ГлавнаяВ ряде стран Западной Европы толщины морозозащитных слоев принимают равными 0,6—0,9 м при глубине промерзания грунта до 1,5—1,8 м. В России для наиболее распространенных морозоопасных грунтов толщину морозозащитных слоев назначают в пределах 0,6—1,2 м при глубине промерзания грунта 1,5—3 м. Вместе с тем большое разнообразие гидрогеологических, грунтовых и климатических условий и конструктивных решений, принимаемых при проектировании земляного полотна, требует разработки достаточно надежного метода назначения толщины морозозащитных слоев.
Необходимую толщину морозозащитного слоя выбирают из тех соображений, чтобы морозное поднятие дорожной одежды Hи не превышало допустимую величину Ндоп, которая может быть определена как Hдоп = Hп. Тогда
где h0 — относительное морозное пучение грунта, %; Hпр — максимальная глубина промерзания грунта от поверхности покрытия, см; Hмз — толщина морозозащитного слоя, включая толщину дорожной одежды (Ндо), см.
Относительное морозное пучение грунта h0 определяют по результатам испытаний грунтов в холодильной камере или при отсутствии таких данных по средним значениям, приведенным в табл. 34.
На основании формулы (46) получим
Если морозозащитный слой выполнен из материала, отличного по своим теплофизическим свойствам от песка (гравийно-песчаной смеси) — основного материала, применяемого для устройства такого слоя, то толщину собственно морозозащитного слоя можно уточнить по формуле
где λ0 и λ' — коэффициенты теплопроводности соответственно песка и других материалов. Так, по имеющимся в технической литературе данным λ0 влажного песка равен 2,2—2,5 ккал/ (м*ч*град), λ' соответственно битумоминеральной смеси — 0,6—0,95; стиропорбетона — 0,22—0,51; шлакобетона — 0,45; шлака — 0,4—1; цементогрунта — 1,3—1,8.
На основе данных, характеризующих влияние вида грунтов на их морозоустойчивость, и значений допустимых деформаций для покрытий различного типа составлены графики для определения толщины морозозащитных слоев (рис. 50). Графики составлены для различных глубин промерзания грунта при близком расположении источника увлажнения. Точки пересечения кривых I—VI, соответствующих группам грунтов (см. табл. 34) с прямыми 1—3, соответствующими допустимым величинам поднятий покрытий разных типов, указывают па необходимые толщины морозозащитных слоев (в полученные значения должен быть введен коэффициент ψ, кроме Кпр). При промежуточных значениях глубин промерзания толщину морозозащитного слоя устанавливают интерполяцией. За расчетное значение глубины промерзания принимают максимальную величину, соответствующую оголенной поверхности в районе строительства.
Сравнение величин морозных поднятий поверхности покрытия, рассчитанных по изложенному способу с непосредственно замеренными в натурных условиях на 53 объектах, показали, что расхождения в среднем не превышают ±30%, что можно полагать вполне удовлетворительным.
На основе этого метода можно решать вопрос о выборе грунта для устройства верхней части земляного полотна. Так, применение менее пучинистого грунта позволит уменьшить толщину слоя из более дорогостоящих привозных материалов. Кроме того, можно определять вероятную деформацию морозного пучения Hп на уже эксплуатируемых дорогах, что необходимо для разработки рекомендаций по обеспечению достаточной морозоустойчивости земляного полотна этих дорог.
Толщину дорожной одежды назначают из условия обеспечения не только достаточной прочности, но и морозоустойчивости. Морозоустойчивость может быть определена путем определения коэффициента морозоустойчивости Кмз, под которым понимается отношение толщины дорожной одежды, рассчитанной по условию требуемой прочности Нпрч, к ее толщине, необходимой по условию обеспечения достаточной морозоустойчивости Нмз; Кмз = Нпрч/Нмз..
Дорожная конструкция морозоустойчива, если Кмз≥1, и морозонеустойчива при Кмз<0,6.
В результате обследований дорожной сети, проводимых Ленинградским филиалом Союздорнии в течение ряда лет, установлено, что на морозонеустойчивых дорожных одеждах, несмотря даже на значительный запас прочности, отмечаются деформации. Вместе с тем при недостаточном коэффициенте прочности на участках, которые характеризуются высокой морозоустойчивостью, деформаций меньше, чем на участках, где недостаточна также и морозоустойчивость.
Как правило, дорожная одежда, спроектированная из условия получения требуемой прочности, в большинстве случаев обеспечивает также и удовлетворительную морозоустойчивость всей дорожной конструкции.