Проектування системи осушення дорожнІХ

ОдягІВ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ і земляного полотна

 

Загальні положення

 

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

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

5.1.3 Осушення 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).

5.1.4 Для 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 філь-трації 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 осушен-ня, у районах з кількістю опадів понад 600 мм на рік (західні області України, гірські райони Криму та Карпат) слід вживати спеціальних заходів для попере-дження 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 вла-штовувати з міцних зернистих матеріалів з порівняно вузьким діапазоном роз-мірів фракцій, наприклад 5 – 20, 10 – 20 та 20 – 30 мм. Такі високопористі шари слід влаштовувати замість слабофільтруючих шарів основи.

5.1.5 При 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.

5.1.6 Дренажні 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 дреную-чого 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 осу-шення, слід використовувати піщані ґрунти, які відповідають вимогам таблиці 5.1.

 

Таблиця 5.1

 

Коефіцієнт фільтрації піску еталона, Кфє	Коефіцієнт неоднорідності піску, К 60/10	Вміст частинок, розміром менше 0, 1 мм (у % не більше), при влаштуванні двосхилової проїжджої частини при кількості смуг руху
		дві	чотири
40	< 3	10 7, 5	7, 0 5, 5
20	3 – 5	7, 0 6, 5	5, 5 4, 5
10	5 – 10	4, 0 3, 0	3, 0 2, 0
5	> 10	2, 0 1, 5	1, 2 1, 0
Примітка. У чисельнику наведено дані для конструкцій з відводом води трубчас-тими дренами, у знаменнику – для конструкцій з відводом води через фільтруючий шар під узбіччями.

 

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.

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

5.1.10 При 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:

 

,                                           (5.2)

 

де К_{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

 

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

Труби для влаштування дрен повинні відповідати таким загальним вимо-гам:

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 промер-зання до 0, 8 м та не менше за 80 мм при більш глибокому промерзанні.

5.1.12 Перспективним є використовування пластмасових труб. Поліетиле-нові 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 забезпе-чення 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 дре-нажів підходять труби із отворами діаметром не більше 5 мм, довжина прорізу не повинна бути більша 25 мм.

5.1.13 Навколо дренажних труб із перфорацією або прорізами слід перед-бачити фільтруючу обсипку. Необхідно, щоб зернистий матеріал, який застосо-вується для такої обсипки, відповідав таким вимогам:

а) мав водопроникність більшу, ніж водопроникність матеріалу дреную-чого 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 Сv і міжшаровості m матеріалу для фільтрую-чої 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 пот-рібно.}

_{5.1.14 В основу дорожнього одягу надходить вода, яка звільняється при розмерзанні перезволоженого ґрунту земляного полотна під проїжджою части-ною 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

 

Дорожньо-кліматична зона	Тип місце-вості за зволо-женням	Об’єм води, який надходить до основи (л/м2)/(л/м2д)
		Супісок піщанистий і пісок пилуватий	Суглинок піщанистий, глина	Суглинок пилуватий	Супісок пилуватий
Північна	1 2 3	15/2, 5 26/3, 0 60/3, 5	20/2, 0 50/3, 0 90/4, 0	35/3, 0 80/4, 0 130/4, 5	80/3, 5 130/4, 5 180/5, 0
Центральна	1 2 3	10/1, 5 15/2, 0 25/2, 5	10/1, 5 25/2, 0 40/2, 5	15/2, 0 30/2, 5 50/3, 5	30/3, 0 40/3, 5 60/4, 0
Південна	3	20/2, 0	20/2, 0	30/2, 5	40/3, 0
Примітка 1. У чисельнику наведено загальний об'єм води Q (у літрах на квадратний метр), що надходить до основи за весь розрахунковий період, а в знаменнику – питомий q; Примітка 2. Для насипів, влаштованих із непилуватих ґрунтів, висотою більшою, ніж вимагається за технічними нормами, в Північній дорожньо-кліматичній зоні приймають  q = 1, 5 л/(м2д), у Центральній та Південній – 1 л/(м2д); Примітка 3. За наявності розподільної смуги для ділянок, які проходять у нульових позначках, та насипів висотою менше, ніж вимагають технічні норми, у Північній зоні роз-рахункові значення Q та q підвищують на 20 %.

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

 

,                                         (5.3)

 

де	КП	–	коефіцієнт, що враховує неусталений режим припливу води че-рез нерівномірне розтавання та випадання атмосферних опадів (таблиця 5.3);
	КГ	–	коефіцієнт гідрологічного запасу, що враховує пониження філь-труючої спроможності дренуючого шару в процесі експлуатації дороги (таблиця 5.3).

 

Таблиця 5.3

 

Дорожньо-кліматична зона	Тип місцевості за зволоженням	КП для непилуватих ґрунтів	Пилуваті ґрунти
			КП	КГ
Північна	1 2 3	1, 5 1, 5 1, 6	1, 5 1, 6 1, 7	1, 0/1, 0 1, 2/1, 2 1, 3/1, 2
Центральна	1 2 3	1, 4 1, 4 1, 5	1, 5 1, 5 1, 6	1, 0/1, 0 1, 1/1, 0 1, 2/1, 0
Південна	3	1, 0	1, 3	1, 1/1, 0
Примітка 1. Для непилуватих ґрунтів КГ = 1, 0; Примітка 2. У чисельнику наведено значення КГ при інтенсивності руху понад 1000 авт./д на смугу, а в знаменнику – при інтенсивності менше 1000 авт./д.

5.1.16 На 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:

 

,                                             (5.4)

 

а за весь термін запізнення розмерзання водовідвідних пристроїв

 

 ,                                          (5.5)

 

де К_віг – коефіцієнт, що характеризує накопичення води в місцях зміни поз-довжнього 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;
	Кф	–	коефіцієнт фільтрації матеріалу дренуючого шару, м/д.

 

 

 

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

 

При зустрічних ухилах поздовжнього профілю:

 

.                            (5.6)

 

5.1.17 Для зменшення притоку поверхневої води в основу проїжджої час-тини в ґрунт земляного полотна слід застосовувати один або декілька наступ-них заходів:

а) влаштування тротуарів або укріплення узбіччя із наданням їм належ-ного поперечного ухилу;

б) влаштування бордюрів вздовж країв проїжджої частини;

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

г) забезпечення правильного розміщення бічних канав;

д) улаштування монолітних шарів в основі проїжджої частини.

5.1.18 При 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

 

Заходи щодо обмеження притоку води у дорожню конструкцію	Тип місцевості за зволоженням
	1	2	3
Водонепроникні узбіччя і їх належний поперечний ухил	20	15	12
Тротуари	30	20	15
Монолітні шари основи і вільна пористість матеріалу до 5 %	20	20	20
Те саме 5 – 10 %	10	10	10
Теплоізоляційні шари	–	20	20
Улаштування насипу	20	15	12
Примітка. Якщо передбачено два або декілька видів робіт, то відповідні дані таблиці потрібно сумувати, але не більше за 50 %.

 

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: