6 Применение геотекстиля в дорожном строительстве

Геотекстиль – экологичный материал. Он не подвержен гниению, успешно сопротивляется прорастанию корней, воздействию насекомых и грызунов, плесени и грибков. Благодаря его структуре обеспечиваются отличные фильтрующие и прочностные свойства. За счет большого (до 45 процентов) удлинения при разрыве локальные повреждения не становятся причиной полного разрушения материала. Фильтрующая способность, которая также обусловлена специфической структурой, не допускает внедрения частиц земли в поры материала, что обеспечивает неплохую устойчивость даже при сильном вибрационном воздействии.

Хорошая сопротивляемость прокалыванию и раздиру является особенно ценной при укладке, во время которой обычно не возникает серьезных трудностей. Благодаря небольшим размерам рулонов полотна происходит значительное снижение расходов на транспортировку геотекстиля, трудовых затрат. Даже при применении в сырых условиях вес полотна не меняется, ведь оно не впитывает воду. Температурный диапазон, в котором допускается использование геотекстильного полотна, достаточно широк (от -60 до +110 градусов).

Применение этого стройматериала в дорожном строительстве исключает возможность заливания насыпных материалов грунтовыми частицами. В итоге насыпной материал сохраняет свою функцию, заключающуюся в распределении нагрузки. В процессе выполнения строительных работ геотекстиль предотвращает неравномерное проникновение насыпного материала в грунт. Результат – сокращение расхода стройматериала. На слабонесущих, мягких грунтах геотекстильное полотно образует армирующий слой. Материал создает препятствия деформации дорожной одежды и разрушению откосов.

Строительство железной дороги также не обходится без применения геотекстиля. Он образует разделительный, фильтрационный слой, предотвращающий заливание земляного полотна. При устройстве дренажа материал применяется как фильтр, расположенный между дренажным заполнителем и самим грунтом. Он позволяет воде проходить в дрены без каких-либо препятствий.

Традиционное применение геотекстильного материала это строительство дорог, при котором выполняются функции разделения и армирования основания земельного полотна, а значит, достигается повышение стабильности и устойчивости ядра насыпи. Также применив укладку геотекстиля, достигается результат препятствования образованию колеи, проседания дорожного полотна, образуется равномерная осадка и немаловажное увеличение несущей способности дорожных конструкций.

7 Дорожный водоотвод

Для предохранения земляного полотна от увлажнения поверхностными и грунтовыми водами (рис. 7.1) и обес­печения его устойчивости и прочности предусматривают: придание поперечного уклона проезжей части, обочинам и откосам земляного полотна для отвода воды с поверх­ности проезжей части дороги; устройство боковых, водо­отводных и нагорных канав для отвода поверхностных вод; возведение земляного полотна на соответствующую высоту, обеспечивающую поднятие его поверхности над уровнем поверхностных или грунтовых вод; устройство изолирующих (капилляропрерывающих и водонепрони­цаемых) прослоек в верхней части земляного полотна для предохранения дорожной одежды от увлажнения ее грунтовыми водами; устройство дренажей для отвода или понижения уровня грунтовых вод.

Рис.7.1 Источники увлажнения земляного полотна:

1 - длительно застаивающаяся поверхностная вода; 2 - атмосферные осадки; 3 - парообразная и пленочная вода; 4 - капиллярная вода

Совокупность сооружений, обеспечивающих сбор, за­держание и отвод воды от земляного полотна, а также пропуск ее через земляное полотно составляет систему дорожного водоотвода.

Для обеспечения быстрого отвода поверхностных вод за пределы земляного полотна необходимо проезжей час­ти придать поперечный уклон 15—4О%о в зависимости от вида покрытий, а грунтовым обочинам 30—6О%о в за­висимости от типа укрепления. Для отвода воды, стекаю­щей с поверхности дороги и прилегающей к ней местно­сти, во всех случаях в выемках и насыпях высотой до 0,6 м устраивают боковые канавы (кюветы). При неудов­летворительных условиях поверхностного стока боковым канавам придают трапецеидальное сечение шириной по дну 0,4 м и глубиной до 1 м. При обес­печенном стоке поверхностных вод боковые канавы устраивают в виде треугольных лотков глубиной не менее 0,3 м.

В качестве водосборного и водоотводного сооружений могут быть использованы и придорожные резервы с поперечным уклоном в сторону от доро­ги 20—30%о и продольным для стока воды.

Для выпуска воды из боковых канав (кюветов) или резервов в пониженные места (испарительные бассейны, водопоглощающие колодцы и др.) через 150—500 м устраивают водоотводные канавы. Водоотводным кана­вам придают трапецеидальное сечение, размеры которо­го устанавливают по сечению канав.

Для перехвата воды, стекающей по косогору к доро­ге, и для отвода ее к ближайшим искусственным соору­жениям и в пониженные места рельефа устраивают на­горные канавы, размеры которых устанав­ливают гидравлическим расчетом.

Наименьший продольный уклон канав принимают равным 3%о в песчаных и 5%о в глинистых грунтах. Если по местным условиям нельзя избежать значительных уклонов и больших скоростей течения воды, откосы и дно канав необходимо укреплять щебнем совместно с посе­вом многолетних трав, торкретбетоном, сборными бетон­ными плитами, монолитным бетоном, асфальтобетоном, грунтом, обработанным вяжущими материалами. Тип укрепления канав (кюветов) принимают в зависимости от скорости течения воды в них.

Для защиты земляного полотна от воздействия грун­товых вод служат специальные устройства. К ним относятся водонепроницаемые и капилляропрерывающие прослойки, которые применяют в случаях не­достаточного возвышения низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод (рис. 7.2).

Рис. 7.2 Схема устройства капилляропрерывающей прослойки:

а - из минеральных материалов;  б - из нетканых синтетических материалов (НСМ);

1 - дорожная одежда; 2 - грунт земляного полотна; 3 - капилляропрерывающая прослойка

Водонепроницаемые прослойки (рис 7.2) устраивают на всю ширину земляного полотна с попе­речным уклоном 30% о в сторону бровок, а при большой ширине земляного полотна и водонепроницаемых одеж­дах допускается применение замкнутых прослоек (толь­ко на ширину проезжей части). Прослойки закладывают на 20 см выше возможного наивысшего уровня грунто­вых вод. При насыпях высотой более 1 м в южных райо­нах и в III дорожно-климатической зоне прослойки рас­полагают на глубине 0,6—0,8 м, в северных районах и во II зоне — на глубине 0,8—1,0 м, считая ее от бровки.

Прослойки устраивают из местных супесчаных или пес­чаных грунтов, обработанных органическими вяжущими материалами, толщиной слоя до 4 см, из синтетической пленки, гидроизола, рубероида, асфальтобетонной смеси.  Капилляропрерывающие прослойки создают преграду для подъема капиллярной воды.

Их устраивают из гравия, щебня,    гравелистого песка на всю ширину земляного полотна с поперечным уклоном  30% о в сторону бровок, толщиной в среднем 15—20 см и глубиной заложения в зависимости от дорожно-климатической зоны. В настоящее время находят широкое применение   капилляропрерывающие    слои из нетканых синтетических материалов. Снизу и сверху капилляропрерывающей прослойки располагают противозаиливающие слои толщиной 3—5 см из топочных шла­ков, чистых каменных высевок, отходов асбестовой промышленности (серпентениты), торфа с малой зольно­стью и других местных мате­риалов, обладающих требуе­мыми свойствами.

Для понижения уровня или перехвата и отвода грунтовых вод при их высо­ком залегании устраивают дренажи.

Перехватывающий (откосный) дренаж для перехвата и отвода грунтовых вод устраивают для предохранения откосов выемки от сползания при пересечении ею водоносного слоя. Конструкция дренажа (рис) включает основ­ной элемент — дренажную трубу, укладываемую на по­душку из слоя уплотненного щебня или гравия толщиной 5    см     (при    возможности углубления дренажа в водоупорный слой на 0,2—0,5 м) или на подушку из гравийно-щебеночной смеси, уложен­ной па слой песка толщиной 10 см или бетонную подуш­ку (при невозможности заглубления дренажа в водо­упорный слон).

Для предотвращения просачивания воды в сторону выемки вдоль внутренней стенки траншеи устраивают водонепроницаемый экран из уплотненной глины или рулонных изолирующих материалов (гидроизол, синтетическая пленка и др.) В качестве дренажных труб применяют керамические, асбоцементные, пластмассовые трубы. Вместо трубофильтров применяют и перфорированные синтетические трубы. Внутренний диаметр труб 50—300 мм, а длина зависит от их типа и массы.

Дренажные трубы засыпают одноразмерным щебнем или гравием фракций 40—70 и 5—10 мм, толщиной до 40 см. Обсыпка из этих материалов может быть заменена обертыванием труб или их стыков стеклотканью, стекловолокном или нетканым синтетическим    материалом типа «дорнит». Остальную часть траншеи до уровня грун­товых вод заполняют средним или крупным песком. Для предохранения дренажа от засорения на песок уклады­вают два слоя дерна (корнями вверх) или обрабатывают грунт битумом из расчета 4—5 л/м2.

Верхнюю часть траншеи засыпать слоем уплотнен­ной глины толщиной 15 см, местным грунтом и почвен­ным слоем.

Работа перехватывающего дренажа состоит в том, что он, перехватывая воду водоносного слоя, не дает ей даль­ше продвигаться, а фильтрует ее в песке и отводит по дренажной трубе в ближайший водоем.

Для понижения уровня грунтовых вод под земляным полотном устраивают одно- или двусторонний глубо­кий (подкюветный) дренаж, кон­струкция которого аналогична    конструкции    откосного дренажа.Особенностью    является    отсутствие    вертикального водонепроницаемого экрана.