Практическое зАданИе № 3 Тема: Поперечный профиль насыпи Цель работы

Изучить конструкцию земляного полотна. Выполнить в масштабе 1:100 или 1:200 нормальный поперечный профиль земляного полотна проектируемого железнодорожного пути для заданной высоты насыпи с указанием основных элементов и размеров.

Исходные данные

1. Исходные данные могут быть приняты в соответствии с табл. 1.

2. Вид грунта выбирается по предпоследней цифре учебного шифра (табл. 2).

3. Категория дороги выбирается по расчетной годовой приведенной грузонапряженности нетто в грузовом направлении на 10-й год эксплуатации, млн ткм/км (табл. 3).

Таблица 1

Исходные данные

Наименование	Вариант (последняя цифра учебного шифра)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
последняя цифра учебного шифра
Расчетная годовая приведенная грузонапряженность нетто в грузовом направлении на 10-й год эксплуатации, млн ткм/км	45	55	28	75	32	7,5	9	12	22	29
Количество главных путей	2	2	1	2	2	1	1	1	1	1
Сторонность будущего второго пути	П	–	Л	–	Л	–	–	П	–	П
Радиус кривой	2000	–	3500	–	1800	–	600	–	1000	–
предпоследняя цифра учебного шифра
Вид грунта	5	1	2	3	1	4	5	3	1	2
Высота насыпи (рабочая отметка)	1	7	6	5	8,5	2	1,5	4	9,5	8

Таблица 2

Вид грунта

Предпоследняя цифра учебного шифра	Вид грунта
1	Раздробленные скальные слабовыветривающиеся и выветривающиеся, крупнообломочные и крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности, металлургические шлаки
2	Пески мелкие и пылеватые, глинистые грунты (в том числе лёссовидные) твердой и полутвердой консистенции, раздробленные скальные легковыветривающиеся
3	Глинистые грунты тугопластичной консистенции и крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем такой же консистенции
4	Глинистые и пылеватые грунты (в том числе лёссовидные) в районах избыточного увлажнения, а также пески однородные, мелкие и пылеватые
5	Пески барханные в районах с засушливым климатом

Таблица 3

Категории железнодорожных линий

Категория железнодорожной линии	Назначение железной дороги	Расчетная годовая приведенная грузонапряженность нетто в грузовом направлении на 10-й год эксплуатации, млн ткм/км
Скоростная	Железнодорожные магистральные линии для движения пассажирских поездов со скоростями свыше 160 до 200 км/ч	–
Особогрузонапряжённая	Железнодорожные магистральные линии для большого объема грузовых перевозок	Свыше 50
I	Железнодорожные магистральные линии	Свыше 30 до 50
II	То же	Свыше 15 до 30
III	То же	Свыше 8 до 15
IV	Железнодорожные линии	До 8
	Внутристанционные соединительные* и подъездные пути	Независимо от грузонапряженности

Примечание. * К внутристанционным соединительным относятся пути, ведущие к контейнерным пунктам, базам, сортировочным платформам, пунктам очистки, промывки, дезинфекции вагонов, ремонта подвижного состава и производства других технологических операций.

	Рекомендуемый библиографический список [3, раздел 5, подраздел 6.1], [4, подраздел 4.1, 4.2], [5, раздел 1]

	Основные положения и порядок выполнения

Земляное полотно является основным элементом нижнего строения железнодорожного пути и представляет собой инженерную конструкцию в виде комплекса грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности.

В зависимости от положения основной площадки относительно поверхности земли различают следующие виды земляного полотна: насыпь, выемка, полунасыпь, полувыемка, полунасыпь-полувыемка, нулевое место [3].

Форма и размеры поперечного профиля земляного полотна зависят от местных условий: категории железной дороги, количества путей, разности отметок оси пути и земной поверхности, вида грунта, поперечного уклона местности.

Поперечным профилем земляного полотна называется попереч­ный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярной к его продольной оси. Площадь грунта, на которую отсыпают насыпь, является ее основанием.

Поверхность земляного полотна, на которую укладывают верх­нее строение пути, называется основной площадкой. Высотой насыпи считается расстояние по оси земляного полотна от уровня бровок до основания.

Для выполнения задания рекомендуется альбомная ориентация листа.

Начинать работу следует с нанесения линии поверхности земли и оси земляного полотна. По заданной рабочей отметке находится место расположения оси трассы и проводится штрихпунктирная линия.

Для однопутной линии со стороны будущего второго (II) пути проводится вторая штрихпунктирная линия на расстоянии 4,1 м. Для двухпутной линии подписываются: ось I пути и ось II пути.

В зависимости от числа путей на перегоне, вида грунта и категории дороги выбирается ширина земляного полотна, т.е. основной площадки (прил. 2) по табл. 4 [2] (для прямых участков перегонов).

При наличии кривой ширина земляного полотна железной дороги увеличивается с наружной стороны кривой на значение, указанное в табл. 5 [2].

По ширине основной площадки земляного полотна определяются места расположения бровок земляного полотна.

По заданной рабочей отметке, количеству главных путей выбирается поперечный профиль:

• высота насыпи до 6 м, однопутная железнодорожная линия – рис. 4 [5]; высота насыпи более 6 и менее 12 м – рис. 5 [5];

• высота насыпи от 6 до 12 м, двухпутная железнодорожная линия – рис. 6 [5]; насыпь на косогорах – рис. 7 [5].

Таблица 4

Ширина основной площадки земляного полотна

Категория железнодорожной линии	Число главных путей	Ширина земляного полотна на прямых участках пути, м, при использовании грунтов
		глинистых, крупнообломочных с глинистым заполнителем, скаль­ных легковыветривающихся и выветривающихся, песков недре­ни­рующих, мелких и пылеватых	скальных слабовыветривающихся, крупнообломочных с песчаным заполнителем и песков дренирующих* (кроме мелких и пылеватых)
1	2	3	4
Скоростные и особогру­зо­­напряже­нные, I I и II III IV	2 1 1 1	11,7 7,6 7,3 7,1	10,7 6,6 6,4 6,2

* К дренирующим по условиям работы земляного полотна следует относить грунты, имеющие при максимальной плотности по стандартному уплотнению коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут и содержащие в гранулометрическом составе не более 10 % частиц размером менее 0,1 мм. Допускается с согласия заказчика при соответствующем технико-экономическом обосновании применять в качестве дренирующего грунта пески мелкие и пылеватые с коэффициентом фильтрации не менее 0,5 м/сут.

Примечания. 1. Ширина земляного полотна (табл. 4) измеряется: при грунтах, указанных в графе 3, – в уровне профильной бровки, при грунтах, указанных в графе 4, – в уровне проектной бровки. Проектная бровка превышает уровень профильной бровки на высоту сливной призмы плюс разность толщин балластного слоя на данном участке дренирующих грунтов и смежных с ним участках земляного полотна из недренирующих грунтов.

2. Выемки глубиной более 6 м, располагаемые в скальных грунтах, а также располагаемые на крутых косогорах и на прижимах рек, независимо от высоты откосов на линиях II категории и выше следует проектировать под два пути.

Таблица 5

Уширение земляного полотна в кривых

Радиусы кривых, м	Уширение земляного полотна
3000 и более	0,20
2500–1800	0,30
1500–700	0,40
600 и менее	0,50

В соответствии с рис.  8 строится верхняя часть основной площадки. На однопутных линиях верх земляного полотна, имеющий вид тра­пеции и называемый сливной призмой, имеет ширину 2,3 м, высоту призмы 0,15 м (рис. 8, а). На двухпутных линиях основная площадка имеет форму равнобедренного треугольника, вершина которого на 0,2 м выше уровня бровок (рис. 8, б).

Слева и справа от основной площадки строятся откосы, имеющие для устойчивости необходимую крутизну. Крутизна обозначается таким образом: 1: 1,5 это означает, что основание откоса в 1,5 раза больше, чем его высота. В зависимости от вида грунтов и высоты насыпи установлены следующие значения крутизны откосов (табл. 6), показанные на рис. 9.

Таблица 6

Крутизна откосов при высоте насыпи

Вид используемых грунтов	Крутизна откосов при высоте насыпи
	до 6 м	до 12 м
		в верхней части высотой 6 м	в нижней части от 6 до 12 м
1	1:1,5	1:1,5	1:1,5
2	1:1,5	1:1,5	1:1,75
3	1:2*	По индивидуальному проекту
4	1:1,75	1:1,75	1:2
5	1:2	1:2	1:2

Примечание. * Для линий IV категории 1:1,75.

От подошвы насыпи до бровки резерва или канавы вычерчивается берма в целях повышения устойчивости откоса насыпи и предотвращения воздействия находящейся в резервах и канавах воды. Ширина бермы, как правило, не менее 3 м. На однопутных линиях со стороны будущего второго пути берма должна быть не менее 7,1 м, а с противоположной стороны – не менее 3 м. Уклон бермы, обеспечивающий отвод воды от насыпи, 0,02…0,04.

За бермами строятся либо резервы, либо продольные водоотводные канавы в зависимости от условий возведения насыпей и поперечного уклона местности. Их очертания видны на рис. 4–7.

Рис. 4. Насыпи высотой до 2 м

Рис. 5. Насыпи высотой до 12 м

Основная площадка

Рис. 6. Насыпь высотой до 12 м с шириной основной площадки 11,7 м

при поперечном уклоне местности не круче 1:5

Рис. 7. Насыпи на косогорах

а б

Рис. 8. Поперечные очертания верха земляного полотна: однопутной железной дороги (а); двухпутной железной дороги (б); b – ширина основной площадки земляного полотна; e – ширина междупутья.

а	б
в	г

Рис. 9. Крутизна откосов насыпей в различных случаях: а – скальные слабовыветривающиеся и выветривающиеся, крупнообломочные и крупнообломочные с песчаным заполнителем; пески гравелистые крупные и средней крупности; металлургические шлаки; б – пески мелкие и пылеватые, глинистые грунты (в том числе лёссовидные) твердой и полутвердой консистенции, раздробленные скальные легковыветривающиеся; в – глинистые и пылеватые грунты (в том числе лёссовидные) в районах избыточного увлажнения, а также пески однородные, мелкие и пылеватые; г – пески барханные в районах с засушливым климатом

Глубина резерва принимается от 0,5 до 2 м. Дно резервов шириной до 10 м имеет уклон в сторону поля 0,02…0,04, при большей ширине – двухсторонний уклон к середине, чтобы резерв служил водоотводом. Воду из резервов выпускают в пониженные места, к мостам и трубам.

Откосы резерва со стороны пути имеют уклон не круче 1:1,5, а с полевой стороны – не круче 1:1. При поперечном уклоне местности круче 1:10 резервы закладывают с нагорной стороны.

Водоотводные канавы строятся глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м и устраиваются при отсутствии с данной стороны пути резерва.

При вычерчивании насыпи без резерва и малых рабочих отметок рекомендуется чертить поперечный профиль в масштабе 1:100, а в остальных случаях – 1:200.

	Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой земляное полотно?

2. Что является основным материалом земляного полотна?

3. Что называется поперечным профилем земляного полотна и чем поперечные профили характеризуются?

4. Выделите основные элементы поперечного профиля насыпи.

5. С какой целью и как проводится регулирование стока поверхностных вод у насыпи?

6. Каковы размеры основной площадки земляного полотна?