ОДМ 218.2.094-2018

     

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

     

Методические рекомендации по проектированию земляного полотна автомобильных дорог общего пользования из местных талых и мерзлых переувлажненных глинистых и торфяных грунтов в зонах распространения многолетнемерзлых грунтов

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН: Обществом с ограниченной ответственностью "Центром стратегических автодорожных исследований" (д.т.н. В.А.Кретов, к.т.н. И.В.Лейтланд, к.в.н. Г.Ф.Меркулов, инж. А.Е.Шароватов, инж. А.А.Белозеров) при участии д.т.н. А.Н.Шуваева, к.т.н. М.В.Пановой, к.т.н. А.В.Замятина (ООО "НПДУ")

2 ВНЕСЕН Управлением строительства и эксплуатации автомобильных дорог и Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства

3 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ на основании распоряжения Федерального дорожного агентства (Росавтодор) от 25.07.2018 N 2886-р

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

     1 Область применения

Настоящий ОДМ устанавливает рекомендации по проектированию земляного полотна автомобильных дорог общего пользования из местных талых и мерзлых переувлажненных глинистых и торфяных грунтов в условиях 1-й дорожно-климатической зоны РФ.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10296-79 Изол. Технические условия

ГОСТ 22733-2016 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия

ГОСТ 33063-2014 Автомобильные дороги общего пользования. Классификация типов местности и грунтов

ГОСТ 33149-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Правила проектирования автомобильных дорог в сложных условиях

СП 25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги

     3 Термины, определения, обозначения и сокращения

В настоящем ОДМ применены следующие термины с соответствующими определениями

3.1 ВГММГ: Верхний горизонт многолетнемерзлых грунтов;

3.2 гидроизолирующий слой (прослойка): Водонепроницаемый слой из гидроизолирующего материала (полиэтиленовая пленка, изол и др.);

3.3 некондиционный грунт: Грунт не отвечающий требованиям дорожно-строительных норм для конкретного слоя дорожной конструкции по составу и состоянию. Использование такого грунта для строительства допускается только при условии проведения специальных конструктивных и технологических мероприятий;

3.4 граница оттаивания: Граница раздела оттаивающего и мерзлого грунта, движущаяся сверху вниз в процессе оттаивания;

3.5 оттаивающий грунт: Грунт, в котором при переходе от мерзлого состояния в талое разрушаются криогенные структурные связи;

3.6 сыпучемерзлый грунт: Крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления;

3.7 сухомерзлый грунт: Песчаные грунты с суммарной влажностью до 6%, гравийно-песчаные грунты с влажностью заполнителя до 6%;

Примечание

1. Прочность на сдвиг при температуре минус 0,8°С до 0,5 МПа не превышает усилий резания серийными землеройными транспортными машинами.

2. Прочность их на раздавливание не более 1 МПа.

3.8 талый грунт: Грунт, образующийся в результате естественного оттаивания мерзлых грунтов в карьерах, буртах или теле насыпи;

3.9 твердомерзлый грунт: Дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением при ударе, практически несжимаемый под внешней нагрузкой;

3.10 торфяной грунт (торф): Органический грунт, содержащий в своем составе 50% (по массе) и более органического вещества, представленного растительными остатками и гумусом;

3.11 мёрзлый грунт: Грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своём составе видимые ледяные включения и (или) лёд-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями;

3.12 многолетнемёрзлый грунт: Грунт, находящийся в мёрзлом состоянии постоянно в течение трёх и более лет;

3.13 пластично-мерзлый грунт: Дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой;

3.14 ДКЗ: Дорожно-климатическая зона;

3.15 коэффициент фильтрационной и вторичной консолидации: Показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном напряжении за счет фильтрации воды и ползучести грунта;

3.16 нестабильные слои насыпи: Слои из мерзлых или талых переувлажненных грунтов, которые в насыпи имеют степень уплотнения, не отвечающую нормативным требованиям, вследствие чего при оттаивании или длительном действии нагрузок могут возникать остаточные деформации слоя;

3.17 осадка мерзлого грунта при оттаивании: Свойство мерзлого грунта уменьшаться в объеме при оттаивании за счёт структурного перехода льда в воду, и данное явление увеличивается по мере роста дренирующих свойств грунтов;

3.18 относительная осадка при оттаивании ММГ: Осадка, отнесенная к слою грунта единичной толщины, обусловленная таянием ледяных включений и уплотнением оттаявшего грунта при воздействии сжимающей нагрузки, выражается как отношение величины осадки образца мерзлого грунта к высоте образца грунта при оттаивании, например, в компрессионных условиях, при действии на него сжимающей нагрузки;

3.19 ползучесть грунта: Процесс развития деформаций грунта (сдвиговых, объемных) во времени при действии постоянного напряжения;

3.20 сливающаяся мерзлота: Верхняя граница многолетнемерзлых грунтов сливается с подошвой деятельного слоя;

3.21 термоизолирующие слои: Слои, обладающие термоизоляционными свойствами (искусственные, натуральные: мох, торф и др.).

     4 Основные положения

4.1 Документ содержит указания по конструированию и расчёту земляного полотна автомобильных дорог общего пользования из местных талых и мерзлых, переувлажненных глинистых и торфяных грунтов.

4.2 При проектировании плана и профиля автомобильных дорог необходимо учитывать тип местности по условиям увлажнения и мерзлотно-грунтовым условиям согласно СП 34.13330, ГОСТ 33063 и ВСН 84-89 [1], влияющим на устойчивость земляного полотна при строительстве автомобильных дорог в первой ДКЗ (рисунок 1).

4.3 Типовые конструкции земляного полотна для условий первой ДКЗ, как правило, предполагают использование крайне дефицитных для этой зоны песчаных и крупнообломочных грунтов. Использование в земляном полотне глинистых грунтов имеет очень ограниченное применение, в первую очередь из-за того, что они находятся в состоянии повышенной влажности, что значительно снижает их несущую способность.

Применение переувлажненных глинистых грунтов для устройства земляного полотна автомобильных дорог в зонах распространения ММГ, при определенном обосновании, может осуществляться как в зимний период из мерзлых, так и в летний период из талых грунтов.

4.4 Возможность использования при устройстве земляного полотна автомобильных дорог в зоне распространения ММГ переувлажненных глинистых (мерзлых и талых) грунтов может быть осуществлена за счет реализации комплекса мероприятий, предопределенных физико-механическими характеристиками таких грунтов, природно-климатическими условиями территорий, на которых они применяются, специальными организационно-техническими мерами, обеспечивающими саму возможность проектирования и строительства дорог в таких условиях.

4.5 Основной областью применения торфяных грунтов является использование их в качестве теплоизоляционных слоев в теле, на откосах и подошве насыпи.

4.6 При разработке проектных решений для вариантов конструкций земляного полотна из местных глинистых и торфяных грунтов необходимо использовать комплексный подход, включающий оценку: условий строительства, способов получения грунта в карьерах и резервах, возможности ведения строительства в различные времена года, принципов использования твердомерзлых, пластично-мерзлых грунтов и торфов в земляном полотне и многолетнемерзлых грунтов в основании насыпей.

     5 Требования к грунтам и материалам, применяемым в зонах распространения ММГ

5.1 Степень пригодности глинистых грунтов для сооружения земляного полотна устанавливают испытанием грунтовых проб и образцов, отобранных в карьерах и резервах, с определением гранулометрического состава, влажности, плотности и числа пластичности грунта (ГОСТ 5180), оптимальной влажности и максимальной плотности сухого грунта (ГОСТ 22733). Коэффициент уплотнения грунта должен отвечать требованиям таблицы 1.

5.2 На всех типах местности допускается применять талые глинистые грунты, удовлетворяющие требованиям по гранулометрическому составу таблицы 2 [1, 2]. При содержании пылеватых и глинистых частиц, в большем количестве по массе, чем указано в таблице 2, переувлажненные глинистые грунты допускается применять для отсыпки нижней части насыпи, при условии их сохранения в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации.

5.3 Твердомерзлые и пластично-мерзлые глинистые грунты при оттаивании, как правило, имеют влажность выше допустимой.

5.4 С учетом комплекса физико-механических свойств, определяющих выбор конструкции и технологии сооружения земляного полотна, глинистые грунты повышенной влажности разделяют на четыре категории по степени переувлажнения согласно таблице 3.

5.5 Грунты допустимой степени переувлажнения в зонах распространения ММГ применяют в насыпях автомобильных дорог без специальных ограничений, но с учетом конструктивных и технологических особенностей, вытекающих главным образом из недостаточной прочности грунтов и уменьшения производительности машин.

5.6 Грунты средней степени переувлажнения допускается применять в нижних слоях насыпей автомобильных дорог при условии получения в процессе укатки максимально возможного коэффициента уплотнения с учетом возможности последующего доуплотнения в процессе консолидации до требуемой плотности.

     
Рисунок 1 - Карта дорожно-климатического районирования

Таблица 1 - Наименьшие значения коэффициента уплотнения грунта

Таблица 2 - Требования к глинистым грунтам земляного полотна по гранулометрическому составу