ЦПИ-36 Руководство по определению физико-механических характеристик балластных материалов и грунтов земляного полотна

ВВЕДЕНИЕ

В ходе эксплуатации в подшпальном основании под воздействием природных факторов, поступления загрязнителей и поездной нагрузки происходят изменения состояния, свойств и состава балластных материалов и грунтов земляного полотна.

К природным факторам относятся процессы переноса тепла и влаги, включая циклическое промерзание-оттаивание, инфильтрацию атмосферных осадков и осушение, пластические деформации грунтов. Эти факторы воздействуют на подшпальное основание совместно с поступлением загрязнителей при просыпании сыпучих грузов, подаче песка при торможении локомотивов, дроблении частиц балласта от поездной нагрузки и ремонтов пути. В комплексе с указанными факторами происходит циклическое нагружение-разгрузка и вибродинамическое воздействие от подвижного состава.

При определении физико-механических характеристик балластных материалов и грунтов земляного полотна необходимо учитывать требования строительно-технических норм "Железные дороги колеи 1520 мм" СТН Ц-01-95 [1], особенности подшпального основания эксплуатируемых линий и технологии ремонтов пути с глубокой очисткой щебня.

Нормами СТН Ц-01-95 в верхней части земляного полотна из глинистых грунтов предусмотрено устройство защитного слоя из дренирующих грунтов, в том числе с геотекстилем (нетканым материалом). Толщина защитного слоя из дренирующих грунтов устанавливается в зависимости от вида этих грунтов и климатических характеристик расчетом, но не менее 0,5...1,0 м. На защитном слое размещается двухслойная балластная призма. Таким образом, на железных дорогах России общая нормируемая СТН Ц-01-95 толщина слоя балластных и дренирующих материалов на земляном полотне из глинистых грунтов должна составлять от 1,4 до 1,7 м. На земляном полотне из слабовыветривающихся скальных, крупнообломочных грунтов и песков (за исключением мелких и пылеватых) щебеночный балласт укладывают в один слой без песчаной балластной подушки.

На эксплуатируемых линиях при технологии ремонтов пути (усиленный капитальный, капитальный, усиленный средний и средний) с глубокой очисткой щебня устраивается однослойная балластная призма, которая размещается на накопленных балластных материалах.

Слой накопленных балластных и дренирующих материалов образовался в результате недостаточной несущей способности глинистых грунтов, так как действовавшими ранее строительными нормами и правилами, включая СНиП II-39-76* [2], регламентировалось расположение балластной призмы непосредственно на глинистые грунты. На построечной основной площадке (границе раздела накопленных балластных и дренирующих материалов и глинистых грунтов земляного полотна) вследствие пластических деформаций образовались балластные углубления - корыта и ложа. Влажность глинистых грунтов в местах с этими углублениями в 1,2...1,3 раза больше чем при ровной со стоком площадке. Из-за повышенной влажности происходят просадки пути, в том числе с выдавливанием разжиженного глинистого грунта, возникают пучины, проявляются сплывы и оползания откосных частей насыпей. Толщина слоя накопленных при эксплуатации балластных и дренирующих материалов на сети железных дорог России составляет в настоящее время примерно 1,0...1,4 м. На значительном протяжении ширина насыпи поверху недостаточна для размещения балластной призмы и обочин. Грунты в зоне обочин в результате вибродинамического воздействия поездов и природных факторов находятся в слабом состоянии, при котором песок характеризуется как рыхлый, а глинистые грунты, особенно на контакте с дренирующими, - как текучепластичные. Это снижает несущую способность подшпального основания, так как отсутствует боковой отпор.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 32-01-95, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.     

Настоящее руководство по определению физико-механических характеристик балластных материалов и грунтов земляного полотна используют для проектирования ремонтов пути и противодеформационных мероприятий, обеспечивающих несущую способность подшпального основания, снижение деформаций пути и расходов на ремонты.