Грунти в межах глибини промерзання, як правило, різноманітні. У зв'язку з цим при зведенні земляного полотна необхідно знати, які грунти в яку частину насипу доцільно укласти, щоб в тілі насипу не допустити утворення висячих горизонтів води. При правильному розташуванні грунтів в насипу, щільність і вологість грунтів буде приблизно однаковою, знизиться морозне лучение і не виникнуть нерівномірні осідання дорожнього покриття.
Для наочності розглянемо кілька випадків розташування грунтів в тілі насипу. Припустимо, що на ділянці з надлишковим зволоженням нижню частину насипу відсипали з пилуватих суглинків, а верхню частину - з піщаних грунтів. Причому, товщина шару з пилуватого суглинку h1. менше висоти капілярного підняття води h к. В цьому випадку вода по вузькому капіляри підніметься до піщаного ґрунту, що має широкий капіляр, і підняття вологи припиниться, оскільки на кордоні двох капілярів з'явиться опуклий меніск і вода з нижнього капіляра, вужчого, вступить в верхній з діаметром в сотні разів більше (рис . 1.6.1, а). З підвищенням ґрунтових вод зменшується лише радіус меніска, значить, при забезпеченні умов поверхневого стоку природна вологість верхнього піщаного шару залишатиметься сталою, особливо якщо потужність шару добре фільтруючого піску h> h к.
При відсипанні нижній частині насипу з дренуючих ґрунтів, а верхній з зв'язкових при h1
Мал. 1.6.1. Розташування грунтів в тілі насипу:
а - сприятливе; б - несприятливий; 1 - пісок; 2 - пилуватий суглинок; 3 - розрахунковий рівень ґрунтових вод; 4 - опуклий меніск; 5 - увігнутий меніск
Якщо товщина нижнього піщаного шару більше капілярного підняття води h> h к. то вологість вишележащего пилуватого суглинку підвищується лише внаслідок потоку вологи в пароподібному стані і інфільтрації поверхневої води. У цьому випадку нижній шар виконує функцію капілярно-який перериває шару, що запобігає зволоження верхнього шару насипу грунтовими водами.
У тих випадках, коли верхній шар насипу з зв'язкових грунтів відсипаний на дренуючих грунт і товщина шару зв'язного грунту h 'менше висоти капілярного підняття h к'. то при необеспеченном поверхневому водовідведенні утворюється висячий горизонт води через процес інфільтрації (рис. 1.6.2).
Мал. 1.6.2. Несприятливе розташування грунтів в тілі насипу, що сприяє накопиченню вологи у верхній частині земляного полотна:
1 - інфільтрація поверхневої води; 2 - зв'язний грунт; 3 - дренуючих грунт; 4 - зона капілярного зволоження висотою h к; 5 - зона ґрунтової води; 6 - рівень ґрунтових вод; 7 - поверхня менісків в фільтруючому грунті; 8 - поверхня менісків в зв'язковому грунті
Взимку під впливом негативної температури відбувається перерозподіл внутрішніх запасів води.
Найбільша кількість замерзлої води накопичується на глибині h0
де h-товщина шару зв'язного грунту.
При вимушеному зведенні насипу з зв'язкових грунтів з вологістю значно перевищує оптимальну, рекомендується в земляному полотні влаштовувати прошарку з піску товщиною h ³ h к. На ділянках з II або III типом зволоження і висоті насипу до 1,2. 1,5 м, перезволожені ґрунти необхідно попередньо осушити. Попереднє осушення грунту або його заміну виробляють при коефіцієнті консистенції Вк> 0,75
де W - природна вологість грунту,%;
Wp - вологість, відповідна межі розкочування,%;
Мп - число пластичності.
Насипу відсипав пошарово з однорідних грунтів, що укладаються на повну ширину, з постійно забезпеченим стоком поверхневих вод. Товщину кожного шару приймають в залежності від властивостей грунту і способів ущільнення.
При неоднорідних грунтах відсипатися верствам потрібно надавати необхідний поперечний ухил. Коли ж менш дренирующие шари розташовують нижче більш дренуючих, то менш дренирующие грунти потрібно укладати з поперечним ухилом ³ 40 ‰. При зворотному взаиморасположении шарів вищенаведене умова не дотримуються.
Укоси земляного полотна, складеного дренуючими ґрунтами, необхідно присипати шаром менш дренирующего грунту і проводити посів трав.