кать воду через выемку из кюветов на вышележащем участке насыпи. Верховой кювет должен выводиться в нагорную ка-

наву, а низовой – в сторону от дороги.

11.4.Испарительныебассейны

Встепных районах в IV и V дорожно-климатических зонах, имеющих незначительные уклоны местности, отсутствует поверхностный сток, поэтому нет возможно отвести воду от дороги по боковым и водоотводным канавам в пониженные участки. В этих случаях устраивают в стороне от дороги испарительные бассейны. Эти бассейны представляют котлован, вокруг которого устраивают земляные валики, чтобы исключить попадание воды с прилегающих территорий. Вместимость одного испарительного бассейна не превышает 200

–300 м3, глубина 1,5 м, а уровень воды не должен быть больше 0,6 м. Расчет испарительного бассейна сводится к подбору такой его

вместимости, чтобы количество воды, стекающей с земляного полотна во время дождя, успевало испариться за период между дождями. Испарительные бассейны допускается устраивать лишь в местах, где

164

климатические условия (небольшое количество осадков, высокая среднегодовая температура воздуха и сильные ветры) способствуют высокой испаряемости. Если за испарительными бассейнами не проводить уход, то они быстро зарастают и могут вызвать заболачивание местности. Для устройства испарительных бассейнов требуются большие территории.

На участках, где под испарительный бассейн используется резерв, следует предусматривать насыпь с бермой.

На участках местности, где затруднен отвод поверхностных вод, а грунтовые воды залегают близко к поверхности, целесообразно не проектировать испарительные бассейны. Высоту насыпи следует назначать такой, чтобы исключить увлажнение рабочего слоя за счет капиллярного поднятия.

11.5. Системасооруженийподземного водоотвода

Для предотвращения воздействия грунтовых вод на земляное полотно и дорожную одежду при близком их залегании от поверхности можно выполнить:

обеспечение необходимого возвышения поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод;

устройство в теле насыпи прослоек для прерывания перемещения капиллярной, пленочной и парообразной влаги;

строительство дренажной системы понижения уровня грунто-

вых вод.

К системе дорожного водоотвода относится подстилающий (дренирующий) слой дорожной одежды из песка, гравия и других крупнозернистых материалов. Этот слой собирает воду, проникающую через обочины, трещины и швы в покрытиях. Воду из этих слоев отводят на откосы насыпи или в боковые канавы по всей длине или в виде отдельных выпусков – дренажных воронок (рис. 11.4, 11.5) [39].

В весеннее время в дренирующий слой попадает вода, образующаяся при таянии грунта и ледяных линз, возникших при зимнем влагонакоплении на пучинистых участках.

Дренирующие песчаные слои необходимы во II и III ДКЗ, при пылеватых и глинистых грунтах земляного полотна.

Во всех случаях полную толщину дренирующего слоя следует принимать не менее 0,20 м.

165

что при заглублении в грунт ниже уровня грунтовых вод труба отводит воду, просачивающуюся из прилегающей части грунта. В результате этого около дренажа образуется осушенная зона.

При проложении дорог в местности с высокими грунтовыми водами можно так высоко поднять бровку насыпи и проезжую часть, что понижения грунтовых вод не потребуется. Однако в ряде случаев более целесообразно (или необходимо по каким-либо специальным условиям) понизить грунтовые воды под земляным полотном. Такие условия очень часто имеем при проектировании городских дорог при близком залегании грунтовых вод. На территории г. Омска глубина залегания грунтовых вод изменяется от 0,9 м до 4,0 м. В соответствии с табл. 8.2 при наличии суглинков легких и тяжелых минимальное возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод в III дорожно-климатической зоне должно составлять 1,8 м. Для удовлетворения этого условия необходимо понижать уровень грунтовых вод

– устраивать дренаж.

Если дрены располагаются на водоупоре, то можно ограничиться устройством одной верховой дрены, расчет которой полностью совпадает с изложенным выше. За дреной пространство будет постепенно осушено. Такие дрены называются совершенными (рис. 11.7, а). При глубоком залегании водоупора устраивают две дрены симметрично по обе стороны дороги и оставляют их висячими несовершен-

ными (рис. 11.7, б).

Рис. 11.7. Совершенный (а) и несовершенный дренажи (б) глубокого заложения:

1 – уровень грунтовых вод до устройства дренажа; 2 – после устройства; S – глубина понижения

На территории г. Омска такие дренажи не устроены, что способствует интенсивному разрушению дорожных одежд.

168

11.6.Определениеобъемовирасходов ливневыхиталыхвод

Количество воды, притекающей к сооружению с малого водосбора, поддается теоретическому расчету. Однако при этом неизбежны некоторые допущения. Наиболее трудно учесть ход дождя, снеготаяния и впитывания воды в почву во времени. Расчеты по нормам стока ведут с одинаковой схематизацией для всех водосборов и со стандартной оценкой метеорологических факторов стока по достаточно большим районам. Считают, что вероятности превышения объемов и расходов стока совпадают с вероятностями превышения стокообразующих факторов, т.е. ливней и снеготаяния, вызывающих сток. На основании этого предположения по результатам длительных наблюдений за осадками и снеготаянием вычисляют расходы и объемы стока расчетной вероятности превышения, переходя к ним от метеорологических факторов по теоретико-эмпирическим зависимостям. Корректировка таких теоретических норм стока возможна только путем сопоставления размеров стока, зафиксированных инструментально одновременно с измерением метеорологических факторов. Однако наблюдений за стоком с малых водосборов проводилось немного, в связи с чем чаще всего ограничиваются расчетом расходов и объемов ливневого стока по нормам, без их корректировки по данным натурных измерений.

Упрощенно предполагают, что ливневые воды притекают к сооружению по почти треугольному гидрографу. Максимальный расход, т.е. наибольшая ордината гидрографа наблюдается весьма короткое время, однако он является расчетной величиной, подлежащей обязательному определению.

Действующие нормы по определению расчетных гидрологических характеристик рекомендуют для малых водосборов осуществлять расчет ливневого стока, пользуясь принципом «предельных интенсивностей».

Одним из способов расчета, основанном на принципе «предельных интенсивностей» и дающим все необходимые характеристики ливневого стока, используемые в дорожном проектировании, является методика, разработанная в МАДИ проф. О.В. Андреевым и А.Ф. Шахидовым. Целесообразно использовать характеристики метеорологических факторов стока, установленные «Союздорпроектом», так называемый «коэффициент неполноты (редукции) стока».

169

11.7.Проектированиедорожныхканав

Дорожные канавы рассчитываются по уравнению равномерного движения жидкости, если длина канавы небольшая, то расчет производят по одному значению расхода. При большой длине канавы или при большой площади водосбора канаву делят на участки по различным значениям расходов.

При гидравлических расчетах использован принцип «предельных интенсивностей», заключающийся в установлении наиболее опасной продолжительности ливня, равной времени добегания воды, выпавшей в начале ливня, в наиболее удаленной точке водосбора до рассматриваемого водоотводного сооружения.

Площадь, с которой стекает вода в канаву, равна половине ширины дороги и ее протяженности, а также площади до водораздела, с которой может попадать вода. Эта площадь может быть найдена по карте в горизонталях.

Для расчета ливневого стока используется формула полного сто-

ка

где αчас – интенсивность ливня часовой продолжительности; F – площадь водосбора, км2; Кt – коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности ливня расчетной продолжительности; – коэффициент потерь стока; – коэффициент редукции, учитывающий неполноту стока, тем больше, чем больше площадь водосбора.

Типы укреплений канав выбирают на основании результатов гидравлических расчетов. Обычно при уклоне дна 5-10 ‰ канаву устраивают без укрепления. При больших уклонах принимают следующие типы укреплений: при уклонах дна от 10 до 30 ‰ – засев трав, одерновка или щебневание; от 30 до 50 ‰ – бетонные плиты или мощение; при уклонах более 50 ‰ – энергию потока гасят устройством специальных сооружений - перепадов и быстротоков. Кроме указанных типов укреплений используют обработанный вяжущими материалами грунт, а также в последнее время стали использовать асфальтобетон и габионы.

Одерновку плашмя и в стенку применяют для укрепления откосов. Дно укрепляют одерновкой только при ширине канавы более 1 м. При ширине менее 1 м дно укрепляют щебнем, крупным гравием, до-

170