5.4.1Дренуючий шар, що працює за принципом осушення, необхідно проектувати, виходячи з умов, що сумарний добовий об'єм води, яка надходить до основи проїжджої частини, повністю відводиться за той самий період часу. При цьому необхідно передбачати можливість нетривалого (протягом 3 – 6 діб) розміщення води у вільних порах дренуючого матеріалу через різні терміни розмерзання різних частин дренажної системи.
Дренажна конструкція повинна бути розрахована так, щоб на першому етапі було забезпечено тимчасове розміщення води, що прибуває в дренуючий шар до початку роботи водовідвідних споруд, а на другому етапі вода своєчасно та повністю відводилася б з основи.
5.4.2Для запобігання небезпечній гідравлічній дії на матеріал і забезпечення його стійкості в дренуючому шарі під дією миттєвих повторних навантажень від автомобілів, що рухаються, повну товщину дренуючого шару, який працює за принципом осушення, визначають за формулою:
hp = hнас + hзan , (5.8)
де hнac – товщина шару, повністю насиченого водою, м;
hзan – додаткова товщина шару, що залежить від капілярних властивостей матеріалу і становить для пісків грубозернистих 0,10 – 0,12 м, середньозернистих 0,14 – 0,15 м і дрібнозернистих 0,18 – 0,20 м.
5.4.3При проектуванні дренуючого шару із крупнозернистих пісків та інших матеріалів із коефіцієнтом фільтрації більше, як 10 м/д, розрахунок його товщини ведуть за номограмою (рисунок 5.6). За відомим значенням qp (у кубічних метрах за добу на 1 м2 (формула 5.4) і Кф (у метрах за добу) на осі абсцис номограми знаходять величину qp / Кф і для відомого значення поперечного ухилу ґрунтової основи знаходять на осі ординат – hнac (м) при довжині шляху фільтрації L (м). При іншій довжині шляху фільтрації одержане значення hнac множать на відношення L / 3,5.
Повну товщину дренуючого шару вираховують за формулою (5.8). За номограмою (рисунок 5.6) можна також знайти необхідний коефіцієнт фільтрації крупнозернистого піску при відомих значеннях qр, h, і, hнac, L.
Рисунок 5.6 — Номограма для розрахунку, дренуючого шару із грубозернистого піску при довжині шляху фільтрації L – 3,5 м, де цифри на кривих i – ухил основи дренуючого шару
5.4.4 Дренуючий шар, що проектується із середньо і дрібнозернистих пісків розраховують за допомогою номограми, наведеної на рисунку 5.7.
Рисунок 5.7 – Номограма для розрахунку товщини hнac дренуючого шару із середньо і дрібнозернистих пісків при довжині шляху фільтрації L = 3,5 м, де цифри на кривих і – ухил низу дренуючого шару
Для цього спочатку вираховують відношення qГ/Кф (де qГ – приплив води на 1 м дороги, м3/д та Кф — коефіцієнт фільтрації дренуючого матеріалу); qГ знаходять із урахуванням розрахункового об'єму припливу води qp за форму лою qГ= qp·B при односкатному поперечному профілі поперечному профілі проїжджої частини і q=qp · при двохскатному профілі (де В – ширина проїжджої частини, м). Потім за номограмою (рисунок 5.7) при відомих значеннях qГ / Кф і поперечного ухилу ґрунтової основи та при заданій довжині шляху фільтрації знаходять величину hнac. За формулою (5.8) визначають повну товщину дренуючого шару.
За цією ж номограмою можна знайти необхідний коефіцієнт фільтрації матеріалу при заданій товщині дренуючого шару і відомих інших параметрах.
5.4.5Якщо загальна товщина дренуючого шару буде дуже великою, її можна зменшити таким чином:
б) замінити матеріал дренуючого шару на пісок із більшим коефіцієнтом фільтрації;
в) замінити вид грунту верхньої частини земляного полотна на інший, із меншим притоком води в розрахунковий період;
г) зменшити приплив води за допомогою заходів, наведених у 5.1.17;
д) зменшити зволоження місцевості шляхом пониження рівня ґрунтової води;
е) при великих поздовжніх ухилах для пониження Кувіг, а значить, і qp, необхідно влаштувати поперечні прорізи мілкого закладення;
ж) при питомому притоці води qp понад 0,005 м3/д влаштувати вздовж країв проїзної частини поздовжні трубчасті дрени.
5.4.6Дренуючий шар у дренуючій конструкції з поглибленими поздовжніми рівчаками (рисунок 5.8), які прискорюють процес руху води в дрібному та середньозернистому піску, розраховують за допомогою номограми (рисунок 5.9).
За цими номограмами залежно від виду піску, розрахункового об'єму припливу води в дренажному шарі qp, коефіцієнта фільтрації дренуючого матеріалу Кф, ухилу низу дренуючого шару і довжини шляху фільтрації L, визначають hнac, а потім за формулою (5.8) повну товщину дренуючого шару hn. За цими номограмами також можна знайти необхідний коефіцієнт фільтрації піску, якщо відомі інші параметри дренажної конструкції.
1 – труба діаметром 80 – 150 мм або трубофільтр діаметром 50 – 100 мм; 2 – бетонна підготовка, бетон марки М 100; 3 – щебінь або гравій із розмірами зерен 5-10 мм; 4 – конструкція тротуарів; 5 – бортовий камінь; 6 – бетон марки М 200; 7 – конструкція дорожнього одягу.
Рисунок 5.8 – Схема влаштування супутнього дренажу мілкого закладання у виїмці (заглиблений поздовжній рівчак із трубчастою дреною)
Рисунок 5.9 – Номограма для розрахунку дренуючого шару з піску в конструкції із поглибленими поздовжніми рівчаками (--- і = 0,02; – і = 0,04): а) дрібнозернистого; б) середньозернистого