Земляное полотно трамвайного пути, являясь основанием для всей конструкции пути, для линий, расположенных на самостоятельном полотне, представляет собой выровненный (смягченный) естественный рельеф местности, а для линий, расположенных в замощенных проездах, – дно котлована, вырываемого для конструкции пути.
Для придания линии определенного уклона рельеф смягчается за счет выемок и насыпей.
Земляное полотно трамвайного пути по своему составу неоднородно, так как земляная поверхность состоит из разнообразных грунтов, происходящих, главным образом, из осадочных пород, имеющих различные свойства. Под линиями, расположенными на городских проездах, земляное полотно трамвайных путей представляет собой насыпной слой, который также состоит из различных смешанных грунтов. Механические и физические свойства их зависят в основном от крупности слагающих их частиц – гранулометрического или механического состава, – а также от степени влажности и плотности грунтов, от геологических и климатических условий и от ряда других причин.
Рекомендуется следующая номенклатура отдельных фракций грунтов для трамвайных путей по гранулометрическому составу:
Гравелистые: от 2 до 40 мм
Песчаные крупные: от 1 до 2 мм;
Песчаные средние: от 0,5 до 1 мм;
Песчаные мелкие: от 0,25 до 0,5 мм;
Песчаные очень мелкие: от 0,05 до 0,25 мм;
Пылеватые крупные: от 0,01 до 0,05 мм;
Пылеватые мелкие: от 0,005 до 0,01 мм;
Глинистые грубые: от 0,001 до 0,005 мм;
Глинистые тонкие: меньше 0,001 мм.
Грунты не состоят из какой-либо одной фракции, а представляют собой механическую смесь различных фракций и в зависимости от преобладания какой-либо из них носят соответствующее название.
Рекомендуется следующая классификация грунтов по гранулометрическому составу:
Глина тяжелая с содержанием глинистых частиц больше 60%;
Глина легкая с содержанием глинистых частиц от 33 до 60%;
Суглинок тяжелый с содержанием глинистых частиц от 20 до 33%;
Суглинок легкий с содержанием глинистых частиц от 12 до 20%;
Супесь тяжелая с содержанием глинистых частиц от 6 до 12%;
Супесь легкая с содержанием глинистых частиц от 3 до 6%;
Пыль с содержанием пылеватых частиц больше 50% и глинистых частиц до 3%;
Песок с содержанием пылеватых частиц меньше 50% и глинистых частиц до 3%.
Любой насыпной грунт для трамвайного пути может устойчиво держаться, если боковые грани наклонены к горизонту под определенным углом, называемым углом естественного откоса.
Этот угол естественного откоса находится в зависимости от сцепления между собой частиц грунта и наличия трения между ними. Силы же сцепления и трения меняются в зависимости от влажности грунта, структуры частиц и других факторов.
Углы естественного откоса для разных грунтов (в град.) даны в табл. 1.
| Наименование грунтов | Состояние грунта | ||
|---|---|---|---|
| сухой | сырой | пропитанный водой | |
| Рваный камень | 42–48 | 42–48 | 42–48 |
| Щебень | 35–42 | 35–42 | 35–42 |
| Гравий | 40 | 40 | 35 |
| Крупный чистый песок | 30 | 32 | 27 |
| Средний песок | 28 | 35 | 25 |
| Мелкий песок | 25 | 30 | 20 |
| Супеси | 35 | 35 | 20 |
| Суглинки | 50 | 40 | 30 |
| Чистая глина | 45 | 35 | 15 |
| Растительная земля | 40 | 35 | 25 |
| Торф | 40 | 25 | 14 |
Угол естественного откоса при песчаных и подобных им грунтах не зависит от высоты насыпи, а для глины и глинистых грунтов с повышением высоты отсыпки естественный откос становится более пологим, и под действием собственного веса происходит оползание глинистых грунтов, которое в отличие от песчаных протекает по вогнутой криволинейной поверхности.
В процессе разработки грунтов объем их в разрыхленном состоянии значительно больше объема грунта в плотном, причем разрыхленный грунт уплотняется искусственно или естественно, с течением времени. Это следует учитывать при возведении насыпей и обмерах земляных работ, пользуясь таблицей разрыхления грунтов и скальных пород (табл. 2).
| Категория грунтов | Наименование | % первоначального увеличения объема грунта после разработки | Средний % первоначального разрыхления | % остаточного разрыхления |
|---|---|---|---|---|
| I | Пески и супеси | 8–17 | 12 | 1–2,5 |
| I | Торф, растительный грунт, чернозем | 20–30 | 25 | 3–4 |
| II | Суглинки | 14–28 | 20 | 1,5–5 |
| III | Глины и тяжелые суглинки | 24–30 | 25 | 4–7 |
| IV | Тяжелые глины | 26–32 | 29 | 6–9 |
| IV | Мергель, опока | 33–37 | 35 | 11–15 |
| V | Скальные породы | 30–45 | 38 | 10–20 |
| VI | Скальные тяжелые породы | 45–50 | 47 | 20–30 |
Устойчивость трамвайного пути зависит от устойчивости или сохранности земляного полотна под воздействием нагрузки от трамвайных поездов, автомобильного транспорта, а также и атмосферных воздействий.
Разные грунты по-разному сопротивляются этим воздействиям.
Допустимое давление на грунт зависит как от механической характеристики грунта, так и от физических свойств их, в частности от степени влажности грунтов.
Допускаемое давление на различные грунты в кг/см2 дано в табл. 3.
| Наименование грунта | Состояние грунта | |
|---|---|---|
| сухие и естественной влажности | очень влажные и мокрые | |
| Ил, торф, растительная земля, чернозем | 0,5 | 0,25 |
| Растительная земля, плотно слежавшаяся | 1,0 | 0,5 |
| Лёсс и лёссовидный суглинок | 1,5 | 0 |
| Слабый глинистый и суглинистый грунты со включением ила | 0,5 | 0,25 |
| Глинистый и суглинистый грунт средней плотности | 1,5 | 1,0 |
| Плотный глинистый и суглинистый грунты в зависимости от мощности слоя | 2,0–2,5 | 1,25–1,75 |
| Мелкий песок | 0,75 | 0,50 |
| Мелкий песок, плотно слежавшийся | 1,0 | 0,75 |
| Песок средней крупности, плотно слежавшийся, в зависимости от мощности слоя | 1,5–2,0 | 1,0–1,5 |
| Песок крупный, плотно слежавшийся | 3,5 | 3,0–2,5 |
| Гравелистый грунт | 2,5 | 2,0 |
| Мергель средней плотности | 3,5 | 2,5 |
| Галька | 4,0–5,0 | 3,0–4,0 |
| Особо плотная глина (морена) | 4,0 | 3,0 |
| Песчаники и известняки средней твердости | 18,0 | 12,0 |
| Скальные породы, особо твердые | 40,0 | 20,0 |