ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ОСУШЕННЯ ДОРОЖНІХ ОДЯГІВ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ І ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Загальні положення

5.1.1Метою розрахунку дренажної системи є забезпечення водовідводу (розрахунок на осушення) або розміщення в додатковому шарі основи (розрахунок на поглинання) всієї води, яка надходить до основи проїжджої частини в розрахунковий період (протягом весняного розмерзання дорожньої конструкції), а також забезпечення максимального захисту земляного полотна від перезволоження поверхневою водою.

5.1.2Розрахунок на дренаж дорожнього одягу виконують перед розрахунком конструкції на міцність для визначення мінімальної товщини додаткового шару основи.

5.1.3Осушення основи дорожнього одягу і підстилаючих ґрунтів слід передбачити на ділянках доріг, де земляне полотно споруджується з ґрунтів з коефіцієнтам фільтрації менше за 0,5 м/д (пилуватих пісків, супісків, суглинків та глин).

5.1.4Для влаштування дренуючих шарів, що працюють за принципом осушення, слід використовувати матеріал з коефіцієнтом фільтрації не менше за 2 м/д.

При влаштуванні дренуючого шару порівняно невеликої товщини (до 30 см) на всю ширину земляного полотна слід використовувати матеріали з коефіцієнтом фільтрації 10 м/д і більше та коефіцієнтом неоднорідності К_60/10 5, що мають незначне капілярне підняття.

При влаштуванні дренуючого шару тільки на ширину проїжджої частини для закрайкових дрен повинні бути використані матеріали з коефіцієнтом фільтрації 10 – 20 м/д. Більше значення коефіцієнта фільтрації відповідно збільшує довжину фільтрації, яка визначається кількістю смуг руху і типом поперечного профілю (одно- або двохсхиловий).

При влаштуванні дренуючого шару, який працює за принципом осушення, у районах з кількістю опадів понад 600 мм на рік (західні області України, гірські райони Криму та Карпат) слід вживати спеціальних заходів для попередження руйнування удосконаленого покриття в результаті гідравлічного удару на ділянках доріг з інтенсивністю понад 200 один./д. На таких ділянках вода, яка надходить з поверхні в основу під покриття, повинна бути відведена за межі проїжджої частини протягом 1 – 2 годин, Для цього дренажний шар слід влаштовувати з міцних зернистих матеріалів з порівняно вузьким діапазоном розмірів фракцій, наприклад 5 – 20, 10 – 20 та 20 – 30 мм. Такі високопористі шари слід влаштовувати замість слабофільтруючих шарів основи.

5.1.5При влаштування дренажних шарів, що працюють за принципом поглинання, коефіцієнт фільтрації повинен бути не менше 1 м/д. При цьому під дорожнім одягом не повинен утворюватися шар води, а вода атмосферних опадів, що надходить через покриття проїжджої частини в дренажний шар, має одразу ж повністю поглинатися порами цього шару.

При розробці варіантів дренуючих шарів, що працюють за принципом осушення та поглинання, слід враховувати переваги та недоліки кожної з цих конструкцій.

5.1.6Дренажні шари, що працюють за принципом осушення, необхідно влаштовувати з кондиційних піщаних ґрунтів та укладати їх під дорожній одяг на всю ширину з дренажними трубами для збирання та швидкого відводу води за межі земляного полотна. При цьому необхідно забезпечувати вихід дренуючого шару на узбіччя або скидання води в зливову каналізацію. Крім того, слід влаштовувати захист дренажів від замулювання, а випуски труб від замерзання в них води.

5.1.7 Для влаштування дренажного шару, що працює за принципом осушення, слід використовувати піщані ґрунти, які відповідають вимогам таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Коефіцієнт неоднорідності піщаного ґрунту визначається за формулою:

, (5.1)

де d₆₀ і d₁₀ – діаметр часток, мм, дрібніше яких в піску є відповідно 60 і 10 % маси.

5.1.9Для піщаних грунтів, які не відповідають вимогам таблиці 5.1, а також при кількості смуг руху більше, ніж чотири, коефіцієнт фільтрації піщаного ґрунту визначається експериментальним шляхом (на приладі СоюздорНДІ) при максимальній щільності, встановленій методом стандартного ущільнення.

5.1.10При попередньому оцінюванні придатності піщаного ґрунту для влаштування дренуючого шару коефіцієнт фільтрації К_ф для даної групи ґрунту визначають за ступенем неоднорідності (таблиця 5.1) за формулою:

К_ф=К_фэ·К_0,1, (5.2)

де K_0,1 – коефіцієнт, що залежить від вмісту часток, розміром менших за 0,1 мм в даному піску, % маси (визначається за рисунком 5.1).

Рисунок 5.1 – Зміна коефіцієнта фільтрації залежно від вмісту N часток, менше 0,1 мм

5.1.11Для влаштування поздовжніх та поперечних дрен застосовують керамічні, азбестоцементні (перфоровані або із пропилами) пластмасові труби або трубофільтри діаметром 50 – 100 мм. Трубофільтри керамзитобетонні дренажні застосовують при неагресивній до бетону ґрунтовій воді.

Труби для влаштування дрен повинні відповідати таким загальним вимогам:

а) мати достатню водопропускну спроможність для відводу всієї води, яка надходить у них;

б) не пропускати в дрени часточок матеріалу дренуючого шару;

в) витримувати тиск від шарів ґрунту й одягу, які розташовані вище, а також від тимчасових навантажень;

г) бути морозостійкими;

д) зберігати перераховані властивості протягом тривалого часу;

е) мати діаметр дренажних труб не менше за 60 мм при глибині промерзання до 0,8 м та не менше за 80 мм при більш глибокому промерзанні.

5.1.12Перспективним є використовування пластмасових труб. Поліетиленові труби, які випускає промисловість, гнучкі, вони мають значну довжину (8 – 200 м), завдяки чому зменшується кількість стиків, малу масу. Труби стійкі до дії агресивної води. Укладання їх неважко механізувати. З метою забезпечення потрібної жорсткості слід застосовувати гофровані поліетиленові труби марки ПВХ діаметром 80 мм. Як правило, поліетиленові труби випускаються із різною перфорацією у вигляді круглих отворів або вузьких прорізів. Для дренажів підходять труби із отворами діаметром не більше 5 мм, довжина прорізу не повинна бути більша 25 мм.

5.1.13Навколо дренажних труб із перфорацією або прорізами слід передбачити фільтруючу обсипку. Необхідно, щоб зернистий матеріал, який застосовується для такої обсипки, відповідав таким вимогам:

а) мав водопроникність більшу, ніж водопроникність матеріалу дренуючого шару;

б) обсипка повинна перешкоджати проникненню часток ґрунту та піску в дрену, але не забивати сам фільтр;

в) частинки фільтра не повинні проникати у водоприймальні отвори дрен;

г) кам'яний матеріал обсипки повинен бути морозостійким.

Коефіцієнт неоднорідності С_v і міжшаровості m матеріалу для фільтруючої обсипки:

,

де Д₆₀, Д₅₀, Д₁₀ – діаметр часток обсипки менше яких є 60, 50 та 10 % за масою;

d₅₀ – те саме, для матеріалу дренуючого шару.

При трубофільтрових дренах влаштовувати фільтруючі обсипки не потрібно.

5.1.14В основу дорожнього одягу надходить вода, яка звільняється при розмерзанні перезволоженого ґрунту земляного полотна під проїжджою частиною та узбіччям, і вода від атмосферних опадів, яка просочується із поверхні дороги та із придорожньої смуги.

Приплив води в основу традиційної конструкції, що припадає на 1 м² проїжджої частини, за добу – q і за весь розрахунковий період весною – Q визначають за таблицею 5.2.

Таблиця 5.2

5.1.15Приплив води в дренуючий шар (у кубічних метрах на 1 м²) за добу складає:

_, (5.3)

де К_П – коефіцієнт, що враховує неусталений режим припливу води через нерівномірне розтавання та випадання атмосферних опадів (таблиця 5.3);

К_Г – коефіцієнт гідрологічного запасу, що враховує пониження фільтруючої спроможності дренуючого шару в процесі експлуатації дороги (таблиця 5.3).

Таблиця 5.3

5.1.16На ділянках, де поздовжній ухил зменшується, вода накопичується за рахунок різних швидкостей її припливу й відпливу.

Кількість води, що надходить за добу в основу на 1 м² проїжджої частини, становить:

q_віг=q_p · K_віг, (5.4)

а за весь термін запізнення розмерзання водовідвідних пристроїв

Q_віг=q_віг · Т_зап, (5.5)

де К_віг — коефіцієнт, що характеризує накопичення води в місцях зміни поздовжнього ухилу.

Якщо ухили мають у переломі профілю однакові напрямки, коефіцієнт К_віг визначають за номограмою (рисунок 5.2) в залежності від відношень

та ,

де і₁, та і₂ – поздовжні ухили, вище та нижче за перелом профілю;

n – пористість матеріалу дренуючого шару, частки одиниць;

К_ф – коефіцієнт фільтрації матеріалу дренуючого шару, м/д.

Рисунок 5.2 – Номограма для визначення коефіцієнту Квіг – збільшення об'єму води в дренуючому шарі в місцях зміни увігнутого профілю

При зустрічних ухилах поздовжнього профілю:

. (5.6)

5.1.17Для зменшення притоку поверхневої води в основу проїжджої частини в ґрунт земляного полотна слід застосовувати один або декілька наступних заходів:

а) влаштування тротуарів або укріплення узбіччя із наданням їм належного поперечного ухилу;

б) влаштування бордюрів вздовж країв проїжджої частини;

в) забезпечення правильних розмірів берм та крутизни ухилів на ділянках, де відсутні близько розміщені будівлі;

г) забезпечення правильного розміщення бічних канав;

д) улаштування монолітних шарів в основі проїжджої частини.

5.1.18При остаточному визначенні розрахункового притоку в кожну конкретну дорожню конструкцію слід враховувати реалізацію того або іншого заходу в Північній та Центральній дорожньо-кліматичних зонах, яка приводить до зменшення надходження води до дренуючого шару (у процентах).

Таблиця 5.4

Поиск по сайту: