МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТОРФА В НИЖНЕЙ
ЧАСТИ НАСЫПИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА БОЛОТАХ

Одобрены Минтрансстроем СССР

Москва 1973

Предложена конструкция земляного полотна с использованием торфа в основании и в нижней части насыпи при строительстве автомобильных дорог III-V категорий в сильно заболоченных районах Западной Сибири.

Приведены расчетные показатели торфов нарушенного и ненарушенного сложения и методы расчета устойчивости, осадки и времени уплотнения торфяной части насыпи и основания.

Рекомендованы способы назначения конструктивных размеров земляного полотна (толщины торфяной и минеральной частей насыпи, крутизны откосов, ширины и глубины резервов).

Предложены методы расчета дорожных конструкций на торфяных основаниях. Разработана технология земляных работ по сооружению насыпей с использованием торфяных грунтов в основании и в нижней части земляного полотна.

Предисловие

«Методические рекомендации по использованию торфа в нижней части насыпи при строительстве автомобильных дорог на болотах» составлены на основе изучения физико-механических свойств минеральных грунтов и торфов, обследования существующих насыпей на болотах, материалов наблюдений за специально построенным опытным участком дороги, опыта строительства автомобильных дорог на болотах Западной Сибири.

Настоящие «Методические рекомендации» предусматривают использование торфов в основании и в нижней части земляного полотна и, могут применяться при проектировании и строительстве автомобильных дорог III - V категорий с усовершенствованными облегченными, переходными и низшими типами покрытий. Они разработаны для условий Западной Сибири применительно ко II дорожно-климатической зоне и предназначены для производственной проверки.

В «Методических рекомендациях» дана конструкция земляного полотна с отсыпкой нижних слоев из торфа, рекомендованы методы расчета устойчивости, осадки и времени уплотнения торфяного основания и слоев насыпи из торфяных грунтов, приведены расчетные показатели торфов нарушенного и ненарушенного сложения, предложена методика расчета дорожных одежд на торфяных основаниях, разработана технология земляных работ.

«Методические рекомендации» составили канд. техн. наук Г.Г. Тришин, канд. с.-х. наук Н. М. Голяков, инженеры М.И. Шалыгин, В.И. Бессонов (Омский филиал Союздорнии), кандидаты технических наук М.П. Болштянский, А. В. Линцер, В. А. Семенов, инженеры В.Ф. Архипова, А.Н. Шуваев и Я.Д. Фукс (Тюменский инженерно-строительный институт), Г.Б. Леменков и Н.В. Табаков (Институт Гипротюменнефтегаз).

Лабораторные работы выполняли Л.Н. Чеканова и Т.Г. Фомичева (Омский филиал Союздорнии).

Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143900, Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии или Омск-80, проспект Мира, 3, Омский филиал Союздорнии.

ДИРЕКТОР СОЮЗДОРНИИ

доктор технических наук, профессор

В.В. Михайлов

Конструкция и расчет земляного полотна

1. Конструктивные размеры земляного полотна назначают с учетом мощности торфяной залежи, прочностных и деформативных свойств торфа, уровня длительно стоящих поверхностных вод на болоте и вида грунта земляного полотна, а также исходя из условий наименьшей его снегозаносимости.

2. Ширину земляного полотна устанавливают в зависимости от категории автомобильной дороги, а высоту насыпи над поверхностью болота определяют расчетом из условия обеспечения требуемых влажности и прочности минерального грунта земляного полотна, а также с учетом допустимых упругих деформаций конструкции и ее снегонезаносимости.

3. Нижнюю часть насыпей на болотах рекомендуется отсыпать из торфа в случае возведения земляного полотна без выторфовывания, отсутствия минеральных грунтов или при значительной дальности их возки. Частичная замена минеральных грунтов торфом позволяет сократить объемы привозных грунтов, обеспечивая при правильном конструировании и технологии работ необходимую прочность земляного полотна.

Применение данной конструкции возможно при соответствующем технико-экономическом обосновании.

4. Рекомендуемая конструкция земляного полотна включает минеральную (верхнюю) и торфяную (нижнюю) часть, отсыпанную на торфяное основание (рис. 1).

Верхнюю (минеральную) часть насыпи отсыпают из непылеватых песчаных или глинистых грунтов.

Нижнюю (торфяную) часть насыпи устраивают из торфа боковых резервов или карьеров.

5. Крутизну откосов земляного полотна (включая торфяную часть) принимают при отсыпке минеральной части из суглинков и глин равной 1:2, а мелких песков и супесей - 1:2 ÷ 1:3.

Рис. 1. Конструкция земляного полотна с использованием торфа в нижней части насыпи:

1 - минеральный грунт; 2 - торфяная часть насыпи; 3 - торфяное основание

6. Резервы на болотах закладывают с обеих сторон земляного полотна. Глубина резервов не должна превышать 2 м, а ширина бермы должна быть не менее 5 м. Заложение откосов резервов принимают равным 1:0,5 и 1:1 (в зависимости от плотности торфа). Более крутые откосы устраивают при использовании менее плотных торфов (с плотностью менее 0,10 г/см³). Ширина резервов определяется потребностью в торфе для устройства нижней части насыпи (с учетом уплотнения торфяного грунта).

Назначение толщины торфяной и минеральной частей насыпи

7. Толщину торфяной части земляного полотна назначают с учетом необходимого возвышения верха торфяного слоя насыпи над расчетным уровнем воды^* на болоте и осадки торфяного основания.

_____________

^*За расчетный уровень воды следует принимать горизонт длительно стоящих поверхностных вод. При отсутствии таковых за расчетный уровень принимают поверхность болота.

Минимальное возвышение верха торфяной части h_т земляного полотна над расчетным уровнем воды на болоте назначают по графику (рис. 2) из условия непревышения допустимой влажности W_доп минерального грунта на границе с торфом в период службы земляного полотна.

Значения допустимой влажности грунтов могут быть приняты по табл. 1.

Осадку торфяного основания рассчитывают в соответствии с п.19.

8. Толщину торфяного слоя насыпи Н_т определяют по формуле

Н_т = h_т + S₀ + h_в, (1)

где h_т - возвышение верха торфяной части насыпи над расчетным уровнем воды на болоте;

S₀ - осадка торфяного основания под действием веса насыпи и подвижной нагрузки;

h_в - расчетный уровень воды на болоте.

Рис. 2. Возвышение верха торфяной части над расчетным уровнем воды в зависимости от допустимой влажности грунта на границе с торфом

Таблица 1

Грунт	Допустимая влажность, W_доп (в долях от оптимальной)
Пески мелкие	1,35
Супеси легкие	1,25
Суглинки легкие	1,15
Суглинки тяжелые и глины песчанистые	1,10

9. Толщину верхней (минеральной) части насыпи h_м определяют на основе комплексного расчета дорожной одежды и земляного полотна.

Расчет дорожных конструкций на торфяных основаниях

Расчетные нагрузки

10. При проектировании автомобильных дорог принимают расчетную нагрузку Н - Р - автомобиль с нагрузкой на ось 10 тс (по ГОСТ 9314-59), соответствующий грузовому автомобилю МАЗ-500.

11. Проектную или фактическую интенсивность движения приводят к расчетной N_р путем умножения на коэффициенты, указанные в табл. 2. Расчетная интенсивность дается для двух полос движения. Автомобили с нагрузкой на ось менее 4 тс в расчет не принимаются.

Таблица 2

Нагрузка на ось, тс	P ∙ Д, кгс/см	Значение коэффициента	Нагрузка на ось, тс	P ∙ Д, кгс/см	Значение коэффициента
4,0	100	0,02	9,5	180	0,68
6,0	140	0,10	10,0	195	1,00
6,5	150	0,20	12,0	220	2,00
7,0	160	0,35	33,0	310	30,00
9,0	170	0,50

Примечания: 1. Коэффициенты для автомобиля с нагрузкой на ось 33 тс соответствуют не более 25-30 проходам в сутки этих тяжелых автомобилей.

2. Для автомобилей, имеющих три оси (КрАЗ, УРАЛ и др.), численные значения коэффициентов удваиваются; для имеющих четыре оси - утраиваются.

3. Автопоезда учитывают введением коэффициента, равного 2, к соответствующему коэффициенту приведения для автомобиля-тягача.

Расчет полужестких и нежестких дорожных одежд^*

____________

^*По классификации проф. Н.Н. Иванова

12. Для расчета полужестких и нежестких дорожных одежд принимают перспективную среднесуточную интенсивность движения в неблагоприятный летний период наиболее грузонапряженного года за 10 лет для усовершенствованных покрытий облегченного типа и за 8 лет - для переходных покрытий.

Требуемый модуль упругости дорожной одежды определяют по рис. 3.

Рис. 3. Требуемые модули упругости дорожных одежд в зависимости от интенсивности нагрузки:

1 - для усовершенствованных покрытий облегченного типа; 2 - переходных; 3 - низших покрытий

Он может быть вычислен по формулам:

или , (2)

где Р - расчетное давление, кгс/см² (6 кгс/см² для Н - Р);

Д - диаметр круга, равновеликого следу колеса (32,6 см для Н - Р);

E_ю - модуль Юнга;

Μ - коэффициент Пуассона;

[W] - Допустимый упругий прогиб.

Рис. 4. Расчетная номограмма

13. Расчет производят по допустимым упругим деформациям. Для определения Деформации рекомендуется номограмма рис. 4. Общую осадку конструкции находят по формуле

, (3)

где Е_i - модуль упругости i-го слоя (i = 1,2,3... n)^*;

_____________

^*Модули упругости материалов определяются экспериментально или принимаются по проекту «Инструкции по расчету и конструированию полужестких и нежестких дорожных одежд». М., «Транспорт», 1970.

F_i - функциональный коэффициент для низа i-го слоя; определяется по номограмме (см. рис. 4) в зависимости от вспомогательной величины K_i:

(4)

H_i - толщина дорожной одежды от места приложения нагрузки до низа i-го слоя;

R - радиус расчетного штампа.

Суммирование деформаций сжатия ведется от верхнего слоя до минерального дна болота, которое считается несжимаемым. Модуль упругости торфяного массива зависит от степени разложения торфа, влажности, плотности и действующего давления, поэтому в каждом конкретном случае требуется экспериментальное определение модуля упругости. Ориентировочно для торфов 1 строительного типа можно принимать следующие значения модуля упругости (табл. 3).

Таблица 3

Действующее давление на торф, кгс/см²	1,0	0,8	0,6	0,4	0,2	0,1	0,05	0,016	0,004
Модуль упругости торфа, кгс/см²	8	10	12	16	20	25	30	40	50

Для точности расчета можно для торфа производить послойное суммирование по формуле (3) с учетом табл. 3. Ориентировочные значения давления могут быть определены по формуле М.И. Якунина

, (5)

где Z - глубина от поверхности, к которой приложена нагрузка, до точки определения давления.

14. Если в конструкции имеются один или несколько слоев из связных материалов, способных воспринимать растягивающие усилия при изгибе, то при расчете по формуле (4) толщину этих слоев необходимо привести к эквивалентной по формуле Г.И. Покровского

, (6)

где - общий модуль упругости нижележащих слоев; с достаточной степенью точности можно принять его равным требуемому модулю упругости на поверхности связного слоя;

E_в - модуль упругости верхнего слоя.

15. Зная требуемый модуль упругости всей конструкции, определяют толщину верхнего слоя покрытия, исходя из допустимых напряжений на растяжение при изгибе. При этом используют график (рис. 5) и данные табл. 4.

Таблица 4

Материал верхнего слоя	Нормативное напряжение, кгс/см²
Черный щебень и гравий	15
Грунты, укрепленные битумом, нефтью, цементом	5

16. Если в дорожной конструкции имеется несколько слоев из связных материалов, то растягивающие напряжения нужно проверять в каждом таком слое, приводя все вышележащие слои к одному эквивалентному:

, (7)

где h_в - толщина верхнего слоя;

h_н - толщина нижнего слоя;

E_в, E_н - модуль упругости, соответственно, верхнего и нижнего слоев.

17. Полученную конструкцию проверяют по условию равновесия на сдвиг грунтового основания. Эта проверка не относится к покрытиям низшего типа. Если толщина конструкций оказывается недостаточной, то ее увеличивают за счет слоя из наиболее дешевого материала.

Проверку выполняют в такой последовательности:

а) многослойную одежду представляют в виде двухслойной, в которой все верхние слои, расположенные выше проверяемого, заменяют одним слоем с модулем упругости Е_ср, определяемым по следующей формуле:

, (8)

где Е, h - модуль упругости и толщина слоев.

Рис. 5. Изгибающие напряжения в покрытии в зависимости от его относительной толщины h/R и соотношения модулей упругости покрытия и основания E₁/E_н

Затем по формуле (3) и рис. 4 определяют модуль упругости на поверхности проверяемого слоя (E_н);

б) исходя из величины Е_ср к Е_н по номограммам, приведенным на рис. 6-8, определяют величину h, при которой будет обеспечено предельное равновесие.

Пример расчета дорожной конструкции приведен в приложении.

18. Общая высота насыпи над расчетным уровнем воды на болоте составляет:

h = h_т + h_м.

При назначении высоты насыпи в соответствии с пп. 7-18 снегонезаносимость земляного полотна в рассматриваемых районах обеспечена.

Рис. 6. Номограмма для проверки порожной одежды по местному предельному равновесию в суглинистом грунте (цифры на кривых означают средний модуль упругости E_ср вышележащих слоев)

Рис. 7. Номограмма для проверки по местному предельному равновесию в супесчаном грунте основания (цифры на кривых - E_ср вышележащих слоев)

Рис. 8. Номограмма для проверки песчаного слоя по местному предельному равновесию (цифры на кривых соответствуют модулю упругости песка)

Расчет устойчивости и осадки торфа

19. Степень устойчивости, величину осадки и время уплотнения торфяного основания рассчитывают в соответствии с «Методическими указаниями по проектированию земляного полотна на слабых грунтах» (М., Оргтрансстрой, 1968).

Расчет торфяной части насыпи производят следующим образом.

Расчет устойчивости

20. Степень устойчивости торфяной части насыпи оценивают коэффициентом безопасности K_без:

где P_без - безопасная нагрузка;

P_т - расчетная нагрузка, передаваемая на поверхность торфяной части насыпи (п. 21).

Безопасная нагрузка определяется по уравнению

P_без = M_c ∙ C + γ_мM_h ∙ h_м,

где ;

;

γ_м - объемный вес минеральной части насыпи (включая дорожную одежду), т/м³;

h_м - толщина минеральной части насыпи (включая дорожную одежду), м;

j, С - угол внутреннего трения и сцепления (тс/м²) торфяной части насыпи.

21. Расчетная нагрузка, передаваемая на поверхность торфяной части насыпи, находится по формуле

, (9)

где Q - нагрузка на колесо расчетного автомобиля, кгс;

γ_м - объемный вес минерального грунта насыпи, кг/см³;

h_м - толщина минеральной части насыпи, см.

22. Значения расчетных показателей определяют лабораторными и полевыми испытаниями торфов. Приближенно величины этих показателей для торфов могут быть назначены или рассчитаны исходя из плотности торфа γ_ск.

23. Численные значения угла внутреннего трения j и сцепления С для торфа нарушенного сложения в зависимости от объемного веса скелета приведены в табл. 5.

Таблица 5

Объемный вес скелета торфа, г/см³	Структура нарушена
Объемный вес скелета торфа, г/см³	φ, град	С, кгс/см²
0,22	32	0,09
0,20	28	0,10
0,17	25	0,10
0,14	21	0,10
0,13	19	0,09

Расчет осадки

24. Для расчета осадки используют модуль осадки _р:

S_с = 0,001 ∙ _р ∙ H_р, (10)

где S_с - осадка торфяного слоя, м;

H_р - толщина этого слоя, м.

В зависимости от величины расчетной нагрузки, действующей на поверхности торфяного слоя насыпи (см. п. 21),ориентировочные значения модуля осадки торфов нарушенного сложения могут быть назначены по табл. 7.

Таблица 7

Вид торфа	Объемный вес скелета, г/см³	Модуль осадки р , мм/м, при нагрузке, кгс/см²
Вид торфа	Объемный вес скелета, г/см³	0,2	0,5	0,7
Низинный	0,12 - 0,15	340 - 360	410 - 430	470 - 490
	0,15 - 0,18	280 - 320	330 - 370	370 - 430
	0,18 - 0,20	260 - 280	320 - 350	350 - 370
Верховой	0,07 - 0,09	220 - 250	400 - 420	430 - 480
	0,09 - 0,12	190 - 220	330 - 360	370 - 420
	0,12 - 0,18	160 - 190	260 - 320	300 - 350

Расчет времени уплотнения торфа

25. Время уплотнения торфяной части земляного полотна в случае использования глинистых грунтов для минеральной части насыпи можно приближенно определить по формуле

, (11)

где t_м - время уплотнения торфяной части насыпи толщиной H_р

t - время консолидации лабораторного образца торфа нарушенной структуры высотой h;

в₁ - полуширина понизу минеральной части насыпи;

h₁ - показатель степени консолидации, определяемый по результатам лабораторных испытаний образцов торфа нарушенной структуры разной высоты,

, (12)

t₁, t₂ - время уплотнения образцов высотой h₁ и h₂

t_м - время, в течение которого торф нижней части насыпи находится в мерзлом состоянии (для районов Среднего Приобья этот период составляет 5,5-6,5 месяцев).

26. При назначении срока устройства покрытия за расчетное время консолидации принимают наибольший период стабилизации торфяного основания или торфяной части насыпи.

Расчет ширины резервов

27. Размеры резервов определяют с учетом потребности в торфе для отсыпки нижней торфяной части насыпи. При подсчете объема торфа, перемещаемого из резервов в насыпь, изменение его объема за счет разрыхления можно не учитывать.

Расчет ширины резерва можно произвести с помощью номограммы рис. 9.

Для этого с учетом высоты минеральной части насыпи и подвижной нагрузки определяют удельную нагрузку Р на торф (см. п. 21).

Рис. 9. Номограмма для определения ширины резервов

Зная удельную нагрузку, находят осадку торфа S нижней части насыпи и основания.

Исходя из высоты минеральной части насыпи h_м и осадки торфа S, определяют площадь торфяной части насыпи F_т по левой части номограммы (см. рис. 9). Затем с учетом уплотнения торфа вычисляют площадь резерва F_р:

, (13)

где b - коэффициент, зависящий от ширины земляного полотна поверху В:

при В = 8 м - b = 0,88;

при B =10 м - b = 1,00;

при В =12 м - b = 1,12;

Н_δ - глубина болота.

Зная глубину резерва и используя правую часть номограммы (см. рис. 9), находят требуемую ширину резерва исходя из определенной по формуле (13) площади резерва.

Технология работ по сооружению земляного полотна

28. В комплекс работ по возведению земляного полотна на болотах с использованием торфа в основании нижней части насыпи входят:

а) подготовка полосы отвода и основания;

б) отсыпка нижней части земляного полотна из торфа;

в) отсыпка верхней минеральной части насыпи.

29. Подготовку полосы отвода начинают с наступлением устойчивых отрицательных температур воздуха, когда становится возможным проезд по болоту. При этом толщина промерзшего слоя должна быть не менее 25 - 30 см.

30. В целях более быстрого промерзания торфа по полосам движения экскаватора с внешних сторон от подошвы насыпи очищают с помощью бульдозера снег, кустарник, мелколесье и кочки на ширину 5 - 7 м и на длину фронта работ экскаватора.

31. После промерзания очищенных полос на глубину, обеспечивающую работу экскаватора, бульдозером удаляют снег с основания насыпи и с полосы одного бокового резерва на всю длину фронта работы. Полосу другого резерва оставляют под снегом.

32. На очищенной полосе разбивают земляное полотно (восстанавливают ось насыпи, отмечают линии подошвы насыпи, разбивают контуры бокового резерва). Земляное полотно сооружают как в зимний, так и в летний период.

33. Разработку торфа в резерве в зимний период ведут экскаваторами-драглайнами с предварительным рыхлением промерзшего слоя торфа клин-молотами. При этом экскаватор движется вдоль бровки траншеи, разрабатывая ее за одну проходку. Торф, вынутый из резерва, укладывают в насыпь на всю ширину земляного полотна. При этом не допускается укладка в насыпь льда и мерзлых комьев торфа, размер которых превышает 1/3 толщины торфяной части насыпи (H_т).

Если длина стрелы экскаватора не позволяет укладывать торф на всю ширину насыпи, часть его укладывают в промежуточный вал, из которого в дальнейшем торф перемещают бульдозером в насыпь под углом к оси земляного полотна.

34. Торф, уложенный в насыпь, разравнивают бульдозером. При этом он уплотняется до плотности, примерно равной плотности естественной залежи. Дальнейшее уплотнение торфяной части насыпи и торфяного основания происходит под действием веса минеральной части насыпи и подвижной нагрузки.

35. После отсыпки торфа из одного бокового резерва на всю ширину земляного полотна и на всю длину фронта работ экскаватора начинают разработку противоположного резерва. Расчищают полосу от снега, льда, мелколесья и кустарника, отсыпают и уплотняют второй слой насыпи таким же способом, как первый.

36. При отсыпке торфа высота торфяной части насыпи над поверхностью болота Н_р после разравнивания и уплотнения бульдозером должна составлять:

, (14)

где H_т - толщина нижней (торфяной) части насыпи;

H_δ - глубина болота;

S₀ - осадка торфяного основания.

Ширина поверху торфяного слоя (В_т) насыпи должна быть не менее ширины минеральной части насыпи понизу:

B_т = B + 2h_м ∙ m,

где В - ширина насыпи поверху;

h_м и m - соответственно толщина и заложение откосов минеральной части насыпи.

37. Отсыпку торфяной части насыпи можно вести экскаваторами с обратной лопатой, но в этом случае весь торф, вынутый из бокового резерва, укладывают в промежуточный вал, а затем бульдозером перемещают в насыпь.

38. После устройства торфяной части насыпи и промерзания ее на величину 10 - 15 см производят послойную отсыпку и уплотнение минеральной части насыпи до требуемой плотности (0,95 - 0,98 от плотности стандартного уплотнения).

Грунт доставляют с помощью автомобилей-самосвалов. Отсыпку насыпи ведут с «головы». Привезенный грунт разравнивают и уплотняют слоями толщиной, зависящей от вида уплотняющих средств (ВСН 97-63). Разравнивают грунт только после отсыпки его по всей длине захватки и непосредственно перед уплотнением. При уплотнении нижнего слоя минерального грунта количество проходов уплотняющих средств должно быть увеличено в 1,5 - 2 раза по сравнению с нормами ВСН 97-63 дополнительные проходы уплотняющих средств позволяют несколько уплотнить торфяной слой земляного полотна, повысив прочностные показатели торфов нарушенного сложения. Для окончательного уплотнения целесообразно использовать тяжелые катки, например Д-551.

39. При производстве работ в летний период расчистку полосы отвода от леса и кустарника выполняют согласно СНиП III-Б.2-62.

40. Для разработки торфа в резервах применяют экскаваторы-драглайны, передвигающиеся непосредственно по поверхности болота или, в случае низкой несущей способности торфяной залежи, по щитам. Щиты переставляются экскаватором путем строповки их к ковшу. Для повышения производительности экскаватора емкость ковша может быть увеличена на 30 - 50 %.

41. Разработанный торф отсыпают в вал. После этого предусматривают технологический перерыв не менее 5 суток для снижения влажности торфа в валу. Проектные размеры насыпи придают торфяному массиву бульдозером, который перемещает торф слоями толщиной 30 - 40 см под углом 45° от оси насыпи к откосам.

42. Предварительное уплотнение вала торфа производят трактором Т-100 МБ за 10 проходов и более по одному следу при движении от оси к краям. Признаком окончания укатки является обеспечение возможности движения трактора на III передаче.

43. После придания насыпи проектных размеров торфяную часть окончательно уплотняют бульдозерами или тракторами болотной модификации за 10 - 12 проходов по одному следу при движении от краев к середине.

44. Минеральную часть насыпи отсыпают с помощью самосвалов с «головы». Грунт разравнивают бульдозером и уплотняют послойно катками на пневматических шинах.

45. Планировочные работы выполняют в общем технологическом потоке возведения земляного полотна обычными механизмами и способами.

46. При сооружении земляного полотна с использованием торфа в нижней части насыпи необходимо соблюдать правила техники безопасности производства земляных работ на болотах, предусмотренные соответствующими инструкциями.

Приложение

Пример расчета полужестких и нежестких дорожных одежд на торфяном основании

Задание. Требуется запроектировать конструкцию дорожной одежды под нагрузку H - P. Максимальная суточная интенсивность и состав движения по дороге указаны в таблице. Земляное полотно устроено из песка и уплотненного торфа на естественном торфяном основании.

Состав движения в наиболее напряженные сутки эксплуатации дороги

Тип автомобиля	Нагрузка на ось, тс	Количество автомобилей в сутки	Коэффициент приведения	Количество автомобилей, приведенных к Н - Р
Легковые	Менее 4,0	25	0	0
Автобусы	4,9	14	0,06	1
Грузовые	5,2	10	0,06	1
"	10,0	56	1,00	56
"	9,4´2	22	0,68´2 = 1,36	30

Итого	-	127		88

Решение. Как видно из графика (см. рис. 3), при заданном движении следует строить переходный тип покрытия. Требуемый модуль E_тр равен 460 кгс/см² (допустимая осадка - 0,426 см). При таком модуле можно строить покрытие из гравия, обработанного битумом. Допустимая прочность на растяжение по табл. 4 для обработанного вяжущим материала составляет 15 кгс/см².

Выбираем толщину покрытия 5 см. В качестве основания принимаем необработанный гравий толщиной 30 см. Требуется подобрать толщину слоя из мелкого песка.

Воспользуемся номограммой для расчета упругого прогиба (см. рис. 4). Модули упругости материалов принимаем равными: E₁ = 3500 кгс/см², E₂ = 2000 кгс/см², E₃ = 800 кгс/см². Поскольку верхний слой выполнен из связного материала, то найдем его эквивалентную толщину по формуле (7) настоящих «Методических рекомендаций»

Найдем вспомогательные величины K_i:

для первого слоя ;

для второго ;

для третьего K₃ = ?.

Для четвертого слоя толщина принимается следующим образом.

Пусть рабочая отметка земляного полотна h_р = 150 см, а глубина болота - 450 см. Тогда H₄ = 150 + 450 + 5 = 605 см. (Здесь 5 см - дополнительная толщина до эквивалентной толщины первого слоя).

Тогда К₄ = 0,575 .

По номограмме (см. рис. 4) находим соответственно F₁ = 0,292; F₂ = 0,740; F₃ = ?; F₄ = 0,991.

Теперь используем формулу (3):

Здесь ориентировочно принято значение модуля упругости торфа 35 кгс/см². Решая полученное уравнение, получаем значение F₃, равное 0,934.

По номограмме (см. рис. 4) находим соответствующее значение K₃:

Отсюда Н₃ = 144 см. Тогда толщина слоя песка будет равна h₃ = 144 - 10 - 30 = 104 см.

Определим действующее давление на поверхность торфа по формуле (5)

кгс/см².

При таком давлении, согласно табл. 3, модуль упругости торфа составит 25 кгс/см². Выполняем пересчет. Для этого в уравнение (3) взамен модуля упругости торфа (35 кгс/см²) подставим его новое значение (25 кгс/см²):

Решая уравнение, получаем F₃ = 0,952, затем по рис. 4 находим

; H₃ = 196 см.

Вычисляем давление на поверхность торфяного слоя:

кгс/см²;

по табл. 3 при таком давлении модуль упругости торфа - 27 кгс/см². Это значение модуля упругости близко к принятому значению, поэтому расчет можно закончить. Если нужна большая точность, то можно выполнить еще одно приближение.

Следовательно, толщина слоя песка составит:

196 - 10 - 30 = 156 см.

Для проверки растягивающих усилий в слое обработанного гравия принимаем ориентировочно модуль упругости основания равным требуемому модулю упругости конструкции - 460 кгс/см².

Воспользуемся рис. 5: