автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Обоснование расетных характеристик рабочего слоя дорожных насыпей их лессовых грунтов в условиях засушливой зоны

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИ ТУТ

т

На правах рукописи КАЮМОВ АБДУБАКИ ДЖАЛИЛОВИЧ р "* 5 ОД

< 4 МЛ«

- ! А <1Г ¿.¿Ы

ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОЧЕГО СЛОЯ ДОРОЖНЫХ НАСЫПЕЙ ИЗ ЛЁССОВЫХ ГРУНТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАСУШЛИВОЙ ЗОНЫ

05.23.11 - Строительство автомобильных дорог и аэродромов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ТАШКЕНТ - 1999 г.

Работа выполнена в Ташкентском автомобилыю-дорожном институте МВ и ССО Республики Узбекистан.

Официальные оппоненты:

. д.т.п., проф.Сильянов В.В. МАДИ -ТУ; д.т.н., порф., акад. Рашидов Т.Р.ИМиСС АН РУз д.т.н., проф. Расулов Х.З. ТАСИ.

Ведущая организация: Концерн «Узавтойул» РУз.

Защита диссертации состоится ^ 2000 г. в ^ час.

на заседании разового Специализированного Совета при Ташкентском автомобильно-дорожном институте, утвержденного приказом ВАК Республики Узбекистан от 16.12.99 г. № 269-е по специальности 05.23.11.

По адресу: 700060 г. Ташкент, ул. Мовароуннахр, 20, ТАДИ, малый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТАДИ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу:

700060 г.Ташкент, ул. Мовароуннахр, 20, ТАДИ. Ученому секретарю Совета.

- • 2У

Автореферат разослан " " 2000 г.

Ученый секретарь Совета, д.т.п., проф. —^Щ.П.Алимухамедов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема развития и укрепления внутрирегиональных и межрегиональных связей в области транспорта и коммуникаций является весьма актуальной для многих государств, в частности для Узбекистана. В Республике начата работа по реконструкции существующих и строительству новых международных автомобильных дорог, соединяющих страны региона ЭСКАТО ООН. Только по программе возрождения Великого шёлкового пути, которая осуществляется при поддержке ПРООН/ ЮНКТАД, протяжённостью более 11000 км объём земляных работ составляет более сотни млн. куб. м. Это, в свою очередь, требует научно-обоснованного подхода по обеспечению прочности, устойчивости и бесперебойной работы возводимых транспортных' сооружений.

При проектировании дорожных одежд, в настоящее время расчётные характеристики грунтового слоя земляного полотна из лессовых грунтов принимаются по нормативным документам / например ВСП 46-83/, составленным для глинистых грунтов, что является приближением с существенными донуше-' ниями.

Известно, что лессовый грунт в составе земляного полотна имеет совершенно дру!ую структуру, отличающуюся от состояния его природного залегания. Это отличие главным образом зависит от технологии возведения грунтового слоя и условия водно-теплового режима, что до настоящего времени остается малоизученным. Поэтому расчётные характеристики рабочего слоя в основании дорожных одежд, в отдельных случаях, значительно отличаются от значений рекомендуемых действующими нормами, что является недостаточно надежным и экономически не целесообразным.

Целью работы является разработка научно-обоснованной методики и,на их основе, практических рекомендаций по определению расчётных значений показателей механических свойств рабочего слоя земляного полотна автомобильных дорог из лёссовых грунтов, с учетом особенностей технологии их сооружения и эксплуатации под влиянием водно-теплового режима в условиях засушливой зоны.

Методика выполнения исследований и достоверность полученных результатов. В работе использованы аналитико-экспериментальные методы. За основу общей методики исследований принято определение механизма формирования уплотненных лёссовых фунтов в зависимости от их влажности, способа и технологии их уплотнения. В качестве теоретических предпосылок использованы предложенные представления о структурообразовании уплотненного грунтового массива и движение капиллярной воды на этом массиве. Для обеспечения достоверности полученных результатов автором были проведены многочисленные эксперименты в лабораторных и натурных условиях.

Кратность экспериментов в каждом конкретном случае обусловлена необходимостью получения достаточно достоверных результатов. Для исследования ряда вопросов разработаны и применены частные методики. При этом использованы как стандартные, так и вновь созданные автором приборы и оборудование.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- создана основа для выделения лёссовых грунтов в самостоятельную группу при конструировании земляного полотна и проектировании дорожных одежд;

- изучены особенности и даны объяснения механизму формирования физико-механических свойств рабочего слоя из лёссовых грунтов применительно к условиям их работы в насыпях автомобильных дорог;

- впервые выявлено влияние технологии сооружения земляного полотна и водно-теплового режима на свойства уплотненного лессового грунта (при прочих равных условиях в момент испытания) и изучены закономерности, связанные с этими факторами;

- предложена модель (расчётная схема) рабочего слоя земляного полотна из лёссовых грунтов, позволяющая определить их расчётные характеристики с учетом технологии сооружения и водно-теплового режима;

- на основе экспериментально-теоретических исследований предложены эмпирические зависимости, позволяющие назначить параметры уплотнения лёссовых грунтов-и пути их достижения;

- предложена методика для уточнения и изменения конструкций дорожных одежд при использовании в земляном полотне лессов в засушливой зоне.

Практическая ценность заключается в:

- разработке практической методики определения расчётных значений плотности, влажности и механических свойств рабочего слоя из лёссового грунта в условиях засушливой зоны при его увлажнении снизу капиллярной водой;

- разработке рекомендаций по технологии сооружения рабочего слоя из лёссовых грунтов с влажностью ниже оптимальной, без их доувлажнения при сооружении земляного полотна автомобильных дорог в условиях засушливой зоны;

- разработке рекомендаций по технологии доувлажнения лёссовых грунтов в карьере или резерве до требуемой степени влажности в условиях засушливой зоны;

- обосновании путей совершенствования конструкций дорожных одежд при использовании в земляном полотне лёссов в условиях засушливой зоны ц в обеспечении возможности более эффективного использования механических свойств уплотненных лёссовых грунтов.

В результате создана методика расчета, проектирования и строительство земляного полотна автомобильных дорог, возводимых из лессовых грунтов,

— ь _

имеющее крупное народно-хозяйственное значение.

Реализация результатов работы. Результаты проведенных исследований внедрены по плану внедрения новой техники концерна "Узавтойул" Республики Узбекистан с 1987 г. на ряде построенных и реконструируемых автомобильных дорог.

Результаты работы вошли в часть учебника "Строительство автомобильных дорог" под редакцией Некрасова В. К. (1980 г.) и книги "Основы инженерной геологии и механики грунтов" Маслова.Н.Н. (1982 г.) , 2.05.02-95. Автомобил йуллари", 2.05.11-95. Жамоа хужалик, к,ишло!-; хужалик ташкилотлари ва корхоналаридаги ички хужалик автомобил йуллари",»К|МК^ 3.06.03-95. Автомобил йуллари», "Методические рекомендации по сооружению земляного полотна автомобильных дорог из 1рунтов повышенной влажности", "Методические рекомендации по уточнению норм плотности глинистых грунтов насыпей автомобильных дорог в различных региональных условиях", "Методические рекомендации по сооружению насыпей автомобильных дорог с использованием недоувлажненных фунтов в IV-V дорожно-климатических зонах", «Рекомендации по технологии уплотнения грунтов Ш1П Учкудукскот аэропорта»,"Узбекистон шароитида лёссимон туиро^лардан автомобил ¡iy.ui пойини ^улай тузилмасини лойихалашга дойр цулланма", "Узбекистон шароитида йул нойи ва тушамасини мустахкам ва кулай тузилмасини лойихалашга дойр услубий ь;улланма", "Узбекистон шароитида лёссимон грунтлардан ибо-рат автомобил йули пойининг мъёрий характеристикаларини белгилашга дойр услубий ^улланма".

Работа проводилась в соответствии с научно-технической программой Минтрансстроя (1981-1990 гг.) и плана НИР Минавтодора (1987г) и ГКНТ Республики Узбекистан (1991-1998 гг.).

Апробация работы. 1. Диссертационная работа в целом обсуждена на научных семенарах: ИМиСС АН РУз (1994г.), МАДИ (1991г., 1994г.), ТАДИ( 1993г., 1997г.), СамГАСИ (1994г.), СоюздорНИИ (1995).

2. Отдельные результаты диссертации доложены на Сессии ЭСКАТО при ООН (Ашгабад, 1988г.), на республиканских конференциях (Балашиха, 1988 г.; Душанбе, 1983 г., Киев, 1979 г.; Ленинград, 1990 г.; Москва, 1989 г.; Суздаль, 1990 г.; Ташкент, 1983, 1992, 1996 гг.), на ежегодных научно-технических конференциях МАДИ (1975-1978, 1987-1990 гг.), МГУ (1990 г.),ТАДИ (1979-1984, 1991-1998 гг.), ТИИИМСХ (1993 г.), представлены в докладе на XVII Международном дорожном конгрессе (Сидней, 1983 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 42 работы, в том числе 1 брошюра, 12 статей в периодических научных журналах, получено 2 авторских свидетельства, ряд результатов изложешв 10 нормативно-технических документах, написано 17 научно-технических отчетов общим объемом свыше 52 авторских листов.

Объем работы. Диссертация написана на русском языке, состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы, включающего

172 наименований (из них 18 на иностранных языках). Текст изложен на страницах с 61 рисунком и 41 таблицей.

Автор благодарит профессоров В.Д.Казарновского и Г.Х.Хожметова за их советы и консультации, оказанные при написании данной диссертации. Атак-же автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность руководству Концерна «Узавтойул», ТАДИ и сотрудникам факультета «Автомобильные дороги», оказавших помощь при проведении нолевых экспериментальных исследований в различных дорогах Узбекистана и в подготовке диссертации.

Основное содержание работы

Во введение обосновывается актуальность проблемы, формируется цель исследования, отмечается научная новизна полученных результатов. Излагается краткое содержание работы.

В первой главе - «Земляное полотно автомобильных дорог из лессовых грунтов в условиях засушливого климата» - приводится обзор литературы, относящийся к данной проблеме, современное представление о лессовых грунтах в земляных сооружениях в условиях засушливого климата.

Для сооружения земляного полотна автомобильных дорог в Центральной. Азии широко используют лёссовые грунты. Вместе с тем практика показывает, что в ряде случаев дорожные одежды, построенные на земляном полотне из таких грунтов и имевшие по тем или иным причинам меньшую толщину, чем требует расчёт, зачастую могут хорошо работать в течение многих лет.

Оценивая опыт эксплуатации 16 существующих автомобильных дорог в засушливой зоне, общей протяженностью более 2 тыс. км. в целом, можно сделать ьывод, что одной из причин несоответствия их состояния требованиям расчёта может быть недостаточная достоверность определения характеристик грунта земляного полотна, используемых при расчёте дорожных одежд в соответствии с ВСН 46-83.

Неудовлетворенность нормативными значениями расчётных характеристик грунта, формально устанавливаемыми по ВСН 46-83, проявлялась и раньше. В частности, это выразилось в попытке разработки региональных норм для Узбекистана, Таджикистана и Туркмении. Однако эти нормы не содержали радикальных предложений, хотя и давали несколько иные значения расчётных показателей по сравнению с предусматриваемыми ВСН 46-83.

Расхождения фактических данных с расчётными подтверждаются и данными, проведёнными на натурных обследованиях ряда дорог Узбекистана, построенных в 1965-1970 гг. Эти данные, а также непосредственные испытания лёссовых грунтов свидетельствуют о том, что вопрос о расчётных характеристиках этих грунтов применительно к расчёту дорожных одежд, сооружаемых

на насыпях, требуют внимания. Следовательно, нельзя считать решенным вопрос и об оптимальной толщине дорожных одежд в данных условиях.

Анализируя причины, которые могут оказывать влияние на фактические значения расчётных характеристик лёссовых грунтов в расчётный период и, в частности, определять отличие этих характеристик от предусмотренных в ВСН 46-83, логично предположить, что основные из них состоят в следующем:

1. Специфические свойства лёссовых фунтов, отличающие их от глинистых грунтов того же состава, обусловлены прежде всего наличием макро- и микроагрегатов.

2. Возможное отличие фактической плотности лёссовых грунтов,от предусмотренной ВСН 46-83 при определении расчётных характеристик.

3. Возможное влияние технологии сооружения рабочего слоя из лёссовых грунтов и водно-теплового режима земляного полотна в условиях засушливой зоны.

Исследуя влияние на расчётные характеристики фактически достигаемой плотности и специфики технологии сооружения рабочего слоя из лёссовых грунтов в засушливой зоне, необходимо отметить, что влажность этих грунтов в естественном состоянии всегда ниже оптимальной (IV0.) и составляет (0,35-0,70) }У0.

В условиях засушливого климата, до увлажнение лёссовых грунтом, в большинсте случаев невозможно из-за отсутствия источников водоснабжения, сильных петров и высоких летних температур, способствующих быстрому испарению влаги. Затраты на искусственное увлажнение в 3-4 раза превышают стоимость уплотнения земляного полотна. Поэтому в реальных условиях грунт земляного полотна обычно бывает уплотнен, если до требуемой плотности, то при влажности существенно ниже оптимальной. .

В этой связи требует проверки предположение, что свойства искусственно уплотненных грунтов могут существенно зависеть от влажности при уплотнении и способов уплотнения. Это означает, что один и тот же грунт, уплотненный при различной влажности и различными способами, имеющий в момент испытания одинаковые плотности и влажность, может иметь различные значения прочностных и деформационных характеристик. В связи с этим, характер поведения земляного полотна в процессе эксплуатации под влиянием водно-теплового режима может существенно зависеть от условий его сооружения, в частности, от влажности при уплотнении и способа уплотнения грунта, так как под влиянием этих факторов формируются различная его структура и соответствующие ей структурно-механические свойства. Для лёссовых не до увлажненных фунтов это представляется весьма вероятным в связи с особенностями их природы.

Исследованием лёссовых грунтов в земляном полотне в различные годы непосредственно занимались П.Б. Бабаханов, Ю.В. Бутлицкий, Н. Ильясов,

Т.Х. Капандаров, Б.Б. Каримов, Е.С. Песиков, Е.Д. Рождественский, O.A. Ся-пич и другие.

Учеными - Ю.М. Абслевым, С.К. Алиевым, Х.А.Аскаровым, К.II. Пу-латовым, Э.В. Кадыровым, С.М. Касымовым, А.К. Ларионовым, Г.А. Мавляно-вым, H.H. Масловым, Т.Р.Рашидовым, Х.З. Расуловым, Е.М. Сергеевым, 3. Си-рожиддиновым, З.С. Убайдуллаевой, А.З.Хасановым,- Г.Х. Хожметовым, М.Ш. Шерматовым, T.U1. Ширинкуловым и другими широко освещены свойства лёссовых грунтов и дана их характеристика как строительного материала для земляных сооружений.

Изучая структуру и текстуру лёссовых грунтов природного сложения, . исследователи в качестве одной из важных их особенностей отметили агрега-тивность.

Термин "агрегат" рассматривался различными специалистами в соответствии со спецификой проводимых исследований. Применительно к дорожному строительству агрегатное состояние грунта можно рассматривать на уровне макростроения, что обусловлено спецификой устройства насыпных сооружений из глинистых грунтов.

В процессе строительства земляного полотна землеройными машинами нарушается природный грунтовый массив, представляющий собой уже в природном залегании агрегативную систему. При этом он распадается на совокупность грунтовых агрегатов-комьев, различных по форме и размеру, зависящих от влажности грунта в период его разработки. Каждый из этих агрегатов-комьев в той или иной степени сохраняет природную структуру, сформированную в результате отложения (в воде или в воздухе) частиц грунта, .образующих природный массив и уплотняясь и оседая под собственным весом. После укладки и уплотнения агрегатов в насыпь формируется грунтовый массив с определенными структурными связями, которые в дальнейшем определяют структурно-механические свойства земляного полотна как уплотненного массива.

Структурно-механическкс свойства уплотнённого массива должны зависеть прежде всего от технологии сооружения, в частности от влажности при уплотнении, способов уплотнения, времени действия уплотняющих нагрузок на грунт и т.д.

Следует отметить, что О.Т. Батраковым, А.К. Бируля, Ю.М. Васильевым, И.Е. Евгеньевым, И.Н.Ивановым, В.Д. Казарновским, Я.А. Калужским, В.А. Семеновым, А.iL Тулаевым, Н.Я. Хархутой, Р. Проктором, И.Л. Шерардом, Т. Лэмбом, Л. Форсбладом проведена большая исследовательская работа в области уплотнения грунтов и, в частности, по обоснованию методов назначения величины коэффициента уплотнения К , даны рекомендации ио влажности при уплотнении, а также ио технологии уплотнения и контроля его качества.

Однако, итогом выполненных ранее исследований, как правило, являлось уплотнение фунта, получающееся после уплотнения при влажности близкой к оптимальной, по методу Проктора или СоюзДорНИИ. При этом не устанавлива-

лись связи между особенностями технологии уплотнения (статическое или динамическое воздействие, влажность при уплотнении) и последующими свойствами грунта с учётом его агрегатного строения.

Для выявления взаимосвязи между технологией производства работ по уплотнению грунтов и получением необходимых характеристик лёссов, с учетом их структуры, были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние особенностей лёссовых фунтов и технологии сооружения на физико-механические свойства получаемого из них рабочего слоя земляного полотгга автомобильных дорог.

2. На основе экспсрименталыю-теоретическггх (в том числе натурных) исследований разработать расчетную схему рабочего слоя земляного полотна автомобильных дорог, учитывающую особенности физико-механических свойств лёссового грунта и условия работы этого слоя под влиянием водно-теплового режима и обеспечивающую возможность установления расчётных значений прочностных и деформационных характеристик л засушливой зоне.

3. Для характерных типов лессовых грунтов региона экспериментально определить все входящие в схему параметры, связанные с физико-механическими свойствами грунта.

4. Путем соответствующих расчётов с помощью разработанной схемы уточнить значения расчётных характеристик рабочего слоя земляного полотна автомобильных дорог, используемых при проектировании конструкций дорожных одежд.

5. Оценить влияние прочностных и деформационных характеристик на параметры конструкции дорожных одежд.

Во второй главе - «Теоретический анализ работы рабочего слоя земляного полотна из лессовых грунтов под влиянием водно-теплового режима и принятая модель (схема) для определения их расчетных характеристик» - предложена схема для определения состояния уплотнённого рабочего слоя в условиях засушливого климата.

Рабочий слой земляного полотна находится под воздействием подвижной нагрузки, а также водно-теплового режима. Анализ результатов исследования влияния водно-теплового режима земляного полотна на прочность дорожных насыпей приводит к выводу, что в условиях Узбекистана, тем более в орошаемых районах, основным источником увлажнения рабочего слоя являются подземные воды, режим которых тесно связан с режимом поливов. При этом механизм увлажнения связан прежде всего с капиллярным поднятием водьг. Изложенное позволяет представить схему, которую можно было бы использовать для определения прочностных и деформационных характеристик грунта рабочего слоя в условиях засушливой зоны (рис. 1). На схеме некоторое грунтовое пело (рабочий слой) расположено на некотором расстоянии над уровнем грунтовых вод.

В качестве особенности схемы следует отметить, что грунт, расположенный ниже уплотнённого рабочего слоя, может иметь плотность, отличную (меньшую) от плотности уплотненного рабочего слоя. Уплотнённый слой прикрывается дорожной одеждой, практически предотвращающей возможность увлажнения грунта рабочего слоя сверху.

1'ис. 1. Схема увлажнения и нагружения рабочего слоя земляного полотна: 1 - нагрузка от колеса автомобиля; 2 - дорожная одежда; 3 - обочина; 4 - атмосферные воды; 5 - капиллярные воды; 6 - грунт естественного залегания; 7 - коллектор; 8 - нижняя граница рабочего слоя; 9 - боковые границы рабочей зоны; Ь[>с- толщина рабочего слоя.

Представленная схема даёт возможность предложить в общем виде следующую функциональную зависимость для определения прочностных и деформационных характеристик рабочего слоя в зависимости от свойств грунта, состояния его относительно плотности и влажности, а также от положения уровня грунтовых вод:

Е=А(КуКув,1Р}Ур) <р=/2(Ку,КУс,т

С=/3(КуЯУе,1р}Ур) (1)

где Е - модуль упругости грунтов, МПа;

С - сцепления, МПа;

ср - угол внутренного трения, град.;

Ку- коэффициент уплотнения, характеризующий плотность уплотнённого грунта;

Куа— коэффициент увлажнения (влажность фунта при уплотнении), характеризующий структурные особенности грунта рабочего слоя;

]р - число пластичности, характеризующее некоторый показатель состава фунта;

IV - расчётная влажность (влажностьтрунта при испытании).

Какими бы ни были указанные функции, при заданном составе грунта для их определения необходимо прежде всего вычислить расчётную влажность ^ и плотность АТ.

С этой целью, использовав физико-техническую теорию В.И. Рувинско-го, расчётнуювлажность представляем в следующем виде:

1Гр={(1р,Кув,Ку,ггв,1п) (2)

где 2гв- геометрический параметр, характеризующий условия увлажнения;

/„- время нахождения грунтовых вод на данной глубине.

Если исходить из механизма капиллярного увлажнения грунта, то влияние состава (/Д структуры (Кув) и плотности (• Ку) на И7 можно не рассматривать порознь, а использовать для оценки капиллярных спойстн грунта некоторый интегральный параметр, характеризующий эти же спопста и определяемый в прямом опыте на капиллярность.

Такими параметрами служат удельная движущая сила менисков цк и коэффициент просачивания КК. Исходя из этого зависимость (2) заменена следующей:

1Г=%(Як,К„,2гв,(п). (3)

В соответствии с физико-технической теорией, основанной на данных экспериментов, в интервале влажности от максимальной гигроскопической

до капиллярной влагоёмкости \Уке поровая сеть грунта может быть представлена схемой в виде системы капилляров, состоящей из нескольких групп, каждая из которых объединяет капилляры одинакового поперечного сечения. • Для удобства построения эпюры влажности поровая сеть грунта принята состоящая из четырех групп капилляров, между которыми выполняются соотношения со\< со" < а1" < со'[, где со к - площадь поперечного сечения капилляров;

I, II, III, IV - номера групп капилляров Согласно расчётной схеме (рис. 2), уравнение равновесия сил, действующих на воду по направлению движения, имеет следующий вид

Як ±рк -тк=0 (4)

где Qk - движущая сила мениска, I I:

Ок = Чк®сс\ (5)

где дк - удельная движущая сила мениска, Па;

wal - площадь поперечного сечения капилляров незанятых водой,м2;

Fk - вес капиллярной воды, Н: знак "плюс" перед Fk относится к движению воды вниз, а "минус" - вверх;

Fk ^PeSSâ)k (6)

Tk - сила сопротивления движению воды в грунте, H ;

Тк=р^БщУ1^ , (7)

где со к -площадь поперечного сечения капилляров занятых водой, м2 ; V - скорость воды в капилляре, м/с; S - длина капилляров с водой, м; Кн.~ коэффициент просачивания, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с2 ; рв- плотность воды,pB~y/g, у- объемный вес воды, н/м3.

Рис. 2. Расчётная схема для вывода уравнения движения собственно капиллярной воды:

1 - грунтовые агрегаты или частицы; 2 - связанная вода; 3 - капиллярная вода.

Дальнейший анализ перемещения собственно капиллярной воды по по-ровой системе грунта, позволила получить следующие выражения, определяющие скорость перемещения и высоту поднятия капиллярной воды за заданный промежуток времени:

ДрЯя)-2г-5]/(С/ + 5), (8)

/. = (г■-1сф

/=я-1 —

где >-= = ^

i=n-\ ( 4К , л ^ '="-'

и= ул^,. , , ,t, - VAS,.;

Г--0 /=0

Vn— скорость перемещения воды в рассматриваемой группе капилляров в п- ом слое грунта, м/с; /„— продолжительность перемещения воды в слое грунта, обозначенном индексом п, с;

AS j - толщина слоя грунта, м;

—коэффициенты соответственно для I и IV групп капилляров грунта, характеризующие степень их заполнения водой.

Расстояние S определяют методом подбора, предварительно задавшись продолжительностью перемещения воды в слое грунта. Зависимости (8) , (9) позволяют получить (в тот или иной момент времени) значения влажности при расположении рабочего слоя на различной высоте земляного полотна.

В дальнейшем,для реализации принятой расчетной схемы, рассмотрены следующие задачи:

1) экспериментально получены функции (1) и (2);

2) оценены по результатам лабораторных испытаний значения коэффициента просачивания (Kw) и удельной движущ'ей силы менисков (qk) для лёссового грунта, уплотнённого при различной влажности (Кув) и до различной степени уплотнения (Ку);

3) оценено влияние колебания значений <р,С,Е на параметры конструкции дорожных одежд;

4) даны практические рекомендации о целесообразном расположении рабочего слоя над уровнем фунтовых вод (наименьшее возвышение поверхности покрытия), о нормах плотности и влажности.

Третья глава - «Механизм формирования структуры уплотненных лессовых фунтов под влиянием технологий сооружения и водно-теплового режима в земляном полотне автомобильных дорог» - отражает механизм формирования структуры уплотненных лессовых фунтов в рабочем слое земляного полотна автомобильных дорог.

Процесс формирования структуры уплотнённых грунтов в земляном полотне начинается с момента разработки фунта с природной структурой в резерве или карьере. В этот момент фунт распадается на агрегаты различной величины со свойствами, зависящими от влажности грунта в период его разработки. При этом уплотнение афегатной системы происходит в основном за счёт заполнения меясафегатных пор материалом афегатов.

Очевидно, что различие в структурах, образующихся при уплотнении двух проб грунта с различной влажностью, в существенной степени связано с различием агрегатного состояния этих грунтов при уплотнении. В зависимости от способа уплотнения, процесс дробления агрегатов и уменьшения макро пористости должен происходить по-разному. В зависимости от агрегатного состояния грунтов в уплотнённом массиве в процессе его уплотнения должны •формироваться разные по крупности поры и агрегаты, которые могут влиять на физико-механические свойства массива грунта, формирующегося после уплотнения.

Механизм влияния влажности грунта на уплотнение агрегатной системы представляется следующим образом. При влажности меньше оптимальной, например, при максимальной гигроскопической влажности (0,6№0), в порах грунта ненарушенной структуры содержится прочносвязанная вода полислой-ной адсорбции и слабосвязанная вода осмотической разновидности. При такой влажности грунт природного массива имеет достаточно высокую прочность. После разрушения он распадается на крупные агрегаты-комья. Происходит хрупкое разрушение с последующим формированием грубо агрегатной системы. При уплотнении требуются большие напряжения для раздавливания агрегатов-комьев. При раздавливании^ последние дробятся на относительно равномерные агрегаты-комья. После уплотнения системы агрегатов образуется много крупных пор. Формируется грубо пористая система. Крупные поры, являясь концентраторами напряжений (по Е.Д. Щукину) и "дефектами структуры" (по А.К. Ларионову), в целом снижают прочность грунта.При оптимальной влажности в порах грунта ненарушенной структуры содержится слабосвязанная осмотическая, ультра-капиллярная и частично капиллярная вода. Под влиянием этой воды прочность природного массива уменьшается, а в процессе разрушения грунт распадается на более мелкие афсгаты-комья. При уплотнении требуются меньшие усилия и образуется больше мелких пор. Формируется мелкопористая система.

Механизм влияния способа уплотнения может сводиться к следующему. При статическом уплотнении действие нафузок на грунт является относительно длительным; возникающие в афегатах напряжения сравнительно невелики, вследствие чего крупные афегаты-комья в меньшей степени разрушаются на мелкие. После уплотнения, фунт включает относительно большое количество крупных и меньшее мелких афегатов. Формируется фубо пористая система с большим количеством крупных пор.При динамическом воздействии нафузки, в результате ее кратковременности и вибраций, происходит виброударное разрушение крупных афегатов-комьев на относительно мелкие и однородные. После уплотнения фунт состоит из относительно большого количества мелких и меньшего количества крупных афегатов. Формируется мелкопористая система.

Одним из факторов, существенно влияющих на изменение структуры уплотненного грунта в рабочем слое, сложенного из лессового грунта, является водно-тепловой режим земляного полотна. В годовых, сезонных и даже суточных циклах грунт рабочего слоя земляного полотна подвергается циклом «высушивания-увлажнения». Под их влиянием структуры уплотненного лессового грунта в значительной степени изменятся по сравнению с той, которую получают в процессе строительства.

В четвертой главе - «Экспериментальные исследования влияния технологии сооружения и водно-теплового режима на свойства уплотненного лессового грунта земляного полотна автомобильных дорог» - приведены результаты лабораторно-экспериментальных исследований по выявлению влияния условий формирования структуры уплотненного лессового грунта на его свойства.

В целях проверки изложенных выше общих представлений о формировании структуры уплотнённого лессового грунта в насыпи, проведён цикл полевых и лабораторных экспериментальных исследований с 13 различными по генетическому типу и числу пластичности (от 5 до 12) лёссовыми грунтами, распространёнными ца территории Республики Узбекистан, с использованием разработанных методик.

На рис. 3 показаны результаты экспериментов, проведённых при реконструкции автомобильной дороги "Нукус-Гузар через Бухару" и позволивших установить, что при разработке природного лёссового массива экскаватором или скрепером агрегатный состав разработанного грунта зависит от его влажности в момент разработки. При этом изменение влажности от оптимальной, в сторону её уменьшения, приводит к увеличению содержания крупных агрегатов. Методика этих опытов предусматривала предварительное увлажнение лёссовых грунтов природного сложения в карьере до определенного значения влажности. После разработки грунта экскаватором, транспортировки автосамосвалом, укладки в насыпь и разравнивания автогрейдером ситовым анализом определено содержание в грунте агрегатов с природной структурой.

100

з а

= о

а 5

о

Л ч

О,

и у о,

О ц.

О а

80 60 40 20

/ * \ -> 2 У У

/ / / У

/ /

1 У

V

20 40 60 80 100 120 Циаметр агрегатов, ш

Рис. 3. Агрегатный состав лёссового грунта до уплотнения :

1- Кув=0,32; 2

Кув=0,6;3 - К= 1,0

Исследование различных по генетическому типу и числу пластичности лёссовых грунтов показало, что при влажности 0,6-0,7 оптимальной более 70% агрегатов по массе имели размер более 5 мм. После уплотнения системы из таких агрегатов объём крупных пор резко увеличивается.

Для дальнейшего изучения влияния крупности агрегатов на структур}-уплотнённого лёссового грунта, агрегаты были разделены по диаметрам Д на комьевидные {Д > 5 мм), макроагрегаты (Д = 5 -ь 0,1мм) и микроагрегаты [Д < 0,1мм).

Для подтверждения гипотезы о формировании структуры уплотненного грунта, использован принцип изменения одного фактора при сохранении постоянства других: использовали образцы, уплотнённые до одинаковой плотности при различных начальной влажности и способах уплотнения, но имевшие в момент испытаний одинаковые влажность и плотность в результате соответствующего им водонасыщения. В процессе исследований была разработана методика подготовки опытных образцов грунта для дальнейших испытаний, учитывающая изложенные выше представления.

Образцы уплотнены различными способами до плотности, равной 0,90; 0,95; 0,98; 1,0; 1,02; 1,04 максимальной, при начальной влажности, равной 0,60-1,20 оптимальной, определяемой в приборе стандартного уплотнения СоюзДорНИИ.

В уплотнённых образцах объём и количество крупных и мелких пор изучали на трех уровнях: макроуровень - визуальная оценка пор при D > 1 мм, мезоуровень - с изготовлением шлифов и изучением их под оптическим микроскопом при D = 0,1-0,01 мм, микроуровень - в электронном микроскопе при D <0,01 мм.

Визуальное изучение и изучение' шлифов при увеличении в 60 раз подтвердили представление о том, что после уплотнения грунта при влажности меньше оптимальной формируется больше крупных пор, нем при уплотнении до той же плотности, но при оптимальной влажности. После статического уплотнения формируется больше крупных пор, чем после динамического.

Раздельно определить в уплотнённых образцах объём и количество крупных и мелких пор практически невозможно. Поэтому был использован способ определения дифференциальной пористости, позволяющий оценить объём и количество пор различного размера - от 0,005 до 0,1 мм. За основу такой оценки принят капиллярометрический метод Б.Ф. Галая (СевероКавказское отделение ЦНИИИСа).

Результаты лабораторных исследований дифференциальной пористости лёссовых грунтов, состоящих из ассоциаций агрегатов с влажностью 0,7Wa, представлены в табл. 1.

Объем различных по крупности пор после уплотнения фунта, %

Размф пор, мм Всего

Уплотнение мелких крупных мел- круп-

<0,005 0,005- 0,01- 0,02- 0,05- >0,1 кие ные

0,01 0,02 0,05 0,1 ■

Статическое 43,8 2,7 1,9 1 0,8 49,6 48,4 . 51,6

Динамическое 46,1 3,0 1,5 3,8 1,0 44,6 50,6 49,4

В табл. 2 приведена зависимость объёма крупных пор О > 0,02мм, оказывающих преимущественное влияние на уплотняемость образцов, от способа уплотнения и крупности афегатов.

Таблица 2

Объём крупных пор (О > 0,02мм) в общем объёме пор в зависимости от размера афегатов и способа уплотнения, %

Размер агрегатов мм

Уплате) ше Микро Комьсвидных

<3 3-5 5-10 10-15 >15

Статическое 48,5 48,6 48,9 49,5 51,5

Динамическое 47,5 47,6 47,7 48,0 48,6

Анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что крупные поры (О < 0,02 мм) имеются в образцах фунта, уплотнённых как статическим, так и динамическим способами. Однако в образцах, уплотнённых статическим способом, крупных пор больше, поскольку общая пористость сопоставляющихся образцов практически одинакова («=37,73%).

Дополнительно была изучена микроструктура модельных образцов лёгкого пылеватого суглинка, уплотненных до одинаковой плотности Ку = 0,95

и затем доувлажнёнпых путем капиллярного водонасыщения до 1,2ГV0.

Исследование проводилось в лаборатории электронной микроскопии кафедры "Инженерная геология и охрана геологической среды" МГУ на растровом микроскопе IПТАСИ1-800 в комплексе с микроЭВМ. Результаты исследования представлены в табл. 3.

Результаты микроструктурного анализа норового пространства на комплексе. РЭМ - микроЭВМ

Показатели пор

Влажность грунтов при уплотнении (IV ¡\У 0'

0,7

1,0

1фи способах уплотнения

статическом динамическом статическом динамическом

1 2 3 4 5

Пористость пробы, % 26,7 32,0 31,3 32,2

Общдя 1 тощад, I юр, ишкм 31883 38145 37366 38357

Число пор 5240 4983 3976 3510

Средний диаметр пор, мкм 3,1 3,8 3,6 4,8

Анализ данных табл. 3 о распределении пор по размерам, согласно разработанной В.Н. Соколовым (МГУ) методике комплексного анализа микроструктуры порового пространства образцов грунта комплексом РЭМ - микроЭВМ при различном увеличении - от 250 до 4000, позволяет утверждать, что общая площадь, число и средний диаметр пор меньше у образцов, уплотнённых при влажности 0,7 IV 0, чем при оптимальной; у статически уплотнённых образцов меньше, чем у динамически уплотненных.

Изучение дифференциальной пористости капиллярометрическим методом и микроструктурный анализ порового пространства образцов свидетельствуют о том, что в грунте в результате статического уплотнения при влажности меньше оптимальной (например, 0,7IV0), на микроуровне формируется большее количество крупных пор и меньшее мелких, а на микроуровне -меньшее количество крупных пор и большее мелких, чем в результате уплотнения динамическим способом при оптимальной влажности. В итоге формируются различные структуры уплотнённого грунта.

Результаты исследований .объёма крупных пор грунта на опытных участках с лёссовыми тяжёлыми пылевагыми супесями в зависимости от влажности при уплотнении и типа уплотняющих машин показаны в табл. 4.

-1.9-

Уплотняющий механизм Объём крупных нор фунта (О > 0,02 мм), % (отобщего объёма пор), уплотнённого при влажности

ОЖо 0,85 Г 0

П1 квмокагок ДУ-16 48,48 45,13 41,92

Виброкаток А-12 45,40 43,09 40,77

Из табл. 4 видно, что объем крупных пор (1)> 0,02 мм) больше у грунтов, уплотнённых при влажности 0,71У0, чем при оптимальной влажности, и при уплотнении пневмокатком ДУ-16 больше, чем при уплотнении виброкатком А-12. Каждое значение объёма пор в табл. 4 получено как среднее при изучении шести образцов грунта, отобранных из рабочего слоя земляного полотна.

С целью установления влияния соотношения крупных и мелких пор в фунте на его структуру в лабораторных условиях был проведён комплекс экспериментов по изучению зависимости физико-механических свойств образцов уплотнённого фунта (при одинаковых плотности и влажности в момент испытания) от плажности при уилогпении и от способа уплощения. Оценивались такие свойства, как высота капиллярного поднятия, скорость впитывания влаги, набухание, давление набухания, морозостойкость, размокаемоегь, водопроницаемость, вязкость, модуль упругости, сжимаемость, угол внутреннего трения, сцепление, прочность на одноосное сжатие, скорость прохождения ультразвука. Всего было проведено более тысячи экспериментов.

Анализ многочисленных результатов опытов автора и др. исследователей подтвердил, что формирование структуры уплотнённого фунта характеризуется общей закономерностью хорошо описываемую формулой:

А ~ В ±т ■ Куъ, (10)

где А - величина, отражающая конкретный параметр физических и механических свойств лёссовых фунтов; В - коэффициент, зависящий от "А" и способа уплотнения

(изменяется в пределах 0,01-125); т — коэффициент, зависящий от влажности фунтов при уплотнении (изменяется в пределах 0,01-40). Знак "плюс" - для определения сцепления, прочности при сжатии и скорости прохождения ультразвука; "минус" - для остальных характеристик грунтов.

Эти результаты подтвердили гипотезу о влиянии влажности, при уплотнении и способа уплотнения на свойства уплотнённого грунта.

Структура грунта, образовавшаяся вследствие воздействия уплотняющих средств при строительстве, не остаётся неизменной, а так или иначе трансформируется, прежде всего под воздействием водно-теплового режима.

Экспериментальные исследования показывают, что цикличность воздействия процессов увлажнения-высушивания приводит к изменению соотношения крупных и мелких пор, отражающемуся на фактической величине значений сцепления, угла внутреннего трения и модуля упругости уплотнённого лессового грунта (рис. 4). Это обстоятельство необходимо учитывать при на- , значении расчётных значений этих показателей.

55

«

^ 53 -

ьз

= 51 Н о

=г 49

47 ' 45

0.036 -

0.034

£ 0.032 -

ъ

а 0.030 •

о

О

0.028

27

5 ®

г- У

25

24

I

\

! /Т

/ж

у^Г Ъ / V

_---- ..-----

г ___.. - ■

—■с-О' -О-

1 ^

V

/ / ч

Г* !

Я Г-*.

2 4 6 8

Количество г^клов, N

Рис. 4. Изменение параметров грунта в зависимости от циклов при А'ув=0,70; IV к=\,201У0, Ку= 0,95: 1 - статическое уплотнение

2 — динамическое;----- £; - х - х - С; -«-о- <р.

Вместе с тем, полевые исследования показали, что разуплотнение грунтов рабочего слоя земляного полотна в Узбекистане не происходит, и их первоначальная плотность в процессе эксплуатации дороги сохраняется. Однако это, в свете изложенного выше, не может служить признаком неизменности структуры.

В пятой главе-«Исследование водно-теплового режима и расчетных характеристик лессовых грунтов рабочего слоя земляного полотна в засушливой зоне»-ириведены результаты полевых исследований водно-теплового режи-

ма, расчетных характеристик лессовых грунтов рабочего слоя земляного полотна и рекомендации по назначению этих характеристик в основании дорожной одежды в условиях засушливой зоны.

Натурные исследования расчётных характеристик лёссового грунта земляного полотна производили в 1982-1998 гг. на существующих эксплуатируемых дорогах,' построенных в период с 1960 по 1970 г., и на опытных участках, построенных при участии автора в течение 1982-1985 гг. Опытные участки построены с использованием лёссовых грунтов различных типов, при различных способах уплотнения (пневмокатками ДУ-16 и виброкатками А-12) протяжённостью по 300 м каждый. Каждый опытный участок был разделён на секции длиной по 100 м с влажностью при уплотнении 0,70; 0,85 и 1,0)Г0 и уплотнён до требуемой плотности (^.=0,95 и 0,98). Конструкции

дорожных одежд на опытных участках были различные.

Обследование опытных участков проводили 3 раза в год (весной, летом и осенью), определяли прочность и ровность дорожных одежд, влажность, плотность, модуль упругости, сцепление, угол внутреннего трения и диффе- ' ренциальную пористость лёссовых. грунтов рабочего слоя земляного полотна, а также глубину залегания грунтовых вод от поверхности покрытия.

В качестве деформационных характеристик грунтов определяли статический модуль упругости штампом диаметром с/ш= 0,50 м и динамический модуль упругости ударником динамического нагружения (УДИ) со штампом диаметром е/ш = 0,34м по методике ВСН 46-83.

Определение прочностных характеристик грунта - сцепление и угла внутреннего трения - проводили непосредственно на опытных участках с помощью специально сконструированного и изготовленного портативного прибора одноплоскостного вращательного среза. Конструкция прибора позволяет также контролировать степень уплотнения грунта - коэффициент уплотнения.

Прочностные характеристики, определённые прибором одноплоскостного вращательного среза, для контроля сопоставляли со значениями угла внутреннего трения и сцепления, полученными в лабораторных условиях на приборе Маслова-Лурье при испытании отобранных с места строительства монолитов грунта.

На основе обобщения нолевых и лабораторных исследований были установлены соответствующие корелляционные зависимости (1) для различных типов лёссовых грунтов.'

• Данные, полученные на опытных участках, были приняты в качестве основы для определения указанных значений расчётных показателей механических свойств грунта рабочего слоя земляного полотна.

При переходе к расчётным значениям С, Е и ср было принято во внимание воздействие водно-теплового режима земляного полотна, в частности цик-

лов «высушивания-увлажнения», на характеристики механических свойств грунта.

Минимальное количество испытаний в каждой точке определяли с учётом обеспечения достаточной надёжности результатов. Результаты обобщения экспериментальных данных показали, что при определении значений расчётных характеристик, коэффициент вариации в среднем составлял: влажности Су"=0,08; плотности С„р=0,09; сцепления Сус=0,17; угла внутреннего трения С,.<?=0,15; модуля упругости СУЕ=0,12. Эти значения коэффициентов вариации учтены при составлении табл. 5.

Таблица 5

Значения расчётных характеристик лёссовых грунтов

Груш Влажность грунта при уплотнении Коэффициент уплотне- Расчётные значения характеристик при влажности грунта, доли IV т

К у* ния Ку 0,55 0,60 0,65 0,70

1 2 3 4 5 6 7

Супеси пылелатые 0,70 0,95 80/34 0,028 75/30 0,026 72/27 0,022 69/26 0,018

0,90 61/34 0,015 59/30 0,013 57/27 0,011 56/26 0,007

0,80 0,98 94/33 0,045 88/29 0,042 84/26 0,036 80/25 0,029

* 0,95 78/33 0,030 74/29 0,027 70/26 0,024 68/25 0,019

0,90 60/33 0,017 57/29 0,015 . 55/26 0,012 53/25 0,008

0,90 0,98 92/32 0,047 85/28 0,043 80/25 0,038 75/24 0,031

0,95 76в2 0,032 72/28 0,030 68/25 0,026 64/24 0,021

0,90 58/32 0,018 55/28 0,016 52/25 0,013 50/24 0,009

1,00 0,98 Ш1 82/27 77/24 73/23

0,050 0,046 0,040 0,032

0,95 7431 70/27 65/24 61/23

0,035 0,032 0,027 0,022

0,90 56Ш 52/27 50/24 48/23

0,020 0,018 0,013 . 0,010

0,70 0,95 9031 78/27 69/22 60/17

0,038 0,035 0,030 0,024

0,90 68Ш 60/27 52/22 45/17

0,024 0,021 0,016 0,012

0,80 0,98 102/30 91/26 80/21" 70/16

0,056 0,051 " 0,046 0,036

0,95 85/30 75/26 65/21 56/16

0,040 0,035 0,031 0,024

67/30 59/26 51/21 44/16

0,90 0,025 0,021 0,015 0,012

0,98 100/29 88/25 76/20 65/15

0,058 0,052 0,045 0,037

0,95 82/29 72/25 63/20 55/15

0,042 0,037 0,032 0,025

0,90 65/29 57/25 50/20 43/15

0,026 0,022 0,017 0,012

0,98 95/28 83/24 72/19 62/14

0,060 0,056 0,049 0,038

0,95 79/28 69/24 60/19 52/14

0,044 0,039 0,033 0,026

0,90 62/28 55/24 49/19 42/14

0,027 0,023 0,019 0,014

Примечание: 1. В числителе левая цифра - модуль упругости, правая - угол внутреннего трения, в знаменателе - сцепление.

Супеси

тяжёлые

пылеватые,

суглинки

лёгкие

пылеватые

2. Значение расчётных характеристик даны для грунтов, уплотнённых пневмокатками. Для грунтов, уплотненных виброкатками, необходимо уменьшить модуль деформации на 10%, угол внутреннего трения - на 1,5 град, и увеличить сцепление на 10%.

3. Таблица составлена для незаселенных грунтов. При назначении расчётных характеристик засоленных грунтов увеличением содержания легкорастворимых солей в фунте на 1% - сцепление уменьшается на 10%, угол внутреннего трения увеличивается на 2 фад., модуль упругости на 2%.

С целью уточнения расчётных характеристик лёссовых фунтов повышенной плотности произведены специальные исследования. При этом определены прочностные и деформационные показатели в зависимости от влажности фунтов при уплотнении, коэффициента уплотнения и расчётной влажности.

Результаты исследований по определению свойств грунтов и пробные расчёты консфукций дорожных одежд показывают, что при расчёте на прочность в условиях засушливой зоны и использовании лёссовых фунтов при расчётной влажности и требуемом коэффициенте уплотнения критерий сдвиго-устойчивости (в соответствии с ВС11 46-83) практически всегда обеспечивается. В реально применяемых консфукциях по мере снижения влажности при уплотнении, модуль упругости (при расчётной влажности) существенно (до 18%) повышается, что отражается на конструкции дорожной одежды, рассчитанной по критерию упругого прогиба. Поэтому в этих условиях, модуль упругости является в большинстве случаев определяющим. Тогда отражающее механическое свойство рабочего слоя, может быть представлено в виде следующей функции

Е = /(Ку,Куь>ГрЖр). .(11)

При прочих равных условиях для вычисления значения модуля упругости рабочего слоя, в соответствии с предложенным выражением, необходимо определить расчётную влажность.

Расчётную влажность грунтов можно определить двумя путями:

1) по данным натурных исследований на опытных участках;

2) по некоторым аналитическим зависимостям, полученным на основе определённых теоретических предпосылок.

Соответствующие расчёты показывают, что расчётная влажность зависит от расчётной глубины залегания грунтовых вод и влажности грунтов при уплотнении.

Результаты натурных и теоретических определений расчётной влажности позволяют выделить в 3-ем типе увлажнения рабочего слоя два подтипа:

За — подтип увлажнения, при котором расчётная влажность практически не зависит от глубины грунтовых вод. Этому типу в зависимости от коэффициента увлажнения соответствует глубина 1,6-2,0 м;

36 - подтип увлажнения, при котором расчётная влажность зависит от глубины расчётного горизонта фунтовых вод: она уменьшается с его понижением. Этому типу, в зависимости от коэффициента увлажнения, соответствует глубина 3,2-4,0 м.

Если грунтовые воды расположены ниже глубины 3,2-4,0 м, то они не влияют на расчётную влажность, соответственно наблюдается 1-й тип увлажнения. Влажность фунтов при уплотнении сохраняется и принимается за расчётную.

На основе зависимостей (8), (9) и полевых исследований расчётной ' влажности фунтов опытных участков для определения ¡Vр рабочего слоя,

сложенного из лёссовых лёгких пылеватых суглинков, предложена эмпериче-ская формула, позволяющая определить расчётную влажность в зависимости от глубины залегания фунтовых вод и коэффициента увлажнения:

ТУР = К[(((Ш -Ь)г + с)1 +■ е]>

(12)

где К -

0,01

? =

з-0,8

24 , 0,8

Значения коэффициентов а.Ь,с,с1,е в зависимости от Куе приведены в таблице 6.

Таблица 6

Коэффициент увлажнения, Кув Значение коэффициентов

а Ъ с й е

0.7 41 298 583 326 1656

0.8 37' 262 491 266 1656

0.9 15 94 129 74 1656

1.0 -11 -106 -313 -194 1656

На основе полевых, лабораторных исследований и предложенного математического выражения получены зависимость, расчетных характеристик рабочего слоя от коэффициента уплотнения (Ку), влажности фунтов при уплотнении (Кув), расчётной влажности {V/р), числа пластичности (Iр), которые имеют вид:

для модуля упругости лёссовых супесей пылеватых

Е ~ (ЗООКу -215Ку +2,5)х(1,4-0,5Кув)х(1,65-0,93И'_)х

х (1,04-0,01/Д

ув)

МПа.

(И)

для модуля упругости лёссовых супесей тяжёлых пылеватых и суглинков лёгких пылеватых

Е = (2833/С^ -5002Ку + 2251)х(1,29-0,37Яув)х(3,19-3,13Ж,,)х

МП а.

(14)

х (1,50-0,04/,}

для угла внутреннего трения и сцепление уплотнённых лёссовых суглинков лёгких иылеватых

<р = (Ш,вКу - 88,3) х (0,68 - 0,4Кув) х (3,3 - Ъ,Шр), г рад]

С = (0,3Ку - 0,25) X (0,5 + 0,5Л;,)(3,22 - 3,5 П'р), М11 а |

Натурные исследования на опытных участках и расчёты по предлагаемой схеме показали, что расчётный модуль упругости, аналогично расчётной влажности, зависит от уровня грунтовых вод (рис. 5).

(15)

50

Модуль упругости, Е , Mlla

70 90 110 130

о

2.0

§ 5

'О

с о

5? 4.0

о

6.0

I. L ! \

- С/У1Л Х !

Рис. 5. Изменение модуля упругости в зависимости от глубины залегания грунтовых вод и коэффициента увлажнения: 1 - Кув=1,0; 2 - Кув=0,9; 3 - Кув= 0,8; 4 - Ку= 0,7. Из рис. 6 видно, что в 1 зоне, соответствующей типу увлажнения За, величина модуля упругости практически не зависит от положения фунтовых вод и имеет минимальное значение, т.е. Е = Етт .

II зона относится к типу увлажнения 36, в которой значения модуля упругости характеризуется функцией

£-/rZ°№Z'lf„mJ (16)

где Z0 ГВ глубина залегания фунтовых вод до III зоны; Z'IB- глубина залегания фунтовых вод до II зоны; т - коэффициент.

Поскольку модуль упругости зависит от коэффициента увлажнения, то

значения т также должен зависигь от значений .

>в

Результаты экспериментов показали^что эту зависимость можно представить в виде .

/«=65,3 - 53,3 KVB. (17)

III зона относится к I типу увлажнения, Е = Етзх.

Для конкретных конструкций, широко распространенных в Узбекистане, построенных на рабочем слое и соответствующих предлагаемой конструкции (табл. 7), толщину дорожной одежды можно назначить в зависимости от глубины залегания грунтовых вод и коэффициента увлажнения по рис. 6.

Из рис. 6 видно, что с увеличением глубины залегания грунтовых вод и уменьшением коэффициента увлажнения, рекомендуемая толщина дорожной одежды уменьшается.

Таблица 7

Рекомендуемые значения коэффициента уплотнения рабочего слоя земляного полотна

Глубина расположения слоя Коэффгадаенгу11лашениятру!па Ку, при

от поверхности покрытия, типе дорожных одежд

м капитальном облачённом и

переходном

До Ядо + 0,4 0,98-1,0 0,96-0,98

ОгЯД0 + 0,4 до 1,5 0,96-0,98 0,96

Примечание: Ядл - толщина дорожной одежды.

« 0.3

о ;

0.2 -'-!-:-

1 2 3 4 5

Глубина залегания грунтовых вод, м

Рис. 6. Зависимость толщины дорожной одежды от глубины залегания грунтовых вод:

1 - А'ув=1,0; 2 - АТ>В=0,9; 3 - Кув-0,8; 4 - Кув= 0,7.

Таким образом, совокупность факторов, оказывающих влияние на различие структуры лёссового грунта, приводит к существенному изменению рассчитываемой толщины дорожной одежды.

Для назначения рекомендуемых расчётных характеристик (расчётная влажность, модуль упругости) и величины возвышения земляного полотна, в соответствии с предлагаемой схемой рабочего слоя в условиях засушливого климата, необходимо предварительно иметь следующие данные:

1) показатели, определяемые в лабораторных условиях - тип лёссового грунта, его число пластичности Iр, оптимальная влажность IV0 и максимальная плотность р^тах, удельная движущая сила менисков цк и коэффициент просачивания К

2) показатели, определяемые'в полевых условиях ■- влажность грунтов при уплотнении Куг перед укладкой земляного полотна, тип уплотняющих

механизмов;

3) глубина залегания грунтовых вод гГЕ и продолжительность стояния грунтовых вод Т, устанавливаются по многолетним данным агрометеорологической или гидрогеологической станций района строящейся дороги.

Требуемую плотность лёссовых грунтов, достигаемую существующими уплотняющими машинами, предлагается назначать в соответствии с табл. 8, коI оран составлена на основе результатов обследования опытных участков и . существующих автомобильных дорог, построенных в различные годы.

Расчётные характеристики лёссовых грунтов, в соответствии с предложенной схемой, следует определять в следующей последовательности:

1. Расчётная влажность грунта рабочего слоя в зависимости от глубины залегания грунтовых вод и коэффициента увлажнения определяется по формулам (12), полученным на основе аналитических зависимостей и результатов обработки натурных данных.

2. При известном коэффициенте увлажнения, типе грунта, расчетной влажности, требуемой плотностгг и продолжительности стояния грунтовых вод на определенном уровне, значение модуля упругости грунтов определяется по аналитическим зависимостям (13) и (14).

В шестой главе-«Вопросы технологии сооружения и экономические аспекты при ггепользовангги недоувлажненных лессовых грунтов в рабочем слое земляного полотна автомобильных дорог»- приведены результаты полевых исследований по оценке возможной степени уплотнения педоувлажненного лессового грунта уплотняющими средствами и рекомендации по технологии уплотнения лессовых грунтов.

Поскольку свойства грунта в земляном сооружении (при прочих равных условиях) зависят в первую очередь от степени его уплотнения, возникла необходимость прежде всего выяснить, до какой степени можно уплотнять лсссо-

вый грунт с естественной влажностью уплотняющими машинами, имеющимися в Республике Узбекистан.

Уплотняемость лёссовых грунтов на объектах различных дорожно-строительных организаций концерна "Узавтойул" исследовали методом пробного уплотнения с использованием катков на пневматических шинах типа ДУ-16, вибрационных гладковальцовых катков типа А-12 и самоходных вибрационных катков с кулачками типа "ПЭДФУТ". Размеры опытных секций (длина 100 м, ширина 3-4 м) были достаточны для маневров тягача К-701 с виброкатком А-12, катком на пневматических шинах типа ДУ-16 и самоходного вибрационного катка с кулачками при скорости до 5 км/ч.

Различия влажности при уплотнении достигали искусственным увлажнением лёссового грунта в карьере до разработки его экскаватором или скрепером по специально разработанной методике.

Из результатов экспериментов (рис. 7) следует, что имеющимися в наличии уплотняющими средствами обеспечить требуемую нормами (А'у >0,9)

степень уплотнения лёссового грунта можно только п случае, если влажпосп. грунта будет не ниже 0,6 IVа. В противном случае достигнуть требуемой плотности без доувлажнения (при реальном количестве и толщине слоев) не представляется возможным.

1.02 ---------,--------

0.86 -^-

0.6 0.8 1.0

Коэффициет увлажнения , К

Рис. 7. Зависимость плотности лёссовых суглинков легких пылеватых от влажности при уплотнении: 1 - пневмокаток; 2 —гладко-вальцовый виброкаток; 3 - виброкаток с кулачками.

В дальнейшем, рассматривая уплотнение лёссовых грунтов без их доув-лажнения, будем иметь в виду грунты, влажность которых в момент уплотнения составляет (0,6- 1,0) IV в.

В целях разработки практических рекомендаций но технологии уплотнения лёссовых грунтов с учетом их влажности, агрегатного состава, толщины уплотняемого слоя и скорости движения катков на строящихся объектах, таких , как "Нукус-Гузар через Бухару" , "Обход р/ц Ангор", "Обход г.Бухара", "Заравшанский тракт" и других, совместно с М.Х. Каюмходжаевой заложены опытные секции.

В результате исследований автором предложено модернизировать технологию уплотнения. Предлагаемая технология учитывает закономерности . уплотнения агрегатной системы.

При проведении исследований уплотняемости лёссовых грунтов учитывали, что выдавливание грунта за пределы рабочего органа уплотняющих машин может возникнуть в том случае, если действующая нагрузка Р0 окажется выше критической Р . Последняя, при прочих равных условиях, зависит от того, какая уплотняющая машина применяется для уплотнения:

- гладковальцовый каток

МПа, (18)

- каток на пневматических шинах

Л

, МПа (19)

ао п

\

где К - поправочный безразмерный коэффициент;

N - функция угла внутреннего трения;

С - сцепление, МПа;

- безразмерный коэффициент, учитывающий величину угла внутреннего трения; п - коэффициент, учитывающий соотношение длины 1 и полуширины Ь в площади передачи нагрузки (для реальных катков /7= 1,3); п=1/2Ь.

Уплотнение фунтов с влажностью более 0,7можно осуществлять при естественной влажности. При влажности менее 0,7 IV0 следует искусственно повышать влажность фунтов в резервах или карьерах. Технология доувлажнения в резерве разработана в процессе выполнения полевых исследований.

Разрабатывать предварительно увлажненный лёссовый грунт в резерве следует после его промачивания и равномерного распределения в насыпь. При таком способе увлажнения толщина разрабатываемого слоя должна составлять

0,5-0,6 м. Время между разливом воды и разработкой в зависимости от типа грунта - 1 -2 сут.

Для разрушения комьев и полного "омоноличивания" агрегатов, а также для ликвидации крупных пор в начальной стадии уплотнение лёссовых фунтов ведут с помощью катков на пневматических шинах с давлением 0,5 МПа. Для достижения однородности грунта, ликвидации оставшихся пор и раздавливания мелких афегатов последующие проходы катков следует вести при давлении в шинах 0,3 МПа. Для достижения требуемой плотности последующее уплотнение следует производить при давлении в шинах 0,5 МПа, а на заключительном этапе - 0,7 МПа.

При уплотнении фунта вибрационными катками, подкатку (первый проход) нужно осуществлять катками с включёнными вибраторами, затем 2-3 прохода - с выключенными вибраторами, а последующие - с включёнными.

Скорость движения катков при уплотнении лёссовых фунтов не должна превышать 4-5 км/ч для катков на пневмошинах и 2-3 км/ч для вибрационных катков.

Длину рабочей захватки следует принимать не более 140 м при уплотнении вибрационными катками и не более 180 м при уплотнении катками на пневмошинах.

Обобщение результатов полевого пробного уплотнения по предлагаемой технологии позволило получить.зависимость коэффициента уплотнения от количества проходов пневмокатка ДУ-16, виброкатка А-12 и самоходного вибрационного кулачкового катка: .

=К*у +к\ -N"', (20)

где К¡, - приращение коэффициента уплотнения за первый проход;

К у - начальный коэффициент уплотнения;.

N - количес тво проходов;

и' — показатель, устанавливаемый по экспериментальным данным и зависящий от вида лёссового фунта, типа катка и влажности фунта при уплотнении.

Значение п' можно определить из уравнения

п'=В' - т' ■ Куе (21)

где В' - коэффициент, зависящий от вида фунта и типа катка, В' =0,52-И ,55

от'-коэффициент, зависящий от влажности грунта при уплотнении, w'=0,3h-1,13.

Проведённые экспериментальные исследования по определению толщины грунта при уплотнении нневмокатком ДУ-16 позволили вывести следующие эмпирические выражения, полученные на основе формулы П.Л. Сюрье:

-32'-Нй=ККуъКр^Рк

Ку I— , (22)

Ку

где Я0 и Нр- толщины слоя, соответственно, в уплотненном и рыхлом состоянии, м;

К - коэффициент, зависящий от вида грунта, равный 0,40-0,50;

Кув-коэффициент увлажнения, равный 0,6-1,0;

Кр — многофакторный коэффициент, который зависит от вертикальной нормального напряжения, среднего контактного давления, соотношения стороны контактной поверхности, расстояния между колесами и шириной беговой дорожки;

г- 1

Ик - площадь контакта колеса с грунтом, м .

Технологические параметры уплотнения лёссовых грунтов (максимальная толщина уплотняемого слоя грунта и количество проходов по одному следу) в зависимости от вида уплотняющей машины, влажности грунта при уплотнении, степени уплотнения, засоления и типа грунта приведены в табл. 8.

11а опытном участке реконструируемой автодороги "Нукус-Гузар через Ьухару" определены физико-механические свойства, объём крупных пор Б> 0,02 мм (в капиллярометре) и микропористость (в растровом электронном микроскопе) образцов грунта, уплотненных по существующей и предлагаемой технологии пневмокатком ДУ-16В при влажности грунта 0,85 IV 0 и коэффициенте уплотнения К у= 0,95.

Анализ результатов исследований показал, что в образцах грунта, уплотнённых по существующей технологии, крупных пор больше (56,0%), а по предлагаемой - меньше (52,15%).

Экономический эффект от применения лёссовых грунтов при сооружении дорожных насыпей в засушливой зоне связан с применением фунтов в недоувлажненном состоянии с повышенным модулем упругости уплотнённых грунтов и сохранением этого значения в процессе эксплуатации. В связи с этим экономический эффект может быть достигнут двумя путями: во-первых, в результате отказа от доувлажнения, во-вторых, за счет уменьшения толщины дорожных одежд, что позволит снизить расход материалов.

Таблица 8

Вид уплотняющего Влалшосгь Максимальная толщина Количество проходов по одному

механизма грунта, ушютаяемого слоя грунта, м следу

доли от при к о э ф ф и ц и е нте уплотнения

оптимальной 0,90 0,95 0,98 0,90 0,95 0,98

Каток на пневматических 1,0 0,40 0,40 0,30 6-8 8-10 12- -14

шинах массой 25 т 0,9 0,40 0,40 0,25 8-10 10-12 . 14- -16

0,8 0,40 озо 0,20 10-12 12-14 16- -18

0,7 0,30 ОДО - 12-14 . ■ 16-18

Каток вибрационный 1,0 0,50 0,40 0,40 6-8 8-10 8- 10

гладковальцовый массой 0,9 0,50 0,40 0,30 8-10 8-10 10- -12

12т 0,8 0,50 030 - 10-12 12-14 14- -16

0,7 . 0,40 — 10-12 12-14

Самоходный вибрационный 1,0 0,60 0,50 0,40 6-8 8-10 10- -12

каток с кулачками типа 0,9 0,50 0,40 0,30 6-8 8-10 10- -12

"пэдфут" массой 10 т 0,8 0,50 0,40 0,30 10-12 10-12 12-14 12-14 1416- -16 -18

0,7 0,40 0,30 """

Примечание: 1. При уплотнении лёссовых суглинков назначается большее'число проходов по одному следу, при лёссовых супесях - меньшее число.

2. При уплотнении легких пылеватых супесей хлоридного и сульфатно-хлоридного засоления на каждые 1% увеличения соединения солей в грунте следует увеличивать на 1 проход общее количество проходов катка по одному следу.

3. При уплотнении грунтов сульфатного и хлоридно-сульфатного засоления на каждые 2% увеличения содержания солей следует уменьшать на 1 проход общее количество проходов катка по одному следу.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенного комплексного исследования, изучены особенности формирования физико-механических свойств уплотнённых лёссовых грунтов применительно к условиям их использования в насыпях автомобильных дорог.

2. Показано, что специфика формирования структуры уплотнённых лёссовых грунтов и связанные с ней количественные и качественные особенности их механических свойств зависят от фактической влажности при уплотнении, равной 0,5-0,6 от оптимальной ( ).

3. Впервые выявлено влияние влажности в процессе и способе уплотнения на свойства исследованных фунтов (при прочих равных условиях в момент испытания) и изучены закономерности формирования структуры уплотнённых лёссовых фунтов.

4. Предложена модель (расчетная схема) рабочего слоя земляного полотна из лёссового грунта, увлажнённого капиллярной водой. Получено решение для определения расчётной влажности в рабочем слое применительно к задачам проектирования дорожных конструкций в условиях засушливой зоны.

5. Разработан опытно-экспериментальный метод определения расчётных характеристик рабочего слоя из лёссовых фунтов при капиллярном увлажнении с учётом водно-теплового режима засушливой зоны.

6. Получены эмпирические зависимости для определения конкретных параметров физико-механических свойств рабочего слоя из лёссовых фунтов.

7. Установлены значения показателей расчётных характеристик рабочего слоя из лёссовых фунтов, которые дифференцируют их в зависимости от технологии сооружения и водно-теплового режима земляного полотна.

8. Показано, что существующий в настоящее время в Узбекистане парк уплотняющих машин позволяет достичь требуемых значений плотности лёссовых фунтов при условии соблюдения предлагаемой в работе модифицированной технологии уплотнения при влажности не ниже 0,7Ж0.

9. Разработаны и составлены таблицы значений технологических параметров уплотнения лёссовых фунтов различными типами уплотняющих машин в зависимости от типа грунта, влажности при уплотнении и степени уплотнения. Предложены эмпирические зависимости для определения этих параметров.

10. Разработаны практические мероприятия, позволяющие доувлажнять лёссовые фунты в резервах и карьерах до требуемой степени влажности. Получена эмпирическая зависимость для определения количества воды на доув-лажнение.

11. Установлено, что увеличение на 26% модуля упругости уплотненных лёссовых фунтов при повышении степени уплотнения с 1,0 до 1,04 позволяет снизить толщину дорожной одежды или повысить срок ее службы.

12. Предложено значение коэффициента уплотнения рабочего слоя из лёссовых грунтов в зависимости от типа дорожных одежд и глубины расположения слоя от поверхности покрытия.

Установлена практическая неизменность плотности уплотнённого лёссового грунта под влиянием водно-теплового режима в процессе эксплуатации автомобильных дорог в условиях засушливой зоны.

13. Результаты исследований и пробные расчёты конструкции дорожных одежд показывают, что при расчёте дорожных одежд прочность в условиях засушливого климата по критерию сдвигоустойчивости практически всегда обеспечивается и модуль упругости является определяющим критерием при их расчёте.

14. Изложенные и обобщенные в диссертации результаты исследования внедрены при уплотнении и назначении расчётных характеристик лёссовых грунтов рабочего слоя на ряде дорог страны общей протяженностью более 100 км, а также путем использования их при разработке нормативных документов.

15. Приведенные широкомасштабные эксперименты и полученные на их основе эмпирические зависимости для определения расчетных характеристик рабочего слоя земляного полотна из лессового грунта дало возможность решить проблему имеющую крупное народнохозяйственное' значение, применительно к строительству автомобильных дорог в Центрально Азиатском регионе.

Годовой экономический эффект по данным внедрения результатов исследования составляет 200 тыс.сум (1997 г.). При расширении сферы внедрения эффект возрастает.

Основные результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Каюмов А. Д. Расчётные характеристики лёссовых грунтов. "Автомобильные дороги", М, №9, 1989, с. 26-27.

2. Каюмов А.Д., Абдувалиев A.A. Уплотнение недоувлажненных лёссовых грунтов. "Автомобильные дороги",М, №11, 1989, с.5-6.

3. Каюмов А.Д., Аскаров Х.А., Рашидова Ш.М. Технологические аспекты уплотнения земляных сооружений из недоувлажненных глинистых грунтов. "Архитектура и строительство Узбекистана", Ташкент, №8, 1989, с.12.

4. Каюмов А.Д. Влияние технологии уплотнения на структуру недоув-лажнёпного лёссового грунта. "Автомобильные дорога",М, №2, 1990, с. 12-13.

5. Каюмов А.Д. О технологии уплотнения и расчётных характеристиках недоувлажненных лёссовых грунтов. "Архитектура и строительство Узбекистана", Ташкент. 1991, №5, с.26-27.

6. Каюмов А.Д., Аблакулов А. Влияние влажности лёссового грунта

при уплотнении на прочность дорожной одежды. "Автомобильные дороги", М, №11, 1991, с.21-22.

7. Каюмов А.Д. Движение капиллярной воды в лёссовых грунтах в условиях Узбекистана. Узбекский журнал "Проблемы механики", Ташкент, №5-6,

1995, с.12-16.

8. Каюмов А.Д., Каюмов Д.А. Уплотнение лёссовых грунтов при реконструкции автомобильных дорог Ташкента. "Архитектура и строительство Узбекистана", Ташкент, №1, 1996, с. 18.

9. Каюмов А.Д. Формирование техногенного массива земляного полотна из лёссовидных грунтов. "Узбекский геологический журнал", Ташкент, №1,

1996, с. 67-72.

10. Каюмов А.Д. Схема прогноза деформационных характеристик рабочего слоя дорожных насыпей в засушливой зоне. Узбекский журнал "Проблемы механики", Ташкент, №1-2, 1996, с.78-81-.

11. Каюмов А.Д. Использование лёссовых грунтов для сооружения земляного полотна автомобильных дорог. "Узбекский геологический журнал", Ташкент, №3, 1996, с. 98-100.

12. Каюмов А.Д. О критической нагрузке при уплотнении грунтов катками. Узбекский журнал "Проблемы механики", Ташкент, №4,1996, с.23-26.

13. Каюмов А.Д., Казарновский В.Д. Об определении критической нагрузки при уплотнении глинистых грунтов укаткой. На украинском языке. "Автомобильные дороги и дорожное строительство". Минвузовский сб., Киев, вып. 25, 1979, с.24-26.

14. Каюмов А.Д. О формировании структуры недоувлажненных лёссовых грунтов в результате уплотнения. Труды СоюзДорНИИ, М, 1985, с. 29-32 .

15. Каюмов А.Д. Эффективность применения грунтов с пониженной влажностью при сооружении земляного полотна. Сб. научных трудов ТашПИ, Ташкент, 1986, с.66-70.

16. Казарновский В.Д., Каюмов А.Д. , Каюмходжаева М.Х. Влияние влажности грунта при его уплотнении на его механические и водно-физические свойства в уплотненном состоянии. Труды СоюзДорНИИ, М, 1987, с.11-26.

17. Каюмов А.Д. Конструктивные и технологические аспекты сооружения земляного полотна в условиях засушливого климата. Труды СоюзДорНИИ, М, 1987, с 64-73.

18. Каюмов А.Д. Формирование структур фунтов при уплотнении. Труды ТИИИМСХ. Ташкент, 1987, с.34-41.

19. Каюмходжаева М.Х., Каюмов А.Д. Расчётные характеристики лёссовых грунтов в условиях Средней Азии. "Повышение эффективности проектирования и строительства дорог в горных районах и в условиях жаркого и сухого климата". Душанбе, Ирфон, 1989, с.51-53.

20. Каюмов А.Д. Влияние легкорастворимых солей на прочностные свойства уплотнённых недоувлажнённых лёссовых фунтов // Совершенствование геотехнических расчётов при проектировании земляного полотна в слож-

сложных инженерно-геологических условиях. Сб. научн.гр. МАДИ, М.: 1990 с.88-91.

21. Каюмов А.Д., Хусаинов И.Ж., Абдувалиев A.A. Формирование структуры пор при уплотнении недоувлажнённых лёссовых грунтов // Совершенствование геотехнических расчётов при проектировании земляного полотна в сложных инженерно-геологических условиях. Сб. научн.тр. МАДИ, М.: 1990, с. 101—107.

22. Каюмов А.Д. Особенности техногенного массива земляного полотна из лёссовых грунтов. В сб. // Повышение работоспособности дорожных конструкций в условиях сухого и жаркого климата. Тр. СоюзДорНИИ, М, 1990, с.50-59.

23. Каюмов А.Д. Использование лёссовых грунтов Центральной Азии при строительстве земляного полотна. Тр. Международной научно-тех. конференции, том I, ТАДИ, Ташкент, 1996, с. 110-112.

24. Каюмов А.Д. Устройство для контроля плотности фунтом. A.c. № 1529073. Опубл. в Б.И., 1989, № 46.

25. Каюмов А.Д., Каюмходжаева М.Х., Абдувалиев A.A. Устройство для определения свойств фунтов. A.c. № 1678969. Опубл. в Б.И., 1991, № 35.

26. Методические рекомендации по сооружению земляного полотна автомобильных дорог в различных региональных условиях. Евгеньев И.Е., Доб-ров Э.М. и др., М, СоюзДорНИИ, 1988, 59 с.

27. Методические рекомендации по уточнению норм плотности глинистых фунтов насыпей автомобильных дорог в различных региональных условиях. Васильев Ю.М. и др., М, СоюзДорНИИ, 1988, 20 с.

28. Методические рекомендации по сооружению насыпей автомобильных дорог с использованием недоувлажнённых фунтов в IV-V дорожно-юшматических зонах. Каюмов А.Д., Абулханов Р.Г., Каюмходжаева М.Х., Абдувалиев A.A. М, СоюзДорНИИ, 1990, 25 с. .

29. Рекомендации по технологии уплотнения фунтов ВПП Учкудукского аэропорта. В.Н.Аъзамов, И.И.Исроилов, С.С.Каххаров, М.А.Рахимов, А.Каюмов, Э.Ташкузиев, У.Ражабов, Б.Б.Гиясов. Ташкент, 1997, 26 с.

30. Узбекистан шароитида лёссимон тупроюшрдан автомобил йули пойини ^улай тузилмасини лойи^алашга дойр услубий 1$улланма. Ь^аюмов А.Ж., Каюмхужаева М.Х., Тошкент, 1993, 19 б.

31. Узбекистан шароитида йул пойи ва тушамасини муста^кам ва кулай тузилмасини лойи^алашга дойр услубий ¡^улланма. ^атомов А.Ж., каюмхужаева М.Х., Тошкент, 1994, 16 б.

32. Узбекистан шароитида лёссимон фунглардан иборат автомобил йули пойининг меъёрий характеристикаларини белгилашга дойр услубий кул-ланма. К^аюмов А.Ж., Махмудова Д.А., 1^аюмов Д.А., Тошкент, 1996, 16 6.

33. 2.05.02-95, Автомобил йуллари.Давархитекторкурилиш^ум, Тошкент, 1996, 93 б.

34. К^МЬ^ 2.05.11-95. Жамоа хужалик, к^шло^. хужалик ташкилотлари ва корхоналардагиички хужалик автомобил йуллари. Давархитскторффилишкум, Тошкент, 1996, 27 б.

35. КМК; 3.06.03-96. Автомобил йуллари. Давархитектор^урилшшфм. Тошкент, 1997, 1226.

36. XVII World Road Congress. Question 1. Earthworns - Drainage-Subrade. Subrade. Sydney. Australia, 8-15 October, 1983, p. 429-451.

37. Каюмов А.Д. Метод определения доуплотняющей нагрузки при устройстве земляного полотна. Инф. листок о научно-техническом, достижении. УзНИИБТИ, Ташкент, 1983,4 с.

38. Каюмов А.Д. Метод определения влажности грунтов при устройстве земляного полотна. Инф. листок о передовом производственном опыте ПИИНГИ и ТЭИ Госплана РУз, Ташкент, 1985, 3 с.

39. Каюмов А.Д. Применение грунтов с пониженной влажностью при сооружении земляного полотна в условиях засушливого климата. Инф. листок о передовом производственном опыте НИИНТИ и ТЭИ Госплана РУз, Ташкент, 1986,3 с.

40. Каюмов А.Д. Использование недоувлажнённых лёссовых грунтов для сооружении земляного полотна автомобильных дорог. ЦБНТИ Минавтодор РСФСР, Автомобильные дороги, Инф. сборник, выи.6, Москва, 1989,23 с.

41. 1^аюмов А.Д., Махмудова Д.А. V-йул иклим минта^асида лёссимон тупрокларнинг jj-исобий намлиги. Тезисы докладов XX научной конференции проф.препод, состава ТАДИ, Часть III, Тошкент, 1994, с. 31.

42. Махмудова Д.А., фюмов А.Д. Хисобий наимликни ани^иашда математик модельдан фойдаланиш. Тезисы докладов XX научной конференции проф.препод. состава ТАДИ, Часть III, Тошкент, 1994, с. 44.

КУРУК ИК^ИМЛИ МИНТАЦАЛАРДА ЛЁССИМОН ГРУНТЛАРДАН ИБОРАТ ЙУЛ К^ТАРМАСИ ИШЧИ ^АТЛАМИНИНГ ^ИСОБИЙ ОД.РАКТЕРИСТИКАЛАРИНИ АСОСЛАШ

Ушбу диссертация ишида Марказий Осиё минта^асидаги автомобил йуллари йул пойининг лёссимон грунтлардан иборат ишчи ^атламини 1\уриш жараёнининг узигадослиги ва фойдаланишдаги сув-шушм шароити таъсирини эътиборга олган ^олда унинг механик хусусиятлари хисобий курсаткичлари ^ийматипи амалда ашнумш услуби буйича (-¿улланма ишлаб чикилган. Кутар-мадаги лёссимон грунтлардан иборат ишчи ^атламни физик-механик хусусият-ларини юзага келиш сабаблари тушунтириб берилган. Зичлаштирилган грунт-ларни хусусиятларига йул пойини куриш жараёни ва сув-иклим шароити таъсири назарий ва амалий жихатдан тушунтириб берилган.

Йул пойи ^урилмасини ва йул тушамасини лойи^алашда лёссимон груцтларни муста^ил грухга ажаратиш, ^уриш жараёни ва сув-и^лим шароити-ни эътиборга олган х,олда йул пойи ишчи 1^атламини хисобий характеристика-

рини aHHiyiaiura имкон берувчи >^исобий чизмапар, лёссимон грунтларни зич-лаштириш жараёни курсаткичларини белгилаш имконларини берувчи математик ифодалар, ^уру^-ик^лимли минта^аларда ^.улай намликдан кам булган на-мликДа лёссимон грунтлардан иборат ишчи катламни 1$уриш жараёни ва лёссимон грунтларни карьер ёки йул ёкасида керакли намлик даражасигача намлаш услуби таклиф ^илин'ган.

Куруь; И191ИМЛИ минтак,аларда лёссимон грунтлар ишлатилган йул пойида йул тушамаси ^'урилмасиии такомиллаштириш усуллари курсатилган ва зич-лаштирилган лёссимон грунтларни механик хусусиятларидан кешрок фойда-ланиш имкониятлари ёритиб берилган.

SUBSTANTIATION OF THE WORKING LAYER RATED CHARACTERISTICS OF THE ROAD PAVEMENTS MADE OF LOESS GROUNDS UNDER THE ARED ZONE CONDITIONS

In the present thesis are worked out the methods and pratical recommendation on definite rated values of indexes of the mechanical properties of the working layer of the earth bed of the roads made of loess grounds taking into consideration the peculiarities of the technology of their construction and maintenance under the effect of water-heat mode of the Central Asian region. Explanation of mechanism of formation of physical-technical properties of the working layer made of loess grounds applicable to the fill is given. The effect of the technology of the earth bed construction and water-heat mode on the properties of the compacted ground (under the other equal conditions at the moment of the test) is given.

It was suggested that loess grounds are separated into an independent group when designing the earth bed and designing the pavements, the rated diagram of the working layer of the earth bed made of loess grounds, allowing to determine their rated characteristics on tne account of the .technology of water-heat mode construction, mathematical relation, allowing to allot thechnological parameters of loess grounds compaction, recommended in accordance with-the technology of the working layer made of loess grounds with the humidity lower than optimal without their moistening and technology of moistening the loess grounds in the quarry or dump hole up to the required degree of water content under the conditions of the arid zone. It is subctantiated the ways of improvement of pavement constructions when using loess in earth bed under the conditions of arid zones and the possibilities of more effective using the mechanical properties of the compacted loess grounds.