15.5. Борьба с пучинами на автомобильных дорогах

Пучинами называют деформации дорожных одежд, проявляющиеся зимой во взбугривании и потере ровности одежды, а в пе­риод оттаивания - в проломах одежды при проезде автомобилей, вызываемых резким снижением прочности грунта земляного полотна. Разрушения пучинами иногда охватывают большое протяжение дорог, делая их за несколько дней совершенно непроезжими.

Пучины вызываются накоплением в земляном полотне в те­чение зимнего периода большого количества влаги. При зимнем промерзании в земляном полотно возникает разность темпера­тур от плюс 4 до

0° С. в глубине, у уровня грунтовых вод, до отрицательных температур в промерзшей зоне грунта. Под влия­нием разницы температур в связи с большей поверхностной энер­гией охладившихся частиц грунта происходит подтягивание влаги от талого грунта к границе промерзания и в пределы мерзлого слоя по пленкам воды, покрывающим грунтовые частицы, а также путем конденсации паров, поднимающихся по порам грунта от горизонта грунтовых вод.

При промерзании грунта вначале в его порах замерзает сво­бодная и капиллярная вода. Перемещение пленочной влаги практически прекращается только при температурах минус 3 - 5 °С. Поэтому вода проникает по пленкам и в пределы промерз­шего слоя грунта. Достигая отдельных кристаллов льда, обра­зовавшихся в крупных порах и капиллярных ходах, вода замерзает.

В течении зимы кристаллы льда постепенно растут и образуют в земляном полотне целые ледяные прослойки, которые раздвигают грунт, вызывая поднятие (пучение) дорожной одежды. Так как образованию кристаллов противодействует вес вышележащих слоев грунта, основное влагонакопление происходит в пределах верхних 50 – 60 см грунта.

Весной при наступлении теплой погоды под дорожной одеждой, с которой зимой удалял снег, грунт оттаивает быстрее, чем под покрытыми снегом обочинами и боковыми канавами. Под одеждой при таянии ледяных прослоек образуется замкнутый объем грунта, сильно разжиженного водой. Просачиванию из­бытка воды вглубь препятствует мерзлая прослойка грунта - донник (рис. 15.6).

Весеннее оттаивание переувлажненного грунта - вскрытие пу­чин - представляет большую опасность для дорог, так как в связи с сильным снижением прочности грунта верхних слоев земляного полотна в этот период дорожные одежды интенсивно разрушаются под действием движения автомобилей.

Дорожное движение активизирует процесс образования пучин. Пораженный пучинами участок дороги, по которому не проис­ходит движения, после полного оттаивания, просачивания воды в грунт и просыхания грунта («затухания пучин») вновь приобре­тает устойчивость.

К первым признакам вскрытия пучин относится появление на поверхности покрытий мелких трещин и темных пятен от вы­ступающей из них влаги. По мере оттаивания грунтов земляного полотна на поверхности усовершенствованных покрытий появ­ляется сетка ромбических трещин и начинают ощущаться колеба­ния дорожной одежды при проездах тяжелых автомобилей. При проезде автомобилей по щебеночным и гравийным дорожным по­крытиям слышен шорох трущихся друг о друга щебенок.

При оттаивании грунтов на глубину 60 - 80 см начинают воз­никать деформации дорожной одежды - потеря ровности в резуль­тате образования бугров, просадок и волн, вызванных пластиче­скими деформациями вытеснения переувлажненного грунта в сто­роны из мест сосредоточения проездов колес автомобилей. Через трещины покрытия начинает выжиматься вода или разжиженный грунт.

Дальнейшее оттаивание грунта сопровождается образованием колей из-за просадок дорожной одежды, выпучивающейся сбоку от мест прохода колес. Появляются проломы одежды, через кото­рые на дорогу изливается разжиженный грунт, перемешанный с материалами песчаного основания и дорожной одежды. Дорож­ная одежда практически разрушается, и для ее ремонта потре­буется дорогостоящая полная перестройка разрушенного участка

Чтобы предотвратить разрушения дорожной одежды при по­явлении признаков вскрытия пучин, проводят следующие меро­приятия:

- заблаговременно принимают меры к удалению от дороги талых вод, очищают от снега канавы и обочины;

- пораженное пучинами место защищают от непосредственного воздействия колес автомобилей. Для этого на проезжей части укладывают заранее заготовленные щиты из досок или маты из хвороста, под которыми устраивают выравнивающую песчаную или шлаковую прослойку. В результате, замедляется оттаивание грунта, а давление колес распределяется на большую площадь. Если выполнить это невозможно, оборудуют объезды, полностью исключающие проезд по пораженному пучинами участку;

- для выпуска из - под дорожной одежды скопившейся воды про­капывают в обочинах через 2 - 5 м неширокие, открытые канавки (воздушные воронки), в которые просачивается вода. На пучинистых участках устанавливают знаки ограничения скорости.

Если указанные меры не помогают, дорожным организациям предоставлено право ограничивать или прекращать проезд по пучинистым участкам до полного затухания пучин или восста­новления поврежденных мест. Об этом заблаговременно объяв­ляется в местной печати и по радио.

Вскрытие пучин - крайне тяжелый период для дорожных одежд. Особенно значительные повреждения возникают при дви­жении в это время тяжелых автомобилей. Работники автомобиль­ного транспорта должны ясно представлять себе, что меры, при­нимаемые дорожниками для борьбы с пучинами, хотя и затруд­няют условия движения по дорогам, по являются единственным способом предохранения их от полного разрушения.

Рационально планируя перевозки, переходя в период вскрытия пучин на использование автомобилей меньшей грузоподъемности., рассредоточивая движение по ряду параллельных автомобильных дорог, можно существенно снизить объем весенних деформаций дорожных одежд.