2 Проектування ущільнення грунтів насипу земляного полотна

2.1 Вихідні дані:

Район будівництва дороги:	Запорізька область
Категорія дороги:	І технічна категорія
Тип дорожнього одягу:	Капітальний тип дорожнього одягу
Вид покриття:	Цементобетонне покриття
Висота насипу:	Нн=21.0м
Висота робочого шару:	hр=1.5м
Висота шару що не підтоплюється:	hн=16.7м
Висота шару що підтоплюється:	hп=2.8м
Щільність частинок ґрунту тіла насипу:	s=2,62г/см3
Границя текучості ґрунту тіла насипу:	WT=31.4%
Число пластичності ґрунту тіла насипу:	Jp=13%
Щільність частинок ґрунту робочого шару з піску:	s=2,5г/см3
Границя текучості ґрунту робочого шару з піску:	WT=14.2%
Число пластичності ґрунту робочого шару з піску:	Jp=0%

2.2 Дорожньо-кліматична зона.

По заданому району будівництва встановлюємо дорожньо-кліматичну зону. Запорізька область знаходиться в IІІ дорожньо-кліматичній зоні.

2.3 Параметри насипу.

В відповідності з вимогами ДБН В.2.3-4-2000 приймаємо нормативні значення наступних параметрів земляного полотна:

1. Ширина земляного полотна по верху: В=28.5м

2. Насип необхідно розділити на:

Робочий шар: 1,5м

Непідтопляємий шар тіла насипу: 16,7м

Підтопляємий шар тіла насипу: 2,8 м

Відповідно таблиці 4.9 ДБН необхідно назначити найбільшу крутизну відкосів для насипу висотою до 12м.

Крутизну відкосів для нижньої частини насипу назначають індивідуально, і її крутизна повинна бути менша, чим в верхній частині насипу.

2.4 На основi прийнятих параметрiв земляного полотна розробляеться розрахункова схема насипу.

2.5 Визначаємо природну вологість робочого шару грунту та основного грунту тiла насипу:

(2.1)

де: – границя текучості ґрунтів тіла насипу

Визначаємо природну вологість ґрунту для відсипання робочого шару насипу:

де: – границя текучості ґрунту робочого шару

2.6 Розраховуємо щільність сухого ґрунту при його природній вологості для кожного і-го шару ґрунту за формулою:

(2.2)

де: – щільність частинок

– об’єм повітря, яке затиснене в порах ; V_o= 0,1

2.7 Для кожного типу ґрунту насипу визначаємо оптимальну вологість:

(2.3)

де: – коефіцієнт, який приймається в залежності від типу ґрунту

2.8 Для кожного типу ґрунту визначаємо потрібний робочий інтервал вологості, при якому дозволяється виконувати ущільнення, та досягаємо такої щільності, яка забезпечує стійкість насипу:

(2.4)

2.9 Виходячи з стандартного ущільнення ґрунтів, для кожного типу ґрунтів визначається максимальна щільність сухого грунту за формулою:

(2.5)

2.10 Визначаємо потрібну щільність ґрунтів для кожного і-го шару:

(2.6)

де: – коефіцієнт ущільнення насипу, який приймається для кожного шару ґрунту по таблиці 4.8 ДБН В.2.3.- 4-2000, в залежності від дорожньо- кліматичної зони та типу покриття.

К^p1 = 0,98

К^нп2 = 0,95

К^нп3 = 0,95

К^нп4=0,95

К^нп5=0,95

К^нп6 =0,98

2.11 Призначаємо товщину ущільнюючих шарів насипу в межах 0,3-0,4м.

2.12 Визначаємо орієнтовне число проходів дорожнього катка середньої ваги для пошарового ущільнення ґрунтів в шарах насипу:

(2.7)

2.13 Визначаємо кількість шарів насипу, які ущільнюються, за формулою:

(2.8)

;

;

;

;

;

;

2.14 Природна вологість робочого шару 9,2%, W_пот=8,956-10,944%, Природна вологість тіла насипу 20,4%, W_пот=17,402-21,798%, процес ущільнення шарів грунту виконується без додаткових заходів.

2.15 – Розрахункові дані зводимо в таблицю 2.1

Таблиця 2.1 – Розрахункові значення параметрів.

Глибина розташування шарів насипу z, м	Висота шарів насипу h, м	Тип грунта	Вологість границі текучості грунту , WT, %	Природна вологість гпунту, Wе , %	Оптимальна вологість грунту , Wопт , %	Робочий інтервал потрібної вологості Wпотр, %	Щільність грунту при його природній вологості грунта , d, г/см3	Максимальна щільність грунту max, г/см3	Нормативний коефіцієнт ущільнення К	Потрібна щільність грунту , опт , г/см3	Товщина ущільнюючого шару грунтуt, м	Число ущільнюючих шарів n=h/t	Кількість проходів дорожного катка на один шарNе
1,5	1,5	Пісок	14,2	9,2	9,95	10,944--8,956	1,83	1,88	0,98	1,84	0,3	5	4
6,0	4,5	Суглинок	31,4	9,2	19,6	21,798- -17,402	1,54	1,64	0,95	1,56	0,3	15	5
12,0	6,0	Суглинок	31,4	20,4	19,6	21,798- -17,402	1,54	1,64	0,95	1,56	0,3	20	5
18,0	6,0	Суглинок	31,4	20,4	19,6	21,798- -17,402	1,54	1,64	0,95	1,56	0,3	20	5
18,2	0,2	Суглинок	31,4	20,4	19,6	21,798- -17,402	1,54	1,64	0,95	1,56	0,3	1	5
21	2,8	Суглинок	31,4	20,4	19,6	21,798- -17,402	1,54	1,64	0,98	1,61	0,3	10	6

Висновок: Природна вологість робочого шару 9,2%, W_пот=8,956-10,944%, Природна вологість тіла насипу 20,4%, W_пот=17,402-21,798%, процес ущільнення шарів грунту виконується без додаткових заходів.