Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция автомобильных дорог

Увеличение отметок земляного полотна и устранение пучинистых мест


Увеличение отметок земляного полотна и устранение пучинистых мест

Отметки земляного полотна на многих участках реконструируемых дорог не удовлетворяют современным требованиям к возвышению бровки земляного полотна над источниками увлажнения и средним многолетним уровнем снегового покрова на окружающей местности. Эти требования повышаются при каждой переработке технических условий и весьма вероятно, что при наблюдающейся в последние годы тенденции к повышению капитальности дорог и дорожных сооружений действующие в настоящее время технические нормативы также не являются окончательными. Однако формальное их удовлетворение при разработке проектов реконструкции привело бы к необходимости полной перестройки многих дорог на значительном протяжении. Правильное решение необходимо искать в общем улучшении отвода воды от дороги и в уменьшении приноса к ней снега путем создания снегозащитных насаждений на придорожной полосе. Единственным препятствием к практической реализации этой идеи может служить только недостаточная современная ширина отвода, которую при реконструкции лишь в редких случаях удастся привести в соответствие с новой категорией дороги, а также малая снегоемкость применяемых снегосборных насаждений. Поэтому реконструированные дороги, как правило, будут требовать более интенсивного зимнего содержания, чем вновь строящиеся.

Необходимое возвышение низа дорожной одежды над уровнем Длительного стояния источников увлажнения (грунтовые или поверхностные воды) может быть найдено путем расчета по теоретическнм формулам накопления влаги в земляном полотне. Этот вопрос в течение последнего десятилетия был существенно продвинут трудами профессоров И. А. Золотаря, В. М. Сиденко и ряда других советских ученых. Многие из предложенных ими формул преследуют цель точного, учета особенностей протекания процесса тепловлагообмена в грунте земляного полотна. Однако стремление к точности и полноте отражения в математических зависимостях физических процессов, происходящих в грунте, всегда неизбежно сочетается с осложнением получаемых закономерностей и введением дополнительных параметров, характеризующих теплотехнические свойства грунтов и материалов конструктивных слоев дорожных одежд, методика определения расчетных значений которых еще не установлена. Учитывая также, что свойства грунта и условия увлажнения существенно меняются по протяжению дороги и что погодно-климатические факторы неодинаковы в разные годы, можно считать достаточно оправданным использование для расчета возвышения земляного полотна при реконструкции дорог более простых, приближенных зависимостей, к числу которых принадлежат формулы проф. Н. А. Пузакова.

Теоретические расчеты могут в некоторых случаях указывать на необходимость сравнительно небольшого поднятия бровки земляного полотна — на 20—30 см. Хорошую дорожную одежду, на которой в процессе предшествующей эксплуатации дороги не наблюдалось образования пучин, нет необходимости разрушать для выполнения небольшой подсыпки. Можно ограничиться усилением дорожной одежды. В этом случае, ее толщину рассчитывают исходя из значений модуля упругости конструктивных слоев, учитывающих старение материалов в процессе эксплуатации. Одновременно должны быть тщательно обеспечены поверхностный отвод воды от дороги и планировка придорожной полосы, полностью исключающие возможность застоев около земляного полотна поверхностной воды.

Участки, на которых наблюдаются систематическое интенсивное зимнее вспучивание и весенние деформации дорожных одежд, нуждаются в капитальной перестройке с устранением причин пучинообразования.

Образование лучин происходит при сочетании на том или ином участке дороги ряда неблагоприятных факторов — пучинистых грунтов земляного полотна, расположенных вблизи от поверхности источников увлажнения, неблагоприятных погодных условий — частых переходов температуры через нуль в течение зимнего периода, способствующих влагонакоплению и т. д. Устранение хотя бы одного из этих факторов заметно снижает опасность пучинообразования.

При новом дорожном строительстве предотвращение пучино-образования достигается, как правило, наиболее простым и эффективным способом — возвышением земляного полотна и устройством его вер-хнего слоя из не подверженных пучению, медленно промерзающих песчаных грунтов. При реконструкции дороги возможность использования этого способа ограничена тем, что подъемка земляного полотна на коротком по протяжению пучинистом участке дороги неизбежно вызывает необходимость перестройки сопрягающихся участков дороги на большом протяжении для обеспечения плавности проектной линии.

В некоторых случаях подъемка полотна дороги невозможна, так как отметки ее поверхности нельзя изменить (подходы к переездам через железную дорогу, пересечение дорог в одном уровне, в населенных пунктах и др.). Поэтому при реконструкции дорог часто приходится применять более сложные способы борьбы с пучинами (устройство теплоизоляционных слоев или дренажей), при которых можно сохранить поверхность дороги на старом уровне.

Проектированию противопучинных мероприятий посвящена специальная литература.

Перечень возможных методов перестройки пучинистых участков без поднятия насыпи достаточно обширен:

1. Устранение источников увлажнения земляного полотна:

организацией поверхностного отвода воды с придорожной полосы. Этот элемент борьбы с пучинами обязателен во всех случаях. Прочистка водоотводных канав и планировка придорожной полосы, устраняя возможность застоев воды у земляного полотна, снижают проникание в него воды в осенний период;

понижением уровня грунтовых вод путем устройства дренажей. Этот метод в связи со сложностью его осуществления, высокой стоимостью и недостаточной надежностью работы находит при реконструкции дорог малое распространение. Он может быть использован не во всех случаях из-за трудности вывода воды из дренажных труб в пониженные места. Кроме того, дренажи требуют весьма тщательного эксплуатационного надзора, при отсутствии или при недостаточности которого быстро засоряются и перестают действовать;

устройством перехватывающего дренажа, если пучение вызывается грунтовыми водами, поступающими со стороны косогора. Эти дренажи работают более надежно, чем понижающие, но также нуждаются во внимательном содержании. Засорение их может приводить к оползанию откосов.

2. Замена пучинистых грунтов, подверженных пучинообразованию, устойчивыми (устройство верхней части земляного полотна из песка, укладываемого слоем не менее 50—60 см). Из нижней части слоя должен быть обеспечен отвод накапливающейся воды. Необходимую толщину слоя определяют исходя из ограничения суммарной величины вспучивания. Этот метод наиболее Надежен.

Прерывание капиллярного, пленочного или парообразного поднятия воды из увлажненных глубинных слоев грунта:

Устройством в земляном полотне водонепроницаемых прослоек, Награждающих путь влаге в расположенные выше слои земляного полотна. Применяются грунты, обработанные органическим вяжущим (слой в уплотненном состоянии 3—5 см), рулонные гидроизоляционные материалы, укладываемые в два-три слоя. В настоящее время наиболее доступным из гидроизоляционных материалов является полиэтиленовая пленка, сочетающая высокую водо- и паронепроницаемость с морозоустойчивостью, прочностью и неподверженностью гниению. В последние годы были проведены успешные опыты использования для изоляционных паро- и капилляропрерывающих прослоев рулонных водонепроницаемых нетканых синтетических импортных материалов («бидим», «колетанш»). Они делают также морозное вспучивание дорожных одежд более равномерным Водонепроницаемые прослойки рекомендуется укладывать ниже глубины промерзания, располагая выше их, в случае необходимости, теплоизоляционные слои. Грунты над изолирующей прослойкой необходимо предохранять от увлажнения дождевой и поверхностной водой, укрепляя обочины и обеспечивая надежную работу системы водоотвода;

устройством в земляном полотне прослоек из гравия, крупнозернистого песка, керамзита и других пористых материалов, прерывающих капиллярное поднятие влаги. Засорение прерывающей прослойки грунтом снижает или даже полностью прекращает эффективность ее действия. Поэтому необходимо предусматривать защиту ее от засорения по принципу обратного фильтра.

4. Предохранение земляного полотна от промерзания — устройство под дорожной одеждой теплоизолирующих прослоек, задерживающих промерзание. Раньше для их устройства использовали котельный шлак, торф или керамзит. Все эти материалы должны быть надежно защищены от проникания в них воды, так как насыщение влагой резко снижает эффективность их теплоизолирующего действия.

Развитие технологии полимеров открывает возможность использования для теплоизолирующих прослоек эффективных водонепроницаемых материалов типа пенопластов. Эти материалы сочетают высокие теплоизоляционные свойства с водонепроницаемостью. В настоящее время прослойки делают из отдельных плит, заливая швы водонепроницаемыми составами. Однако за рубежом были успешно проведены опыты по устройству изолирующего слоя путем разлива по спланированному уплотненному дну корыта вспенивающегося в результате введения особых добавок полиуретана. После одного прохода распределяющей машины оставался слой пенопласта толщиной 10 см. Препятствием широкому применению полимерных материалов пока еще является их высокая стоимость и некоторые как следует неизученные эксплуатационные особенности участков дороги, на которых использованы такие материалы, главным образом большая подверженность образованию гололеда.

Большая часть описанных методов требует полной перестройки земляного полотна и пригодна лишь для небольших участков.

Выбор противопучинных мероприятий на реконструируемых порогах должен осуществляться на основе технико-экономического анализа их эффективности. Сравниваемые мероприятия должны намечаться на основе изучения причин, вызывающих пучино-образование.

Во всех случаях противопучинные мероприятия должны сопровождаться укреплением обочин, предотвращающим просачивание через них воды в основание дорожной одежды.

Проектирование противопучинных мероприятий требует глубокого изучения причин возникновения переувлажнения и промерзания грунтов. Однократное внешнее обследование пучинистого участка, не сопровождающееся инженерно-геологическими изысканиями, не всегда может привести к правильной оценке. Иногда образование пучин бывает связано с неблагоприятным расположением грунтов в теле земляного полотна, например наличием окруженных водонепроницаемыми грунтами песчаных линз, в которых может скапливаться вода.

В наиболее сложных случаях приходится разрабатывать проекты на основе детальных инженерно-геологических обследований. Устранение пучинистых участков, связанных с увлажнением грунтовыми водами (коренные пучины), требует детального и глубокого изучения гидрогеологических условий и оказывается эффективным лишь при проведении достаточно капитальных мероприятий. При современных средствах механизации дорожно-строительных работ на таких участках наиболее эффективной является полная перестройка земляного полотна с заменой грунта верхних слоев морозоустойчивым.

В некоторых случаях реконструкция земляного полотна может оказаться необходимой в целях уменьшения его заносимости снегом. Основой для разработки намечаемых проектных мероприятий должны являться данные отчетов дорожно-эксплуатационных организаций о заносимости отдельных участков и объемах работ по снегоочистке.

Технико-экономический анализ показывает, что в снегозаносимых районах может оказаться эффективным увеличение высоты земляного полотна и перестройка его в насыпь, имеющую пологие, обтекаемые снеговегровым потоком откосы. Однако при прочной дорожной одежде и благоприятных грунтовых и гидрогеологических условиях чаще приходится ориентироваться в этом случае а установку усиленных снегозащитных ограждений.

Сибирский научно-исследовательский институт энергетики предложил малозаносимые профили земляного полотна, имеющие с наветренной стороны уширенные резервы шириной 18—20 м при разнице отметок бровки полотна и дна резерва до 1,5 м. Опытная проверка их на линии железной дороги Артышта — Подобас показала, что даже в неблагоприятные по условиям снегоприноса зимы на дороге не возникает заносов. При этом происходит накопление в резервах снега, споаобствующего в свою очередь образованию около дороги снеговых отложений обтекаемого профиля, по которому основная масса снега переносится через дорогу.

Для уменьшения заносимости глубоких выемок можно прибегнуть к уширению их понизу или к уполаживанию откосов, чтобы создать дополнительное место для отложения приносимого снега.



Похожие статьи:
Экономический критерий очередности реконструкции участков автомобильных дорог

Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция автомобильных дорог

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум