Drogi gruntowe ulepszone są to takie drogi profilowane, które dzięki odpowiedniemu doziarnieniu gruntu są odporne na działanie wody i znoszą bez większych odkształceń obciążenie lekkim ruchem. Obserwacje dróg gruntowych wykazują, że są odcinki dróg, które zachowują się we wszystkich porach roku zadawalająco. Zbadanie próbek gruntu takich dróg pozwala stwierdzić, że jest on mieszanką piasku z gliną. Piasek tworzy szkielet nośny, a glina wypełnia wolne przestrzenie między ziarnami i dzięki swej spójności wiąże ziarna piasku ze sobą i tworzy się agregat mineralny z minilną ilością porów.
Podwyższenie wytrzymałości gruntu można osiągnąć przez:
- zwiększenie tarcia wewnętrznego i spójności cząstek gruntu,
- mechaniczne zagęszczenie gruntu.
Największe tarcie wewnętrzne osiąga się w mieszankach gruboziarnistych o różnorodnym uziarnieniu z domieszką kruszywa łamanego. Spójność, potrzebną zwłaszcza w okresie suszy, zapewniają cząstki pylasto-ilaste, które tworzą spoiwo gruntowe.
Zagęszczenie takiej mieszanki gruntowej zmniejsza do minimum zawartość porów w gruncie, dzięki czemu grunt przestaje reagować na działanie wody i staje się praktycznie nieprzepuszczalny. W świetle tych zjawisk ulepszanie dróg gruntowych doziarnieniem sprowadza się do trzech głównych zadań:
- dobrania odpowiedniego składu mieszanki w oparciu o grunt leżący na drodze, którą mamy ulepszać,
- zmieszania gruntu rodzimego z doziarniającym,
- zagęszczenia i wyprofilowania nawierzchni.
Mieszanki gruntowe piaszczysto-gliniaste zachowujące się najlepiej pod działaniem ruchu i czynników atmosferycznych nazywamy mieszankami optymalnymi. Dobieranie mieszanek optymalnych wykonuje się w laboratorium na podstawie próbek gruntu pobranych z drogi i z miejsc poboru gruntów, którymi będzie ona ulepszana. Kryterium wskaźnika piaskowego, pokazuje że powinien on być większy od 35 dla warstw dolnych i 30 dla warstw górnych.
Fot. 1. Droga gruntowa z rowem
Zależnie od rodzaju gruntu i natężenia ruchu rozróżnia się dwa sposoby wykonania nawierzchni gruntowych z mieszanek optymalnych:
- powierzchniowy i
- korytowy.
Rys. 1. Przekrój poprzeczny drogi gruntowej ulepszonej powierzchniowo
Sposób powierzchniowy. Sposób powierzchniowy polega na ulepszeniu gruntu naturalnego na całej szerokości korony drogi. Stosuje się go w gruntach lekkich, piaszczystych. Nawierzchni nadaje się spadek poprzeczny 3 - 4% i grubość w osi drogi 15 - 30 cm po uwałowaniu, stopniowo malejącą ku krawędziom drogi (rys. 1). Spadek poboczy wynosi 5%. Do wykonywania nawierzchni używa się sprzętu rolniczego, jak np.: pługi, brony talerzowe, kultywatory, brony zwykłe i włoki. Stosuje się też cięższy sprzęt, taki jak równiarki samojezdne i doczepne oraz specjalne mieszarki do gruntu. W zależności od rodzaju gruntu podłoża glinę lub piasek rozsypuje się równą warstwą na całej powierzchni ulepszanej drogi. Mieszanie gruntu wykonuje się bronami talerzowymi i kultywatorami lub specjalną mieszarką albo równiarką. Przy mieszaniu należy zwracać uwagę na głębokość mieszania, która powinna zapewniać odpowiednią grubość nawierzchni po zagęszczeniu.
Jeżeli grunty nie są dostatecznie wilgotne to należy je przed lub w czasie mieszania polewać wodą z beczkowozów, żeby otrzymać wilgotność zbliżoną do optymalnej. Po ukończeniu mieszania nawierzchnię wyrównuje się włokiem lub równiarką i wałuje walcem ogumionym, wielokołowym lub walcem gładkim o ciężarze 1,5 - 2,0 ton. Liczbę przejazdów walca ustala się tak, żeby wskaźnik zagęszczenia Is mieszanki wynosił co najmniej 0,98 maksymalnego ciężaru objętościowego osiąganego w laboratorium. W czasie wykonywania robót należy stale kontrolować laboratoryjnie uziarnienie, rozdrobnienie gruntu, wilgotność, zagęszczenie i grubość warstwy mieszanki. W ciągu pierwszych trzech tygodni od ukończenia i oddania do ruchu nawierzchnia musi być otoczona specjalną opieką. Ruch zagęszcza ostatecznie mieszankę, a powstające w tym okresie odkształcenia należy niezwłocznie wyrównywać.
Sposób korytowy stosuje się głównie przy wzmacnianiu dróg na podłożu gliniastym. Spadki poprzeczne zarówno podłoża jak i nawierzchni wynoszą 3 - 4%, a spadek poboczy 5%. W gruntach gliniastych ciężkich układa się w korycie pod nawierzchnią warstwę piasku o grubości 15 cm, która stanowi warstwę odsączającą/odcinającą i równocześnie zabezpiecza przed przenikaniem gruntu podłoża w nawierzchnię.
Warstwę odcinającą można wyeliminować poprzez zastosowanie warstwy separacyjnej z geotkaniny lub dobrze dobranej geowłókniny. Ważnym kryterium przy doborze geosyntetyku jest zapewnienie ciągłości pracy hydraulicznej – wodoprzepuszczalności prostopadłej do wyrobu bez kolmatacji struktury wewnętrznej. W celu odwodnienia koryta wykonuje się w poboczach sączki odprowadzające wodę do rowów (rys. 2).
Rys. 2. Przekrój poprzeczny drogi gruntowej ulepszonej sposobem korytowym
Przy tym sposobie, ulepszaniu podlega tylko jezdnia drogi. Grunty sypie się do koryta na przemian warstwami, tzn. piasek (lub pospółkę) i glinę. Grunty przeznaczone do mieszania powinny być ułożone w pryzmach wzdłuż drogi. Dla ułatwienia mieszania, warstwy powinny być cienkie. Mieszanie gruntów, zagęszczanie, kontrolę oraz pielęgnację nawierzchni wykonuje się w ten sam sposób jak przy wykonywaniu nawierzchni sposobem powierzchniowym.