1. Жолдан суды ағызу жүйесі.

Жер төсемінің суланып ылғалдануы өте қауіпті, өйткені мұндай жағдайларда жолдың барлық элементтерінің беріктігі төмендейді. Егер жол астындағы топырақ қатты ылғалданса, берік материалдардан салынған қатайтылған қабаты бар жолдар бұзылып, жүктеме әсерінен отыруы немесе бір жағына қарай ығысуы мүмкін.

Сондықтан жер төсеміне су сіңудің алдын алатын құрылыстар қарастырылады, олардың жиынтығы жолдан суды ағызу жүйесі деп аталады.

Жол мына жағдайларда ылғалдануы мүмкін:

- жаңбыр және қар суларының әсері;

- жер бетіне жақын орналасқан топырақ суларының әсері.

Бірінші жағдайда суды жолдан ағызып жіберу үшін және оны жер төсемінің жоғарғы бөлігіне жеткізбеу үшін мынадай қондырғылар қарастырылады:

1. Жаңбыр және қар суларын ағызып жіберу үшін жер төсемі мен жүргінші бөліктің көлденең еңістігі.

2. Жол жанындағы су ағызғыш арықтар, кейбір жағдайларда қорлар салу, олар жер төсемінен аққан суды жинап, жердің төмендеген жерлеріне немесе табиғи су ағындарына бағыттайды.

3. Таудың табиғи еңістіктерінен жолға қарай аққан сулардың ағынын тоқтататын тау үстіндегі арықтар.

4. Су өткізгіш құрылыстар (көпірлер мен құбырлар).

Екінші жағдайда жер төсемінің ылғалданбауы үшін мынадай шаралар жүзеге асырылады:

1. Жер төсемі биік үйіндінің үстінде орналастырылады, яғни ол топырақ суларының деңгейінен біршама биіктікте орналасады да судың капиллярлық көтерілуі жер төсемінің жоғарғы қабаттарына жетпейді.

2. Жер төсеміне битуммен өңделген су сіңбейтін топырақ қабаттары немесе синтетикалық материалдардан құрылған қабаттар енгізіледі, бұл судың капиллярлық көтерілуін үзіп тастайды.

3. Жолдың екі жағынан топырақ суларының деңгейін төмендету үшін арнайы құрғатқыштар – дренаждар қондырылады. Дренаждар – керамикадан немесе пластмассадан жасалған тесіктері бар құбырлар. Дренажға өткен сулар оның бойымен жер бедерінің төмен учаскелеріне ағып кетеді, ал топырақ сулары дренаж маңайында төмен деңгейде қалыптасады.

2. Жолдардағы көпірлер мен құбырлар.

Көпірлер мен құбырлар жолдардың өзендермен, кіші су ағындарымен және жаңбыр мен қар ерігенде су ағатын төмендеген жерлермен қиылыстарында орнатылады.

Су өткізгіш қондырғылардың тесіктерін жаңбыр және көктемгі қар ерігенде ағып келетін судың мөлшеріне байланысты гидравликалық есептеу арқылы белгілейді.

Жоғарғы категориялы автомобиль жолдарындағы көпірлер мен құбырлардың маңайындағы үйінділер биіктігін 100 жылда 1 рет қайталанатын максимал тасқын кезіндегі су деңгейін ескеріп белгілейді. Төменгі категориялы жолдарда есеп 25 жылда 1 рет қайталанатын тасқындағы су деңгейіне жүргізіледі.

Үлкен өзендердегі есептік тасқынның деңгейін анықтау үшін гидрометеорологиялық қызметтің су өлшеу нүктелеріндегі су деңгейін көп жылдар бойы байқау мәліметтерін қолданады.

Ең кең тараған су өткізгіш қондырғылардың бір түрі – шығыны 10 м³/с аспайтын суды өткізу үшін жер төсемінің төменгі бөлігіне салынған құбырлар. Оларды, әсіресе мұз жүрмейтін уақытша су ағыстарының бойына орналастырады. Құбырлардың төбесін топырақтың қалың қабатымен жабады, ал оның бетіндегі жол төсемі жолдың басқа учаскелеріндегі төсем құрамымен бірдей болады. Құбырлар үстіндегі жер төсемінің ені, жүргінші бөлік пен жол жағаларындағы төсем түрлері өзгермегендіктен, құбырлар жолдағы автомобильдердің қозғалыс жағдайларына әсер етпейді.

Көпірлер үстіндегі жол киімінің түрі мен жүргінші бөліктің ені кейбір жағдайларда жолда қабылданған түр және мәнмен бірдей болмайды. Көпірлерде жол жағасының орнына тротуарлар немесе доңғалақ итергіш брустар салынады. Сондықтан көпірлерде қозғалыс жылдамдығы төмендейді.

Үлкен өзендер арқылы көпір салынатын жерді таңдау – күрделі техникалық міндет. Мұнда кемелердің бөгетсіз жүзу талаптары қамтамасыз етілуі қажет, өйткені үйінділерді үю арқылы өзен арнасын кішірейткенде су ағынының жылдамдығы өседі, кемелердің жоғарыға қарай өзен бойымен жүзуі қиындайды. Оған қоса көпірдің ұзындығын қысқарту және оның құнын төмендеу үшін тасқын кезіндегі су ағысын ескере отырып, өзен енінің бір бөлігі ғана көпірмен жабылады. Тасқын нәтижесінде көпір алдында су жиналады. Осы судың баяу ағуын қамтамасыз ету үшін көпір маңайында реттегіш қондырғылар жүйесі орнықтырылады:

1. Су ағысын бағыттағыш дамбалар.

2. Траверстер және т.б.

Қисық сызықты траектория бойынша орналасқан дамбалардың радиустары көпірге жақындаған сайын өседі, мұның өзі көпір астында судың иірімсіз баяу ағуын қамтамасыз етеді.

Траверстер – жол үйіндісіне перпендикуляр салынған қысқа үйінділер. Олар құлдилардың шайылуына әкелетін, жол үйіндісінің бойымен ағатын суға қарама қарсы тұрады. Үйінділер тасқындар әсерінен бүлінбеуі үшін таспен, бетонды плиталармен, тал-шілік егу арқылы қатайтылады. Көпірлерде автомобильдер қозғалысы өтетін аралық құрылымдар мен жүктемеден пайда болатын қысымды топыраққа беретін тіректер болады.

Көпір үстіндегі жүргінші бөліктен жазғы және қысқы кезеңдеріндегі су деңгейіне дейінгі қашықтық көпірдің биіктігі деп аталады.

Су бетінің бойымен өлшенетін тіректердің арасындағы қашықтықтардың қосындысы көпірдің тесігі деп аталады.

Қазіргі кездегі көпірлер жүктемелік жұмыс жағдайларына байланысты негізгі төрт түрге бөлінеді: 1) мәткелік, 2) аркалық, 3) рамалық, 4) ілмелі.

1. Мәткелік көпірлерде тіреудің арасындағы кеңістік бірнеше мәткелермен немесе фермалармен жабылған. Жүктемелер әсер еткен кезде көпірдің аралық құрылымы иілуге жұмыс жасап, тіректерге тек вертикаль қысымдарды ғана береді. Мұнда фермалардың жеке элементтерінде созу немесе сығу күштері ғана пайда болады. Жүргінші бөліктің орналасуына байланысты мәткелік көпірлер астынан жүруі бар және үстінен жүруі бар болып екіге бөлінеді.

2. Аркалық көпірлерде қисық сызықты брус – арка негізгі көтергіш элемент болып табылады.

Олардың ұштары ауыр тіректерге тіреледі. Вертикаль жүктеме арканың сығылуы мен иілуін туғызады. Аркалардан тіректерге берілетін қысым вертикаль жүктемеден басқа тіректерді керуге ұмтылатын горизонталь күштерді де құрастырады.

3. Рамалы көпірлерде аралық құрылымдар мен тіректер бір-бірімен қатаң конструкция болып байланысқан, мұнда раманың горизонталь элементіне жүктеме әсер еткен жағдайда оның тіреуіші де жүктемемен қарсыласады. Жүктеме табанға берілген кезде рама тіреуіштерінің тірелген жерлерінде вертикаль күштерден басқа, бүйірлік керу пайда болады.

4. Ілмелі көпірлерде тіректерге бекітілген биік тіреуіштер арқылы өткізілген иілмелі кабельдер мен шынжырлар негізгі көтергіш элемент болып табылады, олар пилондар деп аталады. Жүргінші бөлік кабельдерге немесе шынжырларға ілінеді. Автомобильдер қозғалысы кезінде немесе қатты дауыл – жел соққанда көпірдің орнықтылығын қамтамасыз ету үшін жүргінші бөлік қатаң конструкциялы түрде жасалады да, ол қатаңдық мәткесі деп аталады. Кабельдердің ұштары жерге мықтылап бекітіледі немесе керу күштерін қабылдайтын қатаңдық балкасымен қосылады. Ілмелі көпірлердің кабельдері мен ілмектері жүктеме әсерінен созылуға жұмыс жасайды. Сондықтан ілмелі көпірлердің элементтерінің бойлық иілуге қарсы орнықтылық қорын қамтамасыз етудің қажеттілігі жоқ, бұл осы көпірлерді жеңіл және үнемді жобалауға мүмкіндік береді.

Әдебиет: [1; 2; 3; 4; 5; 6]

4-дәріс

Тақырыбы: Жол-құрылыс материалдары және жол киімдері

1. Автомобиль жолдарын салуға жұмсалатын материал-дар. Асфальтобетонды төсемдер – жол төсемдерінің ең жетілген түрі. Олар берік табанға жайылып, катоктардың көмегімен тығыздалған асфальт-бетон қоспасының екі немесе үш қабатынан тұрады. Асфальтобетон – бұл органикалық жабысқақ материал арқылы, яғни жұқа минералды ұнтақ пен битумның қоспасы арқылы, бір-бірімен байланысқан щебень немесе гравий және құмнан құрылған, осы қоспаны ыстық жағдайда тығыздағанда пайда болатын жасанды құрылыс материалы.

Минералды материалдардың түйіршіктерінің ірілігіне байланысты асфальтобетондар мынадай түрлерге бөлінеді:

- ірі түйіршікті (түйіршіктері 40 мм дейін);

- орта түйіршікті (түйіршіктері 20 мм дейін);

- ұсақ түйіршікті (түйіршіктері 10-15 мм дейін);

- құмдық (түйіршіктері 5 мм дейін).

Асфальтобетонның ерекшелігі – оның қасиеттерінің температураға тәуелділігі. Асфальтобетон құрамын ауа райы жағдайларын ескермей қабылдаса, онда қыс айларында жол төсемі жарылып кетуі мүмкін, ал жаз айларында, әсіресе, еліміздің оңтүстік аудандарында жол төсемі ығысып, кедір-бұдырлы болып кетуі мүмкін.

Асфальтобетонды қоспалар битумдардың қолданылуы мен температуралық жайылуына байланысты бірнеше түрге бөлінеді:

- ыстық қоспалар – жабысқақ битумда дайындалады және 120⁰ С –тан төмен болмайтын температурада төселеді. Мұндай асфальтобетондар өте берік болады.

- жылы қоспалар – жартылай жабысқақ және сұйық орташа қоюланатын битумдарда дайындалады, олар 60-70⁰ С температу-рада төселеді.

- суық қоспалар – сұйық битумдарда дайындалады. Оларды алдын-ала дайындап, бірнеше айлар бойы қоймаларда сақтауға болады.

Цементобетонды төсемдер – жүктемелерге қарсы жоғары кедергіге ие. Олар өлшемі ( 3 - 4м )х( 6-7м ) болатын жеке плита түрінде салынады, ал қалыңдығы жол категориясына байланысты 18 – 24 см аралығында болады. Плиталардың арасындағы жіктер – олардың ұзындықтары температураға байланысты өзгергенде қызмет етеді. Плиталардың бірге жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін олардың жіктеріне диаметрі 12 -18 мм болатын қысқа болат сымдар енгізіледі, олар бір плитадан екінші плитаға вертикаль жүктемелерді және бірен-саран игіш моменттерді беріп тұруға арналған. Плиталар арасындағы жіктерге минералды ұнтақ пен битумнан құрылған қоспа құйылады, ол судың жол төсемі табанына өтуіне кедергі жасайды. Әлсіз табанды цементобетонды төсемдер салған кезде плиталарға арматуралар енгізіледі.

Цементобетонды қоспа – цементтен, судан, құмнан, шебеннен (немесе гравийден) тұратын қоспа қатқан кезде пайда болатын берік жасанды тасты материал – бетон. Жол төсемінде қолданғанда оның сығылу беріктігі 35-50 МПа, ал созылу беріктігі 4-4,5 МПа болуы қажет.

Жетілдендірілген щебенді төсемдер – органикалық жабысқақ битум қосылған щебень немесе гравий қабатынан тұрады.

Жол құрылысы кезінде жабысқақ материалдарды щебень немесе гравиймен араластырып енгізудің әр-түрлі әдістері болады:

- жол бетінде араластыру әдісі – мұнда жобалық сызыққа дейін төселген гравий немесе щебеньге сұйық битум құйылады, одан кейін олар арнайы машиналар немесе автогрейдерлермен араластырылады.

- сіңбе әдісі – мұнда бірдей өлшемді тығыздалған щебень қабатының бетіне қыздырылған жабысқақ битумдар құйылады, олар щебень түйіршіктерінің араларына сіңеді, одан кейін төсемнің бетіне ұсақ щебеньдер шашылып, ауыр катоктармен тығыздалады. Сіңбе әдісімен салынған төсемдер 1500-2000 авт/тәулік қарқындылығына дейін шыдайды.

Беттік өңдеу – жұқа қорғаушы қабат. Мұндай қабатты қалыптастыру үшін жол бетіне қыздырылған жабысқақ битум құйылып, өте ұсақ щебеньдер шашылады, одан кейін ол катоктың көмегімен қатайтылады.

Тасты жолдар – жеке табиғи немесе жасанды тастардан құрылған төсемдер мен табандар, олардың өте берік беті болады және желінуге жақсы қарсыласады.

Щебеньді төсемдер – ұсатылған щебеньдерден құрылады. Щебеньді төсемдерді салғанда алғашқыда өлшемі 50-75 мм болатын ірі шебеньдер қабаты шашылады да, ол катоктармен тығыздалады. Щебеньдер үйкеліссіз жақсы тығыздалуы үшін су құйып отырады. Одан кейін өлшемі 15-25 мм болатын ұсақ щебеньдер шашылып, катоктардың көмегімен ірі щебеньдер жіктеріне нығыздалады. Ең соңында өлшемі 5-15 мм щебеньдер қабаты төселіп, нығыздалады.

Гравийлі төсемдер - өлшемі 70 мм артық болмайтын табиғи гравийлерден құрылады.

Жабысқақ материалдарды қосу арқылы жақсартылған топырақтан құрылған жол төсемдері – төсемнің ең қарапайым түрі. Мұндай төсемдер салынғанда топырақ цемент және известь қосу арқылы қатайтылады. Известьпен өңделген топырақ табанды салуға жұмсалады.

Топырақты жолдар – олардың төсемі болмайды, қозғалыс автомобильдердің жүрісінен тығыздалған жер беті арқылы жүзеге асырылады.