по высоте назначают равными толщине слоев присыпаемой насыпи. Последние назначают в зависимости от вида грунта и уплотняющих машин. Земляные работы ведут по  общим правилам производства работ, принятым при новом  строительстве. Сначала снимают укрепление откосов и удаляют в  сторону. Если укреплением являлся растительный грунт, его срезают  автогрейдерами и передвигают в сторону бульдозерами. На высоких  насыпях, недоступных для работы автогрейдеров, растительный грунт  срезают экскаваторами-драглайн или с обратной лопатой и грузят в  автомобили для отвозки в места возможного их применения или  отваливают в сторону для повторного использования на откосах новой насыпи. Растительный грунт также срезают автогрейдерами или бульдозерами с полосы уширения с одновременным устройством  примыкания к старой насыпи. Очищенную полосу будущего  подстилающего грунта доуплотняют катками. Затем доставляют  автомобилями-самосвалами грунт из карьера, разравнивают его  автогрейдером и уплотняют катками. По уплотненному первому слою  укладывают также второй, предварительно срезав уступ на откосе  старой насыпи. Работы ведут поточным способом с последовательным проходом всех машин по сменной захватке. Целесообразно размер захватки назначать по длине равным возможной длине выполняемого участка одного слоя. Для большей устойчивости присыпанных частей насыпи предварительно  разрыхляют поверхность откоса старой насыпи экскаватором-драглайном  с ковшом с зубьями, а затем после отсыпки грунта уплотняют поверхность откоса и верхнюю часть. Для уплотнения грунта на откосе можно использовать тот же драглайн, оборудованный вместо  ковша прицепным катком допустимой для экскаватора массы. Верхнюю  часть можно уплотнять трамбующей плитой или площадочным вибратором.

Так же как и при постройке новой автомобильной дороги во время производства земляных работ необходимо обеспечивать отвод воды. Это условие выполняют также с соблюдением общих правил  (предварительное устройство канав, разработка грунта, начиная с наиболее низких участков местности, а отсыпка - с наиболее возвышенных).   При сохранении движения по дороге и двухстороннем уширении  сначала полностью уширяют земляное полотно на одной стороне, только потом приступают к уширению на другой. Это целесообразно  для большей концентрации работ и не вызывает излишних помех  для движения, производя сужение обочин с двух сторон проезжей  части. При наличии достаточного парка машин работы можно выполнять последовательно идущими звеньями, работающими на различных слоях с одной или с двух сторон уширяемой насыпи.  Нежелательно, чтобы работа этих звеньев происходила одновременно в одном, поперечном профиле, осложняя этим движение транспорта на дороге.

Необходимо обеспечить перевод движения на другие дороги или объезды. Для обеспечения удобств для движения объезды должны иметь твердую одежду, обеспечивающую круглогодичное движение (если это необходимо) со скоростью не менее 30 км/ч. Ввиду значительного  удорожания работ при проектировании необходимо предусматривать  сохранение старой дороги для движения, а новую прокладывать  вблизи по улучшенной трассе. При невозможности этого, организация  работ должна быть такова, чтобы обеспечивать по дороге бесперебойное  движение со скоростью не менее 30 км/ч.

В ряде случаев при реконструкции дороги в целях улучшения и смягчения продольного профиля меняют расположение трассы в высотном положении. При желании улучшить водно-тепловой режим земляного полотна верхнюю часть необходимо отсыпать из доброкачественного грунта, а также изменять продольный профиль  путем повышения земляного полотна. По способам работ следует рассматривать три варианта. При первом, когда старая дорожная одежда не представляет ценности, на нее сразу отсыпают земляное полотно. В этом случае старая дорожная одежда может играть роль водо- и паронепроницаемого слоя и улучшит  водно-тепловой режим нового отсыпаемого земляного полотна и  дорожной одежды. При втором варианте стремятся использовать  материал старой дорожной одежды. Поэтому предварительно до отсыпки  земляного полотна производят разломку старой одежды, полученные материалы погрузчиками или экскаваторами грузят в автомобили-самосвалы и вывозят для строительства основания новой одежды на участках, где земляное полотно уже отсыпано.